扩展服务 IP 范围

本文档介绍了如何扩展分配给集群的现有服务 IP 范围。

开始之前

您需要有一个 Kubernetes 集群，并且 kubectl 命令行工具必须配置为与您的集群通信。建议在至少有两个节点（不充当控制平面主机）的集群上运行本教程。如果您还没有集群，可以使用 minikube 创建一个，或者可以使用以下 Kubernetes 游乐场之一

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• 玩转 Kubernetes

API

启用了 MultiCIDRServiceAllocator 功能开关 和 networking.k8s.io/v1alpha1 API 的 kube-apiserver 的 Kubernetes 集群将创建一个新的 ServiceCIDR 对象，该对象采用众所周知的名称 kubernetes，并使用基于 --service-cluster-ip-range 命令行参数的值的 IP 地址范围到 kube-apiserver。

kubectl get servicecidr

NAME         CIDRS          AGE
kubernetes   10.96.0.0/28   17d

众所周知的 kubernetes 服务（将 kube-apiserver 端点公开给 Pod）从默认 ServiceCIDR 范围计算第一个 IP 地址，并使用该 IP 地址作为其集群 IP 地址。

kubectl get service kubernetes

NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1    <none>        443/TCP   17d

在这种情况下，默认服务使用集群 IP 10.96.0.1，该 IP 具有相应的 IPAddress 对象。

kubectl get ipaddress 10.96.0.1

NAME        PARENTREF
10.96.0.1   services/default/kubernetes

ServiceCIDR 受 终结器 的保护，以避免留下孤儿服务集群 IP；只有在存在包含现有 IPAddress 的另一个子网或没有属于该子网的 IPAddress 时，才会删除终结器。

扩展可用于服务的 IP 数量

在某些情况下，用户需要增加可用于服务的地址数量，以前，增加服务范围是一个破坏性操作，也可能导致数据丢失。使用此新功能，用户只需添加一个新的 ServiceCIDR 即可增加可用地址的数量。

添加新的 ServiceCIDR

在为服务使用 10.96.0.0/28 范围的集群中，只有 2^(32-28) - 2 = 14 个 IP 地址可用。kubernetes.default 服务始终创建；对于此示例，这将使您只剩下 13 个可能的服务。

for i in $(seq 1 13); do kubectl create service clusterip "test-$i" --tcp 80 -o json | jq -r .spec.clusterIP; done

10.96.0.11
10.96.0.5
10.96.0.12
10.96.0.13
10.96.0.14
10.96.0.2
10.96.0.3
10.96.0.4
10.96.0.6
10.96.0.7
10.96.0.8
10.96.0.9
error: failed to create ClusterIP service: Internal error occurred: failed to allocate a serviceIP: range is full

您可以通过创建一个扩展或添加新 IP 地址范围的新 ServiceCIDR 来增加可用于服务的 IP 地址数量。

cat <EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: networking.k8s.io/v1alpha1
kind: ServiceCIDR
metadata:
  name: newcidr1
spec:
  cidrs:
  - 10.96.0.0/24
EOF

servicecidr.networking.k8s.io/newcidr1 created

这将允许您创建具有从该新范围中选择的集群 IP 的新服务。

for i in $(seq 13 16); do kubectl create service clusterip "test-$i" --tcp 80 -o json | jq -r .spec.clusterIP; done

10.96.0.48
10.96.0.200
10.96.0.121
10.96.0.144

删除 ServiceCIDR

如果存在依赖于 ServiceCIDR 的 IPAddress，则无法删除 ServiceCIDR。

kubectl delete servicecidr newcidr1

servicecidr.networking.k8s.io "newcidr1" deleted

Kubernetes 在 ServiceCIDR 上使用终结器来跟踪这种依赖关系。

kubectl get servicecidr newcidr1 -o yaml

apiVersion: networking.k8s.io/v1alpha1
kind: ServiceCIDR
metadata:
  creationTimestamp: "2023-10-12T15:11:07Z"
  deletionGracePeriodSeconds: 0
  deletionTimestamp: "2023-10-12T15:12:45Z"
  finalizers:
  - networking.k8s.io/service-cidr-finalizer
  name: newcidr1
  resourceVersion: "1133"
  uid: 5ffd8afe-c78f-4e60-ae76-cec448a8af40
spec:
  cidrs:
  - 10.96.0.0/24
status:
  conditions:
  - lastTransitionTime: "2023-10-12T15:12:45Z"
    message: There are still IPAddresses referencing the ServiceCIDR, please remove
      them or create a new ServiceCIDR
    reason: OrphanIPAddress
    status: "False"
    type: Ready

通过删除包含阻止删除 ServiceCIDR 的 IP 地址的服务

for i in $(seq 13 16); do kubectl delete service "test-$i" ; done

service "test-13" deleted
service "test-14" deleted
service "test-15" deleted
service "test-16" deleted

控制平面会注意到删除。然后，控制平面会删除其终结器，以便正在等待删除的 ServiceCIDR 将被实际删除。

kubectl get servicecidr newcidr1

Error from server (NotFound): servicecidrs.networking.k8s.io "newcidr1" not found