通过Headless类型多集群Service跨集群访问有状态服务的指定实例

背景信息

Headless类型的服务在Kubernetes中是一种特殊的服务（Service）配置，其主要特点是没有分配ClusterIP。Kubernetes的DNS系统会为服务生成一条特殊的DNS记录，该记录直接指向所有匹配该服务 Selector的Pod的IP地址列表，而不是一个统一的Service IP。

客户端可通过域名跨集群访问服务中的指定实例，常用于有状态服务（StatefulSets）的应用访问，例如分布式数据库、消息队列等。

对于MySQL服务来说，可以使用该能力可以实现MySQL主从集群的读写分离，以提升性能和吞吐量，并提升系统的可靠性和容错性。

方案介绍

本文以有状态服务MySQL为例，介绍如何通过Headless类型服务实现跨集群访问MySQL服务中指定的Pod实例。

• ACK One多集群舰队Fleet实例管理关联集群（ACK Cluster 1、ACK Cluster 2）服务的开放与注入。

• ACK Cluster 1作为服务提供者集群，在ACK Cluster 1上创建MySQL服务和ServiceExport，将MySQL服务设置为允许集群外访问。

• ACK Cluster 2作为服务消费者集群，在ACK Cluster 2上创建ServiceImport对象和Client Pod以做验证。

• 在ACK Cluster 2中，Client Pod可通过域名访问ACK Cluster 1中的MySQL服务，并支持指定具体需要访问哪一个Pod实例。

前提条件

• 已开启舰队管理功能。具体操作，请参见开启舰队管理功能。

• 舰队的Fleet实例已添加2个关联集群（服务提供者集群、服务消费者集群）。具体操作，请参见添加关联集群。

• 确保关联集群的版本为1.22及以上版本。

• 获取服务提供者集群和服务消费者集群的Kubeconfig，并通过kubectl连接集群。具体操作，请参见获取集群KubeConfig并通过kubectl工具连接集群。

• 确保服务提供者集群和服务消费者集群的网络已连通。

  • 两个集群处于同一个VPC下。

  • 两个集群处于不同VPC下，已通过云企业网CEN打通网络。具体操作，请参见创建VPC连接。

步骤一：在服务提供者集群Cluster 1上创建MySQL服务和ServiceExport

1. 执行如下命令，在ACK Cluster 1中创建命名空间。本示例的命名空间为provider-ns。

   kubectl create ns provider-ns

2. 在ACK Cluster 1中创建MySQL服务。

   1. 使用如下内容创建一个mysql.yaml文件。

      apiVersion: v1
      kind: Secret
      metadata: 
          name: mysecret
      type: Opaque
      data:
         ROOT_PASSWORD: cGFzc3dvcmQ=
      ---
      apiVersion: v1
      kind: Service
      metadata:
        name: mysql
        labels:
          app: mysql
      spec:
        clusterIP: None
        selector:
          app: mysql
        ports:
          - name: tcp
            protocol: TCP
            port: 3306
      ---
      apiVersion: apps/v1
      kind: StatefulSet
      metadata:
        name: mysql
      spec:
        replicas: 2  # 本示例为部署2个Pod副本
        serviceName: mysql
        selector:
          matchLabels:
            app: mysql
        template:
          metadata:
            labels:
              app: mysql
          spec:
            terminationGracePeriodSeconds: 10
            containers:
              - name: mysql
                image: mysql:5.6
                ports:
                  - name: tpc
                    protocol: TCP
                    containerPort: 3306
                env:
                  - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
                    valueFrom: 
                     secretKeyRef: 
                      key: ROOT_PASSWORD
                      name: mysecret
                volumeMounts:
                  - name: data
                    mountPath: /var/lib/mysql
        volumeClaimTemplates:
          - metadata:
              name: data
            spec:
              storageClassName: standard
              accessModes:
                - ReadWriteOnce
              resources:
                requests:
                  storage: 50Gi
              storageClassName: alicloud-disk-topology-alltype

   2. 执行如下命令创建MySQL服务。

      kubectl -n provider-ns create -f mysql.yaml

      预期输出如下：

      secret/mysecret created
      service/mysql created
      statefulset.apps/mysql created

3. 在ACK Cluster 1中创建ServiceExport资源，指定需要开放多集群访问的Kubernetes服务。本示例为mysql服务。

   1. 使用如下内容创建一个serviceexport.yaml文件。

      apiVersion: multicluster.x-k8s.io/v1alpha1
      kind: ServiceExport
      metadata:
        name: mysql           # 名称与待开放的Kubernetes服务名称相同。

   2. 执行如下命令创建ServiceExport。

      kubectl -n provider-ns create -f serviceexport.yaml

      预期输出如下：

      serviceexport.multicluster.x-k8s.io/mysql created

步骤二：在服务消费者集群Cluster 2上创建Namespace和ServiceImport

1. 执行如下命令在ACK Cluster 2创建服务提供者命名空间。本示例的命名空间为provider-ns。

   kubectl create ns provider-ns

2. 在ACK Cluster 2中创建ServiceImport。

   1. 使用如下内容创建一个serviceimport.yaml文件。

      重要

      ServiceImport的类型，即type必须设置为Headless。

      apiVersion: multicluster.x-k8s.io/v1alpha1
      kind: ServiceImport
      metadata:
        name: mysql              # 名称与待开放的Kubernetes服务名称相同。
      spec:
        ports:                   # 与待开放的Kubernetes服务ports相同。
        - name: tcp
          port: 3306
          protocol: TCP
        type: Headless

   2. 执行如下命令创建ServiceImport服务。

      kubectl -n provider-ns create -f serviceimport.yaml

      预期输出如下：

      serviceimport.multicluster.x-k8s.io/mysql created

步骤三：在服务消费者集群中通过域名访问服务提供者中的指定MySQL实例

在服务消费者集群ACK Cluster 2中，通过以下两种域名均可访问服务提供者集群ACK Cluster 1中MySQL服务的指定实例。

• ${pod name}.amcs-${service name}.${namespace}.svc.cluster.local

• ${pod name}.${service name}.${namespace}.svc.clusterset.local