随着云原生应用的广泛使用，Kubernetes 已经成为了云原生应用最受欢迎的管理平台之一。Kubernetes 提供了一种通过容器编排来部署和维护应用程序的方法。这种方式带来了很多好处，例如可扩展性、高可用性、故障恢复等。在 Kubernetes 中使用 Service 和 Ingress 实现负载均衡和访问控制，是非常常见的情况。本文将详细介绍如何在 Kubernetes 中使用 Service 和 Ingress 实现负载均衡和访问控制。
Service
Service 是 Kubernetes 中用来定义逻辑应用的抽象概念，它通常使用一个 DNS 名称来表示一组相同的 Pods，并为这些 Pods 提供访问入口。Kubernetes 中的 Service 通过 ClusterIP、NodePort、LoadBalancer 三种类型来分别实现内部服务和对外服务的负载均衡和访问控制。
- ClusterIP：这种类型的 Service 只能在 Kubernetes 集群内部通过 IP 地址进行访问，不能从集群外部访问。
- NodePort：这种类型的 Service 将选择的应用端口映射到节点（Node）的 IP 地址和高端口上，在集群内部和外部都可以通过该端口访问 Service。
- LoadBalancer：这种类型的 Service 借助云服务商所提供的负载均衡器，在集群外部提供统一的入口，并向 Kubernetes 集群内部的相关 Service 分配一个外部 IP 地址，可以实现内部服务和对外服务的统一入口。
使用 Service 实现负载均衡
在 Kubernetes 中，为了提高应用程序的可用性和性能，通常需要将应用程序部署到多个 Pod 实例中，通过 Service 实现对这些 Pod 的负载均衡。在负载均衡场景下，将需求分配给多个 Pod 可以提高应用的处理能力和可用性。
下面是一个简单的 Service 对象定义示例：
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----- ---------上面的示例中，Service 的名称定义为 nginx，spec.selector 用来指定 Service 需要绑定到哪些 Pod 上，这里使用了 app=nginx 的标签选择器对相关的 Pod 进行选择。在上述配置中，我们指定 Service 使用端口 80，targetPort（容器中监听的端口）也为 80，在这种情况下，Kubernetes 系统会自动从该 Service 所选择的 Pod 中进行轮询式的负载均衡。
使用 Service 实现访问控制
除了负载均衡，Service还可以用来实现访问控制，根据需求，您可以在 Service 中配置不同的策略来实现访问控制。可以为集群外的客户端和 Kubernetes 集群内部的其他组件设置访问选项，包括 IP 地址、服务名称、需要访问的端口，甚至是调用方的身份信息等。具体来说，您可以使用以下两种方式实现 Service 的访问控制：
- 在 Service 层面进行访问控制：您可以使用 NetworkPolicy 在 Service 之间强制执行网络策略。这样可以让您有更多的控制，以确保只有经过身份验证的用户或其他信任的组件才能访问 Service。您可以通过名称选择器指定 Service 的名称和选择器，以便 NetworkPolicy 可以为相关的 Service 应用访问控制规则。
- 在 Pod 层面进行访问控制：您可以使用 PodSecurityPolicy 在应用程序级别上强制执行访问策略。这样可以让您为集群内部的各个 Pod 配置自己的安全选项。通过使用 Pod Security Policies，您可以确保集群的 Pod 不会运行不受信任的容器镜像，也可以限制 Pod 对本地存储卷的访问，并基于不同角色的 Pod 来设置不同的安全选项。
Ingress
Ingress 是 Kubernetes 中用于公开 HTTP 和 HTTPS 服务的 API 对象。它提供了对 Kubernetes 集群外部的 HTTP 流量的访问控制。在 Kubernetes 中，使用 Ingress 可以轻松地添加和管理 HTTP 和 HTTPS 网址路由。Kubernetes 中的 Ingress API 由多种实现方式，包括 Nginx、Traefik、Istio 等。
配置 Ingress
为了配置 Ingress，首先需要确保您的 Kubernetes 集群上已部署 Ingress 控制器，然后需要在 Ingress 对象中定义规则。 在 Kubernetes 中，一个 Ingress 规则由以下三个组成：
- host：要将请求路由到的主机名。
- paths：与 host 构成的一组 URL 路径匹配规则，通过该规则将请求路由到指定 Service 上。
- backend：当请求未被以上路径规则匹配时要将请求路由到的默认 Service。
下面是一个简单的 Ingress 对象定义示例：
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----- ----上面的示例中，我们首先定义了 Ingress，然后定义了一个规则，将来自 example.com 的 HTTP 流量路由到了 Service nginx 的 http 端口。通过使用 path 和 pathType，我们还将 example.com/foo 的所有请求路由到了 nginx 服务的 http 端口。
使用 Ingress 实现负载均衡和访问控制
在 Kubernetes 中，Ingress 具有两种用途：实现负载均衡和访问控制。通过 Ingress 资源，您可以轻松地扩展 Kubernetes 群集，为单个主机、虚拟主机甚至是一组 HTTP 路径配置端口和协议。此外，Ingress 还可以使用网络策略，为外部 HTTP 流量提供鉴定和授权，从而实现访问控制。
下面是一个混合负载均衡和访问控制的 Ingress 对象示例：
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