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第12章 流量策略、会话保持与拓扑感知 ​

本章讲解 Service 的高级话题：会话保持、外部/内部流量策略、拓扑感知路由。这些能力直接影响生产环境的行为和性能。

12.1 会话保持（Session Affinity） ​

默认情况下，Service 的流量是随机分发的。如果希望同一客户端的流量始终转发到同一个后端 Pod，可以开启会话保持。

yaml
spec:
  sessionAffinity: ClientIP
  sessionAffinityConfig:
    clientIP:
      timeoutSeconds: 10800   # 默认 3 小时

工作原理 ​

基于 iptables/ipvs 的 recent 模块，记录客户端 IP 与后端 Pod 的对应关系。

注意事项 ​

  • 对 NAT 后的多客户端可能集中到同一 IP。
  • 不是应用层会话保持，只是四层的源 IP 保持。
  • 后端 Pod 变化后，新连接会重新分配。

12.2 外部流量策略（externalTrafficPolicy） ​

Cluster 模式（默认） ​

yaml
spec:
  externalTrafficPolicy: Cluster
项目行为
流量路径可能跨节点转发
源 IP被 SNAT 成节点 IP，Pod 看不到真实客户端 IP
负载均衡节点 + Pod 两层均衡，整体较均衡
空节点风险无，任意节点都能转发到集群内任意 Pod
性能可能有额外一跳，延迟略高

Local 模式 ​

yaml
spec:
  externalTrafficPolicy: Local
项目行为
流量路径只转发到本节点 Pod
源 IP保留真实客户端 IP
负载均衡依赖 VIP 和 Pod 分布，可能不均衡
空节点风险有，本节点无 Pod 时连接被丢弃
性能通常更优，无额外一跳

选择建议 ​

场景推荐策略
需要保留真实客户端 IPLocal
后端 Pod 分布均匀，且 LB 有健康检查Local
追求简单、高可用、Pod 分布不均Cluster
对延迟敏感，但可接受源 IP 丢失Cluster

12.3 内部流量策略（internalTrafficPolicy） ​

控制集群内部流量的转发范围：

策略行为
Cluster（默认）内部流量可转发到任意节点的 Pod
Local只转发到与客户端同一节点的 Pod
yaml
spec:
  internalTrafficPolicy: Local

适用场景 ​

  • 希望减少跨节点流量，降低延迟和带宽。
  • 数据本地化要求高的应用（如大数据、缓存）。

风险 ​

  • 可能降低负载均衡效果。
  • 如果本节点没有后端 Pod，需要回退到 Cluster（Kubernetes 1.25+ 支持自动回退）。

12.4 拓扑感知路由 ​

EndpointSlice 可携带 zone 或 nodeName 等拓扑信息，配合 Service 注解，使流量优先在同一可用区或同一节点内路由。

yaml
metadata:
  annotations:
    service.kubernetes.io/topology-mode: Auto

优点 ​

  • 降低跨可用区延迟。
  • 减少跨区带宽费用。
  • 提高容错能力（单可用区故障时自动切换）。

12.5 健康检查与就绪 ​

只有 Readiness Probe 通过且未处于 Terminating 状态的 Pod 才会被加入 Endpoints/EndpointSlice。因此，务必为生产服务配置 readinessProbe。

12.6 本章小结 ​

  • sessionAffinity: ClientIP 实现基于源 IP 的会话保持。
  • externalTrafficPolicy=Local 保留源 IP，但可能导致空节点丢包。
  • internalTrafficPolicy=Local 减少跨节点流量。
  • 拓扑感知路由优先在同一可用区/节点转发。
  • readinessProbe 决定 Pod 是否能接收流量。

本章练习 ​

  1. 为一个 Service 开启 sessionAffinity: ClientIP，用多个请求验证是否命中同一 Pod。
  2. 分别测试 externalTrafficPolicy=Cluster 和 Local，比较 Pod 内看到的源 IP。
  3. 思考：你的业务是否需要保留真实源 IP？如果需要，如何配置？