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EndpointSlice 是一個(gè)新 API，它提供了 Endpoint API 可伸縮和可拓展的替代方案。EndpointSlice 會(huì)跟蹤 Service Pod 的 IP 地址、端口、readiness 和拓?fù)湫畔ⅰ?/span>

在 Kubernetes v1.19 中，此功能將默認(rèn)啟用：從 EndpointSlice （不是 Endpoint）中讀取 kube-proxy。盡管這個(gè)更改看起來并不起眼，但實(shí)際上它能讓大型集群的可伸縮性得到顯著提高。另外，它還與 Kubernetes 未來版本中的重要新功能有關(guān)，例如 Topology Aware Routing。

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Endpoint API 可伸縮性限制

如果使用 Endpoint API，Service 只有一個(gè) Endpoint 資源。這意味著它需要為 Service 的每個(gè) Pod 都存儲(chǔ)好 IP 地址和端口（網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)），這需要大量的 API 資源。另外，kube-proxy 會(huì)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，并監(jiān)控 Endpoint 資源的任何更新。如果 Endpoint 資源中有一個(gè)端口發(fā)生更改，那么整個(gè)對(duì)象都會(huì)分發(fā)到 kube-proxy 的每個(gè)實(shí)例。

Endpoint API 另一個(gè)局限是，它會(huì)限制跟蹤 Service 的網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)數(shù)量。一般存儲(chǔ)在 etcd 中的對(duì)象默認(rèn)大小限制為 1.5MB。在某些情況下，它會(huì)將 Endpoint 資源限制為 5000 個(gè) Pod IP。對(duì)于大多數(shù)用戶而言，這沒什么關(guān)系，但是對(duì)于接近這個(gè)大小的 Service 而言，就有大問題了。

為了說明這些問題的嚴(yán)重程度，這里舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。如果一個(gè) Service 有 5000 個(gè) Pod，它如果有 1.5MB 的 Endpoint 資源。當(dāng)該列表中的某個(gè)網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)發(fā)生了變化，那么就要將完整的 Endpoint 資源分發(fā)給集群中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)。在具有 3000 個(gè)節(jié)點(diǎn)的大型集群中，這會(huì)是個(gè)很大的問題。每次更新將跨集群發(fā)送 4.5GB 的數(shù)據(jù)（1.5MB*3000，即 Endpoint 大小 * 節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)），并且每次端點(diǎn)更新都要發(fā)送這么多數(shù)據(jù)。想象一下，如果進(jìn)行一次滾動(dòng)更新，共有 5000 個(gè) Pod 全部被替換，那么傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量將超過 22 TB。

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EndpointSlice API 拆分 Endpoint

EndpointSlice API 旨在通過類似于分片的方法來解決該問題。我們不跟蹤 Service Pod IP 的單個(gè) Endpoint 資源，而是將它們拆分為多個(gè)較小的 EndpointSlice。

舉個(gè)例子，現(xiàn)在有 15 個(gè) Pod 在支持一個(gè) Service，那么就有跟蹤這些的一個(gè) Endpoint 資源。如果將 EndpointSlice 配置為每個(gè) EndpointSlice 存儲(chǔ) 5 個(gè)端點(diǎn)，就得到了 3 個(gè)不同的 EndpointSlice：

默認(rèn)情況下，EndpointSlice 每個(gè)存儲(chǔ)能多達(dá) 100 個(gè)端點(diǎn)，我們可以使用 kube-controller-manager 的 --max-endpoints-per-slice 標(biāo)簽進(jìn)行配置。

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EndpointSlice 提升 10 倍可伸縮性

EndpointSlice API 大大提高了網(wǎng)絡(luò)的可伸縮性，因?yàn)楝F(xiàn)在添加或刪除 Pod 時(shí)，只需更新 1 個(gè)小的 EndpointSlice。尤其是成百上千個(gè) Pod 支持單個(gè) Service 時(shí)，差異將非常明顯。

更重要的是，既然 Service 的所有 Pod IP 都不需要存儲(chǔ)在單個(gè)資源中，那么我們就不必?fù)?dān)心 etcd 中存儲(chǔ)對(duì)象的大小限制。EndpointSlice 可以用于擴(kuò)展到超過 10 萬個(gè)網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)的 Service。

當(dāng)這些與 kube-proxy 的一些重大性能改進(jìn)結(jié)合在一起后，再大規(guī)模地使用 EndpointSlice 時(shí)，用于端點(diǎn)更新的數(shù)據(jù)將大大減少，kube-proxy 還可以更快更新 iptables 和 ipvs 規(guī)則。這樣，Service 現(xiàn)在的可伸縮性能達(dá)到以前的至少 10 倍。

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EndpointSlice 有關(guān)新功能

作為 Kubernetes v1.16 中的 alpha 功能引入的 EndpointSlice 在 Kubernetes 未來版本中，會(huì)和一些令人興奮的新功能有關(guān)，例如 dual-stack Service、topology aware routing 和 endpoint subsetting。

Dual-stack Service 是一項(xiàng)與 EndpointSlice 一起開發(fā)的新功能。它們利用 IPv4 和 IPv6 地址提供 Service，并依靠 EndpointSlice 上的 addressType 字段按 IP 系列跟蹤這些地址。

Topology aware routing 會(huì)更新 kube-proxy 以 prefer 同一區(qū)域或區(qū)域內(nèi)的路由請(qǐng)求。這使用了為 EndpointSlice 端點(diǎn)存儲(chǔ)的拓?fù)渥侄巍Ａ硗猓壳斑€在探索 endpoint subsetting 的潛力，未來 kube-proxy 將只允許觀察 EndpointSlice 的子集。這可以與 topology aware routing 結(jié)合使用，這樣 kube-proxy 只需要監(jiān)控包含同一區(qū)域內(nèi)端點(diǎn)的 EndpointSlice，這將提供另一個(gè)非常顯著的可伸縮性改進(jìn)。

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這對(duì) Endpoint API 意味著什么？

盡管 EndpointSlice API 為 Endpoint API 提供了更強(qiáng)伸縮性的替代方案，但是 Endpoint API 目前還被認(rèn)為是普遍可用且穩(wěn)定的選擇。Endpoint API 最重要的更改計(jì)劃需要包括 truncate Endpoint，否則肯定會(huì)遇到可伸縮性問題。

Endpoint API 不會(huì)就此消失，但許多新功能會(huì)依賴于 EndpointSlice API。為了利用 EndpointSlice 提供的可伸縮性和新功能，當(dāng)前在使用 Endpoint 的應(yīng)用程序可能會(huì)在未來考慮使用 EndpointSlice。

原文地址：https://kubernetes.io/blog/2020/09/02/scaling-kubernetes-networking-with-endpointslices/

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