14.深刻k8s：kube-proxy ipvs及其源码分析

时间 2020-10-09

标签 html node nginx git github 算法 segmentfault api 服务器网络栏目 HTML 繁體版

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转载请声明出处哦~，本篇文章发布于luozhiyun的博客：https://www.luozhiyun.comhtml

源码版本是1.19node

这一篇是讲service，可是基础使用以及基本概念因为官方实在是写的比较完整了，我没有必要复述一遍，因此还不太清楚的小伙伴们能够去看官方的文档：https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/。nginx

IPVS 概述

在 Kubernetes 集群中，每一个 Node 运行一个 kube-proxy 进程。kube-proxy 负责为 Service 实现了一种 VIP（虚拟 IP）的形式。git

从官方文档介绍来看：github

从 Kubernetes v1.0 开始，您已经可使用 userspace 代理模式。 Kubernetes v1.1 添加了 iptables 模式代理，在 Kubernetes v1.2 中，kube-proxy 的 iptables 模式成为默认设置。 Kubernetes v1.8 添加了 ipvs 代理模式。算法

如今咱们看的源码是基于1.19，因此如今默认是ipvs代理模式。segmentfault

LVS是国内章文嵩博士开发并贡献给社区的，主要由ipvs和ipvsadm组成。api

ipvs是工做在内核态的4层负载均衡，基于内核底层netfilter实现，netfilter主要经过各个链的钩子实现包处理和转发。ipvs由ipvsadm提供简单的CLI接口进行ipvs配置。因为ipvs工做在内核态，只处理四层协议，所以只能基于路由或者NAT进行数据转发，能够把ipvs看成一个特殊的路由器网关，这个网关能够根据必定的算法自动选择下一跳。服务器

IPVS vs IPTABLES

iptables 使用链表，ipvs 使用哈希表；
iptables 只支持随机、轮询两种负载均衡算法而 ipvs 支持的多达 8 种；
ipvs 还支持 realserver 运行情况检查、链接重试、端口映射、会话保持等功能。

IPVS用法

IPVS能够经过ipvsadm 命令进行配置，如-L列举，-A添加，-D删除。网络

以下命令建立一个service实例172.17.0.1:32016，-t指定监听的为TCP端口，-s指定算法为轮询算法rr(Round Robin)，ipvs支持简单轮询(rr)、加权轮询(wrr)、最少链接(lc)、源地址或者目标地址散列(sh、dh)等10种调度算法。

ipvsadm -A -t 172.17.0.1:32016 -s rr

在添加调度算法的时候还须要用-r指定server地址，-w指定权值，-m指定转发模式，-m设置masquerading表示NAT模式（-g为gatewaying，即直连路由模式），以下所示：

ipvsadm -a -t 172.17.0.1:32016 -r 10.244.1.2:8080 -m -w 1
ipvsadm -a -t 172.17.0.1:32016 -r 10.244.1.3:8080 -m -w 1
ipvsadm -a -t 172.17.0.1:32016 -r 10.244.3.2:8080 -m -w 1

Service ClusterIP原理

不清楚iptables调用链的同窗能够先看看：https://www.zsythink.net/archives/1199了解一下。

咱们这里使用上一篇HPA的一个例子：

apiVersion: apps/v1 
kind: Deployment
metadata:
  name: hpatest
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: hpatest     
  template: 
    metadata:
      labels:
        app: hpatest
    spec:
      containers:
      - name: hpatest
        image: nginx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        command: ["/bin/sh"]
        args: ["-c","/usr/sbin/nginx; while true;do echo `hostname -I` > /usr/share/nginx/html/index.html; sleep 120;done"]
        ports: 
        - containerPort: 80
        resources:
          requests:
            cpu: 1m
            memory: 100Mi
          limits:
            cpu: 3m
            memory: 400Mi  
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: hpatest-svc
spec:
  selector:
    app: hpatest
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
    protocol: TCP

建立好以后，看看svc：

# kubectl get svc
NAME          TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
hpatest-svc   ClusterIP   10.68.196.212   <none>        80/TCP     2m44s

而后咱们查看ipvs配置状况：

# ipvsadm -S -n | grep 10.68.196.212

-A -t 10.68.196.212:80 -s rr
-a -t 10.68.196.212:80 -r 172.20.0.251:80 -m -w 1

-S表示输出所保存的规则，-n表示以数字的形式输出ip和端口。能够看到ipvs的LB IP为ClusterIP，算法为rr，RS为Pod的IP。使用的模式为NAT模式。

当咱们建立Service以后，kube-proxy 首先会在宿主机上建立一个虚拟网卡（叫做：kube-ipvs0），并为它分配 Service VIP 做为 IP 地址，以下所示：

# ip addr show kube-ipvs0
7: kube-ipvs0: <BROADCAST,NOARP> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default
    link/ether 12:bb:85:91:96:4d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    ...
    inet 10.68.196.212/32 brd 10.68.196.212 scope global kube-ipvs0
       valid_lft forever preferred_lft forever

下面看看ClusterIP如何传递的。使用命令：iptables -t nat -nvL能够看到由不少Chain，ClusterIP访问方式为：

PREROUTING --> KUBE-SERVICES --> KUBE-CLUSTER-IP --> INPUT --> KUBE-FIREWALL --> POSTROUTING

当使用命令连接服务时：

curl  10.68.196.212:80

因为10.96.54.11就在本地，因此会以这个IP做为出口地址，即源IP和目标IP都是10.96.54.11，此时至关于：

10.68.196.212:xxxx ->  10.68.196.212:80

而后通过ipvs，ipvs会从RS ip列中选择其中一个Pod ip做为目标IP:

10.68.196.212:xxxx ->  10.68.196.212:80
                   |
                   | IPVS
                   v
172.20.0.251:xxxx   ->  172.20.0.251:80

查看OUTPUT规则：

# iptables-save 
-A OUTPUT -m comment --comment "kubernetes service portals" -j KUBE-SERVICES
-A KUBE-SERVICES ! -s 172.20.0.0/16 -m comment --comment "Kubernetes service cluster ip + port for masquerade purpose" -m set --match-set KUBE-CLUSTER-IP dst,dst -j KUBE-MARK-MASQ
-A KUBE-MARK-MASQ -j MARK --set-xmark 0x4000/0x4000

如上规则的意思就是除了Pod之外访问ClusterIP的包都打上0x4000/0x4000。

到了POSTROUTING链:

-A POSTROUTING -m comment --comment "kubernetes postrouting rules" -j KUBE-POSTROUTING
-A KUBE-POSTROUTING -m comment --comment "kubernetes service traffic requiring SNAT" -m mark --mark 0x4000/0x4000 -j MASQUERADE

如上规则的意思就是只要匹配mark0x4000/0x4000的包都作SNAT，因为172.20.0.251是从flannel.1出去的，所以源ip会改为flannel.1的ip 172.20.0.0：

10.68.196.212:xxxx -> 10.68.196.212:80
                    |
                    | IPVS
                    v
10.68.196.212:xxxx  -> 172.20.0.251:80
                     |
                     | MASQUERADE
                     v
172.20.0.0:xxxx     -> 172.20.0.251:80

最后经过VXLAN隧道发到Pod的Node上，转发给Pod的veth，回包经过路由到达源Node节点，源Node节点经过以前的MASQUERADE再把目标IP还原为172.20.0.251。

kube-proxy ipvs 源码分析

初始化ipvs

文件位置：cmd/kube-proxy/app/server_others.go

kube-proxy启动的时候会调用NewProxyServer初始化ipvs 代理：

func newProxyServer(
	config *proxyconfigapi.KubeProxyConfiguration,
	cleanupAndExit bool,
	master string) (*ProxyServer, error) {

	...
	//获取代理模式userspace iptables ipvs
	proxyMode := getProxyMode(string(config.Mode), canUseIPVS, iptables.LinuxKernelCompatTester{})
	...
	//代理模式是iptables
	if proxyMode == proxyModeIPTables {
		...
	//	代理模式是ipvs
	} else if proxyMode == proxyModeIPVS {
		klog.V(0).Info("Using ipvs Proxier.")
		//判断是够启用了 ipv6 双栈
		if utilfeature.DefaultFeatureGate.Enabled(features.IPv6DualStack) {
			...
		} else {
			...
			//初始化 ipvs 模式的 proxier
			proxier, err = ipvs.NewProxier(
				...
			)
		}
		...
	} else {
		...
	}

	return &ProxyServer{
		...
	}, nil
}

NewProxyServer方法会根据proxyMode来选择是IPVS仍是IPTables，ipvs会调用ipvs.NewProxier方法来初始化一个proxier。

NewProxier

func NewProxier(... ) (*Proxier, error) {
	...  
	//对于 SNAT iptables 规则生成 masquerade 标记
	masqueradeValue := 1 << uint(masqueradeBit)
	...
	//设置默认调度算法 rr
	if len(scheduler) == 0 {
		klog.Warningf("IPVS scheduler not specified, use %s by default", DefaultScheduler)
		scheduler = DefaultScheduler
	}
	// healthcheck服务器对象建立
	serviceHealthServer := healthcheck.NewServiceHealthServer(hostname, recorder)

	...
	//初始化 proxier
	proxier := &Proxier{
		...
	} 
	//初始化 ipset 规则
	proxier.ipsetList = make(map[string]*IPSet)
	for _, is := range ipsetInfo {
		proxier.ipsetList[is.name] = NewIPSet(ipset, is.name, is.setType, isIPv6, is.comment)
	}
	burstSyncs := 2
	klog.V(2).Infof("ipvs(%s) sync params: minSyncPeriod=%v, syncPeriod=%v, burstSyncs=%d",
		ipt.Protocol(), minSyncPeriod, syncPeriod, burstSyncs)
	//初始化 syncRunner
	proxier.syncRunner = async.NewBoundedFrequencyRunner("sync-runner", proxier.syncProxyRules, minSyncPeriod, syncPeriod, burstSyncs)
	//启动 gracefuldeleteManager
	proxier.gracefuldeleteManager.Run()
	return proxier, nil
}

这个方法主要作了以下几件事：

对于 SNAT iptables 规则生成 masquerade 标记；
设置默认调度算法 rr；
healthcheck服务器对象建立；
初始化 proxier；
初始化 ipset 规则；
初始化 syncRunner；
启动 gracefuldeleteManager；

这个方法在初始化syncRunner的时候设置了proxier.syncProxyRules方法做为一个参数构建了同步运行器syncRunner。

调用同步运行器

文件位置：cmd/kube-proxy/app/server.go

func (s *ProxyServer) Run() error {
	...
    //调用ipvs的SyncLoop方法
	go s.Proxier.SyncLoop()

	return <-errCh
}

kube-proxy在启动的时候会初始化完ProxyServer 对象后，会调用runLoop方法，而后调用到ProxyServer的Run方法中，最后调用ipvs的SyncLoop方法。

func (proxier *Proxier) SyncLoop() { 
    ...
    proxier.syncRunner.Loop(wait.NeverStop)     //执行NewBoundedFrequencyRunner对象Loop
}

func (bfr *BoundedFrequencyRunner) Loop(stop <-chan struct{}) {
    bfr.timer.Reset(bfr.maxInterval)
    for {
        select {
        case <-stop:
            bfr.stop()
            return
        case <-bfr.timer.C():           //定时器方式执行
            bfr.tryRun()
        case <-bfr.run:                 //按需方式执行（发送运行指令信号）
            bfr.tryRun()
        }
    }
}


func (bfr *BoundedFrequencyRunner) tryRun() {
    bfr.mu.Lock()
    defer bfr.mu.Unlock()

  //限制条件容许运行func
    if bfr.limiter.TryAccept() {
         bfr.fn()                                 // 重点执行部分，调用func，上下文来看此处就是
                                                  // 对syncProxyRules()的调用
        bfr.lastRun = bfr.timer.Now()             // 记录运行时间
        bfr.timer.Stop()                          
        bfr.timer.Reset(bfr.maxInterval)          // 重设下次运行时间
        klog.V(3).Infof("%s: ran, next possible in %v, periodic in %v", bfr.name, bfr.minInterval, bfr.maxInterval)
        return
    }

  //限制条件不容许运行，计算下次运行时间
  elapsed := bfr.timer.Since(bfr.lastRun)    // elapsed:上次运行时间到如今已过多久
  nextPossible := bfr.minInterval - elapsed  // nextPossible:下次运行至少差多久（最小周期）
  nextScheduled := bfr.maxInterval - elapsed // nextScheduled:下次运行最迟差多久(最大周期)
    klog.V(4).Infof("%s: %v since last run, possible in %v, scheduled in %v", bfr.name, elapsed, nextPossible, nextScheduled)

    if nextPossible < nextScheduled {
        bfr.timer.Stop()
        bfr.timer.Reset(nextPossible)
        klog.V(3).Infof("%s: throttled, scheduling run in %v", bfr.name, nextPossible)
    }
}

SyncLoop方法会调用到proxier的syncRunner实例设置的syncProxyRules方法。

同步运行器

syncProxyRules方法比较长，因此这里就分开来一步步的讲，跟好代码节奏来就行了。

代码位置：pkg/proxy/ipvs/proxier.go

//更新 service 与 endpoint变化信息
	serviceUpdateResult := proxy.UpdateServiceMap(proxier.serviceMap, proxier.serviceChanges)
	endpointUpdateResult := proxier.endpointsMap.Update(proxier.endpointsChanges)

	staleServices := serviceUpdateResult.UDPStaleClusterIP 
	// 合并 service 列表
	for _, svcPortName := range endpointUpdateResult.StaleServiceNames {
		if svcInfo, ok := proxier.serviceMap[svcPortName]; ok && svcInfo != nil && conntrack.IsClearConntrackNeeded(svcInfo.Protocol()) {
			klog.V(2).Infof("Stale %s service %v -> %s", strings.ToLower(string(svcInfo.Protocol())), svcPortName, svcInfo.ClusterIP().String())
			staleServices.Insert(svcInfo.ClusterIP().String())
			for _, extIP := range svcInfo.ExternalIPStrings() {
				staleServices.Insert(extIP)
			}
		}
	}

这里是同步与新更service和endpoints，而后合并 service 列表。

//nat链
	proxier.natChains.Reset()
	//nat规则
	proxier.natRules.Reset()
	//filter链
	proxier.filterChains.Reset()
	//filter规则
	proxier.filterRules.Reset()

	// Write table headers.
	writeLine(proxier.filterChains, "*filter")
	writeLine(proxier.natChains, "*nat")
	//建立kubernetes的表链接链数据
	proxier.createAndLinkeKubeChain()

这里会重置链表规则，而后调用createAndLinkeKubeChain方法建立kubernetes的表链接链数据，下面咱们看看createAndLinkeKubeChain方法：

func (proxier *Proxier) createAndLinkeKubeChain() {
	//经过iptables-save获取现有的filter和NAT表存在的链数据
	existingFilterChains := proxier.getExistingChains(proxier.filterChainsData, utiliptables.TableFilter)
	existingNATChains := proxier.getExistingChains(proxier.iptablesData, utiliptables.TableNAT)

	// Make sure we keep stats for the top-level chains
	//里面保存了NAT表链和Filter表链
	// NAT表链： KUBE-SERVICES / KUBE-POSTROUTING / KUBE-FIREWALL
	//          KUBE-NODE-PORT / KUBE-LOAD-BALANCER / KUBE-MARK-MASQ
	// Filter表链： KUBE-FORWARD
	for _, ch := range iptablesChains {
		//不存在则建立链，建立顶层链
		if _, err := proxier.iptables.EnsureChain(ch.table, ch.chain); err != nil {
			klog.Errorf("Failed to ensure that %s chain %s exists: %v", ch.table, ch.chain, err)
			return

		}
		//nat表写链
		if ch.table == utiliptables.TableNAT {
			if chain, ok := existingNATChains[ch.chain]; ok {
				writeBytesLine(proxier.natChains, chain)
			} else {
				writeLine(proxier.natChains, utiliptables.MakeChainLine(kubePostroutingChain))
			}
		// filter表写链
		} else {
			if chain, ok := existingFilterChains[KubeForwardChain]; ok {
				writeBytesLine(proxier.filterChains, chain)
			} else {
				writeLine(proxier.filterChains, utiliptables.MakeChainLine(KubeForwardChain))
			}
		}
	}
	// 默认链下建立kubernete服务专用跳转规则
	// iptables -I OUTPUT -t nat --comment "kubernetes service portals" -j KUBE-SERVICES
	// iptables -I PREROUTING -t nat --comment "kubernetes service portals" -j KUBE-SERVICES
	// iptables -I POSTROUTING -t nat --comment "kubernetes postrouting rules" -j KUBE-POSTROUTING
	// iptables -I FORWARD -t filter --comment "kubernetes forwarding rules" -j KUBE-FORWARD
	for _, jc := range iptablesJumpChain {
		args := []string{"-m", "comment", "--comment", jc.comment, "-j", string(jc.to)}
		if _, err := proxier.iptables.EnsureRule(utiliptables.Prepend, jc.table, jc.from, args...); err != nil {
			klog.Errorf("Failed to ensure that %s chain %s jumps to %s: %v", jc.table, jc.from, jc.to, err)
		}
	}

}

createAndLinkeKubeChain方法首先会获取现存的filter和NAT表，而后再遍历iptablesChains。

iptablesChains里面保存了NAT表链和Filter表链：NAT表链 KUBE-SERVICES / KUBE-POSTROUTING / KUBE-FIREWALL KUBE-NODE-PORT / KUBE-LOAD-BALANCER / KUBE-MARK-MASQ；Filter表链 KUBE-FORWARD；

而后再根据iptablesJumpChain建立跳转规则。

下面回到syncProxyRules往下走。

// 建立 dummy interface kube-ipvs0
	_, err = proxier.netlinkHandle.EnsureDummyDevice(DefaultDummyDevice)
	if err != nil {
		klog.Errorf("Failed to create dummy interface: %s, error: %v", DefaultDummyDevice, err)
		return
	}
 
	// 建立默认的 ipset 规则，http://ipset.netfilter.org/
	for _, set := range proxier.ipsetList {
		if err := ensureIPSet(set); err != nil {
			return
		}
		set.resetEntries()
	}

设置默认Dummy接口，并肯定ipsets规则已存在的集合，ipset相关能够看：http://ipset.netfilter.org/。

下面会遍历proxier.serviceMap，对每个服务建立 ipvs 规则，比较长，也分开说。

for svcName, svc := range proxier.serviceMap {
	...
	//基于此服务的有效endpoint列表，更新KUBE-LOOP-BACK的ipset集，以备后面生成相应iptables规则(SNAT假装地址)
	for _, e := range proxier.endpointsMap[svcName] {
		ep, ok := e.(*proxy.BaseEndpointInfo)
		if !ok {
			klog.Errorf("Failed to cast BaseEndpointInfo %q", e.String())
			continue
		}
		if !ep.IsLocal {
			continue
		}
		epIP := ep.IP()
		epPort, err := ep.Port()
		// Error parsing this endpoint has been logged. Skip to next endpoint.
		if epIP == "" || err != nil {
			continue
		}
		entry := &utilipset.Entry{
			IP:       epIP,
			Port:     epPort,
			Protocol: protocol,
			IP2:      epIP,
			SetType:  utilipset.HashIPPortIP,
		}
		// 校验KUBE-LOOP-BACK集合entry记录项
		if valid := proxier.ipsetList[kubeLoopBackIPSet].validateEntry(entry); !valid {
			klog.Errorf("%s", fmt.Sprintf(EntryInvalidErr, entry, proxier.ipsetList[kubeLoopBackIPSet].Name))
			continue
		}
		// 插入此entry记录至active记录队列
		proxier.ipsetList[kubeLoopBackIPSet].activeEntries.Insert(entry.String())
	}
	...
}

这一段是根据有效endpoint列表，更新KUBE-LOOP-BACK的ipset集，以备后面生成相应iptables规则(SNAT假装地址)；

for svcName, svc := range proxier.serviceMap {
	...
	//构建ipset entry
	entry := &utilipset.Entry{
		IP:       svcInfo.ClusterIP().String(),
		Port:     svcInfo.Port(),
		Protocol: protocol,
		SetType:  utilipset.HashIPPort,
	}
	// add service Cluster IP:Port to kubeServiceAccess ip set for the purpose of solving hairpin.
	// proxier.kubeServiceAccessSet.activeEntries.Insert(entry.String())
	// 类型校验ipset entry
	if valid := proxier.ipsetList[kubeClusterIPSet].validateEntry(entry); !valid {
		klog.Errorf("%s", fmt.Sprintf(EntryInvalidErr, entry, proxier.ipsetList[kubeClusterIPSet].Name))
		continue
	}
	// 名为KUBE-CLUSTER-IP的ipset集插入entry,以备后面统一辈子成IPtables规则
	proxier.ipsetList[kubeClusterIPSet].activeEntries.Insert(entry.String())
	// ipvs call
	// 构建ipvs虚拟服务器VS服务对象
	serv := &utilipvs.VirtualServer{
		Address:   svcInfo.ClusterIP(),
		Port:      uint16(svcInfo.Port()),
		Protocol:  string(svcInfo.Protocol()),
		Scheduler: proxier.ipvsScheduler,
	}
	// Set session affinity flag and timeout for IPVS service
	// 设置IPVS服务的会话保持标志和超时时间
	if svcInfo.SessionAffinityType() == v1.ServiceAffinityClientIP {
		serv.Flags |= utilipvs.FlagPersistent
		serv.Timeout = uint32(svcInfo.StickyMaxAgeSeconds())
	}
	// We need to bind ClusterIP to dummy interface, so set `bindAddr` parameter to `true` in syncService()
	// 将clusterIP绑定至dummy虚拟接口上，syncService()处理中需置bindAddr地址为True
	if err := proxier.syncService(svcNameString, serv, true, bindedAddresses); err == nil {
		activeIPVSServices[serv.String()] = true
		activeBindAddrs[serv.Address.String()] = true
		// ExternalTrafficPolicy only works for NodePort and external LB traffic, does not affect ClusterIP
		// So we still need clusterIP rules in onlyNodeLocalEndpoints mode.
		//同步endpoints信息，IPVS为VS更新realServer
		if err := proxier.syncEndpoint(svcName, false, serv); err != nil {
			klog.Errorf("Failed to sync endpoint for service: %v, err: %v", serv, err)
		}
	} else {
		klog.Errorf("Failed to sync service: %v, err: %v", serv, err)
	}
	...
}

ipset集KUBE-CLUSTER-IP更新,以备后面生成相应iptables规则。

for svcName, svc := range proxier.serviceMap {
	...
	//为 load-balancer类型建立 ipvs 规则
	for _, ingress := range svcInfo.LoadBalancerIPStrings() {
		if ingress != "" { 
			// 构建ipset entry
			entry = &utilipset.Entry{
				IP:       ingress,
				Port:     svcInfo.Port(),
				Protocol: protocol,
				SetType:  utilipset.HashIPPort,
			} 
			if valid := proxier.ipsetList[kubeLoadBalancerSet].validateEntry(entry); !valid {
				klog.Errorf("%s", fmt.Sprintf(EntryInvalidErr, entry, proxier.ipsetList[kubeLoadBalancerSet].Name))
				continue
			}
			//KUBE-LOAD-BALANCER ipset集更新
			proxier.ipsetList[kubeLoadBalancerSet].activeEntries.Insert(entry.String()) 
			//服务指定externalTrafficPolicy=local时,KUBE-LOAD-BALANCER-LOCAL ipset集更新
			if svcInfo.OnlyNodeLocalEndpoints() {
				if valid := proxier.ipsetList[kubeLoadBalancerLocalSet].validateEntry(entry); !valid {
					klog.Errorf("%s", fmt.Sprintf(EntryInvalidErr, entry, proxier.ipsetList[kubeLoadBalancerLocalSet].Name))
					continue
				}
				proxier.ipsetList[kubeLoadBalancerLocalSet].activeEntries.Insert(entry.String())
			}
			// 服务的LoadBalancerSourceRanges被指定时，基于源IP保护的防火墙策略开启，KUBE-LOAD-BALANCER-FW ipset集更新
			if len(svcInfo.LoadBalancerSourceRanges()) != 0 { 
				if valid := proxier.ipsetList[kubeLoadbalancerFWSet].validateEntry(entry); !valid {
					klog.Errorf("%s", fmt.Sprintf(EntryInvalidErr, entry, proxier.ipsetList[kubeLoadbalancerFWSet].Name))
					continue
				}
				proxier.ipsetList[kubeLoadbalancerFWSet].activeEntries.Insert(entry.String())
				allowFromNode := false
				for _, src := range svcInfo.LoadBalancerSourceRanges() {
					// ipset call
					entry = &utilipset.Entry{
						IP:       ingress,
						Port:     svcInfo.Port(),
						Protocol: protocol,
						Net:      src,
						SetType:  utilipset.HashIPPortNet,
					} 
					// 枚举全部源CIDR白名单列表，KUBE-LOAD-BALANCER-SOURCE-CIDR ipset集更新
					//cidr：https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/how-to/flexible-pod-cidr
					if valid := proxier.ipsetList[kubeLoadBalancerSourceCIDRSet].validateEntry(entry); !valid {
						klog.Errorf("%s", fmt.Sprintf(EntryInvalidErr, entry, proxier.ipsetList[kubeLoadBalancerSourceCIDRSet].Name))
						continue
					}
					proxier.ipsetList[kubeLoadBalancerSourceCIDRSet].activeEntries.Insert(entry.String())

					// ignore error because it has been validated
					_, cidr, _ := net.ParseCIDR(src)
					if cidr.Contains(proxier.nodeIP) {
						allowFromNode = true
					}
				}
				...
			} 
			// ipvs call
			// 构建ipvs 虚拟主机对象
			serv := &utilipvs.VirtualServer{
				Address:   net.ParseIP(ingress),
				Port:      uint16(svcInfo.Port()),
				Protocol:  string(svcInfo.Protocol()),
				Scheduler: proxier.ipvsScheduler,
			}
			...
		}
	}
	...
}

这里为 load-balancer类型建立 ipvs 规则，LoadBalancerSourceRanges和externalTrafficPolicy=local被指定时将对KUBE-LOAD-BALANCER-LOCAL、KUBE-LOAD-BALANCER-FW、KUBE-LOAD-BALANCER-SOURCE-CIDR、KUBE-LOAD-BALANCER-SOURCE-IP ipset集更新,以备后面生成相应iptables规则。

...
	//同步 ipset 记录，清理 conntrack
	for _, set := range proxier.ipsetList {
		set.syncIPSetEntries()
	}
 
	//建立 iptables 规则数据
	proxier.writeIptablesRules()
	// 合并iptables规则
	proxier.iptablesData.Reset()
	proxier.iptablesData.Write(proxier.natChains.Bytes())
	proxier.iptablesData.Write(proxier.natRules.Bytes())
	proxier.iptablesData.Write(proxier.filterChains.Bytes())
	proxier.iptablesData.Write(proxier.filterRules.Bytes())

	klog.V(5).Infof("Restoring iptables rules: %s", proxier.iptablesData.Bytes())
	//基于iptables格式化规则数据，使用iptables-restore刷新iptables规则
	err = proxier.iptables.RestoreAll(proxier.iptablesData.Bytes(), utiliptables.NoFlushTables, utiliptables.RestoreCounters)
	...

最后这里会刷新iptables 规则，而后建立 iptables 规则数据，将合并iptables规则，iptables-restore刷新iptables规则。

总结

这一篇没有怎么讲service是怎么运行的，怎么使用的，而是选择讲了kube-proxy的ipvs代理是怎么作的，以及在开头讲了ipvs与iptables区别与关系，看不懂的同窗须要本身去补充一下iptables相关的知识，文中的 ipvs 的知识我也是现学的，若是有讲解很差的地方欢迎指出。

Reference

https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/dns-debugging-resolution/

https://kubernetes.io/docs/tasks/debug-application-cluster/debug-service/

https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/

https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/how-to/flexible-pod-cidr

https://github.com/kubernetes/kubernetes/tree/master/pkg/proxy/ipvs

https://zh.wikipedia.org/zh-cn/网络地址转换

http://www.javashuo.com/article/p-cqcdrbga-kc.html

http://ipset.netfilter.org/