Kubernetes 服务发现
Kubernetes Service 服务发现模型
在 Kubernetes 中，服务发现通过 Service 实现。每一个 Service 对象都被分配了一个唯一的 VIP，访问 Service.name 通过 CoreDNS 既可以访问到 VIP，kube-proxy 通过 iptables 将 VIP 映射为具体的某个 Pod IP 地址。流程为：
- 客户端通过 CoreDNS 解析 Kubernetes-Service 对应的 VIP。
- 客户端向 VIP 发起 HTTP 请求。
- HTTP 请求被 kube-proxy 拦截，通过 kube-proxy 创建的 iptables 将请求的目标地址映射到 Pod 的 IP 地址。
为什么无法使用 Kubernetes Service 作为 Dubbo 接口级服务发现
在 Dubbo 中接口级服务发现，无法直接使用 Kubernetes 作为注册中心主要有以下几点原因：
- 在 Dubbo 调用时，需要元数据信息。但是 Kubernetes-Service 的服务描述字段中并不包含 Dubbo 元数据信息。
- Dubbo 的服务注册是基于每一个进程的，每一个 Dubbo 进程均需要独立的注册。
- Kubernetes-Service 默认为服务创建 VIP，提供 round-robin 的负载策略也与 dubbo-go自有的负载策略形成了冲突。
Dubbo 应用级服务发现
在应用级服务发现中，是能够与 Kubernetes-Service 兼容的，因为本质上来说 Kubernetes-Service 也是一种应用级服务发现。
因为有应用级别的元数据，如何在 Service 中携带应用级元数据？以下是本人猜想：通过在 Service 中加入注解实现，value 为应用级元数据的 base64 编码。
Dubbo 方案
接口级服务发现
因为 Kubernetes 原生的服务注册发现与 Dubbo 接口级服务发现产生了冲突，所以 Dubbo 放弃了 Kubernetes-Service 机制，转而另设计了一套 Dubbo 在 Kubernetes 体系下的服务注册和发现机制。
服务注册
Dubbo-go 选择将元数据写入所在写入 Kubernetes-Pod Annotations 字段。为了避免与其他使用 Annotations 字段的 Operator 或者其他类型的控制器（ Istio ）的字段冲突。Dubbo-go 使用 Key 为 dubbo.io/annotation，value 为元数据的 base64 编码。
服务发现
Dubbo 通过 Kubernetes-Apiserver 的 Watch 功能实现服务发现。Dubbo-go为了避免 Watch 到非 Dubbo 进程的 Pod 变化，将 Watch 的条件限制在当前 Pod 所在的 namespace，并且 Watch 标签具有 Key 为 dubbo.io/label，Value为 dubbo.io-value 的 Pod。在 Watch 到对应Pod的变化后实时更新本地 Cache，此过程为 Informer 机制。
总体设计
具体流程如下图所示：
- Provider 启动时，向 Dubbo-go Provider 应用所在的 Pod，以环境变量的方式注入 namespace 信息。
- Dubbo-go Provider 进程的 Pod 启动后通过环境变量获得当前的 namespace 以及该 Pod 名称，调用 Kubernetes-Apiserver PATCH 功能为本 Pod 添加 Key 为 dubbo.io/label，Value为 dubbo.io-value的 label。
- Dubbo-go Provider 进程调用 Kubernetes-Apiserver，将本进程的元数据通过 PATCH 接口写入当前 Pod 的 Annotations 字段（key 为 dubbo.io/annotation）。
- （Informer 机制）Dubbo-go Consumer 进程 LIST 当前 namespace 下其他具有同样标签的 Pod，并解码对应的 Annotations 字段，获取其他 Pod 的元数据信息，后续可以根据元数据信息进行调用。
- （Informer 机制）Dubbo-go Consumer 进程 WATCH 当前 namespace 下其他具有同样标签的 Pod 的 Annotations 的字段变化。
应用级服务发现
对于应用级服务发现，官方文档并没有说明。以下是本人猜想：
- 创建 Service，填写向其中填写应用级元数据。
- Provider 将本进程的元数据通过 PATCH 接口写入当前 Pod 的 Annotations 字段（key 为 dubbo.io/annotation），实现元数据的注册。
- Consumer 通过应用名，获取 Kubernetes-Service，进而获取到应用级别的元数据，同时也获取到了 Pod 地址。
- Consumer 通过 Informer 机制，监听 Pod 变化，实现元数据变化的监听。