在Kubernetes（K8S）中，kube-proxy 的 IPVS 模式是一种高性能的负载均衡解决方案，它利用 Linux 内核的 IPVS（IP Virtual Server）功能来实现服务的负载均衡。以下是 kube-proxy 在 IPVS 模式下的工作原理：
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监听API服务器：
kube-proxy启动后会持续监听 Kubernetes API服务器上的Service资源对象的变化。每当有新的Service创建、更新或删除时，kube-proxy都会收到通知。 -
配置IPVS规则：当一个新的
Service被创建时，kube-proxy会根据Service的定义信息，在内核中的IPVS表中创建相应的虚拟服务（Virtual Server）。这个虚拟服务对应的是Service的Cluster IP和端口。 -
后端Endpoint管理：同样地，
kube-proxy会关注Endpoints资源的变化，即Pod的IP地址和端口集合。当匹配Service选择器的Pod发生变化时（例如Pod创建或销毁），kube-proxy会动态地将这些Pod的实际IP和端口添加到或从IPVS的Real Server列表中移除，确保虚拟服务与实际后端Pod保持同步。 -
负载均衡策略：IPVS提供了多种负载均衡算法，如轮询（round-robin）、最少连接（least connection）、源哈希（source hashing）等。
kube-proxy可以根据Service配置选择合适的负载均衡策略，并将其应用于IPVS规则中。 -
数据包转发：网络流量到达
Service的Cluster IP时，内核中的IPVS模块会根据已配置的虚拟服务和真实服务器列表进行负载均衡处理，将流量透明地转发至正确的后端Pod。 -
IPVS与iptables的协同工作：虽然
IPVS用于负载均衡，但它无法处理kube-proxy中的其他问题，例如包过滤、数据包伪装（SNAT）等。因此，IPVS模式下的kube-proxy仍然会利用iptables来处理这些场景。iptables规则数量在IPVS模式中是恒定的，因为IPVS本身已经处理了大部分的负载均衡工作。 -
使用ipset提高效率：为了减少
iptables规则的数量，IPVS模式下的kube-proxy使用ipset来管理IP地址集合，这样可以更高效地处理大量的服务和端点。 -
服务的虚拟IP地址机制：
IPVS模式下，kube-proxy确保节点中存在虚拟接口（默认为kube-ipvs0），将服务IP地址绑定到虚拟接口，并为每个服务IP地址创建IPVS虚拟服务器。
综上所述，通过这种方式，kube-proxy在IPVS模式下利用Linux内核的高效负载均衡能力来提供高可扩展性和高性能的服务发现与负载均衡机制，使得Kubernetes集群内的应用服务能够稳定、可靠地运行。