2. Kubernetes 原生通信模型：Pod间通信、Service抽象、Ingress与Gateway API基础

在微服务架构中，服务实例之间的可靠通信是事务边界正确性的前提。Kubernetes 提供了从 Pod 网络直连到南北向流量治理的完整通信模型。理解这一模型的每一层抽象，是设计跨服务 API 事务边界的基础。

2.1 Pod 间通信：扁平网络与 IP 直连

Kubernetes 要求所有 Pod 在同一个扁平网络地址空间中运行，无需 NAT 即可直接通信。这一设计消除了传统微服务中端口映射和地址转换的复杂性。

2.2 Service 抽象：稳定的通信端点

Service 为一组 Pod 提供稳定的虚拟 IP（ClusterIP）和 DNS 名称，实现客户端与后端实例的解耦。这是微服务事务边界中“服务发现”与“负载均衡”的核心机制。

• ClusterIP（默认）：集群内可达的虚拟 IP，通过 kube-proxy 的 iptables/IPVS 规则转发到后端 Pod。
• NodePort：在每个节点上开放一个静态端口，外部流量通过 NodeIP:NodePort 进入集群。
• LoadBalancer：云厂商提供的外部负载均衡器，自动分配公网 IP，流量直达 NodePort 或直接转发到 Pod。
• Headless Service：不分配 ClusterIP，直接返回后端 Pod IP 列表，适用于 StatefulSet 的有状态通信。

2.3 Ingress：七层流量入口与路径路由

Ingress 是 Kubernetes 原生的七层（HTTP/HTTPS）流量入口资源，负责将外部请求按域名或路径路由到集群内的 Service。对于微服务 API 网关场景，Ingress 是事务边界的“第一道防线”。

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: api-gateway
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /$2
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: api.example.com
    http:
      paths:
      - path: /orders(/|$)(.*)
        pathType: ImplementationSpecific
        backend:
          service:
            name: order-service
            port:
              number: 8080
      - path: /payments(/|$)(.*)
        pathType: ImplementationSpecific
        backend:
          service:
            name: payment-service
            port:
              number: 8080

2.4 Gateway API：下一代流量治理标准

Gateway API 是 Kubernetes SIG-Network 推出的新一代 API，旨在替代 Ingress，提供更丰富的流量治理原语。它将流量管理拆分为三个独立角色：GatewayClass（基础设施提供商）、Gateway（流量入口实例）、HTTPRoute（路由规则）。

apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: HTTPRoute
metadata:
  name: order-route
  namespace: orders
spec:
  parentRefs:
  - name: external-gateway
    namespace: infra
  hostnames:
  - "api.example.com"
  rules:
  - matches:
    - path:
        type: PathPrefix
        value: /orders
    backendRefs:
    - name: order-service
      port: 8080
    timeouts:
      request: 30s
    filters:
    - type: RequestMirror
      requestMirror:
        backendRef:
          name: order-service-shadow
          port: 8080

2.5 通信模型全景图

下图展示了从外部客户端到后端 Pod 的完整通信路径，以及每一层在事务边界中的角色。

2.6 通信模型选择决策矩阵

在实际微服务项目中，应根据事务边界的要求选择合适的通信模型。下表总结了不同场景下的推荐方案。