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Kubernetes 集群網(wǎng)絡(luò)從懵圈到熟悉，看這一篇就夠了

作者：王翊辰
開發(fā) 前端
在 Kubernetes 中要保證容器之間網(wǎng)絡(luò)互通，網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。

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在 Kubernetes 中要保證容器之間網(wǎng)絡(luò)互通，網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。而Kubernetes本身并沒有自己實(shí)現(xiàn)容器網(wǎng)絡(luò)，而是通過插件化的方式自由接入進(jìn)來。在容器網(wǎng)絡(luò)接入進(jìn)來需要滿足如下基本原則：

  • Pod 無論運(yùn)行在任何節(jié)點(diǎn)都可以互相直接通信，而不需要借助NAT地址轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。
  • Node 與 Pod 可以互相通信，在不限制的前提下，Pod 可以訪問任意網(wǎng)絡(luò)。
  • Pod 擁有獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)棧，Pod 看到自己的地址和外部看見的地址應(yīng)該是一樣的，并且同個(gè) Pod 內(nèi)所有的容器共享同個(gè)網(wǎng)絡(luò)棧。

容器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

一個(gè) Linux 容器的網(wǎng)絡(luò)棧是被隔離在它自己的 Network Namespace 中，Network Namespace 包括了：網(wǎng)卡（Network Interface），回環(huán)設(shè)備（Lookback Device），路由表（Routing Table）和 iptables 規(guī)則，對于服務(wù)進(jìn)程來講這些就構(gòu)建了它發(fā)起請求和相應(yīng)的基本環(huán)境。而要實(shí)現(xiàn)一個(gè)容器網(wǎng)絡(luò)，離不開以下Linux網(wǎng)絡(luò)功能：

  • 網(wǎng)絡(luò)命名空間：將獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧隔離到不同的命令空間中，彼此間無法通信
  • Veth Pair：Veth設(shè)備對的引入是為了實(shí)現(xiàn)在不同網(wǎng)絡(luò)命名空間的通信，總是以兩張?zhí)摂M網(wǎng)卡（veth peer）的形式成對出現(xiàn)的。并且，從其中一端發(fā)出的數(shù)據(jù)，總是能在另外一端收到
  • Iptables/Netfilter：Netfilter負(fù)責(zé)在內(nèi)核中執(zhí)行各種掛接的規(guī)則（過濾、修改、丟棄等），運(yùn)行在內(nèi)核中；Iptables模式是在用戶模式下運(yùn)行的進(jìn)程，負(fù)責(zé)協(xié)助維護(hù)內(nèi)核中Netfilter的各種規(guī)則表；通過二者的配合來實(shí)現(xiàn)整個(gè)Linux網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中靈活的數(shù)據(jù)包處理機(jī)制
  • 網(wǎng)橋：網(wǎng)橋是一個(gè)二層網(wǎng)絡(luò)虛擬設(shè)備，類似交換機(jī)，主要功能是通過學(xué)習(xí)而來的Mac地址將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)橋的不同端口上
  • 路由: Linux系統(tǒng)包含一個(gè)完整的路由功能，當(dāng)IP層在處理數(shù)據(jù)發(fā)送或轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)候，會(huì)使用路由表來決定發(fā)往哪里

基于以上的基礎(chǔ)，同宿主機(jī)的容器時(shí)間如何通信呢？

我們可以簡單把他們理解成兩臺主機(jī)，主機(jī)之間通過網(wǎng)線連接起來，如果要多臺主機(jī)通信，我們通過交換機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)彼此互通，在linux中，我們可以通過網(wǎng)橋來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

在容器中，以上的實(shí)現(xiàn)是通過docker0網(wǎng)橋，凡是連接到docker0的容器，就可以通過它來進(jìn)行通信。要想容器能夠連接到docker0網(wǎng)橋，我們也需要類似網(wǎng)線的虛擬設(shè)備Veth Pair來把容器連接到網(wǎng)橋上。

我們啟動(dòng)一個(gè)容器：

  1. docker run -d --name c1 hub.pri.ibanyu.com/devops/alpine:v3.8 /bin/sh 

然后查看網(wǎng)卡設(shè)備：

  1. docker exec -it c1 /bin/sh 
  2.  
  3. / # ifconfig 
  4.  
  5. eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 02:42:AC:11:00:02 
  6.  
  7. inet addr:172.17.0.2 Bcast:172.17.255.255 Mask:255.255.0.0 
  8.  
  9. UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 
  10.  
  11. RX packets:14 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 
  12.  
  13. TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 
  14.  
  15. collisions:0 txqueuelen:0 
  16.  
  17. RX bytes:1172 (1.1 KiB) TX bytes:0 (0.0 B) 
  18.  
  19. lo Link encap:Local Loopback 
  20.  
  21. inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0 
  22.  
  23. UP LOOPBACK RUNNING MTU:65536 Metric:1 
  24.  
  25. RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 
  26.  
  27. TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 
  28.  
  29. collisions:0 txqueuelen:1000 
  30.  
  31. RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B) 
  32.  
  33. / # route -n 
  34.  
  35. Kernel IP routing table 
  36.  
  37. Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface 
  38.  
  39. 0.0.0.0 172.17.0.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0 
  40.  
  41. 172.17.0.0 0.0.0.0 255.255.0.0 U 0 0 0 eth0 

可以看到其中有一張eth0的網(wǎng)卡，它就是veth peer其中的一端的虛擬網(wǎng)卡。然后通過route -n 查看容器中的路由表，eth0也正是默認(rèn)路由出口。所有對172.17.0.0/16網(wǎng)段的請求都會(huì)從eth0出去。

我們再來看Veth peer的另一端，我們查看宿主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：

  1. ifconfig 
  2.  
  3. docker0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500 
  4.  
  5. inet 172.17.0.1 netmask 255.255.0.0 broadcast 172.17.255.255 
  6.  
  7. inet6 fe80::42:6aff:fe46:93d2 prefixlen 64 scopeid 0x20<link> 
  8.  
  9. ether 02:42:6a:46:93:d2 txqueuelen 0 (Ethernet) 
  10.  
  11. RX packets 0 bytes 0 (0.0 B) 
  12.  
  13. RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 
  14.  
  15. TX packets 8 bytes 656 (656.0 B) 
  16.  
  17. TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 
  18.  
  19. eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500 
  20.  
  21. inet 10.100.0.2 netmask 255.255.255.0 broadcast 10.100.0.255 
  22.  
  23. inet6 fe80::5400:2ff:fea3:4b44 prefixlen 64 scopeid 0x20<link> 
  24.  
  25. ether 56:00:02:a3:4b:44 txqueuelen 1000 (Ethernet) 
  26.  
  27. RX packets 7788093 bytes 9899954680 (9.2 GiB) 
  28.  
  29. RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 
  30.  
  31. TX packets 5512037 bytes 9512685850 (8.8 GiB) 
  32.  
  33. TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 
  34.  
  35. lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536 
  36.  
  37. inet 127.0.0.1 netmask 255.0.0.0 
  38.  
  39. inet6 ::1 prefixlen 128 scopeid 0x10<host> 
  40.  
  41. loop txqueuelen 1000 (Local Loopback) 
  42.  
  43. RX packets 32 bytes 2592 (2.5 KiB) 
  44.  
  45. RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 
  46.  
  47. TX packets 32 bytes 2592 (2.5 KiB) 
  48.  
  49. TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 
  50.  
  51. veth20b3dac: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500 
  52.  
  53. inet6 fe80::30e2:9cff:fe45:329 prefixlen 64 scopeid 0x20<link> 
  54.  
  55. ether 32:e2:9c:45:03:29 txqueuelen 0 (Ethernet) 
  56.  
  57. RX packets 0 bytes 0 (0.0 B) 
  58.  
  59. RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 
  60.  
  61. TX packets 8 bytes 656 (656.0 B) 
  62.  
  63. TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 

我們可以看到，容器對應(yīng)的 Veth peer 另一端是宿主機(jī)上的一塊虛擬網(wǎng)卡叫veth20b3dac，并且可以通過brctl 查看網(wǎng)橋信息看到這張網(wǎng)卡是在 docker0 上。

  1. # brctl show 
  2.  
  3. docker0 8000.02426a4693d2 no veth20b3dac 

然后我們再啟動(dòng)一個(gè)容器，從第一個(gè)容器是否能 ping 通第二個(gè)容器。

  1. $ docker run -d --name c2 -it hub.pri.ibanyu.com/devops/alpine:v3.8 /bin/sh 
  2.  
  3. $ docker exec -it c1 /bin/sh 
  4.  
  5. / # ping 172.17.0.3 
  6.  
  7. PING 172.17.0.3 (172.17.0.3): 56 data bytes 
  8.  
  9. 64 bytes from 172.17.0.3: seq=0 ttl=64 time=0.291 ms 
  10.  
  11. 64 bytes from 172.17.0.3: seq=1 ttl=64 time=0.129 ms 
  12.  
  13. 64 bytes from 172.17.0.3: seq=2 ttl=64 time=0.142 ms 
  14.  
  15. 64 bytes from 172.17.0.3: seq=3 ttl=64 time=0.169 ms 
  16.  
  17. 64 bytes from 172.17.0.3: seq=4 ttl=64 time=0.194 ms 
  18.  
  19. ^C 
  20.  
  21. --- 172.17.0.3 ping statistics --- 
  22.  
  23. 5 packets transmitted, 5 packets received, 0% packet loss 
  24.  
  25. round-trip min/avg/max = 0.129/0.185/0.291 ms 

可以看到，能夠ping通，其原理就是我們ping 目標(biāo)IP172.17.0.3時(shí)，會(huì)匹配到我們的路由表第二條規(guī)則，網(wǎng)關(guān)為0.0.0.0，這就意味著是一條直連路由，通過二層轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。

要通過二層網(wǎng)絡(luò)到達(dá)172.17.0.3，我們需要知道它的Mac地址，此時(shí)就需要第一個(gè)容器發(fā)送一個(gè)ARP廣播，來通過IP地址查找Mac。此時(shí)Veth peer另外一段是docker0網(wǎng)橋，它會(huì)廣播到所有連接它的veth peer 虛擬網(wǎng)卡去，然后正確的虛擬網(wǎng)卡收到后會(huì)響應(yīng)這個(gè)ARP報(bào)文，然后網(wǎng)橋再回給第一個(gè)容器。

以上就是同宿主機(jī)不同容器通過 docker0 通信，如下圖所示:

默認(rèn)情況下，通過 network namespace 限制的容器進(jìn)程，本質(zhì)上是通過Veth peer設(shè)備和宿主機(jī)網(wǎng)橋的方式，實(shí)現(xiàn)了不同network namespace 的數(shù)據(jù)交換。

與之類似地，當(dāng)你在一臺宿主機(jī)上，訪問該宿主機(jī)上的容器的 IP 地址時(shí)，這個(gè)請求的數(shù)據(jù)包，也是先根據(jù)路由規(guī)則到達(dá) docker0 網(wǎng)橋，然后被轉(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)的 Veth Pair 設(shè)備，最后出現(xiàn)在容器里。

跨主機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信

在 Docker 的默認(rèn)配置下，不同宿主機(jī)上的容器通過 IP 地址進(jìn)行互相訪問是根本做不到的。為了解決這個(gè)問題，社區(qū)中出現(xiàn)了很多網(wǎng)絡(luò)方案。同時(shí)k8s為了更好的控制網(wǎng)絡(luò)的接入，推出了CNI即容器網(wǎng)絡(luò)的API接口。它是k8s中標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)調(diào)用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的接口,kubelet通過這個(gè)API來調(diào)用不同的網(wǎng)絡(luò)插件以實(shí)現(xiàn)不同的網(wǎng)絡(luò)配置，實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口的就是CNI插件，它實(shí)現(xiàn)了一系列的CNI API接口。目前已經(jīng)有的包括flannel、calico、weave、contiv等等。

實(shí)際上CNI的容器網(wǎng)絡(luò)通信流程跟前面的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)一樣，只是CNI維護(hù)了一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)橋來代替 docker0。這個(gè)網(wǎng)橋的名字就叫作：CNI 網(wǎng)橋，它在宿主機(jī)上的設(shè)備名稱默認(rèn)是：cni0。cni的設(shè)計(jì)思想，就是：Kubernetes 在啟動(dòng) Infra 容器之后，就可以直接調(diào)用 CNI 網(wǎng)絡(luò)插件，為這個(gè) Infra 容器的 Network Namespace，配置符合預(yù)期的網(wǎng)絡(luò)棧。

CNI插件三種網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)模式：

  • overlay 模式是基于隧道技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，整個(gè)容器網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立，容器之間跨主機(jī)通信時(shí)將整個(gè)容器網(wǎng)絡(luò)封裝到底層網(wǎng)絡(luò)中，然后到達(dá)目標(biāo)機(jī)器后再解封裝傳遞到目標(biāo)容器。不依賴與底層網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)的插件有flannel(UDP、vxlan)、calico(IPIP)等等
  • 三層路由模式中容器和主機(jī)也屬于不通的網(wǎng)段，他們?nèi)萜骰ネㄖ饕腔诼酚杀泶蛲?，無需在主機(jī)之間建立隧道封包。但是限制條件必須依賴大二層同個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)。實(shí)現(xiàn)的插件有flannel(host-gw)、calico(BGP)等等
  • underlay網(wǎng)絡(luò)是底層網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)互聯(lián)互通。容器網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)網(wǎng)絡(luò)依然分屬不同的網(wǎng)段，但是彼此處于同一層網(wǎng)絡(luò)，處于相同的地位。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)三層互通，沒有大二層的限制，但是需要強(qiáng)依賴底層網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)支持.實(shí)現(xiàn)的插件有calico(BGP)等等

我們看下路由模式的一種實(shí)現(xiàn)flannel Host-gw：

如圖可以看到當(dāng)node1上container-1要發(fā)數(shù)據(jù)給node2上的container2時(shí),會(huì)匹配到如下的路由表規(guī)則：

  1. 10.244.1.0/24 via 10.168.0.3 dev eth0 

表示前往目標(biāo)網(wǎng)段10.244.1.0/24的IP包，需要經(jīng)過本機(jī)eth0出去發(fā)往的下一跳ip地址為10.168.0.3(node2).然后到達(dá)10.168.0.3以后再通過路由表轉(zhuǎn)發(fā)cni網(wǎng)橋，進(jìn)而進(jìn)入到container2。

以上可以看到host-gw工作原理，其實(shí)就是在每個(gè)node節(jié)點(diǎn)配置到每個(gè)pod網(wǎng)段的下一跳為pod網(wǎng)段所在的node節(jié)點(diǎn)IP，pod網(wǎng)段和node節(jié)點(diǎn)ip的映射關(guān)系，flannel保存在etcd或者k8s中。flannel只需要watch 這些數(shù)據(jù)的變化來動(dòng)態(tài)更新路由表即可.

這種網(wǎng)絡(luò)模式最大的好處就是避免了額外的封包和解包帶來的網(wǎng)絡(luò)性能損耗。缺點(diǎn)我們也能看見主要就是容器ip包通過下一跳出去時(shí)，必須要二層通信封裝成數(shù)據(jù)幀發(fā)送到下一跳。如果不在同個(gè)二層局域網(wǎng)，那么就要交給三層網(wǎng)關(guān)，而此時(shí)網(wǎng)關(guān)是不知道目標(biāo)容器網(wǎng)絡(luò)的(也可以靜態(tài)在每個(gè)網(wǎng)關(guān)配置pod網(wǎng)段路由)。所以flannel host-gw必須要求集群宿主機(jī)是二層互通的。

而為了解決二層互通的限制性，calico提供的網(wǎng)絡(luò)方案就可以更好的實(shí)現(xiàn),calico 大三層網(wǎng)絡(luò)模式與flannel 提供的類似,也會(huì)在每臺宿主機(jī)添加如下格式的路由規(guī)則:

  1. <目標(biāo)容器IP網(wǎng)段> via <網(wǎng)關(guān)的IP地址> dev eth0 

其中網(wǎng)關(guān)的IP地址不通場景有不同的意思,如果宿主機(jī)是二層可達(dá)那么就是目的容器所在的宿主機(jī)的IP地址，如果是三層不同局域網(wǎng)那么就是本機(jī)宿主機(jī)的網(wǎng)關(guān)IP(交換機(jī)或者路由器地址)。

不同于flannel通過k8s或者etcd存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)來維護(hù)本機(jī)路由信息的做法，calico是通過BGP動(dòng)態(tài)路由協(xié)議來分發(fā)整個(gè)集群路由信息。

BGP全稱是 Border Gateway Protocol邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議,linxu原生支持的、專門用于在大規(guī)模數(shù)據(jù)中心為不同的自治系統(tǒng)之間傳遞路由信息。只要記住BGP簡單理解其實(shí)就是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)路由信息同步共享的一種協(xié)議。而BGP這種協(xié)議就能代替flannel 維護(hù)主機(jī)路由表功能。

calico 主要由三個(gè)部分組成:

  • calico cni插件: 主要負(fù)責(zé)與kubernetes對接，供kubelet調(diào)用使用。
  • felix: 負(fù)責(zé)維護(hù)宿主機(jī)上的路由規(guī)則、FIB轉(zhuǎn)發(fā)信息庫等。
  • BIRD: 負(fù)責(zé)分發(fā)路由規(guī)則，類似路由器。
  • confd: 配置管理組件。

除此之外，calico還和flannel host-gw不同之處在于，它不會(huì)創(chuàng)建網(wǎng)橋設(shè)備，而是通過路由表來維護(hù)每個(gè)pod的通信，如下圖所示：

可以看到calico 的cni插件會(huì)為每個(gè)容器設(shè)置一個(gè)veth pair設(shè)備,然后把另一端接入到宿主機(jī)網(wǎng)絡(luò)空間，由于沒有網(wǎng)橋，cni插件還需要在宿主機(jī)上為每個(gè)容器的veth pair設(shè)備配置一條路由規(guī)則，用于接收傳入的IP包，路由規(guī)則如下:

  1. 10.92.77.163 dev cali93a8a799fe1 scope link 

以上表示發(fā)送10.92.77.163的IP包應(yīng)該發(fā)給cali93a8a799fe1設(shè)備，然后到達(dá)另外一段容器中。

有了這樣的veth pair設(shè)備以后，容器發(fā)出的IP包就會(huì)通過veth pair設(shè)備到達(dá)宿主機(jī)，然后宿主機(jī)根據(jù)路有規(guī)則的下一條地址，發(fā)送給正確的網(wǎng)關(guān)(10.100.1.3)，然后到達(dá)目標(biāo)宿主機(jī)，在到達(dá)目標(biāo)容器.

  1. 10.92.160.0/23 via 10.106.65.2 dev bond0 proto bird 

這些路由規(guī)則都是felix維護(hù)配置的，而路由信息則是calico bird組件基于BGP分發(fā)而來。calico實(shí)際上是將集群里所有的節(jié)點(diǎn)都當(dāng)做邊界路由器來處理,他們一起組成了一個(gè)全互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，彼此之間通過BGP交換路由，這些節(jié)點(diǎn)我們叫做BGP Peer。

需要注意的是calico 維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的默認(rèn)模式是 node-to-node mesh ,這種模式下，每臺宿主機(jī)的BGP client都會(huì)跟集群所有的節(jié)點(diǎn)BGP client進(jìn)行通信交換路由。這樣一來，隨著節(jié)點(diǎn)規(guī)模數(shù)量N的增加，連接會(huì)以N的2次方增長，會(huì)集群網(wǎng)絡(luò)本身帶來巨大壓力。

所以一般這種模式推薦的集群規(guī)模在50節(jié)點(diǎn)左右,超過50節(jié)點(diǎn)推薦使用另外一種RR(Router Reflector)模式，這種模式下，calico 可以指定幾個(gè)節(jié)點(diǎn)作為RR，他們負(fù)責(zé)跟所有節(jié)點(diǎn)BGP client建立通信來學(xué)習(xí)集群所有的路由，其他節(jié)點(diǎn)只需要跟RR節(jié)點(diǎn)交換路由即可。這樣大大降低了連接數(shù)量，同時(shí)為了集群網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，建議RR>=2.

以上的工作原理依然是在二層通信，當(dāng)我們有兩臺宿主機(jī)，一臺是10.100.0.2/24，節(jié)點(diǎn)上容器網(wǎng)絡(luò)是10.92.204.0/24；另外一臺是10.100.1.2/24，節(jié)點(diǎn)上容器網(wǎng)絡(luò)是10.92.203.0/24，此時(shí)兩臺機(jī)器因?yàn)椴辉谕瑐€(gè)二層所以需要三層路由通信，這時(shí)calico就會(huì)在節(jié)點(diǎn)上生成如下路由表：

  1. 10.92.203.0/23 via 10.100.1.2 dev eth0 proto bird 

這時(shí)候問題就來了，因?yàn)?10.100.1.2 跟我們 10.100.0.2 不在同個(gè)子網(wǎng)，是不能二層通信的。這之后就需要使用 Calico IPIP 模式，當(dāng)宿主機(jī)不在同個(gè)二層網(wǎng)絡(luò)時(shí)就是用overlay網(wǎng)絡(luò)封裝以后再發(fā)出去。如下圖所示：

IPIP 模式下在非二層通信時(shí)，calico 會(huì)在node節(jié)點(diǎn)添加如下路由規(guī)則：

  1. 10.92.203.0/24 via 10.100.1.2 dev tunnel0 

可以看到盡管下一條任然是 node 的 IP 地址，但是出口設(shè)備卻是 tunnel0，其是一個(gè)IP隧道設(shè)備，主要有 Linux 內(nèi)核的 IPIP 驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。會(huì)將容器的 ip 包直接封裝宿主機(jī)網(wǎng)絡(luò)的IP包中，這樣到達(dá) node2 以后再經(jīng)過 IPIP 驅(qū)動(dòng)拆包拿到原始容器IP包，然后通過路由規(guī)則發(fā)送給veth pair設(shè)備到達(dá)目標(biāo)容器。

以上盡管可以解決非二層網(wǎng)絡(luò)通信，但是仍然會(huì)因?yàn)榉獍徒獍鼘?dǎo)致性能下降。如果calico 能夠讓宿主機(jī)之間的 router 設(shè)備也學(xué)習(xí)到容器路由規(guī)則，這樣就可以直接三層通信了。比如在路由器添加如下的路由表：

  1. 10.92.203.0/24 via 10.100.1.2 dev interface1 

而node1添加如下的路由表:

  1. 10.92.203.0/24 via 10.100.1.1 dev tunnel0 

那么 node1 上的容器發(fā)出的 IP 包，基于本地路由表發(fā)送給 10.100.1.1 網(wǎng)關(guān)路由器，然后路由器收到 IP 包查看目的IP，通過本地路由表找到下一跳地址發(fā)送到 node2，最終到達(dá)目的容器。這種方案，我們是可以基于underlay 網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，只要底層支持 BGP 網(wǎng)絡(luò)，可以和我們 RR 節(jié)點(diǎn)建立 EBGP 關(guān)系來交換集群內(nèi)的路由信息。

以上就是 kubernetes 常用的幾種網(wǎng)絡(luò)方案了，在公有云場景下一般用云廠商提供的或者使用 flannel host-gw 這種更簡單，而私有物理機(jī)房環(huán)境中，Calico 項(xiàng)目更加適合。根據(jù)自己的實(shí)際場景，再選擇合適的網(wǎng)絡(luò)方案。

 

責(zé)任編輯：張燕妮 來源： 高效運(yùn)維
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