深入理解 Kubernetes 容器網(wǎng)絡(luò)
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(tái)主機(jī)，主機(jī)之間通過網(wǎng)線連接起來，如果要多臺(tái)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：
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：
docker exec -it c1 /bin/sh
/ # ifconfig
eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 02:42:AC:11:00:02
inet addr:172.17.0.2 Bcast:172.17.255.255 Mask:255.255.0.0
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:14 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:0
RX bytes:1172 (1.1 KiB) TX bytes:0 (0.0 B)
lo Link encap:Local Loopback
inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
UP LOOPBACK RUNNING MTU:65536 Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)
/ # route -n
Kernel IP routing table
Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
0.0.0.0 172.17.0.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0
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：
ifconfig
docker0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500
inet 172.17.0.1 netmask 255.255.0.0 broadcast 172.17.255.255
inet6 fe80::42:6aff:fe46:93d2 prefixlen 64 scopeid 0x20<link>
ether 02:42:6a:46:93:d2 txqueuelen 0 (Ethernet)
RX packets 0 bytes 0 (0.0 B)
RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
TX packets 8 bytes 656 (656.0 B)
TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500
inet 10.100.0.2 netmask 255.255.255.0 broadcast 10.100.0.255
inet6 fe80::5400:2ff:fea3:4b44 prefixlen 64 scopeid 0x20<link>
ether 56:00:02:a3:4b:44 txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX packets 7788093 bytes 9899954680 (9.2 GiB)
RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
TX packets 5512037 bytes 9512685850 (8.8 GiB)
TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0
lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu 65536
inet 127.0.0.1 netmask 255.0.0.0
inet6 ::1 prefixlen 128 scopeid 0x10<host>
loop txqueuelen 1000 (Local Loopback)
RX packets 32 bytes 2592 (2.5 KiB)
RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
TX packets 32 bytes 2592 (2.5 KiB)
TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0
veth20b3dac: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500
inet6 fe80::30e2:9cff:fe45:329 prefixlen 64 scopeid 0x20<link>
ether 32:e2:9c:45:03:29 txqueuelen 0 (Ethernet)
RX packets 0 bytes 0 (0.0 B)
RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
TX packets 8 bytes 656 (656.0 B)
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。
# brctl show
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。
docker run -d --name c2 -it hub.pri.ibanyu.com/devops/alpine:v3.8 /bin/sh
docker exec -it c1 /bin/sh
/ # ping 172.17.0.3
PING 172.17.0.3 (172.17.0.3): 56 data bytes
64 bytes from 172.17.0.3: seq=0 ttl=64 time=0.291 ms
64 bytes from 172.17.0.3: seq=1 ttl=64 time=0.129 ms
64 bytes from 172.17.0.3: seq=2 ttl=64 time=0.142 ms
64 bytes from 172.17.0.3: seq=3 ttl=64 time=0.169 ms
64 bytes from 172.17.0.3: seq=4 ttl=64 time=0.194 ms
^C
--- 172.17.0.3 ping statistics ---
5 packets transmitted, 5 packets received, 0% packet loss
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，當(dāng)你在一臺(tái)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)Kubernetes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Kubernetes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、Kube-OVN、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：
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，F(xiàn)lannel保存在etcd或者Kubernetes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(tái)宿主機(jī)添加如下格式的路由規(guī)則：
<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Kubernetes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：
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。
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(tái)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(tái)宿主機(jī)，一臺(tái)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(tái)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(tái)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：
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)?0.100.1.2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：
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：
10.92.203.0/24 via 10.100.1.2 dev interface1
而node1添加如下的路由表：
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。
Kube-OVN 實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)模型
Flannel 和很多網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)，都是一個(gè) Node 一個(gè)子網(wǎng)，這種子網(wǎng)模型很不靈活，而且也很難擴(kuò)展。Kube-OVN 里采用了一個(gè) Namespace 一個(gè)子網(wǎng)的模型，子網(wǎng)是可以跨節(jié)點(diǎn)的這樣比較符合用戶的預(yù)期和管理。每個(gè)子網(wǎng)對應(yīng)著 OVN 里的一個(gè)虛擬交換機(jī)，LB、DNS 和 ACL 等流量規(guī)則現(xiàn)在也是應(yīng)用在虛擬交換機(jī)上，這樣方便我們之后做更細(xì)粒度的權(quán)限控制，例如實(shí)現(xiàn) VPC，多租戶這樣的功能。
所有的虛擬交換機(jī)目前會(huì)接在一個(gè)全局的虛擬路由器上，這樣可以保證默認(rèn)的容器網(wǎng)絡(luò)互通，未來要做隔離也可以很方便的在路由層面進(jìn)行控制。此外還有一個(gè)特殊的 Node 子網(wǎng)，會(huì)在每個(gè)宿主機(jī)上添加一塊 OVS 的網(wǎng)卡，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)主要是把 Node 接入容器網(wǎng)絡(luò)，使得主機(jī)和容器之間網(wǎng)絡(luò)可以互通。需要注意的是這里的虛擬交換機(jī)和虛擬路由器都是邏輯上的，實(shí)現(xiàn)中是通過流表分布在所有的節(jié)點(diǎn)上的，因此并不存在單點(diǎn)的問題。
網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)訪問集群外部的網(wǎng)絡(luò)，目前有兩種實(shí)現(xiàn)，一種是分布式的，每臺(tái)主機(jī)都可以作為運(yùn)行在自己上面的 Ood 的出網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。另一種是集中式的，可以一個(gè) Namespace 配置一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，作為當(dāng)前 Namespace 里的 Pod 出網(wǎng)所使用的網(wǎng)關(guān)，這種方式所有出網(wǎng)流量用的都是特定的 IP nat 出去的，方便外部的審計(jì)和防火墻控制。當(dāng)然網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)也可以不做 nat 這樣就可以把容器 IP 直接暴露給外網(wǎng)，達(dá)到內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的直連。
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，Kube-OVN、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。
