【揭秘K8s网络模型】一文掌握容器集群中的通信奥秘

引言

Kubernetes（简称K8s）作为现代容器编排的佼佼者，其核心功能之一是实现容器集群中的高效通信。K8s的收集模型计划旨在确保集群内Pod之间的直接通信、Pod与Service的通信以及集群与外网的通信。本文将深刻剖析K8s收集模型，帮助读者单方面懂得容器集群中的通信奥秘。

K8s收集模型概述

K8s收集模型的核心目标是实现以下功能：

1. 每个Pod拥有一个独破的IP地点：这使得Pod间的通信更为直接跟高效。
2. Pod间可能直接通信：无论Pod位于同一节点还是差别节点，它们之间都能直接停止收集通信。
3. 节点间的通信通明：利用顺序无需关怀底层收集架构，即可实现跨节点的通信。

IP-per-Pod模型

在K8s中，每个Pod都拥有一个独一的IP地点，即IP-per-Pod模型。这意味着Pod之间的通信无需经由过程NAT转换，从而简化了收集设置。

Service

Service是K8s中的一种抽象不雅点，它为Pod供给了一个牢固的IP地点或DNS称号，使得外部流量可能拜访集群外部的效劳。

Ingress

Ingress是集群外部拜访集群外部效劳的进口点，它容许集群外部的Service被外部拜访。

K8s收集模型实现打算

K8s经由过程CNI（Container Network Interface）接口集成各种收集打算，以满意差其余收集须要。以下是一些常用的收集打算：

Flannel

Flannel是一种简单的Overlay收集插件，支撑VXLAN跟UDP形式，常用于小型集群。

Flannel通信过程

1. CNI网桥将数据包路由到本机的Flannel.1设备停止处理。
2. Flannel.1设备将数据包封装成VXLAN格局，发送到对端Flannel.1设备。
3. 对端Flannel.1设备解封装数据包，将数据包发送到目标容器。

Calico

Calico可能设置为利用IP-in-IP地道形式，如许它可能作为Overlay收集运转。Calico的IPIP形式特别合适于须要跨子网通信的情况。

Calico收集架构

1. Felix：运转在每个节点上的代办，担任将Pod的收集命名空间与Calico的BPF（Berkeley Packet Filter）顺序相连接。
2. BPF顺序：BPF顺序运转在Felix中，用于处理收集流量跟设置路由规矩。
3. etcd：作为Kubernetes的设置存储，用于存储Calico的设置。

Weave Net

Weave Net经由过程在物理收集上构建一个虚拟收集层，实现Pod间的通信。

Pod间通信道理

同一节点上的Pod间通信

当两个Pod位于同一节点时，它们的通信绝对简单。每个Pod都会被分配一个独破的收集命名空间，并经由过程虚拟收集设备（如veth pair）连接到节点的收集命名空间。

差别节点的Pod间通信

差别节点的Pod之间须要收集插件的支撑。以下是一些常用的收集插件：

1. 基于Overlay收集的插件：经由过程地道封装技巧（如VXLAN、GRE等）在物理收集之上创建虚拟收集，实现跨主机的容器收集连接。
2. 基于Underlay收集的插件：直接利用物理收集停止容器收集连接，无需额定的地道技巧。

总结

K8s收集模型为容器集群中的通信供给了高效、牢固跟机动的处理打算。经由过程懂得K8s收集模型跟实现打算，开辟者可能更好地构建跟管理容器化利用。