引言
Kubernetes（簡稱K8s）作為現代容器編排的佼佼者，其核心功能之一是實現容器集群中的高效通信。K8s的網路模型計劃旨在確保集群內Pod之間的直接通信、Pod與Service的通信以及集群與外網的通信。本文將深刻剖析K8s網路模型，幫助讀者單方面懂得容器集群中的通信奧秘。
K8s網路模型概述
K8s網路模型的核心目標是實現以下功能：
- 每個Pod擁有一個獨破的IP地點：這使得Pod間的通信更為直接跟高效。
- Pod間可能直接通信：無論Pod位於同一節點還是差別節點，它們之間都能直接停止網路通信。
- 節點間的通信通明：利用順序無需關懷底層網路架構，即可實現跨節點的通信。
IP-per-Pod模型
在K8s中，每個Pod都擁有一個唯一的IP地點，即IP-per-Pod模型。這意味著Pod之間的通信無需經由過程NAT轉換，從而簡化了網路設置。
Service
Service是K8s中的一種抽象不雅點，它為Pod供給了一個牢固的IP地點或DNS稱號，使得外部流量可能拜訪集群外部的效勞。
Ingress
Ingress是集群外部拜訪集群外部效勞的進口點，它容許集群外部的Service被外部拜訪。
K8s網路模型實現打算
K8s經由過程CNI（Container Network Interface）介面集成各種網路打算，以滿意差其余網路須要。以下是一些常用的網路打算：
Flannel
Flannel是一種簡單的Overlay網路插件，支撐VXLAN跟UDP形式，常用於小型集群。
Flannel通信過程
- CNI網橋將數據包路由到本機的Flannel.1設備停止處理。
- Flannel.1設備將數據包封裝成VXLAN格局，發送到對端Flannel.1設備。
- 對端Flannel.1設備解封裝數據包，將數據包發送到目標容器。
Calico
Calico可能設置為利用IP-in-IP地道形式，如許它可能作為Overlay網路運轉。Calico的IPIP形式特別合適於須要跨子網通信的情況。
Calico網路架構
- Felix：運轉在每個節點上的代辦，擔任將Pod的網路命名空間與Calico的BPF（Berkeley Packet Filter）順序相連接。
- BPF順序：BPF順序運轉在Felix中，用於處理網路流量跟設置路由規矩。
- etcd：作為Kubernetes的設置存儲，用於存儲Calico的設置。
Weave Net
Weave Net經由過程在物理網路上構建一個虛擬網路層，實現Pod間的通信。
Pod間通信道理
同一節點上的Pod間通信
當兩個Pod位於同一節點時，它們的通信絕對簡單。每個Pod都會被分配一個獨破的網路命名空間，並經由過程虛擬網路設備（如veth pair）連接到節點的網路命名空間。
差別節點的Pod間通信
差別節點的Pod之間須要網路插件的支撐。以下是一些常用的網路插件：
- 基於Overlay網路的插件：經由過程地道封裝技巧（如VXLAN、GRE等）在物理網路之上創建虛擬網路，實現跨主機的容器網路連接。
- 基於Underlay網路的插件：直接利用物理網路停止容器網路連接，無需額定的地道技巧。
總結
K8s網路模型為容器集群中的通信供給了高效、牢固跟機動的處理打算。經由過程懂得K8s網路模型跟實現打算，開辟者可能更好地構建跟管理容器化利用。