覆盖网络 Flannel 0.7

carrot

资源

特性

概念

  • Flannel会修改Docker的启动参数,限制指定每台节点使用的子网不重复
  • 数据请求会从 docker0虚拟网卡转发到flannel0虚拟网卡 再将数据封包之后通过路由或者隧道发送到对应节点解包,再从flannel0虚拟网发送到docker0虚拟网卡
  • 可以使用etcd的最新版本3.x,但flannel使用的还是2.x的数据保存格式,和v2的api
  • 使用中间网络会有网络延迟,大概比使用路由器性能下降了2倍路由器平均内网请求0.2ms左右 使用中间网络内网平均0.4ms
  • 使用vxlan backend时,数据是由Kernel转发的,Flannel不转发数据,仅仅动态设置ARP entry
  • Flannel中有多种backend,其中vxlan backend通过内核转发数据,而udp backend通过用户态进程中的proxy转发数据
  • 0.7.0中刚刚加入,即VTEP的IP加上了/32位的掩码避免了广播,此前的版本都是/16掩码,解决了VXLAN网络中由于广播导致的“网络风暴”的问题。
  • Flannel在使用vxlan backend的时候,短暂启停flanneld不会造成网络中断,而udp backend会
  • 可以重启flanneld来更新网络配置;然后flannel每24h会自动重新分配集群内的网络flanneld挂掉会导致本地的ARP entry无法自动更新,但是已经生成的网络环境还是可用的

安装

mkdir /opt/flanneld-v0.8.0
wget https://github.com/coreos/flannel/releases/download/v0.8.0/flannel-v0.8.0-linux-amd64.tar.gz
tar -xzvf flannel-v0.8.0-linux-amd64.tar.gz  -C /opt/flanneld-v0.8.0
ln -sf /opt/flanneld-v0.8.0/flanneld /usr/bin/flanneld
rm -f flannel-v0.8.0-linux-amd64.tar.gz
mkdir -p /var/log/k8s/flanneld

#配置配置文件
vim /etc/sysconfig/flanneld

FLANNEL_ETCD="http://10.31.75.198:2379,http://10.29.164.118:2379"
FLANNEL_ETCD_KEY="/dudu_flannel/network"
FLANNEL_OPTIONS="-ip-masq=true -v=0"
FLANNEL_IFACE="eth0"
网卡 eth0 或IP
-ip-masq=true 这个参数的目的是让flannel进行ip伪装,而不让docker进行ip伪装。这么做的原因是如果docker进行ip伪装,流量再从flannel出去,其他host上看到的source ip就是flannel的网关ip,而不是docker容器的ip

#配置系统启动
vim /usr/lib/systemd/system/flanneld.service 
[Unit]
Description=Flanneld server
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target
Before=docker.service

[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=/etc/sysconfig/flanneld
ExecStart=/usr/bin/flanneld -etcd-endpoints=${FLANNEL_ETCD} -iface=${FLANNEL_IFACE} -etcd-prefix=${FLANNEL_ETCD_KEY} $FLANNEL_OPTIONS
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target



#向etcd 写入网段配置
export ETCDCTL_API=3
etcdctl put /dudu_flannel/network/config '{"Network": "172.17.0.1/16","SubnetMin": "172.17.0.0", "SubnetMax": "172.17.254.0","Backend":{"Type":"vxlan"}}' --endpoints=10.30.187.25:2379
查看
etcdctl --endpoints=10.30.187.25:2379 get /dudu_flannel/network/config 
删除
etcdctl --endpoints=10.30.187.25:2379 del --prefix=true "/dudu_flannel"

或rest接口
curl -X PUT http://10.30.187.25:2379/v2/keys/dudu_flannel/network/config -d value='{"Network": "172.17.0.1/16","SubnetLen":24,"Backend":{"Type":"vxlan"}}'
curl http://localhost:2379/v2/keys/dudu_flannel/network/config

#删除配置
curl http://localhost:2379/v2/keys/dudu_flannel/network/config -XDELETE
curl http://localhost:2379/v2/keys/dudu_flannel?recursive=true -XDELETE

#关闭防火墙 flanneld
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

#清理防火墙到默认规则
#没有任何参数的 -F 命令在当前表中刷新所有链。同样的, -X 命令删除表中所有非默认链。
 iptables -F
 iptables -X
 iptables -t nat -F
 iptables -t nat -X
 iptables -t mangle -F
 iptables -t mangle -X
 iptables -t raw -F
 iptables -t raw -X
 iptables -t security -F
 iptables -t security -X
 iptables -P INPUT ACCEPT
 iptables -P FORWARD ACCEPT
 iptables -P OUTPUT ACCEPT
 
 保存规则
 iptables-save
  
  #查看规则
  iptables -t filter --list
  iptables -t mangle --list
  iptables -t nat --list
  iptables -t raw --list
  
#清理网卡
ip link delete docker0
ip link delete flannel.1

#停止docker 启动flannel
systemctl daemon-reload
systemctl stop docker
systemctl stop flanneld

systemctl enable flanneld 
systemctl start flanneld
systemctl status -l flanneld

systemctl restart flanneld

#命令行启动
/usr/local/bin/flanneld -etcd-endpoints=http://10.29.167.233:2379 -etcd-prefix=/dudu_flannel/network -iface=eth0 -log_dir=/var/log/k8s/flanneld

#启动flannel之后从etcd中获取network的配置信息划分本机subnet子网络,
#并在etcd中进行注册本机的IP已经对应的子网。
#Flannel守护程序将子网配置信息记录到/run/flannel/subnet.env文件中
#Flannel守护进程还创建/run/flannel/docker文件记录docker的守护进程启动需要的环境变量信息
#按照生成的docker环境变量配置docker的启动参数启动docker
#如果没有/run/flannel/docker 文件手动生成
/opt/flanneld-v0.8.0/mk-docker-opts.sh -i
cat /run/docker_opts.env

#例子:
cat /run/flannel/subnet.env
FLANNEL_NETWORK=172.17.0.0/16
FLANNEL_SUBNET=172.17.31.1/24
FLANNEL_MTU=1450
FLANNEL_IPMASQ=false

cat /run/flannel/docker
DOCKER_OPT_BIP="--bip=172.17.31.1/24"
DOCKER_OPT_IPMASQ="--ip-masq=true"
DOCKER_OPT_MTU="--mtu=1450"
DOCKER_NETWORK_OPTIONS=" --bip=172.17.31.1/24 --ip-masq=true --mtu=1450 "

#修改 docker的启动参数 按照/run/flannel/docker 文件中的配置 ip-masq表示IP伪装
vim /etc/docker/daemon.json 
  {
    "registry-mirrors": ["https://mb4qkfnx.mirror.aliyuncs.com"],
    "insecure-registries":["dudureg.xip.io:5000"],
    "bip":"172.17.0.1/24",
    "ip-masq": false,
    "mtu": 1450,
    "iptables":false
  }


#重启docker
systemctl restart docker
#查看路由,查看网卡
route -n 
ifconfig
#查看成员
curl http://localhost:2379/v2/keys/dudu_flannel/network/subnets
#PublicIP配置的地址是外网地址,不是内网地址

#测试
docker run -d -it --name ip_test alpine:3.5 ash
docker inspect ip_test
docker exec -ti ip_test ash   #进入容器中互ping

docker run -it --rm busybox sh

docker logs -f -t --tail=100 ip_test
#查看系统日志
journalctl -fu docker.service 
journalctl --no-pager -l -u flanneld

#监控包
tcpdump -i flannel.1 
tcpdump  host 10.29.168.24 and 10.29.167.186 -w /var/log/001.cap
tcpdump -i  flannel.1  -w /var/log/001.cap
#防火墙Nat转发规则
iptables -t filter -L -v

#查看封包地址
bridge fdb show dev flannel.1
删除
bridge fdb del xx:xx:xx:cc:dd:a7 dev flannel.1 
添加
bridge fdb add xx:xx:xx:cc:dd:a7 dev flannel.1 dst 192.168.110.18 self permanent

常用操作命令

配置

  • 配置使用Vxlan 重启需要在几秒钟内完成此操作,因为ARP条目可能会开始超时,需要法兰绒守护程序刷新它们
  • 为了避免重新启动过程中的中断,不能更改配置(例如,VNI,-iface值)
  • vxlan将具有较低的延迟开销和原生网络一样的带宽,性能基本和原生一样
  • cat /boot/config-uname -r | grep CONFIG_VXLAN 检查主机内核是否支持VXLAN 返回 CONFIG_VXLAN=m支持

    cat flannel-config.json
      {
        "Network": "172.17.0.0/16",
        "SubnetLen": 24,
        "Backend": {
          "Type": "vxlan",
          "VNI": 1
        }
    }
    在backend中还可以配置 Port 默认为内核默认端口8472 是发送UDP封包的端口号
    #保存到etcd  
    etcdctl set /dudu_flannel/network/config < flannel-config.json
  • 使用udp 作为后端 flanneld可以重新启动 甚至进行升级而不会影响现有的流量

    cat flannel-config.json
    {
        "Network": "172.17.0.0/16",
        "SubnetLen": 24,
        "SubnetMin": "172.17.0.0",
        "SubnetMax": "172.17.254.0",
        "Backend": {
            "Type": "udp",
            "Port": 7890
        }
    }
  • 使用 host-gw 作为后端
etcdctl set /dudu_flannel/network/config '{"Network": "192.168.0.1/16","SubnetLen": 24,"Backend": {"Type": "host-gw"}}'
curl http://10.99.132.22:2379/v2/keys/dudu_flannel/network/config

 flanneld -etcd-endpoints=http://10.99.132.21:2379  -etcd-prefix=/dudu_flannel/network -logtostderr=true -v=3 -iface=eth0 &>> /var/log/flanneld &


子节点启动网桥模式
docker run --net=bridge -itd  --name='vm2' sshd:1.0 
测试联通
 docker exec vm1 ping -c 3 192.168.1.194
测试路由
docker exec vm1 traceroute 192.168.1.194
  • --iface 启动参数默认使用的系统的默认路由网卡 route -n 排在第一个的就是默认路由,在阿里云默认路由就是etch1 为外网路由
  • 内网路由是eth0 需要手动配置--iface="eth0" 才能让flannel使用内网路由内网IP通信

功能

功能1

功能2

调试

优化

常见问题

实际应用

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