运维随笔-kubernetes网络插件

kubernete的网络模型假定了所有的pod都在一个可以直接联通的扁平网络里，以方便pod之间的通讯。但在实际搭建k8s集群时，这个假定的容器通讯网络并不存在，需要我们来实现。k8s虽然没有实现该功能，但是定义了网络插件接口即CNI，只要满足CNI标准，都可以用来创建和管理k8s的扁平网络

因此我们需要借助一些开源插件来创建和管理k8s的扁平化网络，常见的有calico，flannel，open-vswitch。

网络插件的本质作用有两点：

1. 为POD创建设备接口，并连接到宿主机网桥上
2. 为POD分配唯一的IP地址，并维护路由可达

Flannel插件

flannel工作原理：
分配IP：
flannel会连接etcd集群，获取可用的ip网段，并将子网配置信息写入docker配置文件，以此来管理和控制各个节点的子网分配。同时会监控pod地址，在内存中维护一张pod路由表。

传输数据：
源pod数据首先会到达docker网桥，网桥将数据发送给flannel进程，flannel进程使用UDP协议二次封包，读取路由表，利用宿主机网络，将数据包发送给目标主机上的flannel进程。目标主机flannel进程会进行拆包，然后将数据发送给docker网桥，进而发送给目标pod

Calico插件

calico是基于BGP协议的纯三层的网络方案，它利用linux内核的功能，把宿主机节点变成了一个路由器(vRouter), 通过BGP协议把本机上所有的容器路由信息广播出去，并自动设置到其他节点的路由转发规则。它保证了POD之间的数据流量都是通过IP路由的方式来转发的，不需要额外的隧道或者NAT，相比flannel，少了二次封包和拆包的过程，可以节省CPU资源，提升网络转发效率

felix：运行在每个节点上，作用是给容器分配网络和ip，管理路由规则和iptables规则
bird： 负责把felix设置的路由信息通过bgp广播到calico网络域，以实现路由互通

calico的优势是转发效率高，延迟低，可以实现大规模复杂组网，同时支持丰富的网络策略，可以实现复杂的流量控制