Flannel - 原理

Flannel GitHub 地址

Flannel 是 Kubernetes 中常用的网络配置工具，用于配置第三层（网络层）网络结构。

如何工作
Flannel 需要在集群中的每台主机上运行一个名为 flanneld 的代理程序，负责从预配置地址空间中为每台主机分配一个网段。Flannel 直接使用 Kubernetes API 或 ETCD 存储网络配置、分配的子网以及任何辅助数据（如主机的公网 IP）。数据包使用几种后端机制之一进行转发，包括 VXLAN 和各种云集成。

后端 backend
Flannel 可以与几种不同的后端搭配。一旦后端设置完成，就不应在运行时更改。

VXLAN 是推荐的选择。对于有经验的用户，如果希望提高性能和基础架构支持（通常不能在云环境中使用），建议使用 host-gw。UDP 建议仅用于调试，或者用于不支持 VXLAN 的非常旧的内核。

另外，还有实验性的 AWS、GCE 和 AliVPC，所有支持的后端可以 参考这里。

VXLAN
使用内核的 VXLAN 封装数据包。

Type 和选项：

Type：字符串，vxlan
VNI：数字，要使用的 VXLAN Identifier (VNI) 。默认是 1。
Port：数字，用于发送封装的数据包 UDP 端口。默认值由内核决定，目前是 8472。
GBP：布尔值，启用 基于 VXLAN 组的策略。默认是 false。
DirectRouting：布尔值，当主机位于同一子网时，启用直接路由（类似 host-gw）。VXLAN 将仅用于将数据包封装到不同子网上的主机。默认为 false。
host-gw
使用 host-gw 通过远程计算机 IP 创建到子网的 IP 路由。运行 flannel 的主机之间需要直接连接第 2 层（数据链路层）。（Use host-gw to create IP routes to subnets via remote machine IPs. Requires direct layer2 connectivity between hosts running flannel.）

host-gw 性能好，依赖少，并且易于设置。

Type：

Type：字符串，host-gw
UDP
不可用于生产环境。仅在内核或网络无法使用 VXLAN 或 host-gw 时，用 UDP 进行 debug。

Type 和选项：

Type：字符串，udp
Port：数字，用于发送封装数据包的 UDP 端口号，默认是 8285
Troubleshooting
Logging
从容器运行 flannel 时，将安装 Strongswan 工具。swanctl 可用于与 charon 交互，并提供日志命令..
Charon 的日志也会写入 flannel 进程的标准输出。
Troubleshooting
ip xfrm state 可以用来与内核的安全关联数据库进行交互。这可以用来显示当前安全关联（SA）以及主机是否成功建立到其他主机的 IPsec 连接。
ip xfrm policy 可以用来显示已安装的策略。Flannel 为每个连接的主机安装三个策略。
Flannel 不会恢复手动删除的策略（除非重新启动 Flannel）。它也不会在启动时删除陈旧的策略。可以通过重新启动主机或通过 ip xfrm state flush && ip xfrm policy 策略刷新和重新启动 flannel 来删除所有 ipsec 状态来删除它们。

网络细节
像 Kubernetes 这样的平台假设每个容器（pod）在集群内都有一个唯一的、可路由的 IP。这种模式的优势在于它消除了共享单个主机 IP 带来的端口映射复杂性。

Flannel 负责在集群中的多个节点之间提供第 3 层 IPv4 网络。Flannel 不控制容器如何与主机联网，只负责主机之间如何传输流量。但是，Flannel 确实为 Kubernetes 提供了 CNI 插件，并提供了与 Docker 集成的指导。

Flannel 专注于网络。对于网络策略，可以使用 Calico 等其他项目。

Kubernetes 中的 Flannel
在 Kubernetes 集群中部署 Flannel 的最简单方法，是使用部署工具或默认安装了 Flannel 的网络集群。例如，CoreOS 的 Tectonic 在使用开源的 Tectonic Installer 程序安装 Kubernetes 集群的过程中创建了 Flannel。

虽然不是必需的，但建议 flanne 使用 Kubernetes API 作为其后备存储，这样可以避免为 Flannel 部署分立的 etcd 集群。这种 Flannel 模式被称为 kube 子网管理器。

手动部署 Flannel
Flannel 可以被添加到任何已经存在的 Kubernetes 集群中。但是在 Pod 使用网络之前添加 Flannel 是最简单的。

对于 Kubernetes v1.7+：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
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详情可以 参考这里。

在 Docker 中使用 Flannel
flannel 可以在 kubernetes 之外的场景中使用。此时，基本上使用 ETCD 作为数据存储。在 Docker 中使用 Flannel 可以 参考这里。
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作者：kikajack
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/kikajack/article/details/80427685
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