Kubernetes网络设计原则

在配置集群网络插件或者实践K8S 应用/服务部署请时刻想到这些原则：

• 1.每个Pod都拥有一个独立IP地址，Pod内所有容器共享一个网络命名空间
• 2.集群内所有Pod都在一个直接连通的扁平网络中，可通过IP直接访问
  • 所有容器之间无需NAT就可以直接互相访问
  • 所有Node和所有容器之间无需NAT就可以直接互相访问
  • 容器自己看到的IP跟其他容器看到的一样
• 3.Service cluster IP尽可在集群内部访问，外部请求需要通过NodePort、LoadBalance或者Ingress来访问

Container Network Interface (CNI)是目前CNCF主推的网络模型，它由两部分组成：

• CNI Plugin负责给容器配置网络，它包括两个基本的接口
  • 配置网络: AddNetwork(net *NetworkConfig, rt *RuntimeConf) (types.Result, error)
  • 清理网络: DelNetwork(net *NetworkConfig, rt *RuntimeConf) error
• IPAM Plugin负责给容器分配IP地址

Kubernetes Pod的网络是这样创建的：

• 0.每个Pod除了创建时指定的容器外，都有一个kubelet启动时指定的基础容器，比如：mirrorgooglecontainers/pause-amd64 registry.access.redhat.com/rhel7/pod-infrastructure
• 1.首先 kubelet创建基础容器生成network namespace
• 2.然后 kubelet调用网络CNI driver，由它根据配置调用具体的CNI 插件
• 3.然后 CNI 插件给基础容器配置网络
• 4.最后 Pod 中其他的容器共享使用基础容器的网络

本项目基于CNI driver 调用各种网络插件来配置kubernetes的网络，常用CNI插件有 flannel calico weave等等，这些插件各有优势，也在互相借鉴学习优点，比如：在所有node节点都在一个二层网络时候，flannel提供hostgw实现，避免vxlan实现的udp封装开销，估计是目前最高效的；calico也针对L3 Fabric，推出了IPinIP的选项，利用了GRE隧道封装；因此这些插件都能适合很多实际应用场景。