35 | 解读Kubernetes三层网络方案
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本文深入探讨了Kubernetes三层网络方案中的Flannel的host-gw模式和Calico项目。Flannel通过在宿主机上创建路由规则实现容器通信路径中的“网关”功能，而Calico则利用BGP协议自动分发路由信息，实现容器网络的三层网络方案。文章详细解释了这两种网络方案的工作原理和优势，以及它们在Kubernetes集群中的应用。Calico项目通过BGP协议将集群中的所有节点组成一个全连通的网络，但在大规模集群中需要使用Route Reflector模式。此外，文章还介绍了Calico的IPIP模式和解决宿主机网关设置成BGP Peer的两种方案。总的来说，本文为读者提供了Kubernetes三层网络方案的核心概念和技术特点，为深入学习和实践提供了基础知识。 在大规模集群里，三层网络方案在宿主机上的路由规则可能会非常多，这会导致错误排查变得困难。此外，在系统故障的时候，路由规则出现重叠冲突的概率也会变大。基于上述原因，如果是在公有云上，由于宿主机网络本身比较“直白”，我一般会推荐更加简单的Flannel host-gw模式。但不难看到，在私有部署环境里，Calico项目才能够覆盖更多的场景，并为你提供更加可靠的组网方案和架构思路。 三层网络方案和“隧道模式”的异同，以及各自的优缺点，是一个值得思考的问题。三层网络方案更加直接，能够提供更高的性能和更好的可扩展性，但在大规模集群中可能会面临路由规则管理的挑战。而“隧道模式”则可以更好地解决跨主机通信的问题，但可能会带来一定的性能损耗。读者可以根据自身需求和环境特点选择合适的方案。 总的来说，本文为读者提供了深入理解Kubernetes三层网络方案的机会，帮助他们更好地选择和应用适合自己场景的网络方案。
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羁绊12221老师好，flannel UDP 隧道封装的是IP包，vxlan封装的是 二层帧，Calico IPIP模式封装的也是IP包。。感觉上使用隧道通信封装IP报文就够了吧？封装二层帧有什么考虑吗？作者回复: 有些网络方案或者硬件，要求必须在二层做一些功能
2019-08-167
峰哥老师好，有个1.4的K8S集群，sprincloud的微服务，怎么升级到1.10，是生产环境，有什么好的办法，谢谢作者回复: 版本差太远了，升级不了。。
2018-12-115
davad_dee图 1 Flannel host-gw 示意图 第一个路由表中第三条路由 src 192.168.0.2 是否应该是 10.168.0.2编辑回复: 已修正，感谢反馈~
2019-12-0332
blackpiglet请问张老师，calico、flannel、Weave、romana 等网络插件，有没有比较权威的性能对比数据？和 bare metal 比起来，性能损耗差距有多大呢？网上搜了一圈，说什么的都有，是不是三层的方案大概都是 10% 左右的 overhead 的呢？作者回复: 压测最好还是自己做，这个跟环境关系太大。你这里弄明白原理心里有底最重要。
2018-11-122
.请问，如果是想要静态ip，是不是只能选择calico方案，flannel不行作者回复: 都可以，都要改
2018-11-151
柯察金BGP 这种，会不会导致路由表很大作者回复: 有可能的
2019-01-19
swordholder写了两篇文档： Docker单机网络模型动手实验 https://github.com/mz1999/blog/blob/master/docs/docker-network-bridge.md Docker跨主机Overlay网络动手实验 https://github.com/mz1999/blog/blob/master/docs/docker-overlay-networks.md 通过动手实验加深理解容器网络。分享出来希望对小伙伴有所帮助。 看来学完了这篇，可以再写一个Docker跨主机路由方案动手实验2018-11-123160- blackpiglet三层和隧道的异同： 相同之处是都实现了跨主机容器的三层互通，而且都是通过对目的 MAC 地址的操作来实现的；不同之处是三层通过配置下一条主机的路由规则来实现互通，隧道则是通过通过在 IP 包外再封装一层 MAC 包头来实现。 三层的优点：少了封包和解包的过程，性能肯定是更高的。 三层的缺点：需要自己想办法维护路由规则。 隧道的优点：简单，原因是大部分工作都是由 Linux 内核的模块实现了，应用层面工作量较少。 隧道的缺点：主要的问题就是性能低。2018-11-122123
- ch_ortKubernetes通过一个叫做CNI的接口，维护了一个单独的网桥来代替docker0。这个网桥的名字就叫作：CNI网桥，它在宿主机上的设备名称默认是：cni0。 容器“跨主通信”的三种主流实现方法：UDP、host-gw、VXLAN。 之前介绍了UDP和VXLAN，它们都属于隧道模式，需要封装和解封装。接下来介绍一种纯三层网络方案，host-gw模式和Calico项目 Host-gw模式通过在宿主机上添加一个路由规则： <目的容器IP地址段> via <网关的IP地址> dev eth0 IP包在封装成帧发出去的时候，会使用路由表里的“下一跳”来设置目的MAC地址。这样，它就会通过二层网络到达目的宿主机。 这个三层网络方案得以正常工作的核心，是为每个容器的IP地址，找到它所对应的，“下一跳”的网关。所以说，Flannel host-gw模式必须要求集群宿主机之间是二层连通的，如果宿主机分布在了不同的VLAN里（三层连通），由于需要经过的中间的路由器不一定有相关的路由配置（出于安全考虑，公有云环境下，宿主机之间的网关，肯定不会允许用户进行干预和设置），部分节点就无法找到容器IP的“下一条”网关了，host-gw就无法工作了。 Calico项目提供的网络解决方案，与Flannel的host-gw模式几乎一样，也会在宿主机上添加一个路由规则： <目的容器IP地址段> via <网关的IP地址> dev eth0 其中，网关的IP地址，正是目的容器所在宿主机的IP地址，而正如前面所述，这个三层网络方案得以正常工作的核心，是为每个容器的IP地址，找到它所对应的，“下一跳”的网关。区别是如何维护路由信息： Host-gw : Flannel通过Etcd和宿主机上的flanneld来维护路由信息 Calico: 通过BGP（边界网关协议）来实现路由自治，所谓BGP，就是在大规模网络中实现节点路由信息共享的一种协议。 隧道技术（需要封装包和解包，因为需要伪装成宿主机的IP包，需要三层链通）：Flannel UDP / VXLAN / Calico IPIP 三层网络（不需要封包和解封包，需要二层链通）：Flannel host-gw / Calico 普通模式2020-11-2554
米开朗基杨写了篇关于calico开启反射路由模式的文章，希望对大家有所帮助：https://www.yangcs.net/posts/calico-rr/2018-11-30328
