Kubernetes必備知識： 主流網絡方案

所屬技術領域：

K8s

|名詞定義|

常見的容器網絡方案可以從協定棧層級、穿越形态、隔離方式這三種形式進行劃分。

協定棧層級：

第一種：協定棧二層。

第二種：協定棧三層（純路由轉發）。

第三種：協定棧二層加三層。

穿越形态：

按穿越的形态劃分，這個與實際部署環境十分相關。穿越形态分為兩種：Underlay、Overlay。

Underlay：在一個較好的一個可控的網絡場景下，我們一般利用 Underlay。可以這樣通俗的了解，無論下面是裸機還是虛拟機，隻要網絡可控，整個容器的網絡便可直接穿過去 ，這就是 Underlay。

Overlay：Overlay 在雲化場景比較常見。Overlay 下面是受控的 VPC 網絡，當出現不屬于 VPC 管轄範圍中的 IP 或者 MAC，VPC 将不允許此 IP/MAC 穿越。出現這種情況時，我們都利用 Overlay 方式來做。

隔離方式：

隔離方式與多種戶型相關（使用者與使用者之間的隔離方式），隔離方式分為 FLAT、VLAN、VXLAN 三種：

 FLAT：純扁平網絡，無隔離；

 VLAN：VLAN 機房中使用偏多，但實際上存在一個問題？就是它總的租戶數量受限。衆所周知，VLAN 具有數量限制。

 VXLAN：VXLAN 是現下較為主流的一種隔離方式。因為它的規模性較好較大，且它基于 IP 穿越方式較好。

|技術特點|

 典型的容器網絡實作方案

容器網絡可能時Kubernetes領域最為百花齊放的一個領域，依照IaaS層的配置、外部實體網絡的裝置、性能or靈活優先，可以有不同的實作：

Flannel，最為普遍的實作，提供多種網絡backend實作，覆寫多種場景

Calico，采用BGP提供網絡直連，功能豐富，對底層網絡有要求

Canal（Flannel for network + Calico for Firewalling），嫁接型創新項目

Ciilium，基于eBPF和XDP的高性能Overlay網絡方案

Kube-router，同時采用BGP提供網絡直連，內建基于LVS的負載均衡能力

Pomana，才赢BGP or OSPF 提供網絡直連能力的方案

WeaveNet，采用UDP封裝實作L2 Overlay，支援使用者态（慢，可加密）/内核心态（快，不能加密）兩種實作

 Flannel 方案

Flannel 方案是目前使用最為普遍的。如上圖所示，可以看到一個典型的容器網方案。它首先要解決的是 container 的包如何到達 Host，這裡采用的是加一個 Bridge 的方式。它的 backend 其實是獨立的，也就是說這個包如何離開 Host，是采用哪種封裝方式，還是不需要封裝，都是可選擇的。

現在來介紹三種主要的 backend：

 一種是使用者态的 udp，這種是最早期的實作；

 然後是核心的 Vxlan，這兩種都算是 overlay 的方案。Vxlan 的性能會比較好一點，但是它對核心的版本是有要求的，需要核心支援 Vxlan 的特性功能；

 如果你的叢集規模不夠大，又處于同一個二層域，也可以選擇采用 host-gw 的方式。這種方式的 backend 基本上是由一段廣播路由規則來啟動的，性能比較高。

|資料來源|

名詞定義：

https://blog.csdn.net/bbwangj/article/details/82355337