Kubernetes必备知识： 主流网络方案

所属技术领域：

K8s

|名词定义|

常见的容器网络方案可以从协议栈层级、穿越形态、隔离方式这三种形式进行划分。

协议栈层级：

第一种：协议栈二层。

第二种：协议栈三层（纯路由转发）。

第三种：协议栈二层加三层。

穿越形态：

按穿越的形态划分，这个与实际部署环境十分相关。穿越形态分为两种：Underlay、Overlay。

Underlay：在一个较好的一个可控的网络场景下，我们一般利用 Underlay。可以这样通俗的理解，无论下面是裸机还是虚拟机，只要网络可控，整个容器的网络便可直接穿过去 ，这就是 Underlay。

Overlay：Overlay 在云化场景比较常见。Overlay 下面是受控的 VPC 网络，当出现不属于 VPC 管辖范围中的 IP 或者 MAC，VPC 将不允许此 IP/MAC 穿越。出现这种情况时，我们都利用 Overlay 方式来做。

隔离方式：

隔离方式与多种户型相关（用户与用户之间的隔离方式），隔离方式分为 FLAT、VLAN、VXLAN 三种：

 FLAT：纯扁平网络，无隔离；

 VLAN：VLAN 机房中使用偏多，但实际上存在一个问题？就是它总的租户数量受限。众所周知，VLAN 具有数量限制。

 VXLAN：VXLAN 是现下较为主流的一种隔离方式。因为它的规模性较好较大，且它基于 IP 穿越方式较好。

|技术特点|

 典型的容器网络实现方案

容器网络可能时Kubernetes领域最为百花齐放的一个领域，依照IaaS层的配置、外部物理网络的设备、性能or灵活优先，可以有不同的实现：

Flannel，最为普遍的实现，提供多种网络backend实现，覆盖多种场景

Calico，采用BGP提供网络直连，功能丰富，对底层网络有要求

Canal（Flannel for network + Calico for Firewalling），嫁接型创新项目

Ciilium，基于eBPF和XDP的高性能Overlay网络方案

Kube-router，同时采用BGP提供网络直连，集成基于LVS的负载均衡能力

Pomana，才赢BGP or OSPF 提供网络直连能力的方案

WeaveNet，采用UDP封装实现L2 Overlay，支持用户态（慢，可加密）/内内核态（快，不能加密）两种实现

 Flannel 方案

Flannel 方案是目前使用最为普遍的。如上图所示，可以看到一个典型的容器网方案。它首先要解决的是 container 的包如何到达 Host，这里采用的是加一个 Bridge 的方式。它的 backend 其实是独立的，也就是说这个包如何离开 Host，是采用哪种封装方式，还是不需要封装，都是可选择的。

现在来介绍三种主要的 backend：

 一种是用户态的 udp，这种是最早期的实现；

 然后是内核的 Vxlan，这两种都算是 overlay 的方案。Vxlan 的性能会比较好一点，但是它对内核的版本是有要求的，需要内核支持 Vxlan 的特性功能；

 如果你的集群规模不够大，又处于同一个二层域，也可以选择采用 host-gw 的方式。这种方式的 backend 基本上是由一段广播路由规则来启动的，性能比较高。

|资料来源|

名词定义：

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