Kubernetes 1.12.0网络之Flannel网络部署

Flannel主要的作用就是将不同节点上的docker容器互相打通。

主要功能：

1.它能协助kubernetes，给每一个node上的docker容器分配互相不冲突的ip地址

2.它能在这些ip地址之间建立一个覆盖网络（overlay network），通过这个覆盖网络，将数据包原封不动的传递到目标容器

Flannel 二进制安装

1、下载fannel组件

wget https://github.com/coreos/flannel/releases/dow

2、安装Flannel 网络组件

tar xf flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz cp flanneld /usr/bin/ cp mk-docker-opts.sh /usr/bin/

nload/v0.10.0/flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz

3、由于是二进制的文件，将flanneld拷贝到有系统环境变量的可执行路径就完成了安装。下面讲解具体的配置过程和原理。

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Kubernetes Cluster中的几个“网络”

• node network：承载kubernetes集群中各个“物理”Node(master和minion)通信的网络；
• service network：由kubernetes集群中的Services所组成的“网络”；
• flannel network： 即Pod网络，集群中承载各个Pod相互通信的网络。

node network自不必多说，node间通过你的本地局域网（无论是物理的还是虚拟的）通信。

service network比较特殊，每个新创建的service会被分配一个service IP，在当前集群中，这个IP的分配范围是192.168.3.0/24。不过这个IP并不“真实”，更像一个“占位符”并且只有入口流量，所谓的“network”也是“名不符实”的，后续我们会详尽说明。

flannel network是我们要理解的重点，cluster中各个Pod要实现相互通信，必须走这个网络，无论是在同一node上的Pod还是跨node的Pod。我们的cluster中，flannel net的分配范围是：172.16.0.0/16。

remove-docker0.sh脚本内容如下：

# cat /usr/bin/remove-docker0.sh
#!/usr/bin/env bash
set -e

rc=0
ip link show docker0 >/dev/null 2>&1 || rc="$?"
if [[ "$rc" -eq "0" ]]; then
  ip link set dev docker0 down
  ip link delete docker0
fi
 

1、这里编写flanneld的systemd文件（需要在所有节点安装包括master）：

# cat /usr/lib/systemd/system/flanneld.service

[Unit]

Description=Flanneld overlay address etcd agent

After=network.target

Before=docker.service

[Service]

#EnvironmentFile=-/run/flannel/docker

EnvironmentFile=/etc/kubernetes/flanneld

ExecStartPre=/usr/bin/remove-docker0.sh

ExecStart=/usr/bin/flanneld ${FLANNEL_ETCD} $FLANNEL_OPTIONS

ExecStartPost=/usr/bin/mk-docker-opts.sh -d /run/flannel/docker

Type=notify

[Install]

WantedBy=multi-user.target

RequiredBy=docker.service

对上面的文件做一下解释：

• Flannel网络必须在宿主机网络能对外（其它node节点）正常通信的情况下启动才有意义，所以这里定义 After=network.target
• 只有当Flannel 网络启动之后，才能创建一个与其它节点不会冲突的网络，而docker的网络需要和fannel 网络相同才能保证跨主机通信，所以docker必须要在flannel网络创建后才能启动，这里定义 Before=docker.service
• 在 /etc/kubernetes/flanneld 文件中，我们会指定flannel相关的启动参数，这里由于需要指定etcd集群，会有一部分不通用的参数，所以单独定义。
• 当前创建flannel网络时，我们会执行 /usr/bin/remove-docker0.sh 这个脚本，将如果已经创建了docker0的网卡，就将他移除，防止产生冲突。（这个脚本来自k8s的源码包）
• 启动之后，我们需要使用fannel自带的脚本，创建一个docker使用的启动参数，这个参数就包含配置docker0网卡的网段。

2、配置fannel参数文件:

# cat /etc/kubernetes/flanneld

FLANNEL_ETCD="-etcd-endpoints=http://10.1.31.205:2379"

FLANNEL_ETCD_KEY="/coreos.com/network"

# etcdctl set /coreos.com/network/config '{ "Network": "10.1.0.0/16" }'

4、启动fannel:

systemctl daemon-reload systemctl start flanneld

配置docker 服务：

# vim /usr/lib/systemd/system/docker.service

[Unit]

Description=Docker Application Container Engine

Documentation=https://docs.docker.com

After=network-online.target firewalld.service flanneld.service

Wants=network-online.target

Requires=flanneld.service

[Service]

Type=notify

# the default is not to use systemd for cgroups because the delegate issues still

# exists and systemd currently does not support the cgroup feature set required

# for containers run by docker

ExecStart=/usr/bin/dockerd --registry-mirror=https://qxx96o44.mirror.aliyuncs.com --bip=10.5.100.1/24

ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID

# Having non-zero Limit*s causes performance problems due to accounting overhead

# in the kernel. We recommend using cgroups to do container-local accounting.

LimitNOFILE=infinity

LimitNPROC=infinity

LimitCORE=infinity

# Uncomment TasksMax if your systemd version supports it.

# Only systemd 226 and above support this version.

#TasksMax=infinity

TimeoutStartSec=0

# set delegate yes so that systemd does not reset the cgroups of docker containers

Delegate=yes

# kill only the docker process, not all processes in the cgroup

KillMode=process

# restart the docker process if it exits prematurely

Restart=on-failure

StartLimitBurst=3

StartLimitInterval=60s

EnvironmentFile=-/run/flannel/docker

[Install]

WantedBy=multi-user.target

修改配置说明：

• docker的网络配置需要依赖于Fannel, 所以定义 Requires=flanneld.service
• 运行docker时，需要加载配置参数，而此文件是执行flannel脚本后生成的。
• 在启动docker是指定参数。
• --bip 增加docker0的地址段 通过cat /run/flannel/subnet.env查看FLANNEL_SUBNET变量

之后需要先重启flanneld后再重启docker

后续创建好两个pod测试下

如下

[root@docker1 ~]# kubectl get pod -o wide

NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE

mysql-zth7l 1/1 Running 3 104m 10.5.100.5 docker2 <none>

myweb-9rz7r 1/1 Running 0 44m 10.5.92.2 docker3 <none>

myweb-klvvw 1/1 Running 0 44m 10.5.100.4 docker2 <none>

static-web-docker2 1/1 Running 13 3h14m 10.5.100.2 docker2 <none>

[root@docker1 ~]# kubectl exec -it myweb-9rz7r bash

root@myweb-9rz7r:/usr/local/tomcat# ping 10.5.100.5

PING 10.5.100.5 (10.5.100.5): 56 data bytes

64 bytes from 10.5.100.5: icmp_seq=0 ttl=60 time=1.092 ms

^C--- 10.5.100.5 ping statistics ---

1 packets transmitted, 1 packets received, 0% packet loss

round-trip min/avg/max/stddev = 1.092/1.092/1.092/0.000 ms

root@myweb-9rz7r:/usr/local/tomcat#

ps:也可以在etcd中查看flannel设置的flannel地址与物理机ip地址的对应规则

# etcdctl ls /coreos.com/network/subnets

/coreos.com/network/subnets/10.5.92.0-24

/coreos.com/network/subnets/10.5.100.0-24

/coreos.com/network/subnets/10.5.101.0-24

[root@docker1 ~]# etcdctl get /coreos.com/network/subnets/10.5.92.0-24

{"PublicIP":"10.1.1.207"}

[root@docker1 ~]# etcdctl get /coreos.com/network/subnets/10.5.100.0-24

{"PublicIP":"10.1.1.206"}

[root@docker1 ~]# etcdctl get /coreos.com/network/subnets/10.5.101.0-24

{"PublicIP":"10.1.31.205"}