kubernetes系列(五) - kubernetes网络原理

前言

关于kubernetes网络，需要了解以下知识：

1. kubernetes的网络原型是什么
2. docker背后的网络基础是什么
3. docker自身的网络模型和局限是什么
4. kubernetes的网络组件之间是如何通信的
5. 外部如何访问kubernetes集群
6. 有哪些开源组件支持kubernetes的网络集群

1. kubernetes网络模型

kubernetes的网络模型假定了所有的pod都在一个直接连通的扁平的网络空间中，kubernetes运行的基础是假定这个网络已经存在。

自己搭建集群的话，需要自己实现这个网络假定，就是通过flannel和calico等组件

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2. kubernetes的组件之间如何通讯

2.1 同一个pod内的多容器之间

前面了解过，同一个pod之间是有一个根容器pause，且共用一个pod ip的，所以容器之间的通讯是通过pause的网络栈的lo(无线网卡)，直接使用localhost来互相访问

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2.2 各个pod直接的通讯

2.2.1 同一个节点上的pod互相通讯

如上图，同一个node上的pod之间，是连接到同一个docker0网桥上的, 地址段相同，所以可以直接通信

2.2.2 不同节点上的pod之间的通信

通过开源网络组件flannel开实现

1. flannel能协助kubernetes，给每一个node伤的每个pod都分配一个不冲突的ip
2. 且能在这些ip之中建立一个覆盖网络，通过这些覆盖网络overlay network，原封不动地传递到目标容器内

etcd为flannel提供的支持

1. 存储管理flannel可分配的ip地址资源段
2. 监控etcd中每个pod的实际地址，并在内存中建立维护pod节点路由表

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2.3 pod和service之间的通讯

目前基于性能考虑，全部为iptables维护和转发。

新版本中已经替换为lvs

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2.4 外网访问pod

通过service nodeport完成

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3. kubernetes的三层网络

三层分别是：

1. pod网络
2. service网络
3. 节点(node)网络

真实的、具体的网络只有节点网络，其他两层都是虚拟的内部网络