Kubernetes网络方案Flannel的学习笔记

作者: 李佶澳转载请保留：原文地址发布时间：2018-10-09 14:15:58 +0800

说明

Flannel是Kubernets最早期的网络方案之一，也是现在常用的方案之一。当时只了解到它采用overlay的方式，于是重点学习calico了，后来发现用到flannel的公司还挺多，需要系统学习下。

工作原理

原理很简单，在每一个需要使用Flannel网络的机器上都运行有一个名为flanneld的服务。flanneld为所在的机器申请到一小段虚拟网络的地址空间，并负责将通过这些虚拟地址发送的报文封装后，用宿主机的网络送出。flanneld还要负责解读宿主机网络收到发送给虚拟网络的中的地址的报文。

虚拟网络地址的分配情况直接写入etcd，或者通过kubernetes的api写入。

核心是：Flannel是怎样通过宿主机网络传递虚拟机网络中的报文的？ Flannel支持几种不同的方式，把它们叫做Backends。

已经支持的Backends

@2018-10-09 16:47:10

最推荐使用的是vxlan，使用linux kernel的vxlan实现。vxlan backend的配置项有以下几个：

Type: string，backend类型，就是"vxlan"
VNI:  number，vxlan协议中的vni编号，不同的vni号码代表不同网段，类似vlan号，默认是1
Port: number,  宿主机的udp端口，用来发送封装后的报文，使用linux内核默认配置，8472
GBP:  boolean，是否使用vxlan Group Policy，默认false
DirectRouting:  boolean，是否启用直接路由，当两台宿主机位于同一个网段时，不封装通过路由直接送达，默认false

GBP特性，参考：vxlan: Group Policy extension。

其次是host-gw的方式，通过直接路由的方式传送虚拟网络报文。这种方式要求所有宿主机是二层直达的(中间不经过路由)，原理和vxlan中的DirectRouting相同。

Vxlan DriectRouting是能够直接路由的时候采用直接路由的方式，否则就通过vxlan。 Host-gw要求所有宿主机都支持直接路由方式（在同一个二层网络中），并全部采用直接路由的方式。

host-gw的配置项只有一个：

Type: string，backend类型，就是"host-gw"

udp只建议调试时使用，或者另外两种方式不能使用的时候（譬如宿主机内核不支持vxlan）使用。

Type：string，backend类型，就是"udp"
Port: number，宿主机udp端口，默认8285

处于试验阶段的Backends

@2018-10-09 16:47:23

AliVPC，阿里云的VPC

Type (string): alloc

Alloc，这个没明白怎么回事，说是”performs subnet allocation with no forwarding of data packets”：

Type (string): alloc

AWS VPC，AWS的VPC：

Type (string): aws-vpc
RouteTableID (string): [optional] The ID of the VPC route table to add routes to.

GCE，Google的云服务：

Type (string): gce

IPIP，使用内核实现的ipip隧道：

Type (string): ipip
DirectRouting (Boolean):

IPSec，使用内核实现的IpSec：

Type (string): ipsec
PSK (Boolean): Required. 
UDPEncap (string): Optional
ESPProposal (string): Optional

其它内容？

Flannel是一个特别简单的网络方案，文档也就特别简单。把上面的backends梳理完，文档基本上就全读完了。

Kubernetes1.12从零开始（五）：自己动手部署Kubernetes中讲到，Kubernetes设计的时候，就降低了对网络模型的要求。所以Flannel这样简单的网络方案，可以用于Kubernetes。

不过要注意，Flannel这个项目小而精，缺少了一些功能。最直接的缺陷就是：不支持ACL，即Kubernetes中的Network Policy。

根据Flannel项目Readme中的表述，这个项目似乎也不打算支持”network policy”：

Flannel is focused on networking. For network policy, other projects such as Calico can be used.

有意思一的是Calico启动了一个Canal项目，糅合了Calico和Flannel。Network policy功能有calico提供，network功能用flannel提供，也是醉了。

糅合了Calico和Flannel的Kubernetes网络方案Canal

Flannels, Canals and Tigers, Oh My! — Big News in the Land of Project Calico介绍了Canal的诞生过程。