k8s 的 CNI 网络模型

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于 2021-03-07 23:43:04 首次发布

本文探讨了Kubernetes的网络模型，包括Pod间通信机制、CNI及其优点，CNI插件分类与选型，以及NetworkPolicy在网络策略中的应用。重点介绍了基于CNI的网络方案如Canal和其在实际部署中的应用。

k8s 作为编排引擎管理着分布在不同节点上的容器和 Pod。而 Pod、Service 以及外部组件之间需要一种可靠的方式找到批次并进行互相通信，此时 k8s 网络则负责提供这个保障。下面将介绍如下内容：

1. Pod内容器之间的通信

当 Pod 被调度到某个节点，Pod 中的所有容器都在这个节点上运行，这些容器共享相同的本地文件系统、IPC 和网络命名空间。
不同 Pod 之间不存在端口冲突的问题，因为每个 Pod 都有自己的 IP 地址。当某个容器使用 lalhost 时，意味着使用的是容器所属 Pod 的地址空间。
比如 PodA 有两个容器 container-AI 和 container-A2，container-A1 在端口1234 上监听，当 container-A2 连接到 laltost:12324 时，实际上就是在访问 cntaine-Al。这不会与同个节点上的 PodB 冲突，即使 PodB 中的容器 container-BI 也在监听1234端口。

2. Pod之间的通信

Pod的IP是集群可见的，即集群中的任何其他Pod和节点都可以通过IP直接与Pod通信，这种通信不需要借助任何网络地址转换、隧道或代理技术。Pod 内部和外部使用的是网个 IP，这也意味着标准的命名服务和发现机制，比如DNS可以直接使用。

3. Pod与Service的通信

Pod 间可以直接通过 IP 地址通信，但前提是 Pod 知道对方的 IP。在 Kabenete 集群中，Pod 可能会频繁地销级和创建，也就是说 Pod 的 IP 不是固定的。为了解决这个问题，Service 提供了访问 Pod 的抽象层。无论后端的 Pod 如何变化，Service 都作为稳定的前端对外提供服务。同时 Serice 还提供了高可用和负载均衡功能，Service 负责将请求转发给正确的Pod。

4. 外部访问