第18章:Kubernetes CNI-Flannel

本文详细介绍了Docker网络模型,包括Bridge、Joined、Open和None模式,以及Kubernetes中的网络通信机制,如容器间通信、Pod通信和服务外部通信。重点讲解了Flannel、Calico和Kube-router等CNI类型的优缺点。

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Docker网络模型

  1. Bridge网络,自由网络名称空间

  2. Joined网络,共享使用另外一个容器的网络名称空间

  3. Open网络,容器直接共享使用宿主机的网络名称空间

  4. None网络(Close),不使用任何网络名称空间

在这里插入图片描述

Kubernetes网络通信

  1. 容器间通信:同一个pod内的多个容器间的通信,lo接口;

  2. Pod间通信:Pod IP <—> Pod IP;(所见即所得,无NAT)

  3. Pod与service之间的通信;Pod IP <—> Cluster IP;根据IPtables和IPVS规则来实现;

    (注:通过命令kubectl get configmap kube-proxy -o yaml -n kube-system查看kube-proxy中mode是IPVS,还是iptables;)

  4. Service与集群外部服务端或者客户端通信;(Ingress,Nodeport,Loadbalancer亦可)

Kubernetes本身不提供网络方案,需要通过各种CNI(Container Network Interface)来配套实现;

CNI种类

Flannel,可以提供网络管理和网络地址分配等功能;

优点:简单;缺点:无法提供网络策略,即NetworkPolicy

Calico,缺点:部署使用复杂;优点:支持IP地址分配和网络策略;其中地址转发,基于BGP的方式实现二层网络转发和三层网络路由,具备自学习功能,且性能更强;

Canel:Flannel+Calico;

Kube-router

……

解决方案:

虚拟网桥(Bridge)——通过软件实现虚拟网络,虚拟网卡,接入虚拟网桥,保证每一个容器,每一个Pod都有一个专有的网络接口,虚拟网卡成对出现,一个留在Pod之上,一个留在宿主机之上,接入到虚拟网桥使用。(Overlay)适用:L2或者L3层逻辑网络;优点:强大的控制能力;缺点:网络传输的性能开销较大,需要多封装IP或者Mac守护,走隧道网络;如VxLAN;

多路复用:MacVLAN,基于物理网卡MAC地址的方式创建Vlan,为每个虚拟接口配置一个独有的mac地址,使得一个物理网卡能为多个容器提供跨节点的网络通信服务;

硬件交换:SR-IOV,single router-IO virtualization,一个物理网卡硬件直接虚拟多个接口,供容器使用;优点:高性能;

Kubelet, 直接加载网络插件配置文件路径:/etc/cni/net/.d的即可;

网络插件类型:None,meta,IPam;

Flannel

Flannel默认采用VxLAN的方式,支持多种后端网络传输机制:

  • VxLAN,①原生VxLAN;②Directrouting,若两者处于同一网络则为Host-GW,否则降级为VxLAN方式;

  • Host-GW,Host-Gateway,效果更好,开销少,但是要求各个节点必须处在同一个二层网络当中,可能会遭受网络风暴;

  • UDP,效果最差,优选上面两种;(早期Linux系统不支持VxLAN时使用较多)

任何部署Kubelet的节点,都应该部署Flannel。

Flannel的部署:部署为系统级守护进程DaemonSet,或者部署为Pod(共享节点的网络名称空间)

Flannel的配置参数:

(1) Network:Flannel使用的CIDR格式的网络地址,用于为Pod配置网络功能;

​ 举例:10.244.0.0/16网段;

  • master: 10.244.0.0/24

  • node01: 10.244.1.0/24

  • node255: 10.244.255.0/24

(2) SubnetLen:把Network切分子网供各节点使用,默认使用24位掩码进行切分;

(3) SubnetMin和SubnetMax;

(4) Backend:即后端网络类型,VxLAN、Host-GW、UDP等;

<think>嗯,用户现在想了解EPEL的定义,以及它和Kubernetes或Linux系统的关联。首先,我需要确认EPEL到底是什么。EPEL全称是Extra Packages for Enterprise Linux,是企业级Linux的额外软件包仓库,由Fedora项目维护。主要针对Red Hat Enterprise Linux(RHEL)及其衍生版本,比如CentOS、Rocky Linux等,提供额外的软件包。 接下来,用户可能想知道EPEL在Kubernetes或Linux系统中的作用。这时候需要思考EPEL通常包含哪些软件,比如常见的工具、库或者其他依赖项。例如,在安装Kubernetes相关组件时,可能会用到EPEL中的软件包,比如容器工具、监控工具等。 然后,要考虑用户为什么问这个问题。用户之前的问题是关于Kubernetes的镜像源和路径,可能是在安装或配置Kubernetes时遇到了依赖问题,或者需要额外的软件支持,从而接触到EPEL。因此,用户可能实际是在安装Kubernetes的过程中,发现某些依赖包需要通过EPEL来安装,或者需要配置EPEL源来获取这些软件。 另外,用户提到的引用中有关于配置YUM源的内容,比如阿里云的Kubernetes仓库。可能用户在使用YUM安装Kubernetes组件时,遇到了缺少依赖的情况,这时候EPEL就派上用场了。比如,安装kubeadm、kubelet等可能需要EPEL中的某些包。 需要详细解释EPEL的作用,以及如何与Kubernetes结合使用。比如,EPEL提供了Docker、Ansible、Prometheus等工具,这些在部署和管理Kubernetes集群时可能会用到。同时,安装EPEL通常是通过YUM配置,用户可能需要先启用EPEL源,再安装所需软件。 还要注意用户可能遇到的问题,比如EPEL与其他仓库的冲突,或者版本兼容性问题。需要提醒用户确保EPEL与他们的Linux发行版版本匹配,避免安装不兼容的软件包。 另外,用户可能对EPEL和官方仓库的关系有疑问,需要说明EPEL是社区维护的,不是Red Hat官方支持,但被广泛使用和信任。同时,EPEL中的软件包通常不影响核心系统,但提供了更多可选工具。 最后,结合用户之前的上下文,他们在配置Kubernetes的YUM源,可能需要同时配置EPEL来满足依赖。因此,在回答中可以建议用户在安装Kubernetes相关组件之前,先启用EPEL源,并安装必要的依赖包,以确保顺利安装。 总结来说,回答需要涵盖EPEL的定义、作用、与Kubernetes的关联,以及具体的使用方法和注意事项,帮助用户理解为什么在部署Kubernetes时可能需要用到EPEL,以及如何正确配置和使用它。</think>### EPEL 的定义与作用 #### **1. EPEL 的定义** **EPEL**(Extra Packages for Enterprise Linux)是由 **Fedora 社区**维护的软件仓库,专门为 **RHEL(Red Hat Enterprise Linux)**及其兼容系统(如 CentOS、Rocky Linux、AlmaLinux)提供额外的开源软件包[^1]。 这些软件包未包含在 RHEL 官方仓库中,但被广泛用于补充系统功能(如开发工具、网络工具、监控工具等)。 --- #### **2. EPEL 与 Linux 系统的关联** EPEL 的核心作用是为企业级 Linux 系统提供以下支持: - **扩展软件生态**:弥补 RHEL 官方仓库的不足,例如提供 `htop`、`tmux`、`ansible` 等常用工具。 - **依赖解析**:帮助安装需要特定依赖的第三方软件(如 Python 库、编译工具链)。 - **版本更新**:提供比官方仓库更新的软件版本(如 `Python 3.11`、`Node.js 18`)。 --- #### **3. EPEL 与 Kubernetes 的关联** 在 Kubernetes 的部署和管理中,EPEL 的作用主要体现在以下场景: 1. **依赖安装**: Kubernetes 组件(如 `kubeadm`、`kubelet`)可能依赖 EPEL 中的软件包(如 `socat`、`conntrack-tools`)。 ```bash # 安装 Kubernetes 前启用 EPEL(以 CentOS 7 为例) sudo yum install -y epel-release ``` 2. **网络插件支持**: Calico、FlannelCNI 插件可能需要从 EPEL 安装依赖(如 `ipset`、`ebtables`)。 ```bash # 安装 Calico 前置依赖 sudo yum install -y ipset ebtables ``` 3. **监控与运维工具**: Prometheus、Grafana 等监控工具的部分组件可通过 EPEL 快速安装: ```bash # 安装 Prometheus Node Exporter sudo yum install -y prometheus-node-exporter ``` --- #### **4. EPEL 的典型使用场景** | 场景 | EPEL 提供的软件包示例 | 作用 | |---------------------|-------------------------------|--------------------------------| | **Kubernetes 部署** | `socat`, `conntrack`, `ebtables` | 解决 kubelet 和 CNI 插件的依赖 | | **开发环境搭建** | `python3-pip`, `gcc`, `make` | 支持编译和调试 | | **网络管理** | `nmap`, `iperf3`, `iftop` | 网络性能分析与故障排查 | --- #### **5. 注意事项** - **版本兼容性**:EPEL 仓库需与系统版本匹配(如 `epel-7` 对应 CentOS 7)。 - **优先级冲突**:若同时启用多个仓库(如阿里云镜像、官方源),需通过 `yum-plugin-priorities` 管理优先级[^2]。 - **安全风险**:EPEL 软件包未经 Red Hat 官方认证,需自行评估生产环境适用性。 --- ### 相关问题 1. 如何验证 EPEL 仓库是否已正确启用? 2. EPEL 与官方仓库的软件包冲突时应如何解决? 3. 能否通过 EPEL 安装特定版本的 Kubernetes 组件(如 `kubectl`)? --- ### 引用说明 [^1]: EPEL 通过 `epel-release` 包提供仓库配置,支持 RHEL 衍生系统的扩展软件需求。 [^2]: Kubernetes 部署工具(如 `kubeadm`)依赖的底层工具(如 `socat`)可能需通过 EPEL 安装。
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