Kubernetes研究：图解Kubernetes收集

你一向在Kubernetes集群中运行一系列处事并已从中获益，可能你正规划这么做。尽量有一系列器材能辅佐你成立并打点集群，你仍狐疑于集群底层是怎样事变的，以及呈现题目该如那里理赏罚。我曾经就是这样的。

诚然Kubernetes对初学者来说已足够易用，但我们如故不得不认可，它的底层实现非常伟大。Kubernetes由很多部件构成，假如你想对失败场景做好应对筹备，那么你必需知道各部件是怎样和谐事变的。个中一个最伟大，乃至可以说是最要害的部件就是收集。因此我着手准确领略Kubernetes收集是怎样事变的。我阅读了很多文章，看了许多演讲，乃至赏识了代码库。以下就是我的所得。

Kubernetes收集模子焦点点是，Kubernetes收集有一个重要的根基计划原则：每个Pod拥有独一的IP。这个Pod IP被该Pod内的全部容器共享，而且其余全部Pod都可以路由到该Pod。你可曾留意到，你的Kubernetes节点上运行着一些"pause"容器?

它们被称作“沙盒容器(sandbox containers)"，其独一使命是保存并持有一个收集定名空间(netns)，该定名空间被Pod内全部容器共享。

通过这种方法，纵然一个容器死掉，新的容器建设出来取代这个容器，Pod IP也不会改变。这种IP-per-pod模子的庞大上风是，Pod和底层主机不会有IP可能端口斗嘴。我们不消担忧应用行使了什么端口。这点满意后，Kubernetes独一的要求是，这些Pod IP可被其余全部Pod会见，不管那些Pod在哪个节点。

节点内通讯第一步是确保统一节点上的Pod可以彼此通讯，然后可以扩展到跨节点通讯、internet上的通讯，等等。

Kubernetes Node(root network namespace)在每个Kubernetes节点(本场景指的是Linux呆板)上，都有一个根(root)定名空间(root是作为基准，而不是超等用户)--root netns。最首要的收集接口 eth0 就是在这个root netns下。

Kubernetes Node(pod network namespace)相同的，每个Pod都有其自身的netns，通过一个假造的以太网对毗连到root netns。这根基上就是一个管道对，一端在root netns内，另一端在Pod的nens内。我们把Pod端的收集接口叫 eth0，这样Pod就不必要知道底层主机，它以为它拥有本身的根收集装备。另一端定名成好比 vethxxx。你可以用ifconfig 可能 ip a 呼吁列出你的节点上的全部这些接口。

Kubernetes Node(linux network bridge)节点上的全部Pod城市完成这个进程。这些Pod要彼此通讯，就要用到linux的以太网桥 cbr0 了。Docker行使了相同的网桥，称为docker0。你可以用 brctl show 呼吁列出全部网桥。

Kubernetes Node(same node pod-to-pod communication)假设一个收集数据包要由pod1到pod2。

它由pod1中netns的eth0网口分开，通过vethxxx进入root netns。

然后被传到cbr0，cbr0行使ARP哀求，说“谁拥有这个IP”，从而发明方针地点。

vethyyy说它有这个IP，因此网桥就知道了往那边转发这个包。

数据包达到vethyyy，跨过管道对，达到pod2的netns。这就是统一节点内容器间通讯的流程。

虽然也可以用其余方法，可是无疑这是最简朴的方法，同时也是Docker回收的方法。节点间通讯正如我前面提到，Pod也必要跨节点可达。Kubernetes不体谅怎样实现。我们可以行使L2(ARP跨节点)，L3(IP路由跨节点，就像云提供商的路由表)，Overlay收集，可能乃至信鸽。无所谓，只要流量能达到另一个节点的祈望Pod就好。每个节点都为Pod IPs分派了独一的CIDR块(一段IP地点范畴)，因此每个Pod都拥有独一的IP，不会和其余节点上的Pod斗嘴。大大都环境下，出格是在云情形上，云提供商的路由表就能确保数据包达到正确的目标地。我们在每个节点上成立正确的路由也能到达同样的目标。很多其余的收集插件通过本身的方法到达这个目标。

这里我们有两个节点，与之前看到的相同。每个节点有差异的收集定名空间、收集接口以及网桥。

Kubernetes Nodes with route table(cross node pod-to-pod communication)假设一个数据包要从pod1达到pod4(在差异的节点上)。它由pod1中netns的eth0网口分开，通过vethxxx进入root netns。然后被传到cbr0，cbr0通过发送ARP哀求来找到方针地点。

本节点上没有Pod拥有pod4的IP地点，因此数据包由cbr0 传到 主收集接口 eth0。数据包的源地点为pod1，方针地点为pod4，它以这种方法分开node1进入电缆。路由表有每个节点的CIDR块的路由设定，它把数据包路由到CIDR块包括pod4的IP的节点。因此数据包达到了node2的主收集接口eth0。此刻纵然pod4不是eth0的IP，数据包也如故能转发到cbr0，由于节点设置了IP forwarding enabled。节点的路由表探求恣意能匹配pod4 IP的路由。它发明白 cbr0 是这个节点的CIDR块的方针地点。你可以用route -n呼吁列出该节点的路由表，它会表现cbr0的路由，范譬喻下：

（编辑：河北网）

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