docker网络:
bridge 自连网络名称空间
joined 与另外容器共享使用网络名称空间
open 容器直接共享宿主机的网络名称空间
none 不使用任何网络名称空间
k8s网络通信模型
- 容器间网络通信:同一个pod内的多个容器间的通信,lo
- pod间通信: pod ip <--> pod ip 直连
- pod与service通信 pod ip <--> clusterip iptables实现
- service与集群外部客户端的通信 nodeport ingress loadblance实现
CNI 容器网络接口
- flannel 仅支持地址分配
- calico 支持地址分配 也支持网络策略
- canal flannel+calico
- kube-router
解决方案:
虚拟网桥
多路复用：MacVLAN
硬件交换：SR-IOR 虚拟出多个硬件网卡
名称空间隔离的是权限，不会隔离网络，pod与pod之间网络的隔离要用网络策略实现
flannel不支持网络策略
网络插件使用: kubelet /etc/cni/net.d/*** 比如 kubelet /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist --help
flannel网络
默认vxlan作为后端传输机制
1.原生vxlan overray node 跨网段
2.Drirectrouting node即支持同一网段也支持跨网段overray, 跨网段由就用vxlan overray,同一网段就是直接路由,如果node间同一网段，就用直接路由模式，如果跨了网段，就自动降为vxlan overray，直接路由方式就是用的 host_gw,类似于桥接方式
host_gw: Host Gateway node仅支持同一网段，直接走node的node_gateway网关，node的物理网络IP作为路由,即直接路由
udp 普通报文
flannel.1 封装后端协议报文的
flannel网络配置参数
kubectl get configmaps -n kube-system
kubectl get configmaps -n kube-system kube-flannel-cfg -o yaml
Network: flannel使用的cidr格式的网络地址，用于为pod配置网络功能 10.244.0.0/16 -->master: 10.244.0.0/24 node1:10.244.1.0/24 .. node255:10.244.255.0/24
或者 10.0.0.0/8 --> 10.0.0.0/24 10.255.255.0/24
Subnetlen:把network切分子网供供给各节点使用时，使用多长的掩码进行切分，默认为24位；
Subnetmin: 10.244.10.0/24 起始子网
Subnetmax: 10.244.100.0/24 结束子网
Backend:后端通信方式 vxlan(vxlan和directrouting), host-gw, udp
查看网桥
yum install brctls-utils -y
brctl show cni0
到各node抓包分析
跨节点node的pod ping测试
yum install tcpdump -y
tcpdump -i cni0 icmp
pod -->node1下的cni0 --->node1下的flannel.1 -->node2下的flannel.1-->node2下的cni0 --> pod
ip route show
10.244.1.0/24 via 10.244.1.0 dev flannel.1 onlink
10.244.2.0/24 via 10.244.2.0 dev flannel.1 onlink
tcpdump -i flannel.1 -nn
抓包分析node间物理网络
tcpdump -i ens33 -nn host 192.168.81.30
12:18:23.231595 IP node2.55445 > node1.otv: OTV, flags [I] (0x08), overlay 0, instance 1
IP myapp-1.myapp-svc.default.svc.cluster.local > myapp-0.myapp-svc.default.svc.cluster.local: ICMP echo reply, id 3840, seq 20, length 64
看出是overlay网络，即用的vxlan模型 且有pod的通信包 即隧道转发
实验
将flannel改成vxlan-directrouting通信
1.通过json到config
mkdir flannel && cd flannel/
vim net-conf.json
{
"Network": "10.244.0.0/16",
"Backend": {
"Type": "vxlan",
"Directrouting": "true"
}
}
2.edit
kubectl -n kube-system edit configmaps kube-flannel-cfg
"Backend": {
"Type": "vxlan",
"Directrouting": true
}
ip route show 查看路由
flannel重读配置文件生效
3.重新声明yaml清单
vim kube-flannel.yml
net-conf.json: |
{
"Network": "10.244.0.0/16",
"Backend": {
"Type": "vxlan",
"Directrouting": true
}
}
kubectl delete -f kube-flannel.yml
kubectl apply -f kube-flannel.yml
ip route show
10.244.1.0/24 via 192.168.81.20 dev ens33
10.244.2.0/24 via 192.168.81.30 dev ens33 直接路由生效了
新建pod测试
kubectl delete -f deploy-demo.yaml
kubectl apply -f deploy-demo.yaml
kubectl exec -it myapp-deploy-55b78d8548-8dtpv -- /bin/sh
ping 10.244.2.131 ping另一节点新创建的pod
在node上抓包
tcpdump -i ens33 -nn host 192.168.81.30 已经按不到overay网络包了，说明走的直接路由， node的物理网络IP作为路由
将flannel改成vxlan-directrouting通信
vim kube-flannel.yml
net-conf.json: |
{
"Network": "10.244.0.0/16",
"Backend": {
"Type": "host-gw”
}
}
kubectl delete -f kube-flannel.yml
kubectl apply -f kube-flannel.yml
ip route show
10.244.1.0/24 via 192.168.81.20 dev ens33
10.244.2.0/24 via 192.168.81.30 dev ens33
canal部署
https://docs.projectcalico.org/v3.1/getting-started/kubernetes/installation/flannel
kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.1/getting-started/kubernetes/installation/hosted/canal/rbac.yaml
kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.1/getting-started/kubernetes/installation/hosted/canal/canal.yaml
kubectl get pods -n kube-system
控制网络策略
kubectl explain networkpolicy
kubectl explain networkpolicy.spec
出站
kubectl explain networkpolicy.spec.egress
kubectl explain networkpolicy.spec.egress.ports
kubectl explain networkpolicy.spec.egress.to
入站
kubectl explain networkpolicy.spec.ingress
policyTypes <[]string>
kubectl explain networkpolicy.spec.policyTypes
ingress控制
mkdir networkpolicy && cd networkpolicy/
vim ingress-def.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
name: deny-all-ingress
# namespace: dev
spec:
podSelector: {} 空，表示选名称空间中所有的pod
policyTypes: 定义使用哪个策略
- Ingress 表示启用ingress 如果没写ingress规则,表示拒绝所有ingress。如果policyType下面没写- engress,表示不控制engress,放开所有engress
创建ns
kubectl create namespace dev
kubectl create namespace prod
创建规则
kubectl apply -f ingress-def.yaml -n dev 外面指定namespace
查询规则
kubectl get networkpolicy -n dev
验证
vim pod-a.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod1
spec:
containers:
- name: myapp
image: ikubernetes/myapp:v1
给dev空间创建一个pod
kubectl apply -f pod-a.yaml -n dev
curl 10.244.1.7 不能访问 在dev定义了ingress 拒绝了
kubectl apply -f pod-a.yaml -n prod
curl 10.244.1.8
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
vim ingress-def.yaml
spec:
podSelector: {}
ingress: 定义ingress规则
- {} 没写内容，表示放行所有
kubectl apply -f ingress-def.yaml -n dev
curl 10.244.1.7
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a> 又能访问了
打上标签
kubectl label pods pod1 app=myapp -n dev
vim allow-netpolicy-demo.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
name: allow-maypp-ingress
spec:
podSelector: 选择控制哪些pod 通过pod标签
matchLabels:
app: myapp
ingress: ingress规则
- from: 远端的地址
- ipBlock: 地址块
cidr: 10.244.0.0/16 允许cidr类这个网段都放行
except: 除了这个
- 10.244.1.2/32
ports: 允许的端口
- protocol: TCP
port: 80 没写就表示所有端口都放行
创建规则
kubectl apply -f allow-netpolicy-demo.yaml -n dev
egress控制
cp ingress-def.yaml egress-def.yaml
vim egress-def.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
name: deny-all-egress
spec:
podSelector: {}
policyTypes:
- Egress 使用出站规则 如果没定义egress,表示拒绝所有
网络访问控制规则在 prod空间生效
kubectl apply -f egress-def.yaml -n prod
测试
kubectl exec -it -n prod pod1 -- /bin/sh
ping 10.244.0.60 ping不出去，因为egress拒绝出站了
vim egress-def.yaml
spec:
podSelector: {}
egress: 定义了egress规则，写的为空，表示放行所有出去
- {}
policyTypes:
- Egress
kubectl apply -f egress-def.yaml -n prod
测试
kubectl exec -it -n prod pod1 -- /bin/sh
ping 10.244.0.60 能ping通
网络策略:
名称空间： 拒绝所有出站入站；放行所有本名称空间pod的出站入站规则