k8s的flannel网络插件配置
flannel的网络插件配置
Kubernetes网络通信需要解决以下问题：
（1）容器间通信：同一个Pod内的多个容器间的通信，lo
（2）Pod通信：Pod IP <-直达-> Pod IP
（3）Pod与Service通信：Pod IP <--> Cluster IP
（4）Service与集群外部客户端的通信；（ingress、nodeport、loadbalancer）
kubernetes集群内的网络需要借助网络插件来解决；
CNI：（Container Network Interface）常用的网络插件有：
flannel （部署简单，支持网络地址分配，但不支持网络策略）
calico （部署麻烦，支持网络地址分配，也支持网络策略，而且支持基于BGP协议实现三层网络路由）
canel （flannel与calico的组合）
kube-router （由kubernetes研发的网络插件）
...
我们可以使用flannel的网络分发，需要时也可以借助calico的网络策略。flannel+calico
解决方案：
虚拟网桥：网络叠加方式实现通信；
多路复用： MacVLAN（基于MAC方式创建vlan，为每个虚拟接口分配一个独有的mac地址，使得一个物理网卡等承载多个容器。这样一来，容器就直接使用物理网卡，并基于物理网卡中的mac实现跨节点通信）
硬件交换：SR-IOV（一个网卡，支持能直接在物理机上虚拟出多个接口）
把网络配置文件放在/etc/cni/net.d/目录下，就可以被kubelet识别加载为网络插件使用；
flannel支持多种后端：
VxLAN:虚拟扩展局域网
（1）VxLAN 报文封装
flannel默认使用VxLAN方式来作为后端网络传输方式的；
VxLAN：使用网络叠加方式，通过隧道（主机网卡中的flannel.x，默认为10.244.0.0 255.255.255.255）专门封装隧道协议报文的，而且一旦后端存在被分配到网络地址的pod时，会创建一个cni接口，而且cni的网络地址与flannel在同一网段。可以理解为类似于四层隧道的协议。
VxLAN因为要进行封装多层报文，是额外开销，所以使得性能相对于其他方式较弱一点，但好在可以单独管理一个网络，而且物理网络之间是彼此不相干扰的。
（2）Directrouting 直接路由
若集群过于庞大，则避免不了跨网段通信，或者既想使用VxLAN可以跨网段的特性，又想host-gw的高性能，我们可以设置为Directrouting，使其同网段的用host-gw，不同网段的自动使用VxLAN网络叠加。
Host-gw：host Gateway主机网关
把主机自己的网络接口当作网关使用，使Pod的网络地址能通过此接口对外进行传递信息。
报文通过路由到达对方，而不会通过隧道网络叠加，所以这种比VxLAN性能高一点。
但是这种方式要求个节点必须工作在同一网络中。
UDP：性能比以上都弱一点。
我们也可以将flannel配置为VxLAN + Directrouting方式，若请求端和回应端在同网段，则使用直接路由模式，若不同网段，则自动降级为VxLAN模式。
flannel的配置参数：
Network：flannel使用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
node01：10.244.1.0/24
...
node255：10.244.255.0/24
10.0.0.0/8
10.0.0.0/24
...
10.255.255.0/24
SubnetLen：把network切分子网络供各节点使用，使用多长的掩码进行切分，默认为24位；
SubnetMin：10.244.10.0/24 表示最小限制，10之前的地址不可以被分配使用；
SubnetMax：10.244.100.0/24 表示最大限制，100之后的地址不可以被分配使用；
Backend：VxLan,host-gw,udp
Vxlan:Vxlan,Directrouting
例：修改flannel的工作模式为VxLAN+Directrouting
注意：若要使修改生效，必须重装flannel插件，此修改最好在搭建K8S集群时做修改，不要在集群使用中做修改，否则会影响到所有使用flannel的后端客户端无法通信。
1.找到flannel的configmap，查看当前flannel的工作模式：
1 kubectl get cm kube-flannel-cfg -n kube-system -o yaml 2 找到如下段： 3 net-conf.json: | 4 { 5 "Network": "10.244.0.0/16", 6 "Backend": { 7 "Type": "vxlan" 8 }
通过在node节点查看路由：
1 [root@k8s-node1 ~]# ip route show 2 default via 192.168.1.1 dev ens33 proto static metric 100 3 10.244.0.0/24 via 10.244.0.0 dev flannel.1 onlink 4 10.244.1.0/24 via 10.244.1.0 dev flannel.1 onlink 5 10.244.2.0/24 dev cni0 proto kernel scope link src 10.244.2.1 6 172.17.0.0/16 dev docker0 proto kernel scope link src 172.17.0.1 7 192.168.1.0/24 dev ens33 proto kernel scope link src 192.168.1.103 metric 100
可以看到，10.244.0.0<-->10.244.1.0是通过flannel.1网卡通信，不管是同网段还是不同网段，显然是通过隧道封装过的。
2.卸载flannel插件，修改配置清单的net-conf.json段，加入Directrouting
1 net-conf.json: | 2 { 3 "Network": "10.244.0.0/16", 4 "Backend": { 5 "Type": "vxlan", 6 "Directrouting": true #默认没有这段，若要修改，必须重装flannel插件！！！ 7 }
3.部署修改过的flannel插件：
kubectl apply -f kube-flannel.yaml
4.查看节点路由表：
1 ip route show 2 default via 192.168.1.1 dev ens33 proto static metric 100 3 10.244.0.0/24 via 192.168.1.100 dev ens33 4 10.244.1.0/24 via 192.168.1.102 dev ens33 5 10.244.2.0/24 dev cni0 proto kernel scope link src 10.244.2.1 6 172.17.0.0/16 dev docker0 proto kernel scope link src 172.17.0.1 7 192.168.1.0/24 dev ens33 proto kernel scope link src 192.168.1.103 metric 100
可以看出，10.244.0.0<-->10.244.1.0是通过宿主机网卡ens33通信的，明显看出是直接路由，同网段的用cni0接口直接转发，不同网段用ens33接口直接路由。
5.也可以用tcpdump进行抓包进行查看：
tcpdump -i 宿主机网口名称 -nn
若要改为host-gw模式的话，只需将net-conf.json段的type改为host-gw即可，不过也要重装flannel插件，建议部署集群时应慎重考虑要使用哪种模式。
注：host-gw不支持与Directrouting同时工作。
