k8s---flannel网络
简介
k8s的网络模型假定了所有的pod都在一个可以直接连通的扁平网络空间中，这在GCE里面是现成的网络模型，k8s假定这个网络已经存在；而在私有云环境里搭建k8s集群就不能假定这个网络已经存在，我们需要自己实现这个网络假设，将不同节点上的docker容器之间的互相访问先打通，然后运行k8s
目前已经有多种开源组件支持容器网络模型。例如；flannel 、openvswitch、直接路由和calico
flannel之所以搭建kubernetes依赖的底层网络，是因为它额能实现以下两点；
- 它能协助k8s，给每个node上的docker容器都分配互相不冲突的IP地址
- 它能在这些ip地址之间建立一个覆盖网络（overlay network），通过这个overlay网络，将数据包原封不动地传递到目标容器内
flannel的网络模式
| 模式 | 原理 | 性能 |
|---|---|---|
| udp模式 | 使用设备flannel.0进行封包解包，不是内核原生支持，上下文切换较大，(已弃用) | 性能非常差 |
| vxlan模式 | 使用flannel.1进行封包解包，内核原生支持，（默认和推荐的模式） | 性能较强 |
| host-gw模式 | 无需flannel.1这样的中间设备，直接宿主机当作子网的下一跳地址，宿主机（host）充当了这条容器通信路径的“网关”（Gateway） | 性能最强 |
工作原理讲解
flannel如何工作（以vxlan模式为例）
- 可以看到flannel首先创建了一个名为flannel0的网桥，而且这个网桥的一端连接docker0网桥，另一端连接一个叫作flanneld的服务进程
- flanneld进程上连etcd，利用etcd来管理可分配的ip地址段资源，同时监控etcd中每个pod的实际地址，并在内存中建立一个pod节点路由表；
- flanneld进程下连docker0和物理网络使用内存中的pod节点路由表，将docker0发给它的数据包包装起来，利用物理网络的连接将数据包投递到目标flanneld上，从而完成pod到pod之间的直接地址通信
- flannel之间的底层通信协议的可选技术包括UDP、Vxlan、AWS VPC等多种方式
- 通过源flanneld封包、目标flanneld解包，最终docker0收到的就是原始的数据包，对容器应用来说是透明的，感觉不到中间flannel的存在
flannel如何保证不通node上的pod分配ip不冲突
- flannel使用了集中的etcd存储，每次分配的地址段都在同一个公共区域获取，
- 在flannel分配好地址段后，后面的事情是由docker完成的flannel通过修改dockerd的启动参数将分配给它的地址段传进去；flannel把地址段给docker，每个docker的地址docker自己分
- 通过这些操作，flannel就控制了每个node上的docker0地址段的地址，也就保障了所有pod的ip地址在同一个水平网络中且不产生冲突了；
