pod内部网络实现

k8s主题系列：
一、k8s网络之设计与实现
二、k8s网络之pod内部网络
三、k8s网络之Flannel网络
四、k8s网络之Calico网络

pod特性

Pod 是 K8S 的最小工作单元。每个 Pod 包含一个或多个容器。K8S 管理的也是 Pod 而不是直接管理容器。Pod 中的容器会作为一个整体被 Master 调度到一个 Node 上运行。
Pod 的设计理念是支持多个容器在一个 Pod 中共享网络地址和文件系统，可以通过进程间通信和文件共享这种简单高效的方式组合完成服务。

一个 Pod 中可以包含多个容器，而一个 Pod 只有一个 IP 地址。那么多个容器之间互相访问和访问外网是如何使用这一个 IP 地址呢？
答案是：多个容器共享同一个底层的网络命名空间 Net（网络设备、网络栈、端口等）。

共享网络探究

下面以一个小例子说明，创建一个 Pod 包含两个容器，yaml 文件如下：

apiVersion: apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: Pod-two-container
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: busybox
        image: busybox
        command:
        - "/bin/sh"
        - "-c"
        - "while true;do echo hello;sleep 1;done"
      - name: nginx
        image: nginx

创建 1 个 Pod 中包含 2 个 Container，实际会创建 3 个 Container。多出的一个是“Pause”容器。

该 Container 是 Pod 的基础容器，为其他容器提供网络功能。

查看 Pause 容器的基础信息：

使用命令 docker inspect 容器 _ID 查看 Nginx 详细信息，其网络命令空间使用了 Pause 容器的命名空间，同样还有进程间通信的命名空间。

再查看 Busybox，可以发现其网络命令空间使用了 Pause 容器的命名空间，进程通信的命名空间也是 Pause 容器的命名空间。

实现方式：Nginx 和 Busybox 之所以能够和 Pause 的命名空间连通是因为 Docker 有一个特性：能够在创建时使用指定 Docker 的网络命名空间。

在 Docker 的官网上有一段描述：

https://docs.docker.com/engine/reference/run/

手动实现pod网络

所以如果要手动完成一个上面的 Pod，可以先创建 Pause，再创建 Nginx 和 Busybox，同时将网络指定为 Pause 的网络命名空间即可。

docker run --name pause mirrorgooglecontainers/pause-amd64:3.1
docker run --name=nginx --network=container:pause  nginx 
docker run --name=busybox --network=container:pause  busybox

上述步骤由 K8S 帮助我们完成，所以 Pod 命名空间应该是这样的：