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在K8S中,flannel有几个工作模式及fannel的底层原理如何实现?

Flannel 是 Kubernetes 中常用的网络插件,用于实现 Pod 之间的跨节点通信。它支持多种工作模式,每种模式都有其特点和适用场景。以下是 Flannel 的主要工作模式及其底层原理:

1. Flannel 的工作模式

Flannel 支持以下几种工作模式:

1.1 VXLAN 模式

VXLAN(Virtual Extensible LAN)模式是 Flannel 的默认模式,也是最常用的模式。它通过封装数据包来实现跨节点通信,具体工作原理如下:

  1. Pod 发起通信:源 Pod 向目标 Pod 发送数据包,数据包首先到达源节点的 cni0 网桥。
  2. 查找目标节点:Flannel 根据目标 Pod 的 IP 地址,查询到目标节点的物理 IP 地址。
  3. 数据封装:Flannel 使用 VXLAN 协议将原始数据包封装在 UDP 报文中,并通过底层网络发送到目标节点。
  4. 解封装数据包:目标节点的 Flannel 接收到封装的数据包后,解封装并还原为原始数据包。
  5. 目标 Pod 接收数据:解封装后的数据包通过目标节点的 cni0 网桥,最终传递给目标 Pod。

VXLAN 模式适用于复杂的网络环境,例如节点跨子网或跨机房的场景。

1.2 Host-GW 模式

Host-GW(Host Gateway)模式基于路由表实现,不需要数据封装,性能更高,但依赖底层网络的路由能力。其工作原理如下:

  1. Pod 发起通信:数据包从源 Pod 发出,进入源节点的 cni0 网桥。
  2. 路由查找:源节点的内核路由表中,Flannel 组件已将目标节点的子网指向目标节点的物理 IP 地址。
  3. 直接转发数据包:数据包直接通过底层物理网络发送到目标节点。
  4. 路由到目标 Pod:目标节点的路由表将数据包转发到其 cni0 网桥,最终传递给目标 Pod。

Host-GW 模式适用于节点位于同一二层网络,且对网络性能要求较高的场景。

1.3 UDP 模式(已废弃)

UDP 模式是 Flannel 最早支持的模式,但性能较差,已被废弃。它通过在用户态对数据包进行封装和解封装来实现跨节点通信。

2. Flannel 的底层原理

Flannel 的核心功能是为 Kubernetes 集群中的每个 Pod 分配一个唯一的 IP 地址,并确保 Pod 之间可以无缝通信。其底层原理主要包括以下几个方面:

2.1 子网分配

Flannel 为每个节点分配一个唯一的子网(例如 10.244.1.0/24),Pod 创建时会从该子网中分配一个 IP 地址。

2.2 数据封装与转发
  • VXLAN 模式:使用 VXLAN 协议将数据包封装在 UDP 报文中,通过虚拟隧道发送到目标节点。
  • Host-GW 模式:通过内核路由表直接转发数据包,无需封装。
2.3 路由规则

Flannel 在每个节点上设置路由规则,确保跨节点的流量可以正确路由到目标 Pod。这些路由规则存储在 etcd 中,并由 Flannel 动态维护。

3. 适用场景
  • VXLAN 模式:适用于节点跨子网或跨机房的复杂网络环境。
  • Host-GW 模式:适用于节点位于同一二层网络,且对网络性能要求较高的场景。

综上所述,通过选择合适的模式,Flannel 可以在不同的网络环境中高效地实现 Pod 之间的通信。

posted @   黄嘉波  阅读(22)  评论(0编辑  收藏  举报
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