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创建一条隧道网络，进行传输的时候，是否是转换为物理网卡IP进行通信？

由此产生的疑问：

k8s组件和网络插件挂掉，演示已有的pod是否正常运行

 
 

【1】创建一条隧道网络，进行传输的时候，是否是转换为物理网卡IP进行通信？

 

在创建隧道网络进行传输时，通常不会直接转换为物理网卡IP进行通信。隧道网络的核心思想是通过在现有网络基础上构建一个虚拟的通道，使得原本无法直接通信的节点能够通过这个通道进行通信。

具体来说，隧道传输的过程大致可以分为以下几个步骤：

  1. 封装数据：在隧道的起点（客户端或隧道起点），首先捕获需要传输的数据包，然后将这些数据包封装在隧道协议的数据包中。这通常涉及在原始数据包前面和/或后面添加额外的头和尾，以标识隧道协议和相关的隧道信息。
  2. 传输数据：一旦数据被封装，就通过现有的物理网络将其发送到目标服务器或隧道的终点。在这个过程中，数据包会使用物理网卡的IP地址进行路由和传输，但这里的IP地址是用于隧道所在的物理网络的，而不是直接用于隧道通信的。
  3. 解封装数据：当封装的数据包到达目标服务器或隧道的终点时，它会被解封装以提取内部的原始数据包。这个过程会移除隧道协议添加的头和尾，还原出原始的数据包。
  4. 传递数据：最后，解封装后的数据包会被传递给目标网络或应用，就像它是直接发送到该网络或应用的一样。在这个过程中，目标网络或应用会使用自己的协议和地址体系来处理这些数据包，而不是直接使用物理网卡的IP地址。

因此，虽然隧道传输会利用物理网卡和IP地址进行路由和传输，但隧道通信本身并不是直接基于物理网卡IP进行的。它是通过在现有网络基础上构建一个虚拟的通道来实现节点之间的通信的。

 

 

【2】k8s容器跨宿主机访问，是如何找到要发送给哪个宿主机的

 

在Kubernetes（k8s）中，容器跨宿主机访问的机制涉及到网络模型和特定的网络解决方案，如Flannel。当容器需要跨宿主机访问其他容器时，这一机制能够确保网络请求能够准确地发送到目标宿主机上的目标容器。以下是该过程的关键步骤和如何找到目标宿主机的说明：

  1. Flannel网络模型：
    • Flannel是Kubernetes中常用的一个开源容器网络解决方案，它负责在集群中创建一个虚拟网络，使得不同节点（宿主机）上的Pod可以使用相同的IP地址进行通信。
    • Flannel为每个节点分配一个唯一的子网，然后节点之间的Pod通过这些子网进行通信。
  2. 路由规则与flannel设备：
    • 当一个Pod（运行在某个宿主机上的容器）需要向另一个Pod（可能运行在不同的宿主机上）发送数据时，它首先会生成一个IP包，该IP包的目的地址是目标Pod的IP地址。
    • 由于目标Pod的IP地址可能不在当前宿主机的docker0网桥中，因此这个IP包会出现在宿主机上，此时就需要依据宿主机的路由规则来确定下一步的转发。
    • Flannel会在宿主机上创建一系列的路由规则，当IP包的目的地址属于某个特定的子网（即某个特定宿主机上的Pod子网）时，该IP包会被路由到flannel设备（通常是一个TUN设备）。
  3. flanneld进程与etcd：
    • flannel设备实际上是一个工作在第三层网络的虚拟设备（TUN设备），它用于在操作系统内核和用户程序之间传递IP包。
    • 当IP包到达flannel设备时，它会被传递给flanneld进程（运行在宿主机上的Flannel守护进程）。
    • flanneld进程知道每个子网与哪个宿主机相关联，这是因为这些子网和宿主机的对应关系是保存在etcd中的（etcd是Kubernetes用于存储集群配置信息的分布式键值存储系统）。
    • flanneld进程会查找目标Pod IP地址所属的子网，并从etcd中获取该子网对应的宿主机IP地址。
  4. 封装与转发：
    • 一旦flanneld进程确定了目标宿主机的IP地址，它会将原始的IP包封装在一个新的网络包中（这取决于Flannel使用的后端实现，如UDP、VXLAN等）。
    • 封装后的网络包会通过物理网络发送到目标宿主机。
    • 在目标宿主机上，类似的过程会逆向执行：flanneld进程会解封装接收到的网络包，恢复出原始的IP包，并根据目标Pod的IP地址将其路由到正确的容器。

总结来说，Kubernetes通过Flannel等网络解决方案实现了容器跨宿主机访问。通过为每个节点分配子网、在宿主机上创建路由规则和flannel设备、利用etcd保存子网与宿主机的映射关系以及flanneld进程的封装和转发，Kubernetes能够确保容器间的网络请求能够准确地发送到目标宿主机上的目标容器。

 

【3】停掉flanneld服务，容器为什么还能跨宿主机通信

当您提到停掉 flanneld 服务后，容器仍然能够跨宿主机通信，这通常意味着您的Kubernetes集群中可能有其他网络插件或机制在起作用，或者您可能正在观察一个缓存或临时的网络行为。以下是一些可能的原因：

  1. 其他网络插件：
    • Kubernetes支持多种网络插件，例如Calico、Canal、Romana、Weave Net等。如果您的集群中同时部署了多个网络插件，那么即使停掉了 flanneld，其他插件也可能在继续管理容器网络。
  2. Kube-proxy：
    • kube-proxy 是 Kubernetes 集群中的一个组件，它负责实现 Kubernetes 服务（Service）到后端 Pod 的网络代理和负载均衡。即使 flanneld 停止，只要 kube-proxy 和相关的网络路由规则还在，通过 Service 访问 Pod 的跨宿主机通信可能仍然可以工作。
  3. 宿主机路由缓存：
    • 当网络流量通过宿主机时，操作系统可能会缓存路由信息。即使 flanneld 停止，已经缓存的路由信息可能仍然允许一些流量继续通过。
  4. CNI（容器网络接口）：
    • Kubernetes 使用 CNI（容器网络接口）标准来支持各种网络插件。如果集群中配置了多个 CNI 插件，并且它们之间的配置是兼容的，那么即使一个插件停止，其他插件也可能能够接管网络管理。
  5. iptables 规则：
    • 在很多情况下，网络插件会使用 iptables 规则来管理流量。即使 flanneld 停止，这些规则可能仍然存在，并且允许容器之间的通信。
  6. 集群状态同步延迟：
    • 集群中的组件（如 API 服务器、控制器管理器等）可能需要一些时间来同步状态。在 flanneld 停止后，集群可能需要一段时间来识别这一变化并相应地更新网络配置。
  7. 测试或观察错误：
    • 有时，测试或观察可能由于各种原因（如缓存、延迟、配置错误等）而给出误导性的结果。确保您的测试方法是准确和可靠的。

为了确定为什么容器仍然能够跨宿主机通信，您可以：

  • 检查集群中是否部署了其他网络插件，并查看它们的状态。
  • 检查 kube-proxy 的日志和配置，确保它正在按预期工作。
  • 查看宿主机上的路由表和 iptables 规则，了解流量是如何被路由的。
  • 重新启动涉及网络的组件（如 kubelet、kube-proxy 等），并观察其对网络通信的影响。
  • 使用网络诊断工具（如 traceroute、tcpdump 等）来跟踪和分析网络流量。

 

【4】停掉flanneld服务，容器跨宿主机还能正常通信，是怎么找到要路由到哪个宿主机的

停掉Flanneld服务后，如果容器跨宿主机仍然能够正常通信，那么这通常是由于以下原因：

  1. 其他网络插件的作用：
    • Kubernetes支持多种网络插件，如Calico、Canal等。如果集群中部署了除Flannel以外的其他网络插件，并且这些插件配置正确且正在运行，它们可能会接管Flannel原本的网络管理职责。
    • 这些网络插件会负责为集群中的每个节点分配IP地址空间，并管理跨主机Pod之间的通信。
  2. Kubernetes内部机制：
    • Kubernetes内部使用kube-proxy组件来管理Service到Pod的路由。kube-proxy会根据Service的定义和集群中的Pod状态，在宿主机上设置iptables规则或启动代理服务器，确保对Service的访问能够正确路由到后端的Pod。
    • 即使Flanneld服务停止，只要kube-proxy和其他相关组件正常运行，通过Service访问Pod的跨宿主机通信仍然可以正常工作。
  3. 宿主机路由表和iptables规则：
    • 在Kubernetes集群中，网络插件通常会在宿主机上设置路由表和iptables规则来管理网络流量。这些规则可能包括跨宿主机的路由规则，确保Pod之间的通信能够正确转发。
    • 即使Flanneld服务停止，只要这些路由表和iptables规则仍然存在且配置正确，容器跨宿主机通信仍然可以正常工作。
  4. 集群状态同步和缓存：
    • 在大型Kubernetes集群中，组件之间的状态同步和缓存可能会导致一些延迟。即使Flanneld服务已经停止，但集群中的其他组件可能仍然使用缓存的状态信息来路由网络流量。
    • 这种情况通常是暂时的，随着集群状态的更新和缓存的失效，网络流量路由可能会发生变化。

总结来说，停掉Flanneld服务后，容器跨宿主机仍然能够正常通信的原因可能是：

  • 集群中部署了其他网络插件，并且这些插件正在运行并接管了网络管理职责。
  • Kubernetes内部机制如kube-proxy等确保了对Service的访问能够正确路由到后端的Pod。
  • 宿主机上的路由表和iptables规则仍然配置正确，确保Pod之间的通信能够正确转发。
  • 集群状态同步和缓存可能导致一些延迟，但通常是暂时的。

为了确定具体原因，您可以检查集群中是否部署了其他网络插件，并查看它们的状态；检查kube-proxy和其他相关组件的日志和配置；以及检查宿主机上的路由表和iptables规则。

 

【5】如何查看操作系统缓存路由信息

要查看操作系统缓存的路由信息，具体的步骤会根据您使用的操作系统而有所不同。以下是针对常见操作系统（如Linux和Windows）的查看方法：

对于Linux操作系统：

  1. 使用route命令：
    • 打开终端。
    • 输入route -n命令（-n选项表示以数字形式显示地址和端口号，而不是尝试确定其名称）。
    • 这将显示路由表，包括目标网络、网关、接口和标志等信息。
  2. 使用ip route命令（在某些Linux发行版中更常用）：
    • 打开终端。
    • 输入ip route show命令。
    • 这将显示与route -n类似的路由表信息，但使用ip命令集的语法。
  3. 其他工具：
    • traceroute：用于跟踪数据包从源主机到目标主机之间的路由路径。
    • netstat：结合-rn选项，也可以显示路由表信息（尽管这不是其主要功能）。

对于Windows操作系统：

  1. 使用route命令：
    • 打开命令提示符（CMD）。
    • 输入route PRINT命令（注意是大写的PRINT）。
    • 这将显示与Linux中route -n类似的路由表信息。
  2. 图形界面查看（对于Windows的某些版本）：
    • 打开“控制面板”。
    • 选择“网络和Internet” > “网络和共享中心”。
    • 点击左侧的“更改适配器设置”。
    • 右键点击您想要查看的网络适配器，选择“属性”。
    • 在列表中找到“Internet协议版本4 (TCP/IPv4)”或类似的条目，点击它，然后选择“属性”。
    • 在“常规”选项卡中，点击“高级”按钮，然后选择“IP设置”选项卡。
    • 在这里，您可以看到“路由”或类似的条目，点击它可以查看路由表信息（但请注意，不是所有Windows版本都支持此图形界面查看方式）。

归纳：

  • 对于Linux，您可以使用route -n或ip route show命令来查看路由表。
  • 对于Windows，您可以使用route PRINT命令或图形界面（如果可用）来查看路由表。
  • 这些命令将显示目标网络、网关、接口和标志等详细信息，有助于您了解操作系统如何缓存和路由网络流量。

 

【6】停止flanneld服务，容器还能实现跨宿主机通信，难道是把etcd里面容器网段和宿主机的映射关系是用iptables规则加到宿主机了么？

在Kubernetes中，当Flannel（或其他网络插件）为容器设置跨宿主机通信时，它确实会利用多种机制来确保网络流量的正确路由。但是，直接将etcd中的容器网段和宿主机的映射关系转化为iptables规则并不是Flannel的常规操作方式。

不过，你提到的iptables规则在容器网络通信中确实起到了关键的作用。Flannel和其他网络插件可能会使用iptables来设置必要的转发规则，但这些规则通常不是直接从etcd中读取容器网段和宿主机映射关系生成的。相反，这些规则是Flannel（或其他网络插件）在配置网络时根据集群的拓扑结构和网络策略动态生成的。

当Flannel服务停止时，容器仍然能够实现跨宿主机通信的原因可能有以下几点：

  1. 其他网络插件的存在：如之前所述，如果集群中部署了其他网络插件（如Calico、Canal等），并且这些插件正在正常运行，它们可能会接管Flannel原本的网络管理职责。

  2. iptables规则缓存：即使Flannel服务停止，之前由Flannel或其他网络插件设置的iptables规则可能仍然存在于宿主机上。只要这些规则没有被显式删除或由于其他原因失效，它们仍然能够继续路由网络流量。

  3. kube-proxy的作用：kube-proxy会根据Service的定义和集群中的Pod状态，在宿主机上设置iptables规则或启动代理服务器。这些规则确保了对Service的访问能够正确路由到后端的Pod。即使Flannel服务停止，kube-proxy的规则仍然有效，因此通过Service访问Pod的跨宿主机通信仍然可以正常工作。

  4. 集群状态同步和缓存：在大型Kubernetes集群中，组件之间的状态同步和缓存可能会导致一些延迟。即使Flannel服务已经停止，但集群中的其他组件可能仍然使用缓存的状态信息来路由网络流量。

要确定容器跨宿主机通信的具体机制，您可以：

  • 检查集群中是否部署了其他网络插件，并查看它们的状态。
  • 检查宿主机上的iptables规则，了解流量是如何被路由的。
  • 查看Flannel（或其他网络插件）的日志和配置文件，了解它们是如何配置网络的。
  • 使用网络诊断工具（如traceroute、tcpdump等）来跟踪和分析网络流量。

这些步骤将帮助您更好地理解容器跨宿主机通信的实现方式，并确定在Flannel服务停止后通信仍然能够正常工作的原因。

 

【7】停止flanneld服务，容器还能实现跨宿主机通信，那么难道是谁还能去etcd查询容器网段和宿主机的IP关系么？

当您停止Flanneld服务后，容器仍然能够实现跨宿主机通信，这通常不意味着有某个服务或组件直接查询etcd来获取容器网段和宿主机的IP关系。etcd是Kubernetes集群中的一个关键组件，用于存储集群的配置信息，但它不是直接用于路由网络流量的。

相反，网络插件（如Flannel、Calico等）会在启动时将网络配置信息从etcd或其他配置源读取到本地，并使用这些信息来配置网络。这些配置信息可能包括子网分配、路由规则、IP地址等。一旦这些信息被读取并应用到网络设备上（如Linux内核、网络设备驱动等），它们就不再依赖于etcd或任何其他远程服务来进行路由决策。

当Flanneld服务停止时，如果容器仍然能够实现跨宿主机通信，那么可能有以下几种情况：

  1. 其他网络插件：集群中可能部署了其他网络插件，并且这些插件正在接管Flanneld的网络管理职责。这些插件可能已经读取了etcd中的网络配置信息，并继续提供网络服务。

  2. iptables规则缓存：之前由Flanneld或其他网络插件设置的iptables规则可能仍然存在于宿主机上。只要这些规则没有因为其他操作（如重启、手动删除等）而被清除，它们就会继续路由网络流量。

  3. Linux内核路由表：除了iptables规则外，Linux内核还维护了一个路由表，用于决定数据包的转发路径。这个路由表可能已经被之前的网络配置所影响，并且在Flanneld服务停止后仍然有效。

  4. kube-proxy：kube-proxy是Kubernetes集群中负责实现Service到Pod路由的组件。它通过iptables规则或用户空间代理模式来确保对Service的访问能够正确路由到后端的Pod。即使Flanneld服务停止，kube-proxy的规则仍然有效，因此通过Service访问Pod的跨宿主机通信仍然可以正常工作。

要确定容器跨宿主机通信的具体机制，您可以检查集群中运行的网络插件、宿主机上的iptables规则和路由表、以及kube-proxy的配置和日志。这些信息将帮助您了解网络流量的路由路径和决策过程。

请注意，直接查询etcd来获取容器网段和宿主机的IP关系并不是Kubernetes网络插件的常见做法。相反，这些插件会在启动时读取etcd中的配置信息，并使用这些信息来配置网络。一旦网络被配置好，流量路由通常依赖于本地设备（如iptables规则、路由表等）来进行决策。

 

【8】Linux内核路由表 内核路由表如何查询

在Linux系统中，内核路由表可以通过多种命令来查询。以下是三种常用的方法及其详细说明：

1. 使用route命令

route命令是一个传统的工具，用于显示和修改IP路由表。但请注意，这个命令在某些现代Linux发行版中可能已被ip route命令所取代。

  • 查看路由表：

    bash复制代码
      route -n

    其中，-n选项表示以数字形式显示地址和端口号，不进行DNS查找。

    输出示例（简化版）：

    复制代码
      Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface
      192.168.1.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 eth0
      0.0.0.0 192.168.1.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0
    • Destination：目标网络的IP地址或主机IP地址。
    • Gateway：用于到达目标网络的网关IP地址。如果为0.0.0.0，则表示该路由是直连的。
    • Genmask：目标网络的网络掩码。
    • Flags：路由标志，如U（表示路由是活动的）和G（表示需要网关）。
    • Metric：路由的度量值，用于确定最佳路径。

2. 使用netstat命令

虽然netstat命令现在更多用于显示网络连接、路由表、接口统计等网络相关信息，但它仍然可以显示路由表。然而，请注意，netstat已被标记为过时，并可能在未来的Linux发行版中被移除。

  • 查看路由表：
    bash复制代码
      netstat -rn
    • -r：显示路由表。
    • -n：显示数字形式的地址和端口号。

3. 使用ip route命令

ip route命令是现代Linux发行版中用于显示和修改路由表的首选命令。它是iproute2软件包的一部分。

  • 查看路由表：

    bash复制代码
      ip route show

    或简写为：

    bash复制代码
      ip route

    输出格式与route -n类似，但ip route提供了更多的功能和更清晰的输出。

归纳

  • 选择命令：在大多数现代Linux发行版中，推荐使用ip route命令来查看路由表，因为它提供了更强大和灵活的功能。
  • 输出解读：无论是使用route、netstat还是ip route命令，输出的字段都类似，并包含目标网络、网关、网络掩码、路由标志、度量值等信息。
  • 注意事项：在执行这些命令时，可能需要具有足够的权限（如使用sudo）。另外，netstat命令已被标记为过时，并可能在未来的Linux发行版中被移除。

 

posted @ 2024-06-06 11:01  马昌伟  阅读(4)  评论(0)  编辑  收藏  举报
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