Мережа в кластері

Мережі є центральною частиною Kubernetes, але часто важко зрозуміти, як саме вони мають працювати. Існують 4 відмінних мережевих проблеми, які потрібно вирішити:

1. Взаємодія контейнерів між собою: цю проблему вирішує використання Podʼів та взаємодія з localhost.
2. Взаємодія між Podʼами: це основна ціль даного документа.
3. Взаємодія між Podʼом та Service: ця проблема описана у Service.
4. Взаємодія Service із зовнішнім світом: це також описано в контексті Service.

Kubernetes — це система розподілу машин між застосунками. Зазвичай для розподілу машин потрібно переконатися, що два застосунки не намагаються використовувати одні й ті самі порти. Координацію портів між кількома розробниками дуже важко зробити в масштабі та наражає користувачів на проблеми на рівні кластера, що знаходяться поза їхнім контролем.

Динамічне призначення портів приносить багато ускладнень в систему — кожен застосунок має приймати порти як прапорці, серверам API потрібно знати, як вставляти динамічні номери портів у блоки конфігурації, сервісам потрібно знати, як знаходити один одного тощо. Замість цього Kubernetes обирає інший підхід.

Ознайомтесь докладніше з мережевою моделлю Kubernetes.

Діапазони IP-адрес Kubernetes

Кластери Kubernetes потребують виділення IP-адрес, які не перекриваються, для Podʼів, Service та Вузлів, з діапазону доступних адрес, налаштованих у наступних компонентах:

• Втулок мережі налаштований для призначення IP-адрес Podʼам.
• Kube-apiserver налаштований для призначення IP-адрес Service.
• Kubelet або cloud-controller-manager налаштовані для призначення IP-адрес Вузлам.

Типи мереж в кластері

Кластери Kubernetes, залежно від налаштованих типів IP адрес, можуть бути категоризовані на:

• Лише IPv4: Втулок мережі, kube-apiserver та kubelet/cloud-controller-manager налаштовані для призначення лише IPv4-адрес.
• Лише IPv6: Втулок мережі, kube-apiserver та kubelet/cloud-controller-manager налаштовані для призначення лише IPv6-адрес.
• IPv4/IPv6 або IPv6/IPv4 подвійний стек:
  • Втулок мережі налаштований для призначення IPv4 та IPv6-адрес.
  • Kube-apiserver налаштований для призначення IPv4 та IPv6-адрес.
  • Kubelet або cloud-controller-manager налаштовані для призначення IPv4 та IPv6-адрес.
  • Усі компоненти повинні узгоджуватися щодо налаштованої основного типу IP адрес.

Кластери Kubernetes враховують лише типи IP, які присутні в обʼєктах Pod, Service та Node, незалежно від наявних IP-адрес представлених обʼєктів. Наприклад, сервер або Pod може мати кілька IP-адрес призначений його інтерфейсам, але при реалізації мережевої моделі Kubernetes і визначенні типу кластера враховуються тільки IP-адреси в node.status.addresses або pod.status.ips.

Як реалізувати мережеву модель Kubernetes

Модель мережі реалізується середовищем виконання контейнерів на кожному вузлі. Найпоширеніші середовища використовують Інтерфейс мережі контейнера (CNI) для керування своєю мережею та забезпечення безпеки. Існує багато різних CNI-втулків від різних вендорів. Деякі з них надають лише базові можливості додавання та видалення мережевих інтерфейсів, тоді як інші надають складніші рішення, такі як інтеграція з іншими системами оркестрування контейнерів, запуск кількох CNI-втулків, розширені функції IPAM та інше.

Див. цю сторінку для неповного переліку мережевих надбудов, які підтримуються в Kubernetes.

Що далі

Ранній дизайн мережевої моделі та її обґрунтування докладно описані у документі дизайну мережі. Щодо майбутніх планів та деяких поточних зусиль, спрямованих на поліпшення мережевих функцій Kubernetes, будь ласка, звертайтеся до SIG-Network KEPs.