网络模型

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huanqing.shao
2019-11-26 21:36:59 +08:00
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* [Ingress 通过互联网访问您的应用](/learning/k8s-intermediate/service/ingress.html)
* [数据卷 Volume](/learning/k8s-intermediate/persistent/volume.html)
* [使用port-forward访问集群中的应用程序](/learning/k8s-practice/access/port-forward.html)
* [Kubernetes网络模型](/learning/k8s-intermediate/service/network.html)
* 下一步,可按教程章节顺序对 Kubernetes 各种概念进行深入理解
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vssueId: 167
layout: LearningLayout
sharingTitle: 深度长文 - 深入理解 Kubernetes 的网络模型
description: Kubernetes中_网络策略定义了一组Pod是否允许相互通信_或者与网络中的其他端点endpoint通信_本文描述了K8S集群中默认的网络策略
sharingTitle: 深度长文 - 深入理解 Kubernetes 的网络模型 - 这次我终于弄明白了
description: Kubernetes用来在集群上运行分布式系统_分布式系统的本质使得网络组件在Kubernetes中是至关重要也不可或缺的_理解 Kubernetes的网络模型可以帮助你更好的在Kubernetes上运行_监控_诊断你的应用程序
meta:
- name: keywords
content: Kubernetes教程,K8S教程,Kubernetes Network Model, K8S 网络模型
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# Network Model
# Kubernetes网络模型
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@ -303,8 +303,44 @@ CoreDNS 的工作方式与 `kubedns` 类似,但是通过插件化的架构构
3. 在 VM2 节点上kube-proxy 在节点上安装的 iptables 规则会将该数据包的目标地址判定到对应的 Pod 上(集群内负载均衡将生效)
4. iptables 完成 NAT 映射,并将数据包转发到目标 Pod
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<p style="max-width: 480px">
<img src="./network.assets/internet-to-service.gif" alt="K8S教程_Kubernetes网络模型_数据包的传递_internet-to-service"/>
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### Layer 7Ingress控制器
#### Layer 7Ingress控制器
::: tip 译者注
本章节讲述的 Ingress 控制器实现方式是特定于 AWS 的,与 [nginx ingress controller](/learning/k8s-intermediate/service/ingress.html) 的具体做法有所不同
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Layer 7 网络入方向访问在网络堆栈的 HTTP/HTTPS 协议层面工作,并且依赖于 KUbernetes Service。要实现 Layer 7 网络入方向访问,首先需要将 Service 指定为 `NodtePort` 类型,此时 Kubernetes master 将会为该 Service 分配一个 [节点端口](/learning/k8s-intermediate/service/service-types.html#nodeport),每一个节点上的 iptables 都会将此端口上的请求转发到 Service 的后端 Pod 上。此时Service-to-Pod 的路由与 [数据包的传递Service-to-Pod](#数据包的传递service-to-pod) 的描述相同。
接下来,创建一个 Kubernetes [Ingress](/learning/k8s-intermediate/service/ingress.html) 对象可以将该 Service 发布到互联网。Ingress 是一个高度抽象的 HTTP 负载均衡器,可以将 HTTP 请求映射到 Kubernetes Service。在不同的 Kubernetes 集群中Ingress 的具体实现可能是不一样的。与 Layer 4 的网络负载均衡器相似HTTP 负载均衡器只理解节点的 IP 地址(而不是 Pod 的 IP 地址),因此,也同样利用了集群内部通过 iptables 实现的负载均衡特性。
在 AWS 中ALB Ingress 控制器使用 Amazon 的 Layer 7 Application Load Balancer实现了 Kubernetes Ingress 的功能。下图展示了 AWS 上 Ingress 控制器的细节,也展示了网络请求是如何从 ALB 路由到 Kubernetes 集群的。
![K8S教程_Kubernetes网络模型_Ingress_Controller_Design](./network.assets/ingress-controller-design.png)
1. ALB Ingress Controller 创建后,将监听 Kubernetes API 上关于 Ingress 的事件。当发现匹配的 Ingress 对象时Ingress Controller 开始创建 AWS 资源
2. AWS 使用 Application Load BalancerALB来满足 Ingress 对象的要求,并使用 Target Group 将请求路由到目标节点
3. ALB Ingress Controller 为 Kubernetes Ingress 对象中用到的每一个 Kubernetes Service 创建一个 AWS Target Group
4. Listener 是一个 ALB 进程,由 ALB Ingress Controller 根据 Ingress 的注解annotations创建监听 ALB 上指定的协议和端口,并接收外部的请求
5. ALB Ingress Controller 还根据 Kubernetes Ingress 中的路径定义,创建了 Target Group Rule确保指定路径上的请求被路由到合适的 Kubernetes Service
#### 数据包的传递Ingress-to-Service
Ingress-to-Service 的数据包传递与 LoadBalancer-to-Service 的数据包传递非常相似。核心差别是:
* Ingress 能够解析 URL 路径(可基于路径进行路由)
* Ingress 连接到 Service 的 NodePort
下图展示了 Ingress-to-Service 的数据包传递过程。
1. 创建 Ingress 之后cloud controller 将会为其创建一个新的 Ingress Load Balancer
2. 由于 Load Balancer 并不知道 Pod 的 IP 地址,当路由到达 Ingress Load Balancer 之后会被转发到集群中的节点上Service的节点端口
3. 节点上的 iptables 规则将数据包转发到合适的 Pod
4. Pod 接收到数据包
从 Pod 返回的响应数据包将包含 Pod 的 IP 地址,但是请求客户端需要的是 Ingress Load Balancer 的 IP 地址。iptables 和 `conntrack` 被用来重写返回路径上的 IP 地址。
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<img src="./network.assets/ingress-to-service.gif" alt="K8S教程_Kubernetes网络模型_数据包的传递_Ingress-to-Service"/>
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