## 06-安装calico网络组件.md 推荐阅读[feiskyer-kubernetes指南](https://github.com/feiskyer/kubernetes-handbook) 网络相关内容 首先回顾下K8S网络设计原则，在配置集群网络插件或者实践K8S 应用/服务部署请时刻想到这些原则： - 1.每个Pod都拥有一个独立IP地址，Pod内所有容器共享一个网络命名空间 - 2.集群内所有Pod都在一个直接连通的扁平网络中，可通过IP直接访问 - 所有容器之间无需NAT就可以直接互相访问 - 所有Node和所有容器之间无需NAT就可以直接互相访问 - 容器自己看到的IP跟其他容器看到的一样 - 3.Service cluster IP尽可在集群内部访问，外部请求需要通过NodePort、LoadBalance或者Ingress来访问 `Container Network Interface (CNI)`是目前CNCF主推的网络模型，它由两部分组成： - CNI Plugin负责给容器配置网络，它包括两个基本的接口 - 配置网络: AddNetwork(net *NetworkConfig, rt *RuntimeConf) (types.Result, error) - 清理网络: DelNetwork(net *NetworkConfig, rt *RuntimeConf) error - IPAM Plugin负责给容器分配IP地址 Kubernetes Pod的网络是这样创建的： - 0.每个Pod除了创建时指定的容器外，都有一个kubelet启动时指定的`基础容器`，比如：`mirrorgooglecontainers/pause-amd64` `registry.access.redhat.com/rhel7/pod-infrastructure` - 1.首先 kubelet创建`基础容器`生成network namespace - 2.然后 kubelet调用网络CNI driver，由它根据配置调用具体的CNI 插件 - 3.然后 CNI 插件给`基础容器`配置网络 - 4.最后 Pod 中其他的容器共享使用`基础容器`的网络 本文档基于CNI driver 调用calico 插件来配置kubernetes的网络，常用CNI插件有 `flannel` `calico` `weave`等等，这些插件各有优势，也在互相借鉴学习优点，比如：在所有node节点都在一个二层网络时候，flannel提供hostgw实现，避免vxlan实现的udp封装开销，估计是目前最高效的；calico也针对L3 Fabric，推出了IPinIP的选项，利用了GRE隧道封装；因此这些插件都能适合很多实际应用场景，这里选择calico，主要考虑它支持 `kubernetes network policy`。 推荐阅读[calico kubernetes guide](https://docs.projectcalico.org/v3.0/getting-started/kubernetes/) calico-node需要在所有master节点和node节点安装 ``` bash roles/calico/ ├── tasks │   └── main.yml └── templates ├── calico-csr.json.j2 ├── calicoctl.cfg.j2 ├── calico-rbac.yaml.j2 └── calico.yaml.j2 ``` 请在另外窗口打开[roles/calico/tasks/main.yml](../roles/calico/tasks/main.yml) 文件，对照看以下讲解内容。 ### 创建calico 证书申请 ``` bash { "CN": "calico", "hosts": [], "key": { "algo": "rsa", "size": 2048 }, "names": [ { "C": "CN", "ST": "HangZhou", "L": "XS", "O": "k8s", "OU": "System" } ] } ``` - calico 使用客户端证书，所以hosts字段可以为空；后续可以看到calico证书用在四个地方： - calico/node 这个docker 容器运行时访问 etcd 使用证书 - cni 配置文件中，cni 插件需要访问 etcd 使用证书 - calicoctl 操作集群网络时访问 etcd 使用证书 - calico/kube-controllers 同步集群网络策略时访问 etcd 使用证书 ### 创建 calico DaemonSet yaml文件和rbac 文件 请对照 roles/calico/templates/calico.yaml.j2文件注释和以下注意内容 + 详细配置参数请参考[calico官方文档](https://docs.projectcalico.org/v2.6/reference/node/configuration) + calico-node是以docker容器运行在host上的，因此需要把之前的证书目录 /etc/calico/ssl挂载到容器中 + 配置ETCD_ENDPOINTS 、CA、证书等，所有{{ }}变量与ansible hosts文件中设置对应 + 配置集群POD网络 CALICO_IPV4POOL_CIDR={{ CLUSTER_CIDR }} + **重要**本K8S集群运行在同网段kvm虚机上，虚机间没有网络ACL限制，因此可以设置`CALICO_IPV4POOL_IPIP=off`，如果你的主机位于不同网段，或者运行在公有云上需要打开这个选项 `CALICO_IPV4POOL_IPIP=always` + 配置FELIX_DEFAULTENDPOINTTOHOSTACTION=ACCEPT 默认允许Pod到Node的网络流量，更多[felix配置选项](https://docs.projectcalico.org/v2.6/reference/felix/configuration) ### 安装calico 网络 + 安装前检查主机名不能有大写字母，只能由`小写字母` `-` `.` 组成 (name must consist of lower case alphanumeric characters, '-' or '.' (regex: [a-z0-9]([-a-z0-9]*[a-z0-9])?(\.[a-z0-9]([-a-z0-9]*[a-z0-9])?)*))(calico-node v3.0.6以上已经解决主机大写字母问题) + **安装前必须确保各节点主机名不重复** ，calico node name 由节点主机名决定，如果重复，那么重复节点在etcd中只存储一份配置，BGP 邻居也不会建立。 + 安装之前必须确保`kube-master`和`kube-node`节点已经成功部署 + 只需要在任意装有kubectl客户端的节点运行 `kubectl create `安装即可 + 等待15s后(视网络拉取calico相关镜像速度)，calico 网络插件安装完成，删除之前kube-node安装时默认cni网络配置 ### [可选]配置calicoctl工具 [calicoctl.cfg.j2](roles/calico/templates/calicoctl.cfg.j2) ``` bash apiVersion: v1 kind: calicoApiConfig metadata: spec: datastoreType: "etcdv2" etcdEndpoints: {{ ETCD_ENDPOINTS }} etcdKeyFile: /etc/calico/ssl/calico-key.pem etcdCertFile: /etc/calico/ssl/calico.pem etcdCACertFile: /etc/calico/ssl/ca.pem ``` ### 验证calico网络 执行calico安装成功后可以验证如下：(需要等待镜像下载完成，有时候即便上一步已经配置了docker国内加速，还是可能比较慢，请确认以下容器运行起来以后，再执行后续验证步骤) ``` bash kubectl get pod --all-namespaces NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE kube-system calico-kube-controllers-5c6b98d9df-xj2n4 1/1 Running 0 1m kube-system calico-node-4hr52 2/2 Running 0 1m kube-system calico-node-8ctc2 2/2 Running 0 1m kube-system calico-node-9t8md 2/2 Running 0 1m ``` **查看网卡和路由信息** 先在集群创建几个测试pod: `kubectl run test --image=busybox --replicas=3 sleep 30000` ``` bash # 查看网卡信息 ip a ``` + 可以看到包含类似cali1cxxx的网卡，是calico为测试pod生成的 + tunl0网卡现在不用管，是默认生成的，当开启IPIP 特性时使用的隧道 ``` bash # 查看路由 route -n Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface 0.0.0.0 192.168.1.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 ens3 192.168.1.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 ens3 172.17.0.0 0.0.0.0 255.255.0.0 U 0 0 0 docker0 172.20.3.64 192.168.1.34 255.255.255.192 UG 0 0 0 ens3 172.20.33.128 0.0.0.0 255.255.255.192 U 0 0 0 * 172.20.33.129 0.0.0.0 255.255.255.255 UH 0 0 0 caliccc295a6d4f 172.20.104.0 192.168.1.35 255.255.255.192 UG 0 0 0 ens3 172.20.166.128 192.168.1.63 255.255.255.192 UG 0 0 0 ens3 ``` **查看所有calico节点状态** ``` bash calicoctl node status Calico process is running. IPv4 BGP status +--------------+-------------------+-------+----------+-------------+ | PEER ADDRESS | PEER TYPE | STATE | SINCE | INFO | +--------------+-------------------+-------+----------+-------------+ | 192.168.1.34 | node-to-node mesh | up | 12:34:00 | Established | | 192.168.1.35 | node-to-node mesh | up | 12:34:00 | Established | | 192.168.1.63 | node-to-node mesh | up | 12:34:01 | Established | +--------------+-------------------+-------+----------+-------------+ ``` **BGP 协议是通过TCP 连接来建立邻居的，因此可以用netstat 命令验证 BGP Peer** ``` bash netstat -antlp|grep ESTABLISHED|grep 179 tcp 0 0 192.168.1.66:179 192.168.1.35:41316 ESTABLISHED 28479/bird tcp 0 0 192.168.1.66:179 192.168.1.34:40243 ESTABLISHED 28479/bird tcp 0 0 192.168.1.66:179 192.168.1.63:48979 ESTABLISHED 28479/bird ``` **查看集群ipPool情况** ``` bash calicoctl get ipPool -o yaml - apiVersion: v1 kind: ipPool metadata: cidr: 172.20.0.0/16 spec: nat-outgoing: true ``` **查看etcd中calico相关信息** 因为这里calico网络使用etcd存储数据，所以可以在etcd集群中查看数据 + calico 3.x 版本默认使用 etcd v3存储，**登陆集群的一个etcd 节点**，查看命令： ``` bash # 查看所有calico相关数据 ETCDCTL_API=3 etcdctl --endpoints="http://127.0.0.1:2379" get --prefix /calico # 查看 calico网络为各节点分配的网段 ETCDCTL_API=3 etcdctl --endpoints="http://127.0.0.1:2379" get --prefix /calico/ipam/v2/host ``` + calico 2.x 版本默认使用 etcd v2存储，**登陆集群的一个etcd 节点**，查看命令： ``` bash # 查看所有calico相关数据 etcdctl --endpoints=http://127.0.0.1:2379 --ca-file=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem ls /calico ``` [前一篇](06-安装kube-node节点.md) -- [后一篇]()