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05-安装calico网络组件.md

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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 Integration Guide

calico-node需要在所有master节点和node节点安装

roles/calico/
├── files
│   ├── ca.pem
│   ├── etcd-key.pem
│   └── etcd.pem
├── tasks
│   └── main.yml
└── templates
    ├── calicoctl.cfg.j2
    ├── calico-node.service.j2
    └── cni-calico.conf.j2

请在另外窗口打开roles/calico/tasks/main.yml 文件,对照看以下讲解内容。

准备与etcd集群交互的证书

这里为了方便直接复制使用了etcd1节点的证书

创建 calico-node 的服务文件 calico-node.service.j2

[Unit]
Description=calico node
After=docker.service
Requires=docker.service

[Service]
User=root
PermissionsStartOnly=true
ExecStart={{ bin_dir }}/docker run --net=host --privileged --name=calico-node \
  -e ETCD_ENDPOINTS={{ ETCD_ENDPOINTS }} \
  -e ETCD_CA_CERT_FILE=/etc/calico/ssl/ca.pem \
  -e ETCD_CERT_FILE=/etc/calico/ssl//etcd.pem \
  -e ETCD_KEY_FILE=/etc/calico/ssl/etcd-key.pem \
  -e CALICO_LIBNETWORK_ENABLED=true \
  -e CALICO_NETWORKING_BACKEND=bird \
  -e CALICO_DISABLE_FILE_LOGGING=true \
  -e CALICO_IPV4POOL_CIDR={{ CLUSTER_CIDR }} \
  -e CALICO_IPV4POOL_IPIP=off \
  -e FELIX_DEFAULTENDPOINTTOHOSTACTION=ACCEPT \
  -e FELIX_IPV6SUPPORT=false \
  -e FELIX_LOGSEVERITYSCREEN=info \
  -e FELIX_IPINIPMTU=1440 \
  -e FELIX_HEALTHENABLED=true \
  -e IP= \
  -v /etc/calico/ssl:/etc/calico/ssl \
  -v /var/run/calico:/var/run/calico \
  -v /lib/modules:/lib/modules \
  -v /run/docker/plugins:/run/docker/plugins \
  -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock \
  -v /var/log/calico:/var/log/calico \
  calico/node:v2.6.2
ExecStop={{ bin_dir }}/docker rm -f calico-node
Restart=always
RestartSec=10

[Install]
WantedBy=multi-user.target
  • 详细配置参数请参考calico官方文档
  • 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 }}
  • 本K8S集群运行在自有kvm虚机上虚机间没有网络ACL限制因此可以设置CALICO_IPV4POOL_IPIP=off如果运行在公有云虚机上可能需要打开这个选项
  • 配置FELIX_DEFAULTENDPOINTTOHOSTACTION=ACCEPT 默认允许Pod到Node的网络流量更多felix配置选项
  • 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

启动calico-node

准备cni-calico配置文件 cni-calico.conf.j2

{
    "name": "calico-k8s-network",
    "cniVersion": "0.1.0",
    "type": "calico",
    "etcd_endpoints": "{{ ETCD_ENDPOINTS }}",
    "etcd_key_file": "/etc/calico/ssl/etcd-key.pem",
    "etcd_cert_file": "/etc/calico/ssl//etcd.pem",
    "etcd_ca_cert_file": "/etc/calico/ssl/ca.pem",
    "log_level": "info",
    "mtu": 1500,
    "ipam": {
        "type": "calico-ipam"
    },
    "policy": {
        "type": "k8s"
    },
    "kubernetes": {
        "kubeconfig": "/root/.kube/config"
    }
}

  • 主要配置etcd相关、ipam、policy等配置选项参考

[可选]配置calicoctl工具 calicoctl.cfg.j2

apiVersion: v1
kind: calicoApiConfig
metadata:
spec:
  datastoreType: "etcdv2"
  etcdEndpoints: {{ ETCD_ENDPOINTS }}
  etcdKeyFile: /etc/calico/ssl/etcd-key.pem
  etcdCertFile: /etc/calico/ssl/etcd.pem
  etcdCACertFile: /etc/calico/ssl/ca.pem

验证calico网络

执行calico安装 ansible-playbook 05.calico.yml 成功后

 # 查看所有calico节点状态
calicoctl node status
Calico process is running.

IPv4 BGP status
+--------------+-------------------+-------+------------+-------------+
| PEER ADDRESS |     PEER TYPE     | STATE |   SINCE    |    INFO     |
+--------------+-------------------+-------+------------+-------------+
| 192.168.1.2  | node-to-node mesh | up    | 2017-11-30 | Established |
| 192.168.1.3  | node-to-node mesh | up    | 2017-11-30 | Established |
| 192.168.1.4  | node-to-node mesh | up    | 2017-11-30 | Established |
+--------------+-------------------+-------+------------+-------------+

IPv6 BGP status
No IPv6 peers found.

# 查看集群ipPool情况
calicoctl get ipPool -o yaml
- apiVersion: v1
  kind: ipPool
  metadata:
    cidr: 172.20.0.0/16
  spec:
    nat-outgoing: true