Kubernetes 网络的四种场景详解
发布时间：2021-06-06 20:50:05 所属栏目：云计算 来源：互联网
导读：本文介绍了Kubernetes网络的各种场景，包括容器之间、Pod之间、Pod到Service、外部到内部的这4种场景下，不同的通信模式。在设计Kubernetes容器平台的时候，建议按照这些通信模式，根据具体的场景，逐一比对选择合适的解决方案。其中，特别需要注意的是外部
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本文介绍了Kubernetes网络的各种场景，包括容器之间、Pod之间、Pod到Service、外部到内部的这4种场景下，不同的通信模式。在设计Kubernetes容器平台的时候，建议按照这些通信模式，根据具体的场景，逐一比对选择合适的解决方案。其中，特别需要注意的是外部到内部的访问。
顾文俊，某互联网公司，金融行业架构师。2008年南京邮电大学电路与系统专业研究生毕业，12+年职业生涯主要从事IT基础设施、云计算、容器、大数据、AI、金融科技相关领域的解决方案工作。
在实际的业务场景中，业务组件之间的关系十分复杂，特别是微服务概念的提出，应用部署的粒度更加细小和灵活。为了支持业务应用组件的通信联系，Kubernetes网络的设计主要致力于解决以下场景：
(1)紧密耦合的容器到容器之间的直接通信;
(2)抽象的Pod到Pod之间的通信;
(3)Pod到Service之间的通信;
(4)集群外部与内部组件之间的通信。
1. 容器到容器的通信
在同一个Pod内的容器(Pod内的容器是不会跨宿主机的)共享同一个网络命名空间，共享同一个Linux协议栈。所以对于网络的各类操作，就和它们在同一台机器上一样，它们甚至可以用localhost地址访问彼此的端口。这么做的结果是简单、安全和高效，也能减少将已经存在的程序从物理机或者虚拟机移植到容器的难度。
如下图中的阴影部分就是Node上运行着的一个Pod实例。容器1和容器2共享了一个网络的命名空间，共享一个命名空间的结果就是它们好像在一台机器上运行似的，它们打开的端口不会有冲突，可以直接用Linux的本地IPC进行通信。它们之间互相访问只需要使用localhost就可以。
容器到容器间通信
2. Pod之间的通信
每一个Pod都有一个真实的全局IP地址，同一个Node内的不同Pod之间可以直接采用对房Pod的IP地址通信，而不需要使用其他发现机制，例如DNS、Consul或者etcd。Pod既有可能在同一个Node上运行，也有可能在不用的Node上运行，所以通信也分为两类：同一个Node内的Pod之间的通信和不同Node上的Pod之间的通信。
1)同一个Node内的Pod之间的通信
如图，可以看出，Pod1和Pod2都是通过Veth连接在同一个Docker0网桥上的，它们的IP地址IP1、IP2都是从Docker0的网段上自动获取的，它们和网桥本身的IP3是同一个网段的。另外，在Pod1、Pod2的Linux协议栈上，默认路由都是Docker0的地址，也就是说所有非本地的网络数据，都会被默认发送到Docker0网桥上，由Docker0网桥直接中转，它们之间是可以直接通信的。
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