六大權益！華為8月服務日開啟：手機免費貼膜、維修免人工費
8月5日消息，一年一度的華為開發(fā)者大會2023（Together）日前在松山湖拉開帷幕，與此同時，華為8月服務日也式開啟，到店可享六大專屬權益。華為用戶可在華為商城Ap
G行全棧云容器大規(guī)模運行在信創(chuàng)服務器的虛擬機里，發(fā)現如跨NUMA訪問CPU可能導致性能不均衡、容器網絡和IaaS SDN耦合、虛擬層本身資源消耗等諸多問題。為解決這些問題，G行探索將容器運行在裸金屬服務器上，推出裸金屬容器平臺方案，使用純三層網絡設計，其中東西向網絡流量使用開源Calico容器組件，南北向網絡流量使用自研ELB。本文主要介紹Calico BGP相關技術原理、實踐和思考。
BGP（Border Gateway Protocol，邊界網關協議）為取代外部網關協議（EGP）協議而創(chuàng)建，屬于經典網絡路由協議。BGP相關的開源項目有bird、goBGP 等，開源軟件運行在云平臺的宿主主機上，使主機與網絡設備交換路由信息，實現云上網絡和云下網絡的通信。
關鍵概念：
圖一 網絡架構
在典型Spine-Leaf架構下，Spine與Leaf之間運行EBGP協議，Leaf與裸金屬服務器之間運行IBGP協議。
Calico是基于CNI實現的純三層網絡開源項目，首個版本在2015年發(fā)布，截止當前版本為Calico 3.26.1。該項目已被業(yè)界廣泛接受，并擁有許多大規(guī)模的實際案例。
圖二 Calico架構示意圖
Felix負責管理容器網絡，配置容器IP地址、路由、iptables、安全策略等功能。在每個Worker節(jié)點運行代理程序，負責與容器管理平面通信，獲取并配置網絡和安全策略。
監(jiān)控Calico相關數據（BGP配置、IPAM配置等），動態(tài)生成Bird配置文件，并使Brid重新加載配置文件。
發(fā)布路由：從Felix獲取路由，并把路由分發(fā)給BGP鄰居，外部流量通過該路由找到POD所在Worker節(jié)點。
路由反射 (Route Reflector): 收到IBGP鄰居發(fā)布的BGP路由，并反射路由給其他IBGP鄰居。
路由過濾:物理網絡設備的所有路由表項會同步到本機，配置路由過濾，可以大量減少本機的路由條目。
Flex通過Tyhpa直接跟Etcd交互，不再經過容器管理平面，在百節(jié)點以上的規(guī)模，能夠有效降低對容器管理平面的訪問壓力。
Calico默認網絡架構，IPIP可理解為IPinIP，屬于overlay的網絡架構。不依賴于外部交換機設備，即可實現網絡組網。缺點是報文的封裝和解封裝對網絡效率有影響，節(jié)點規(guī)模有限制。
Calico最佳實踐推薦該模式，計算節(jié)點與網絡設備建立BGP鄰居，并對外宣告POD的路由信息，網絡設備學習到路由信息后，外部用戶就可通過路由直接訪問POD的地址，期間不涉及到報文的封裝，網絡效率非常高。在合理的網絡架構設計下，節(jié)點規(guī)模靈活擴展且不影響網絡效率。缺點是一般硬件網絡設備和云平臺的計算節(jié)點是由不同團隊管理，遇到網絡故障時需聯合處置。
?Calico通過IPPool進行IPAM管理，IPPool定義了地址池名字、地址段、blockSize等字段。IPPool的配置樣例如下：
apiVersion：crd.projectcalico.org/v1kind: IPPoolmetadata: name: ippool-test-0spec: blockSize: 32 cidr: 1.1.1.0/24 ipipMode: Never natOutgoing: false nodeSelector: “!all()” vxlanMode: NevernodeSelector: 該字段與Kubernetes節(jié)點的Label進行映射。默認為all(),表示所有節(jié)點均可使用。設置為!all()，表示所有node均不可自動使用，可通過設置命名空間或者POD的注解，實現IPPool的綁定。
block/blockSzie: block主要功能是路由聚合，減少對外宣告路由條目。block在POD所在節(jié)點自動創(chuàng)建，如在worker01節(jié)點創(chuàng)建1.1.1.1的POD時，blocksize為29，則該節(jié)點自動創(chuàng)建1.1.1.0/29的block，對外宣告1.1.1.0/29的BGP路由，并且節(jié)點下發(fā)1.1.1.0/29的黑洞路由和1.1.1.1/32的明細路由。在IBGP模式下，黑洞路由可避免環(huán)路。如果blockSize設置為32，則不下發(fā)黑洞路由也不會造成環(huán)路，缺點是路由沒有聚合，路由表項會比較多，需要考慮交換機路由器的容量。
Calico創(chuàng)建block時，會出現借用IP的情況。如在 worker01節(jié)點存在1.1.1.0/29的block，由于worker01節(jié)點負載很高，地址為1.1.1.2的POD被調度到worker02節(jié)點，這種現象為IP借用。woker02節(jié)點會對外宣告1.1.1.2/32的明細路由，在IBGP模式下，交換機需要開啟RR模式，將路由反射給worker01上，否則在不同worker節(jié)點的同一個block的POD，由于黑洞路由的存在，導致POD之間網絡不通。可通過ipamconfigs來管理是否允許借用IP(strictAffinity)、每個節(jié)點上最多允許創(chuàng)建block的數量(maxBlocksPerHost)等。
舉例說明，創(chuàng)建1.1.1.0/31的地址池，IPPool配置如下：
root@master1:~# calicoctl get ippool ippool-test-0NAME CIDR SELECTORippool-test-0 1.1.1.0/31 all()使用該地址池，創(chuàng)建一個名字為nettool的POD，創(chuàng)建完成后，查看workloadendpoint資源信息。可查看得到，POD的IP地址為1.1.1.1/32，其網絡接口對應在worker01節(jié)點的網卡為cali200f7a51a47。
root@master1:~# calicoctl get workloadendpointNAMESPACE WORKLOAD NODE NETWORKS INTERFACEdefault nettool worker01 1.1.1.1/32 cali200f7a51a47進入該容器，查看路由和接口信息。可查看得到，容器默認路由為169.254.1.1，且均指向eth0。通過ethtool查看得到，eth0接口的peer_ifindex為532。
root@master1:~# kubectl exec -it nettool shkubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead.sh-4.4# ip a1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000 link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 inet 127.0.0.1/8 scope host lo valid_lft forever preferred_lft forever2: tunl0@NONE: <NOARP> mtu 1480 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000 link/ipip 0.0.0.0 brd 0.0.0.04: eth0@if532: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1480 qdisc noqueue state UP group default link/ether 86:61:23:4e:4e:d0 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0 inet 1.1.1.1/32 scope global eth0 valid_lft forever preferred_lft foreversh-4.4# ip routedefault via 169.254.1.1 dev eth0169.254.1.1 dev eth0 scope linksh-4.4# ethtool -S eth0NIC statistics: peer_ifindex: 532 rx_queue_0_xdp_packets: 0 rx_queue_0_xdp_bytes: 0 rx_queue_0_xdp_drops: 0登錄worker01節(jié)點，查看index為532的網卡接口，正是該接口cali200f7a51a47。worker01節(jié)點已經配置了ARP代理(主機上網卡不管ARP請求的內容，直接將自己的Mac地址作為應答的行為稱為ARP Proxy)。Calico把worker01節(jié)點當做容器的默認網關使用，所有報文會發(fā)送到節(jié)點上，節(jié)點再根據路由信息進行轉發(fā)。
root@worker01:~# ip a |grep 532532: cali200f7a51a47@if4: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1480 qdisc noqueue state UP group defaultroot@worker01:~# cat /proc/sys/net/ipv4/conf/cali200f7a51a47/proxy_arp1針對回程報文，我們查看節(jié)點的1.1.1.1對應路由，也正是該接口cali200f7a51a47。此時worker01節(jié)點的收發(fā)報文通路已經明了。
root@worker01:~# route -n |grep cali200f7a51a471.1.1.1 0.0.0.0 255.255.255.255 UH 0 0 0 cali200f7a51a47最后，確認下交換機的路由情況。目的地址為1.1.1.1的下一跳為192.168.1.4，該IP地址是worker01主機IP。此時POD就可以跟外部進行通信。
Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface1.1.1.1/32 IBGP 255 0 RD 192.168.1.4 vlanif100<switch>綜合考慮微隔離、網路可觀測等技術儲備已在G行推廣使用，Calico默認不開啟網絡安全策略，依靠微隔離做網絡安全管控。主要考慮BGP和IPAM上設計和管理網絡。
1) 創(chuàng)建BGPconfigurations配置文件，聲明節(jié)點的默認AS號。
root@master1:~# cat bgpconfigurations.yamlapiVersion: crd.projectcalico.org/v1kind: BGPConfigurationmetadata: name: defaultspec: asNumber: 1111111 logSeverityScreen: Info nodeToNodeMeshEnabled: false2) 創(chuàng)建BGPPeer，明確交換機的AS號、BGP Peer IP，并將含有rr-group=rr1 的節(jié)點與交換機建立鄰居。
root@master:~# cat bgppper1.yamlapiVersion: crd.projectcalico.org/v1kind: BGPPeermetadata: name: bgp-peer-1spec: asNumber: 1111111 nodeSelector: rr-group == 'rr1' peerIP: 192.168.1.13) Kubernetes的節(jié)點打rr-group=rr1的標簽
root@master1:~# kubectl get node --show-labels |grep rr1 |grep worker01worker01 Ready worker 21d v1.23.15 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=worker01,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/worker=,rr-group=rr14) 交換機配置
5) 裸金屬Kubernetes節(jié)點查看BGP狀態(tài)，Established意味著BGP鄰居已經建立。
root@worker01:~# calicoctl node statusCalico process is running.IPv4 BGP status+--------------+---------------+-------+------------+-------------+| PEER ADDRESS | PEER TYPE | STATE | SINCE | INFO |+--------------+---------------+-------+------------+-------------+| 192.168.1.1 | node specific | up | 2023-08-17 | Established || 192.168.1.2 | node specific | up | 2023-08-17 | Established |+--------------+---------------+-------+------------+-------------+IPv6 BGP statusNo IPv6 peers found.G行云平臺底座和業(yè)務的IP分開管理，業(yè)務自行決定POD的親和或反親和，業(yè)務部署在自己的命名空間，不會出現多種業(yè)務在同一個命名空間部署的情況。
在超過20個節(jié)點的容器平臺，應用POD會頻繁發(fā)生IP地址借用情況，block的路由聚合效率大幅度降低。綜合考慮交換機性能和容量，地址池的blockSize設置為32，交換機不開啟RR特性。
為確保IP不會被其他業(yè)務使用，設定所有地址池的nodeSelector為!all()。
root@master1:~# calicoctl get ippool NAME CIDR SELECTORippool-test-0 1.1.1.0/24 !all()ippool-test-1 1.1.2.0/24 !all()ippool-test-2 1.1.3.0/24 !all()ippool-test-3 1.1.4.0/24 !all()在namespace中設定對應annotation。
apiVersion: v1kind: Namespacemetadata: annotations: cni.projectcalico.org/ipv4pools: '["ippool-test-0"]' name: testCalico監(jiān)控體系從三個方面進行覆蓋。
圖三 Calico監(jiān)控體系
建設方面：Calico BGP建設需要多團隊的配合。管理物理網絡設備的團隊，需全局規(guī)劃網絡設備的BGP信息、AS號和靜態(tài)路由等，技術上避免單臺交換機宕機引起路由的震蕩（如一對Leaf交換機擁有不同AS號，會造成路由震蕩）；管理云平臺的團隊，需要合理配置iBGP和IPPool，避免發(fā)布非法路由，影響其他網絡設備。
運維方面：變更管理/故障管理需云和網配合進行，明確雙方分工和問題界定，緊密協作。比如管理云平臺的團隊配置BGP Filter功能，物理網絡設備配置BGP Policy，防止對外發(fā)布非法路由，形成雙保險。在技術探索過程中，引入可觀測平臺全鏈路流量和BGP監(jiān)控等工具，最大程度將問題邊界描述清晰，并提高運維效率。
后續(xù)細化Calico BGP監(jiān)控指標，探索Calico eBPF數據面的實現，弱化iptables對網絡的影響。
本文鏈接：http://www.www897cc.com/showinfo-26-34592-0.html聊聊 Calico BGP容器網絡實踐
聲明：本網頁內容旨在傳播知識，若有侵權等問題請及時與本網聯系，我們將在第一時間刪除處理。郵件：2376512515@qq.com
Copyright ? 2016-2023 天津谷騏科技有限公司 版權所有 sitemap.xml
違法及侵權請聯系：2376512515@qq.com 津ICP備18001702號
津公網安備 12010102000574號