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深入了解 Flannel（2）：vxlan模式下的跨主机pod通信

news 2024/10/22 11:40:52

1. Flannel 的 VXLAN 配置

配置步骤

要使用 VXLAN 后端，通常需要以下步骤：

安装 Flannel：

通过 kubectl 应用 Flannel 的 YAML 文件。例如，可以使用以下命令来安装：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/k8s-manifests/kube-flannel.yml

配置网络：
- 在 Flannel 的 ConfigMap 中定义网络配置。网络配置通常包括网络范围（CIDR）和后端类型。以下是一个示例 ConfigMap，定义了使用 VXLAN 的网络配置：
```
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:name: flannel-cfgnamespace: kube-system
data:net-conf.json: |{"Network": "10.244.0.0/16","Backend": {"Type": "vxlan"}}
```
- Network 字段定义了 Pod 使用的 IP 地址范围，Backend 字段指定了使用的后端类型（这里是 vxlan）。
启动 Flannel：
- Flannel 启动后，它会根据配置文件创建网络接口，并分配 IP 地址。

2. Flannel 使用 VXLAN 的通信原理

步骤 1: Pod 创建与 IP 分配

当一个 Pod 被创建时，Flannel 从配置的网络范围（如 10.244.0.0/16）中分配一个唯一的 IP 地址，并将其与 Pod 关联。

步骤 2: 数据包生成

假设 Pod A（位于主机 1）需要与 Pod B（位于主机 2）通信，Pod A 会生成一个目标 IP 为 Pod B 的数据包。

步骤 3: 数据包发送到宿主主机

Pod A 通过宿主主机的网络栈发送数据包。此时数据包的目标 IP 是 Pod B 的 IP 地址。

步骤 4: 数据包封装

在主机 1，Flannel 拦截到这个数据包。Flannel 将数据包封装成 VXLAN 数据包，这个过程包括以下几个步骤：
- 添加 VXLAN 头：包含 VXLAN ID、源 IP 和目标 IP。
- 添加 UDP 头：将 VXLAN 数据包包装在 UDP 数据包中。
- 生成最终的数据包，将其发送到主机 2。

步骤 5: 发送封装后的数据包

封装后的数据包通过主机 1 的网络接口发送到物理网络。这个数据包在网络中以 UDP 数据包的形式进行传输。

步骤 6: 主机 2 接收数据包

主机 2 接收到这个封装的 VXLAN 数据包。Flannel 在主机 2 中运行，负责接收并处理这个数据包。

步骤 7: 数据包解封装

Flannel 拦截到 VXLAN 数据包，并进行解封装：
- 移除 UDP 头和 VXLAN 头，恢复原始数据包。

步骤 8: 数据包转发到目标 Pod

解封装后的数据包被转发到目标 Pod B，完成跨主机的通信。

3. Flannel 在各个环节的作用

配置管理：Flannel 通过 ConfigMap 管理网络配置，包括 IP 地址范围和后端类型。
IP 地址分配：Flannel 负责为每个 Pod 分配唯一的 IP 地址，确保网络中的地址不冲突。
数据包封装与解封装：
- 在主机 1 上，Flannel 拦截 Pod A 的数据包并将其封装为 VXLAN 数据包。
- 在主机 2 上，Flannel 接收并解封装数据包，将其转发到目标 Pod B。
路由管理：Flannel 管理数据包的路由信息，确保数据包能够正确到达目标 Pod。

总结

使用 VXLAN 后端时，Flannel 通过封装和解封装机制实现了不同主机上 Pod 之间的通信。配置 VXLAN 后端涉及定义网络范围和选择后端类型，Flannel 在数据包的生成、封装、解封装和转发等各个环节中发挥了重要作用。这使得 Flannel 成为 Kubernetes 中一种灵活且易于使用的网络解决方案。

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http://www.mrgr.cn/news/54720.html