Kubernetes 高级网络笔记：从核心模型到生产级实践全攻略

Kubernetes 高级网络笔记：从核心模型到生产级实践全攻略

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一、核心网络模型与 CNI

Kubernetes 网络模型的核心要求是：每个 Pod 都拥有唯一的 IP 地址，并且所有 Pod 无需 NAT 就能与其他 Pod 通信。

1. Pod 网络 (Pod Networking)

• IP-per-Pod 模型：每个 Pod 被视为一台独立主机，容器共享 Pod 的网络命名空间（通过 localhost 通信）。
• 通信要求：
  • Pod-to-Pod：跨节点可直接通信。
  • Pod-to-Service：通过稳定的 ClusterIP 访问服务。
  • External-to-Service：外部客户端访问集群服务。

2. 容器网络接口 (CNI - Container Network Interface)

Kubernetes 不实现网络，而是调用 CNI 插件。

工作流程：

1. Kubelet 创建 pause 容器并建立网络命名空间。
2. 调用 CNI 插件 ADD 命令。
3. 插件分配 IP、配置 veth、设置路由。
4. 返回结果给 Kubelet。

常见 CNI 插件：

• Flannel（VXLAN/host-gw Overlay 网络，简单）
• Calico（基于 BGP，支持 NetworkPolicy，高性能）
• Cilium（eBPF 内核级实现，功能最强）
• Weave Net（简单 Overlay