黑色门户网站源码,免费制图网站,三亚今天最新通知,佛山网站维护K8S网络插件#xff08;CNI#xff09;#xff1a;Flannel和Calico详细对比
Flannel和Calico是Kubernetes中最常用的两种CNI#xff08;Container Network Interface#xff09;插件#xff0c;各自针对不同的网络需求提供解决方案。以下是对这两种插件的详细讲解#…K8S网络插件CNIFlannel和Calico详细对比
Flannel和Calico是Kubernetes中最常用的两种CNIContainer Network Interface插件各自针对不同的网络需求提供解决方案。以下是对这两种插件的详细讲解包括它们的原理、架构、优缺点及使用场景。
1. Flannel
Flannel是一个专注于提供简单容器网络的CNI插件旨在满足Kubernetes集群中基础网络通信需求。
1.1 Flannel的架构
Flannel的架构比较简单包含以下关键组件
1.1.1 flanneldFlannel Daemon
运行在每个Kubernetes节点上。
核心功能 子网分配从集群网络池中为每个节点分配一个子网。 路由配置确保节点之间可以通信。 网络封装根据配置的后端类型对跨节点的数据包进行封装和解封装。
1.1.2 Etcd或Kubernetes API
用于存储集群网络配置和子网分配信息。Flannel读取和写入节点的网络配置。
1.2 Flannel的网络模式
Flannel提供多种后端模式来实现网络连接每种模式适用于不同的环境和需求。 1.2.1 VXLAN模式默认
原理 在L3层上通过VXLAN隧道封装数据包。 每个数据包被封装进一个新的UDP数据包在两个节点之间通过UDP协议传输。
特点 无需依赖底层网络支持适应性广。 封装带来了一定的性能开销。
适用场景底层网络不支持直接路由、希望快速部署网络。
1.2.2 Host-GW模式
原理 基于主机的路由表在L3层上通过静态路由实现节点间的通信。 每个节点直接将数据包路由到目标节点无需封装。
特点 性能更高因为没有封装开销。 要求节点处于同一物理或逻辑网络如VLAN。
适用场景节点可以直接通信的裸机或私有云环境。
1.2.3 UDP模式
原理通过UDP隧道传输数据包。特点实现简单但性能较差已不推荐使用。
1.2.4 IPIP模式
原理使用IP-in-IP封装技术数据包在L3层上通过IP包封装传输。
特点 类似于VXLAN但性能稍低。 提供比Host-GW更广泛的兼容性。
1.3 Flannel网络流量流程
同节点Pod间通信 Pod A 发送数据到 Pod B。 数据包通过Pod A的veth接口到达宿主节点。 数据包经由节点的虚拟网桥如cbr0到达Pod B。
跨节点Pod通信VXLAN模式 Pod A 发送数据到目标Pod在另一节点上。 数据包经过veth接口到达宿主节点。 flanneld对数据包进行VXLAN封装。 封装后的数据包通过底层网络传输到目标节点。 目标节点的flanneld解封装数据包并将其路由到目标Pod。
1.4 Flannel优缺点
优点 简单易用安装配置方便适合初学者。 轻量级对系统资源占用较低。 兼容性强支持多种网络环境和后端模式。
缺点 功能单一不支持网络策略和安全控制。 性能不足在大规模集群或高流量环境下可能会成为瓶颈。 缺少可观测性对网络性能和流量的监控较少。
2. Calico
Calico是一个功能强大的CNI插件不仅提供高性能的网络通信还支持网络策略、负载均衡和安全控制。
2.1 Calico的架构
Calico的架构比Flannel更复杂包含以下核心组件
2.1.1 Calico Node
每个节点运行的核心代理。
包含以下子组件 Felix负责将网络策略应用到Linux内核网络栈。 BIRDBGP Daemon通过BGP协议分发路由信息。
2.1.2 Datastore
存储Calico的网络和策略配置。
支持多种存储后端 Etcd Kubernetes API推荐
2.2 Calico的网络模式
2.2.1 Direct Routing模式无隧道模式
原理 使用BGP将每个节点的Pod CIDR通告给其他节点。 节点间直接路由通信无需封装。
特点 高性能无封装开销。 需要底层网络支持BGP协议。
适用场景高性能要求、底层网络支持BGP的大型集群。
2.2.2 IPIP模式
原理在L3层上通过IP-in-IP封装数据包。
特点 适用于底层网络不支持BGP的情况。 性能略低于Direct Routing。
适用场景混合环境部分节点不支持BGP。
2.2.3 VXLAN模式
原理类似于Flannel的VXLAN模式通过UDP隧道封装数据包。
特点 兼容性广泛适应不同网络环境。 支持对网络进行加密。
2.3 Calico的网络策略
Calico提供了强大的网络策略功能可以通过声明性配置控制流量的入站和出站行为。
2.3.1 NetworkPolicy
作用范围针对某个命名空间中的Pod。
功能控制Pod之间或Pod与外部的通信。
2.3.2 GlobalNetworkPolicy
作用范围集群全局。
功能对所有命名空间生效用于跨命名空间的安全策略。
2.3.3 示例策略配置
允许来自特定命名空间的通信
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:name: allow-namespace
spec:podSelector: {}ingress:- from:- namespaceSelector:matchLabels:role: frontend限制Pod的出站访问
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:name: deny-egress
spec:podSelector:matchLabels:app: backendpolicyTypes:- Egressegress: []2.4 Calico的工作流程
同节点Pod通信Direct Routing模式 Pod A 发送数据到 Pod B同一节点。 数据包通过veth接口进入宿主机。 Felix配置的路由规则直接将数据包路由到Pod B。
跨节点Pod通信Direct Routing模式 Pod A 发送数据到目标Pod另一节点。 数据包到达宿主机BGP通告的路由规则将数据包直接发送到目标节点。 目标节点将数据包路由到目标Pod。
2.5 Calico优缺点
优点 高性能Direct Routing模式避免了封装开销。 网络策略控制支持复杂的安全策略提供强大的流量控制能力。 灵活性支持多种模式适配不同的网络需求。 可观测性提供丰富的监控工具。
缺点 复杂性高安装和管理需要一定经验。 资源开销比Flannel更高的CPU和内存使用。
3. Flannel 和 Calico 对比
特性FlannelCalico主要功能提供基础L3网络提供L3网络 网络策略和安全控制网络模式VXLAN、Host-GW、UDP、IPIPDirect Routing、IPIP、VXLAN性能中等高性能Direct Routing模式网络策略不支持支持复杂度低高资源开销低较高适用场景简单网络需求大规模集群高性能和安全需求
4. 选择指南
使用Flannel 适合中小型集群。 只需要基本的Pod间通信。 部署环境资源有限。
使用Calico 适合大规模集群。 需要高性能的跨节点通信。 需要对网络流量进行严格控制。1. Flannel Flannel是一个专注于提供简单容器网络的CNI插件旨在满足Kubernetes集群中基础网络通信需求。
