APP推广合作
联系“鸟哥笔记小乔”
覆盖网络是什么意思(解读Kubernetes 网络运维)
2022-08-25 10:27:42

最近我一直在研究 Kubernetes 网络。我注意到一件事情就是,虽然关于如何设置 Kubernetes 网络的文章很多,也写得很不错,但是却没有看到关于如何去运维 Kubernetes 网络的文章、以及如何完全确保它不会给你造成生产事故。

覆盖网络是什么意思(解读Kubernetes 网络运维)在本文中,我将尽力让你相信三件事情(我觉得这些都很合理 :)):

  • 避免生产系统网络中断非常重要

  • 运维联网软件是很难的

  • 有关你的网络基础设施的重要变化值得深思熟虑,以及这种变化对可靠性的影响。虽然非常“牛x”的谷歌人常说“这是我们在谷歌正在用的”(谷歌工程师在 Kubernetes 上正做着很重大的工作!但是我认为重要的仍然是研究架构,并确保它对你的组织有意义)。

我肯定不是 Kubernetes 网络方面的专家,但是我在配置 Kubernetes 网络时遇到了一些问题,并且比以前更加了解 Kubernetes 网络了。

运维联网软件是很难的

在这里,我并不讨论有关运维物理网络的话题(对于它我不懂),而是讨论关于如何让像 DNS 服务、负载均衡以及代理这样的软件正常工作方面的内容。

我在一个负责很多网络基础设施的团队工作过一年时间,并且因此学到了一些运维网络基础设施的知识!(显然我还有很多的知识需要继续学习)在我们开始之前有三个整体看法:

  • 联网软件经常重度依赖 Linux 内核。因此除了正确配置软件之外,你还需要确保许多不同的系统控制(sysctl)配置正确,而一个错误配置的系统控制就很容易让你处于“一切都很好”和“到处都出问题”的差别中。

  • 联网需求会随时间而发生变化(比如,你的 DNS 查询或许比上一年多了五倍!或者你的 DNS 服务器突然开始返回 TCP 协议的 DNS 响应而不是 UDP 的,它们是完全不同的内核负载!)。这意味着之前正常工作的软件突然开始出现问题。

  • 修复一个生产网络的问题,你必须有足够的经验。(例如,看这篇 由 Sophie Haskins 写的关于 kube-dns 问题调试的文章 )我在网络调试方面比以前进步多了,但那也是我花费了大量时间研究 Linux 网络知识之后的事了。

我距离成为一名网络运维专家还差得很远,但是我认为以下几点很重要:

  1. 对生产网络的基础设施做重要的更改是很难得的(因为它会产生巨大的混乱)

  2. 当你对网络基础设施做重大更改时,真的应该仔细考虑如果新网络基础设施失败该如何处理

  3. 是否有很多人都能理解你的网络配置

切换到 Kubernetes 显然是个非常大的更改!因此,我们来讨论一下可能会导致错误的地方!

Kubernetes 网络组件

在本文中我们将要讨论的 Kubernetes 网络组件有:

  • 覆盖网络(overlay network)的后端(像 flannel/calico/weave 网络/romana)

  • kube-dns

  • kube-proxy

  • 入站控制器 / 负载均衡器

  • kubelet

如果你打算配置 HTTP 服务,或许这些你都会用到。这些组件中的大部分我都不会用到,但是我尽可能去理解它们,因此,本文将涉及它们有关的内容。

最简化的方式:为所有容器使用宿主机网络

让我们从你能做到的最简单的东西开始。这并不能让你在 Kubernetes 中运行 HTTP 服务。我认为它是非常安全的,因为在这里面可以让你动的东西很少。

如果你为所有容器使用宿主机网络,我认为需要你去做的全部事情仅有:

  1. 配置 kubelet,以便于容器内部正确配置 DNS

  2. 没了,就这些!

如果你为每个 pod 直接使用宿主机网络,那就不需要 kube-dns 或者 kube-proxy 了。你都不需要一个作为基础的覆盖网络。

这种配置方式中,你的 pod 们都可以连接到外部网络(同样的方式,你的宿主机上的任何进程都可以与外部网络对话),但外部网络不能连接到你的 pod 们。

这并不是最重要的(我认为大多数人想在 Kubernetes 中运行 HTTP 服务并与这些服务进行真实的通讯),但我认为有趣的是,从某种程度上来说,网络的复杂性并不是绝对需要的,并且有时候你不用这么复杂的网络就可以实现你的需要。如果可以的话,尽可能地避免让网络过于复杂。

运维一个覆盖网络

我们将要讨论的第一个网络组件是有关覆盖网络的。Kubernetes 假设每个 pod 都有一个 IP 地址,这样你就可以与那个 pod 中的服务进行通讯了。我在说到“覆盖网络”这个词时,指的就是这个意思(“让你通过它的 IP 地址指向到 pod 的系统)。

所有其它的 Kubernetes 网络的东西都依赖正确工作的覆盖网络。更多关于它的内容,你可以读 这里的 kubernetes 网络模型 。

Kelsey Hightower 在 kubernetes 艰难之路 中描述的方式看起来似乎很好,但是,事实上它的作法在超过 50 个节点的 AWS 上是行不通的,因此,我不打算讨论它了。

有许多覆盖网络后端(calico、flannel、weaveworks、romana)并且规划非常混乱。就我的观点来看,我认为一个覆盖网络有 2 个职责:

  1. 确保你的 pod 能够发送网络请求到外部的集群

  2. 保持一个到子网络的稳定的节点映射,并且保持集群中每个节点都可以使用那个映射得以更新。当添加和删除节点时,能够做出正确的反应。

Okay! 因此!你的覆盖网络可能会出现的问题是什么呢?

  • 覆盖网络负责设置 iptables 规则(最基本的是 iptables -A -t nat POSTROUTING -s $SUBNET -j MASQUERADE),以确保那个容器能够向 Kubernetes 之外发出网络请求。如果在这个规则上有错误,你的容器就不能连接到外部网络。这并不很难(它只是几条 iptables 规则而已),但是它非常重要。我发起了一个 拉取请求 ,因为我想确保它有很好的弹性。

  • 添加或者删除节点时可能会有错误。我们使用 flannel hostgw 后端,我们开始使用它的时候,节点删除功能 尚未开始工作 。

  • 你的覆盖网络或许依赖一个分布式数据库(etcd)。如果那个数据库发生什么问题,这将导致覆盖网络发生问题。例如, https://github.com/coreos/flannel/issues/610 上说,如果在你的 flannel etcd 集群上丢失了数据,最后的结果将是在容器中网络连接会丢失。(现在这个问题已经被修复了)

  • 你升级 Docker 以及其它东西导致的崩溃

  • 还有更多的其它的可能性!

我在这里主要讨论的是过去发生在 Flannel 中的问题,但是我并不是要承诺不去使用 Flannel —— 事实上我很喜欢 Flannel,因为我觉得它很简单(比如,类似 vxlan 在后端这一块的部分 只有 500 行代码),对我来说,通过代码来找出问题的根源成为了可能。并且很显然,它在不断地改进。他们在审查拉取请求方面做的很好。

到目前为止,我运维覆盖网络的方法是:

  • 学习它的工作原理的详细内容以及如何去调试它(比如,Flannel 用于创建路由的 hostgw 网络后端,因此,你只需要使用 sudo ip route list 命令去查看它是否正确即可)

  • 如果需要的话,维护一个内部构建版本,这样打补丁比较容易

  • 有问题时,向上游贡献补丁

我认为去遍历所有已合并的拉取请求以及过去已修复的 bug 清单真的是非常有帮助的 —— 这需要花费一些时间,但这是得到一个其它人遇到的各种问题的清单的好方法。

对其他人来说,他们的覆盖网络可能工作的很好,但是我并不能从中得到任何经验,并且我也曾听说过其他人报告类似的问题。如果你有一个类似配置的覆盖网络:a) 在 AWS 上并且 b) 在多于 50-100 节点上运行,我想知道你运维这样的一个网络有多大的把握。

运维 kube-proxy 和 kube-dns?

现在,我有一些关于运维覆盖网络的想法,我们来讨论一下。

这个标题的最后面有一个问号,那是因为我并没有真的去运维过。在这里我还有更多的问题要问答。

这里的 Kubernetes 服务是如何工作的!一个服务是一群 pod 们,它们中的每个都有自己的 IP 地址(像 10.1.0.3、10.2.3.5、10.3.5.6 这样)

  1. 每个 Kubernetes 服务有一个 IP 地址(像 10.23.1.2 这样)

  2. kube-dns 去解析 Kubernetes 服务 DNS 名字为 IP 地址(因此,my-svc.my-namespace.svc.cluster.local 可能映射到 10.23.1.2 上)

  3. kube-proxy 配置 iptables 规则是为了在它们之间随机进行均衡负载。Kube-proxy 也有一个用户空间的轮询负载均衡器,但是在我的印象中,他们并不推荐使用它。

因此,当你发出一个请求到
my-svc.my-namespace.svc.cluster.local 时,它将解析为 10.23.1.2,然后,在你本地主机上的 iptables 规则(由 kube-proxy 生成)将随机重定向到 10.1.0.3 或者 10.2.3.5 或者 10.3.5.6 中的一个上。

在这个过程中我能想像出的可能出问题的地方:

  • kube-dns 配置错误

  • kube-proxy 挂了,以致于你的 iptables 规则没有得以更新

  • 维护大量的 iptables 规则相关的一些问题

小庄
分享到朋友圈
收藏
收藏
评分

综合评分:

我的评分
Xinstall 15天会员特权
Xinstall是专业的数据分析服务商,帮企业追踪渠道安装来源、裂变拉新统计、广告流量指导等,广泛应用于广告效果统计、APP地推与CPS/CPA归属统计等方面。
20羽毛
立即兑换
一书一课30天会员体验卡
领30天VIP会员,110+门职场大课,250+本精读好书免费学!助你提升职场力!
20羽毛
立即兑换
顺丰同城急送全国通用20元优惠券
顺丰同城急送是顺丰推出的平均1小时送全城的即时快送服务,专业安全,准时送达!
30羽毛
立即兑换
小庄
小庄
发表文章10348
确认要消耗 羽毛购买
覆盖网络是什么意思(解读Kubernetes 网络运维)吗?
考虑一下
很遗憾,羽毛不足
我知道了

我们致力于提供一个高质量内容的交流平台。为落实国家互联网信息办公室“依法管网、依法办网、依法上网”的要求,为完善跟帖评论自律管理,为了保护用户创造的内容、维护开放、真实、专业的平台氛围,我们团队将依据本公约中的条款对注册用户和发布在本平台的内容进行管理。平台鼓励用户创作、发布优质内容,同时也将采取必要措施管理违法、侵权或有其他不良影响的网络信息。


一、根据《网络信息内容生态治理规定》《中华人民共和国未成年人保护法》等法律法规,对以下违法、不良信息或存在危害的行为进行处理。
1. 违反法律法规的信息,主要表现为:
    1)反对宪法所确定的基本原则;
    2)危害国家安全,泄露国家秘密,颠覆国家政权,破坏国家统一,损害国家荣誉和利益;
    3)侮辱、滥用英烈形象,歪曲、丑化、亵渎、否定英雄烈士事迹和精神,以侮辱、诽谤或者其他方式侵害英雄烈士的姓名、肖像、名誉、荣誉;
    4)宣扬恐怖主义、极端主义或者煽动实施恐怖活动、极端主义活动;
    5)煽动民族仇恨、民族歧视,破坏民族团结;
    6)破坏国家宗教政策,宣扬邪教和封建迷信;
    7)散布谣言,扰乱社会秩序,破坏社会稳定;
    8)宣扬淫秽、色情、赌博、暴力、凶杀、恐怖或者教唆犯罪;
    9)煽动非法集会、结社、游行、示威、聚众扰乱社会秩序;
    10)侮辱或者诽谤他人,侵害他人名誉、隐私和其他合法权益;
    11)通过网络以文字、图片、音视频等形式,对未成年人实施侮辱、诽谤、威胁或者恶意损害未成年人形象进行网络欺凌的;
    12)危害未成年人身心健康的;
    13)含有法律、行政法规禁止的其他内容;


2. 不友善:不尊重用户及其所贡献内容的信息或行为。主要表现为:
    1)轻蔑:贬低、轻视他人及其劳动成果;
    2)诽谤:捏造、散布虚假事实,损害他人名誉;
    3)嘲讽:以比喻、夸张、侮辱性的手法对他人或其行为进行揭露或描述,以此来激怒他人;
    4)挑衅:以不友好的方式激怒他人,意图使对方对自己的言论作出回应,蓄意制造事端;
    5)羞辱:贬低他人的能力、行为、生理或身份特征,让对方难堪;
    6)谩骂:以不文明的语言对他人进行负面评价;
    7)歧视:煽动人群歧视、地域歧视等,针对他人的民族、种族、宗教、性取向、性别、年龄、地域、生理特征等身份或者归类的攻击;
    8)威胁:许诺以不良的后果来迫使他人服从自己的意志;


3. 发布垃圾广告信息:以推广曝光为目的,发布影响用户体验、扰乱本网站秩序的内容,或进行相关行为。主要表现为:
    1)多次发布包含售卖产品、提供服务、宣传推广内容的垃圾广告。包括但不限于以下几种形式:
    2)单个帐号多次发布包含垃圾广告的内容;
    3)多个广告帐号互相配合发布、传播包含垃圾广告的内容;
    4)多次发布包含欺骗性外链的内容,如未注明的淘宝客链接、跳转网站等,诱骗用户点击链接
    5)发布大量包含推广链接、产品、品牌等内容获取搜索引擎中的不正当曝光;
    6)购买或出售帐号之间虚假地互动,发布干扰网站秩序的推广内容及相关交易。
    7)发布包含欺骗性的恶意营销内容,如通过伪造经历、冒充他人等方式进行恶意营销;
    8)使用特殊符号、图片等方式规避垃圾广告内容审核的广告内容。


4. 色情低俗信息,主要表现为:
    1)包含自己或他人性经验的细节描述或露骨的感受描述;
    2)涉及色情段子、两性笑话的低俗内容;
    3)配图、头图中包含庸俗或挑逗性图片的内容;
    4)带有性暗示、性挑逗等易使人产生性联想;
    5)展现血腥、惊悚、残忍等致人身心不适;
    6)炒作绯闻、丑闻、劣迹等;
    7)宣扬低俗、庸俗、媚俗内容。


5. 不实信息,主要表现为:
    1)可能存在事实性错误或者造谣等内容;
    2)存在事实夸大、伪造虚假经历等误导他人的内容;
    3)伪造身份、冒充他人,通过头像、用户名等个人信息暗示自己具有特定身份,或与特定机构或个人存在关联。


6. 传播封建迷信,主要表现为:
    1)找人算命、测字、占卜、解梦、化解厄运、使用迷信方式治病;
    2)求推荐算命看相大师;
    3)针对具体风水等问题进行求助或咨询;
    4)问自己或他人的八字、六爻、星盘、手相、面相、五行缺失,包括通过占卜方法问婚姻、前程、运势,东西宠物丢了能不能找回、取名改名等;


7. 文章标题党,主要表现为:
    1)以各种夸张、猎奇、不合常理的表现手法等行为来诱导用户;
    2)内容与标题之间存在严重不实或者原意扭曲;
    3)使用夸张标题,内容与标题严重不符的。


8.「饭圈」乱象行为,主要表现为:
    1)诱导未成年人应援集资、高额消费、投票打榜
    2)粉丝互撕谩骂、拉踩引战、造谣攻击、人肉搜索、侵犯隐私
    3)鼓动「饭圈」粉丝攀比炫富、奢靡享乐等行为
    4)以号召粉丝、雇用网络水军、「养号」形式刷量控评等行为
    5)通过「蹭热点」、制造话题等形式干扰舆论,影响传播秩序


9. 其他危害行为或内容,主要表现为:
    1)可能引发未成年人模仿不安全行为和违反社会公德行为、诱导未成年人不良嗜好影响未成年人身心健康的;
    2)不当评述自然灾害、重大事故等灾难的;
    3)美化、粉饰侵略战争行为的;
    4)法律、行政法规禁止,或可能对网络生态造成不良影响的其他内容。


二、违规处罚
本网站通过主动发现和接受用户举报两种方式收集违规行为信息。所有有意的降低内容质量、伤害平台氛围及欺凌未成年人或危害未成年人身心健康的行为都是不能容忍的。
当一个用户发布违规内容时,本网站将依据相关用户违规情节严重程度,对帐号进行禁言 1 天、7 天、15 天直至永久禁言或封停账号的处罚。当涉及欺凌未成年人、危害未成年人身心健康、通过作弊手段注册、使用帐号,或者滥用多个帐号发布违规内容时,本网站将加重处罚。


三、申诉
随着平台管理经验的不断丰富,本网站出于维护本网站氛围和秩序的目的,将不断完善本公约。
如果本网站用户对本网站基于本公约规定做出的处理有异议,可以通过「建议反馈」功能向本网站进行反馈。
(规则的最终解释权归属本网站所有)

我知道了
恭喜你~答对了
+5羽毛
下一次认真读哦
成功推荐给其他人
+ 10羽毛
评论成功且进入审核!审核通过后,您将获得10羽毛的奖励。分享本文章给好友阅读最高再得15羽毛~
(羽毛可至 "羽毛精选" 兑换礼品)
好友微信扫一扫
复制链接