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k8s集群网络(7)-service之ipvs cluster ip实现原理

在之前文章中我们介绍了基于iptable方式实现的k8s集群中cluster ip类型和node port类型service的负载均衡。其本质上是当网络数据包从pod的network namespace中通过linux veth pair设备进入到host宿主中的network namespace时,经过iptable一系列的NAT转换,把service的cluster ip和端口DNAT成pod的ip和端口。同时leverage linux iptable的random模块,实现了对pod的负载均衡,然后再交由host对目标pod的路由策略来实现将数据包发往pod。当然,这一切都是在linux内核空间实现的,和应用程序的用户空间没有关系。在这里我们主要介绍基于ipvs的cluster ip类型service的实现原理。如果对于ipvs不熟悉的同学可以浏览一下网站http://www.linuxvirtualserver.org/,大名鼎鼎的LVS负载均衡就是基于ipvs来实现的。

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k8s集群网络(8)-service之ipvs node port实现原理

在上一篇文章中我们介绍了基于ipvs的cluster ip类型service的实现原理,本质上是在iptable的PREROUTING chain以及相关target中利用ipset来匹配cluster ip,完成对即将做MASQUERADE伪装的items的mark标记,同时结合ipset也减少了iptable中的entry数量。另外在host network namespace里创建kube-ipvs0网络设备,绑定所有cluster ip,保证网络数据包可以进入INPUT chain。在INPUT chain中ipvs利用映射规则(可由ipvsadm查看该规则)完成对cluster ip的DNAT和目标pod endpoints选择的负载均衡,然后直接把数据送入POSTROUTING chain。当数据包进入POSTROUTING chain,经过相关的iptable target,匹配在PREROUTING chain中的mark标记,完成MASQUERADE伪装(SNAT host的ip地址)。最后数据包根据host network namespace的路由表做下一跳路由选择。在这里我们主要介绍基于ipvs的node port类型service的实现原理,如果对上一篇文章内容有所理解,那么这里也比较简单。

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k8s集群网络(4)-service之iptable cluster ip实现原理

在上一篇文章中我们结合实际例子来查看了docker宿主环境中的容器网络,在这里我们主要介绍集群内的负载均衡。对于k8s集群中的服务是需要相互访问的,一般我们都会为之创建相应的service,对于集群内部的service类型我们一般设置成cluster ip。对于一个cluster ip后面会关联多个endpoints,也就是实际的pod。对于cluster ip的访问,也就是实现了对cluster ip关联的多个endpoints访问。关于cluster ip和endpoints的流量负载均衡,一般有iptable方式和ipvs方式,在以前文章里有所介绍。这里我们主要以实际例子来介绍iptable的实现方式。另外cluster ip是虚拟ip,言外之意就是这个ip没有和任何device绑定,所以当你对这个ip进行例如ping或者traceroute命令的时候是不会得到应答的。

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Linux防火墙iptables/netfilter(一)

防火墙大家都不陌生,或者说都听说过,现实中的防火墙是将一个区域内的火隔离开来使之不蔓延到另一个区域,计算机领域的防火墙与之功能类似,也是为了隔离危险。在如今广阔的互联网领域内,我们一般会相信一个叫做“黑暗森林”的法则。对于这个法则大家可以去搜索一下,它是在《三体》系列小说中写出来的,大致意思是在黑暗丛林中我们无法判断对方对自己是否有恶意, 对方也无法判断我们是否有恶意,所以一见面就把对方灭掉。互联网中的恶意攻击者太多了,我们无法确定它们都是水更无法把它们灭掉,但是我们可以把自己与它们隔离开来,启隔离作用的那个东西就叫防火墙。

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