Мережа в кластері
Мережа — центральна частина Kubernetes, але буває складно зрозуміти, як саме вона має працювати. Потрібно розвʼязати 4 окремі мережеві проблеми:
- Взаємодія тісно повʼязаних контейнерів: цю проблему розвʼязують Podʼи та взаємодія через
localhost. - Взаємодія між Podʼами: це основна тема цього документа.
- Взаємодія Podʼів із Service: це описано на сторінці Services.
- Взаємодія із Service ззовні: це також описано на сторінці Services.
Kubernetes — це система розподілу машин між застосунками. Зазвичай для розподілу машин потрібно переконатися, що два застосунки не намагаються використовувати одні й ті самі порти. Координувати порти між багатьма розробниками у великому масштабі дуже складно, і це наражає користувачів на проблеми на рівні кластера, які вони не можуть контролювати.
Динамічне призначення портів дуже ускладнює систему — кожен застосунок має приймати порти як прапорці, API-сервери мають уміти вставляти динамічні номери портів у блоки конфігурації, сервіси мають знати, як знаходити один одного, тощо. Щоб не мати з цим справи, Kubernetes обирає інший підхід.
Ознайомтесь докладніше з мережевою моделлю Kubernetes.
Діапазони IP-адрес Kubernetes
Кластери Kubernetes потребують виділення IP-адрес, які не перекриваються, для Podʼів, Services та вузлів з діапазону доступних адрес, налаштованого в таких компонентах:
- Мережевий втулок налаштований на призначення IP-адрес Podʼам.
- kube-apiserver налаштований на призначення IP-адрес Services.
- kubelet або cloud-controller-manager налаштовані на призначення IP-адрес вузлам.
Типи мереж у кластері
Залежно від налаштованих сімейств IP, кластери Kubernetes можна поділити на такі категорії:
- Лише IPv4: мережевий втулок, kube-apiserver та kubelet/cloud-controller-manager налаштовані на призначення лише IPv4-адрес.
- Лише IPv6: мережевий втулок, kube-apiserver та kubelet/cloud-controller-manager налаштовані на призначення лише IPv6-адрес.
- IPv4/IPv6 або IPv6/IPv4 подвійний стек:
- Мережевий втулок налаштований на призначення адрес IPv4 та IPv6.
- kube-apiserver налаштований на призначення адрес IPv4 та IPv6.
- kubelet або cloud-controller-manager налаштовані на призначення адрес IPv4 та IPv6.
- Усі компоненти мають бути узгоджені щодо налаштованого основного сімейства IP.
Кластери Kubernetes враховують лише сімейства IP, присутні в обʼєктах Pod, Service та Node, незалежно від наявних IP-адрес представлених обʼєктів. Наприклад, сервер або Pod може мати кілька IP-адрес, призначених його інтерфейсам, але під час реалізації мережевої моделі Kubernetes і визначення типу кластера враховуються лише IP-адреси в node.status.addresses або pod.status.ips.
Як реалізувати мережеву модель Kubernetes
Мережеву модель реалізує середовище виконання контейнерів на кожному вузлі. Найпоширеніші середовища виконання контейнерів використовують втулки Container Network Interface (CNI) для керування своїми мережевими можливостями та можливостями безпеки. Існує багато різних CNI-втулків від різних постачальників. Деякі з них надають лише базові можливості додавання та видалення мережевих інтерфейсів, тоді як інші пропонують складніші рішення, такі як інтеграція з іншими системами оркестрування контейнерів, запуск кількох CNI-втулків, розширені можливості IPAM тощо.
Неповний перелік мережевих надбудов, які підтримує Kubernetes, дивіться на цій сторінці.
Що далі
Ранній дизайн мережевої моделі та її обґрунтування докладніше описані в документі дизайну мережі. Про майбутні плани та поточну роботу над поліпшенням мережевих можливостей Kubernetes дивіться в KEPs SIG-Network.