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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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    nftables初体验

    之前耳闻 nftables 是下一代 iptables 。前段时间配了一台主机,折腾成家里的软路由。就一并来尝鲜一系列新东西,其中就包括 nftables 。nftables 和 iptables 、ebtables 等一样,都是对底层 xtables 的封装,目前看来 nftables 比 iptables 更简洁易用,更易读,更容易理解,扩展性和也更好。但是目前各个发行版中对 nftables 的支持还比较参差不齐,导致 nftables 很多功能比 iptables 还是有所缺失,所以个人感觉短期内还是替代不了 iptables (比如 tproxy 功能需要 linux kernel 4.19+, 而即便是 CentOS 8 的内核版本也只是 4.18 ,所以都不支持 )。 nftables 所支持的功能列表及所以来的内核版本和内核模块可以在这里找到 https://wiki.nftables.org/wiki-nftables/index.php/Supported_features_compared_to_xtables 。

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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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