Kubernetes网络模型与实现详解
Kubernetes网络模型与实现详解 🌐
CNI 插件配置 🔌
Flannel 安装与配置 🚀
CNI（Container Network Interface） 是 Kubernetes 标准化的网络插件接口规范，负责容器网络接口的动态配置与管理，实现跨节点 Pod 间通信和网络资源分配。
安装命令：
# 下载 Flannel 配置文件
wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
# 拉取 Flannel 镜像
docker pull quay.io/coreos/flannel:v0.14.0
# 安装 Flannel
kubectl create -f kube-flannel.yml
# 查看 Flannel 状态
kubectl get pod -n kube-system
# 卸载 Flannel
kubectl delete -f kube-flannel.yml
关键配置参数：
- 网络配置：
"Network": "10.244.0.0/16"# Pod网络CIDR - 后端类型：
"Type": "vxlan"# 虚拟可扩展局域网 - 部署方式：DaemonSet # 每个节点运行一个实例
- CNI 配置路径：
/etc/cni/net.d/10-flannel.conflist
Calico 安装与配置 🐱
Calico 是高性能的 CNI 插件，提供网络策略、BGP 路由和细粒度安全控制，支持大规模企业级 Kubernetes 集群。
安装命令：
# 下载 Calico 配置文件
wget https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml
# 安装 Calico
kubectl apply -f calico.yaml
# 查看 Calico 状态
kubectl get pod -n kube-system | grep calico
# 应用自定义配置
kubectl apply -f calico-installation.yaml
关键配置参数：
- CNI 网络配置：
"name": "k8s-pod-network"# 网络名称 - 支持网络策略功能 # Pod间访问控制
- etcd 配置（可选） # 分布式键值存储
- MTU 值可调整 # 最大传输单元
Service 类型配置 🌐
ClusterIP Service 🏠
ClusterIP 是 Kubernetes 默认的 Service 类型，为集群内部应用提供虚拟 IP 地址，实现 Pod 间负载均衡和服务发现。
创建命令：
# 创建 ClusterIP Service
kubectl create service clusterip my-service --tcp=80:80
# 通过 Deployment 暴露
kubectl expose deployment my-app --name=my-service --port=80 --target-port=8080
# 查看 Service
kubectl get services
配置文件示例：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-clusterip-service
spec:
type: ClusterIP # 集群内部访问类型
selector:
app: my-app # 选择器匹配Pod标签
ports:
- protocol: TCP
port: 80 # Service端口
targetPort: 8080 # Pod目标端口
NodePort Service 🚪
NodePort 通过每个节点的 IP 和固定端口向集群外部暴露服务，适合测试环境和小规模部署。
创建命令：
# 创建 NodePort Service
kubectl create service nodeport my-service --tcp=80:80 --node-port=30080
# 通过 Deployment 暴露为 NodePort
kubectl expose deployment my-app --name=my-nodeport-service --port=80 --target-port=8080 --type=NodePort
# 查看 Service
kubectl get services
配置文件示例：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-nodeport-service
spec:
type: NodePort # 节点端口访问类型
selector:
app: my-app
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 8080
nodePort: 30080 # 节点端口（30000-32767）
LoadBalancer Service ⚖️
LoadBalancer 通过云提供商的负载均衡器向外部暴露服务，自动分配外部 IP，适合生产环境。
创建命令：
# 创建 LoadBalancer Service
kubectl create service loadbalancer my-service --tcp=80:80
# 查看 LoadBalancer Service
kubectl get services
# 查看 LoadBalancer 的外部 IP
kubectl get service my-service -o wide
配置文件示例：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-loadbalancer-service
spec:
type: LoadBalancer # 负载均衡器类型
selector:
app: my-app
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 8080
Ingress Controller 配置 🛣️
NGINX Ingress Controller 安装 🎯
Ingress Controller 是 Kubernetes 的 HTTP/HTTPS 路由控制器，基于域名和路径规则将外部流量路由到内部 Service，提供七层负载均衡。
安装命令：
# 安装 NGINX Ingress Controller
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v1.8.1/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml
# 或者使用官方 manifests
kubectl apply -f deployments/deployment/nginx-ingress.yaml
# 查看 Ingress Controller 状态
kubectl get pods -n ingress-nginx
# 查看 Ingress Controller Service
kubectl get svc -n ingress-nginx
Ingress 资源配置：
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: my-ingress
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: / # URL重写规则
spec:
ingressClassName: nginx # Ingress类名
rules:
- host: my-app.example.com # 域名
http:
paths:
- path: / # 路径匹配
pathType: Prefix # 前缀匹配类型
backend:
service:
name: my-service # 后端Service名称
port:
number: 80 # 后端Service端口
NGINX Ingress Controller Service 配置：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-ingress-lb
namespace: kube-system
labels:
app: nginx-ingress-lb
spec:
type: LoadBalancer # 负载均衡器类型
ports:
- port: 80 # HTTP端口
targetPort: 80 # 容器端口
protocol: TCP
name: http
- port: 443 # HTTPS端口
targetPort: 443
protocol: TCP
name: https
selector:
app: nginx-ingress-lb # 选择器匹配Pod标签
通用管理命令 🛠️
# 查看所有 Service
kubectl get services --all-namespaces
# 查看 Service 详细信息
kubectl describe service my-service
# 查看 Service 端点
kubectl get endpoints
# 查看 Ingress 资源
kubectl get ingress --all-namespaces
# 查看 Ingress 详细信息
kubectl describe ingress my-ingress
# 查看 CNI 插件状态
kubectl get pods -n kube-system | grep -E 'flannel|calico'
# 查看节点网络状态
kubectl get nodes -o wide
注意事项 ⚠️
- 确保所有命令和配置文件准确无误
- 根据实际环境调整网络配置参数
- 定期检查网络组件状态，确保集群网络正常运行
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