flannel是CoreOS提供用于解决Dokcer集群跨主机通讯的覆盖网络工具。它的主要思路是：预先留出一个网段，每个主机使用其中一部分，然后每个容器被分配不同的ip；让所有的容器认为大家在同一个直连的网络，底层通过UDP/VxLAN等进行报文的封装和转发。
flannel项目地址：https://github.com/coreos/flannel
flannel架构介绍
flannel默认使用8285端口作为UDP封装报文的端口，VxLan使用8472端口。
那么一条网络报文是怎么从一个容器发送到另外一个容器的呢？
- 容器直接使用目标容器的ip访问，默认通过容器内部的eth0发送出去。
- 报文通过
veth pair被发送到vethXXX。
vethXXX是直接连接到虚拟交换机docker0的，报文通过虚拟bridge docker0发送出去。- 查找路由表，外部容器ip的报文都会转发到
flannel0虚拟网卡，这是一个P2P的虚拟网卡，然后报文就被转发到监听在另一端的flanneld。
flanneld通过etcd维护了各个节点之间的路由表，把原来的报文UDP封装一层，通过配置的iface发送出去。- 报文通过主机之间的网络找到目标主机。
- 报文继续往上，到传输层，交给监听在8285端口的
flanneld程序处理。
- 数据被解包，然后发送给
flannel0虚拟网卡。
- 查找路由表，发现对应容器的报文要交给
docker0。
docker0找到连到自己的容器，把报文发送过去。
flannel安装配置
环境准备
一共三台机器：一个etcd集群，三台机器安装flannel和Docker。
| 节点名称 |
IP地址 |
软件环境 |
| etcd1 |
192.168.2.210 |
etcd、flannel、docker |
| etcd2 |
192.168.2.211 |
etcd、flannel、docker |
| etcd3 |
192.168.2.212 |
etcd、flannel、docker |
安装etcd
关于etcd的安装使用已经在「etcd使用入门」和「通过静态发现方式部署etcd集群」中做了比较详细的讲解，如果你还不会安装etcd可先阅读下这两篇文章。这里就不再重复讲解了。
安装flannel
三个节点都需安装配置flannel，这里以etcd1节点为例。
flannel和etcd一样，直接从官方下载二进制执行文件就可以用了。当然，你也可以自己编译。
# curl -L https://github.com/coreos/flannel/releases/download/v0.7.0/flannel-v0.7.0-linux-amd64.tar.gz -o flannel.tar.gz
# mkdir -p /opt/flannel
# tar xzf flannel.tar.gz -C /opt/flannel
解压后主要有flanneld、mk-docker-opts.sh这两个文件，其中flanneld为主要的执行文件，sh脚本用于生成Docker启动参数。
配置flannel
由于flannel需要依赖etcd来保证集群IP分配不冲突的问题，所以首先要在etcd中设置 flannel节点所使用的IP段。
$ etcdctl --endpoints "http://etcd1.hi-linux.com:2379" \
set /coreos.com/network/config '{"NetWork":"10.0.0.0/16", "SubnetMin": "10.0.1.0", "SubnetMax": "10.0.20.0"}'
{"NetWork":"10.0.0.0/16", "SubnetMin": "10.0.1.0", "SubnetMax": "10.0.20.0"}
|
flannel预设的backend type是udp，如果想要使用vxlan作为backend，可以加上backend参数：
$ etcdctl --endpoints "http://etcd1.hi-linux.com:2379" \
set /coreos.com/network/config '{"NetWork":"10.0.0.0/16", "Backend": {"Type": "vxlan"}}'
|
flannel backend为vxlan比起预设的udp性能相对好一些。
启动flannel
$ /opt/flannel/flanneld --etcd-endpoints="http://etcd1.hi-linux.com:2379" --ip-masq=true >> /var/log/flanneld.log 2>&1 &
|
给flannel创建一个systemd服务，方便以后管理。创建flannel配置文件:
注意：--iface参数为要绑定的网卡的IP地址，请根据实际情况修改。
启动flannel服务
$ systemctl start flanneld
|
flannel启动过程解析
flannel服务需要先于Docker启动。flannel服务启动时主要做了以下几步的工作：
- 从etcd中获取network的配置信息。
- 划分subnet，并在etcd中进行注册。
- 将子网信息记录到
/run/flannel/subnet.env中。
验证flannel网络
在etcd1节点上看etcd中的内容
$ etcdctl --endpoints "http://etcd1.hi-linux.com:2379" ls /coreos.com/network/subnets
/coreos.com/network/subnets/10.0.2.0-24
|
查看flannel0的网络情况：
$ ifconfig flannel0
flannel0 Link encap:UNSPEC HWaddr 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00
inet addr:10.0.2.0 P-t-P:10.0.2.0 Mask:255.255.0.0
UP POINTOPOINT RUNNING NOARP MULTICAST MTU:1472 Metric:1
RX packets:85 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:75 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:500
RX bytes:7140 (7.1 KB) TX bytes:6300 (6.3 KB)
|
可以看到flannel0网卡的地址和etcd中存储的地址一样，这样flannel网络配置完成。
配置Docker
在各个节点安装好以后最后要更改Docker的启动参数，使其能够使用flannel进行IP分配，以及网络通讯。
flannel运行后会生成一个环境变量文件，包含了当前主机要使用flannel通讯的相关参数。
$ cat /run/flannel/subnet.env
FLANNEL_NETWORK=10.0.0.0/16
FLANNEL_SUBNET=10.0.2.1/24
FLANNEL_MTU=1472
FLANNEL_IPMASQ=true
|
使用flannel提供的脚本将subnet.env转写成Docker启动参数，创建好的启动参数位于/run/docker_opts.env文件中。
$ /opt/flannel/mk-docker-opts.sh -d /run/docker_opts.env -c
$ cat /run/docker_opts.env
DOCKER_OPTS=" --bip=10.0.2.1/24 --ip-masq=false --mtu=1472"
|
修改docker的启动参数，并使其启动后使用由flannel生成的配置参数，修改如下:
# 编辑 systemd service 配置文件
$ vim /lib/systemd/system/docker.service
# 在启动时增加flannel提供的启动参数
ExecStart=/usr/bin/dockerd $DOCKER_OPTS
# 指定这些启动参数所在的文件位置(这个配置是新增的，同样放在Service标签下)
EnvironmentFile=/run/docker_opts.env
|
然后重新加载systemd配置，并重启Docker即可
$ systemctl daemon-reload
$ systemctl restart docker
|
此时可以看到docker0的网卡ip地址已经处于flannel网卡网段之内。
$ ifconfig flannel0
flannel0 Link encap:UNSPEC HWaddr 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00
inet addr:10.0.2.0 P-t-P:10.0.2.0 Mask:255.255.0.0
UP POINTOPOINT RUNNING NOARP MULTICAST MTU:1472 Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:500
RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)
$ ifconfig docker0
docker0 Link encap:Ethernet HWaddr 02:42:cf:87:3c:f7
inet addr:10.0.2.1 Bcast:0.0.0.0 Mask:255.255.255.0
UP BROADCAST MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:0
RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)
|
到此节点etcd1的flannel安装配置完成了，其它两节点按以上方法配置完成就行了。
测试flannel
三台机器都配置好了之后，我们在三台机器上分别开启一个docker容器，测试它们的网络是否可相互联通的。
etcd1
$ docker run -it busybox sh
# 查看容器IP
$ cat /etc/hosts
10.0.2.2 9de86bfde6cc
|
etcd2
$ docker run -it busybox sh
# 查看容器IP
$ cat /etc/hosts
10.0.5.2 9ddd4a4e455b
|
etcd3
$ docker run -it busybox sh
# 查看容器IP
$ cat /etc/hosts
10.0.6.2 cbb0d891f353
|
/ # ping -c3 192.168.2.210
PING 192.168.2.210 (192.168.2.210): 56 data bytes
64 bytes from 192.168.2.210: seq=0 ttl=64 time=0.089 ms
64 bytes from 192.168.2.210: seq=1 ttl=64 time=0.065 ms
/ # ping -c5 192.168.2.211
PING 192.168.2.211 (192.168.2.211): 56 data bytes
64 bytes from 192.168.2.211: seq=0 ttl=63 time=1.712 ms
64 bytes from 192.168.2.211: seq=1 ttl=63 time=0.356 ms
64 bytes from 192.168.2.211: seq=2 ttl=63 time=2.201 ms
/ # ping -c3 192.168.2.212
PING 192.168.2.212 (192.168.2.212): 56 data bytes
64 bytes from 192.168.2.212: seq=0 ttl=63 time=0.467 ms
64 bytes from 192.168.2.212: seq=1 ttl=63 time=0.477 ms
64 bytes from 192.168.2.212: seq=2 ttl=63 time=0.532 ms
|
/ # ping -c3 10.0.5.2
PING 10.0.5.2 (10.0.5.2): 56 data bytes
64 bytes from 10.0.5.2: seq=0 ttl=60 time=0.692 ms
64 bytes from 10.0.5.2: seq=1 ttl=60 time=0.565 ms
64 bytes from 10.0.5.2: seq=2 ttl=60 time=1.135 ms
/ # ping -c3 10.0.6.2
PING 10.0.6.2 (10.0.6.2): 56 data bytes
64 bytes from 10.0.6.2: seq=0 ttl=60 time=0.678 ms
64 bytes from 10.0.6.2: seq=1 ttl=60 time=0.907 ms
64 bytes from 10.0.6.2: seq=2 ttl=60 time=1.272 ms
/ # ping -c3 10.0.2.2
PING 10.0.2.2 (10.0.2.2): 56 data bytes
64 bytes from 10.0.2.2: seq=0 ttl=60 time=0.644 ms
64 bytes from 10.0.2.2: seq=1 ttl=60 time=0.915 ms
64 bytes from 10.0.2.2: seq=2 ttl=60 time=1.032 ms
|
测试容器到到跨宿主机容器遇到一个坑，开始怎么都不通，后找到原因是宿主机iptables给阻挡掉了。附：Ubuntu一键清除iptables规则脚本
$ cat clear_iptables_rule.sh
#!/bin/bash
iptables -F
iptables -X
iptables -Z
iptables -P INPUT ACCEPT
iptables -P OUTPUT ACCEPT
iptables -P FORWARD ACCEPT
|
参考文档
http://t.cn/RcnGQ02
http://t.cn/RXVHGpI
http://t.cn/RXfavPG
http://t.cn/RXfEThA
http://t.cn/RXfEmS8
http://t.cn/R5Xgfnx
