Kubernetes网络方案Flannel的学习笔记
作者: 李佶澳 转载请保留：原文地址 发布时间：2018-10-09 14:15:58 +0800
- 说明
- 工作原理
- 已经支持的Backends
- 处于试验阶段的Backends
- 其它内容？
- 参考
说明
Flannel是Kubernets最早期的网络方案之一，也是现在常用的方案之一。当时只了解到它采用overlay的方式，于是重点学习calico了，后来发现用到flannel的公司还挺多，需要系统学习下。
工作原理
原理很简单，在每一个需要使用Flannel网络的机器上都运行有一个名为flanneld的服务。flanneld为所在的机器申请到一小段虚拟网络的地址空间，并负责将通过这些虚拟地址发送的报文封装后，用宿主机的网络送出。flanneld还要负责解读宿主机网络收到发送给虚拟网络的中的地址的报文。
虚拟网络地址的分配情况直接写入etcd，或者通过kubernetes的api写入。
核心是：Flannel是怎样通过宿主机网络传递虚拟机网络中的报文的？ Flannel支持几种不同的方式，把它们叫做Backends。
已经支持的Backends
@2018-10-09 16:47:10
最推荐使用的是vxlan，使用linux kernel的vxlan实现。vxlan backend的配置项有以下几个：
Type: string，backend类型，就是"vxlan"
VNI: number，vxlan协议中的vni编号，不同的vni号码代表不同网段，类似vlan号，默认是1
Port: number, 宿主机的udp端口，用来发送封装后的报文，使用linux内核默认配置，8472
GBP: boolean，是否使用vxlan Group Policy，默认false
DirectRouting: boolean，是否启用直接路由，当两台宿主机位于同一个网段时，不封装通过路由直接送达，默认false
GBP特性，参考：vxlan: Group Policy extension。
其次是host-gw的方式，通过直接路由的方式传送虚拟网络报文。这种方式要求所有宿主机是二层直达的(中间不经过路由)，原理和vxlan中的DirectRouting相同。
Vxlan DriectRouting是能够直接路由的时候采用直接路由的方式，否则就通过vxlan。 Host-gw要求所有宿主机都支持直接路由方式（在同一个二层网络中），并全部采用直接路由的方式。
host-gw的配置项只有一个：
Type: string，backend类型，就是"host-gw"
udp只建议调试时使用，或者另外两种方式不能使用的时候（譬如宿主机内核不支持vxlan）使用。
Type：string，backend类型，就是"udp"
Port: number，宿主机udp端口，默认8285
处于试验阶段的Backends
@2018-10-09 16:47:23
AliVPC，阿里云的VPC
Type (string): alloc
Alloc，这个没明白怎么回事，说是”performs subnet allocation with no forwarding of data packets”：
Type (string): alloc
AWS VPC，AWS的VPC：
Type (string): aws-vpc
RouteTableID (string): [optional] The ID of the VPC route table to add routes to.
GCE，Google的云服务：
Type (string): gce
IPIP，使用内核实现的ipip隧道：
Type (string): ipip
DirectRouting (Boolean):
IPSec，使用内核实现的IpSec：
Type (string): ipsec
PSK (Boolean): Required.
UDPEncap (string): Optional
ESPProposal (string): Optional
其它内容？
Flannel是一个特别简单的网络方案，文档也就特别简单。把上面的backends梳理完，文档基本上就全读完了。
Kubernetes1.12从零开始（五）：自己动手部署Kubernetes中讲到，Kubernetes设计的时候，就降低了对网络模型的要求。所以Flannel这样简单的网络方案，可以用于Kubernetes。
不过要注意，Flannel这个项目小而精，缺少了一些功能。最直接的缺陷就是：不支持ACL，即Kubernetes中的Network Policy。
根据Flannel项目Readme中的表述，这个项目似乎也不打算支持”network policy”：
Flannel is focused on networking. For network policy, other projects such as Calico can be used.
有意思一的是Calico启动了一个Canal项目，糅合了Calico和Flannel。Network policy功能有calico提供，network功能用flannel提供，也是醉了。
Flannels, Canals and Tigers, Oh My! — Big News in the Land of Project Calico介绍了Canal的诞生过程。
参考
- Github Flannel
- Flannel: Backends
- Kubernetes1.12从零开始（五）：自己动手部署Kubernetes
- Github: Canal
- Flannels, Canals and Tigers, Oh My! — Big News in the Land of Project Calico
- vxlan: Group Policy extension