19-容器网络

本人在“极客时间”上购买了一套“趣谈网络协议”的课程，本文为该课程第29-31讲（容器网络、Flannel、Calico）的课程笔记。

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1. 容器网络介绍

• 容器就是 Container，而 Container 的另一个意思是集装箱。其实容器的思想就是要变成软件交付的集装箱。集装箱的特点，一是打包，二是标准。
• 容器是一种比虚拟机更加轻量级的隔离方式，主要通过 namespace 和 cgroup 技术进行资源的隔离，namespace （命名空间）用于负责看起来隔离，cgroup （机制网络）用于负责用起来隔离。
• 容器网络连接到物理网络的方式和虚拟机很像，通过桥接的方式实现一台物理机上的容器进行相互访问，如果要访问外网，最简单的方式还是通过 NAT。

2. Flannel

• 物理机 A 上的容器如何访问到物理机 B 上的容器呢？
  Flannel 使用 UDP 实现 Overlay 网络的方案可以解决容器跨主机互通的问题。
• 基于 NAT 的容器网络模型在微服务架构下有两个问题，一个是 IP 重叠，一个是端口冲突，需要通过 Overlay 网络的机制保持跨节点的连通性。
• Flannel 是跨节点容器网络方案之一，它提供的 Overlay 方案主要有两种方式，一种是 UDP 在用户态封装，一种是 VXLAN 在内核态封装，而 VXLAN 的性能更好一些。

3. Calico

• Calico 网络的大概思路，即不走 Overlay 网络，不引入另外的网络性能损耗，而是将转发全部用三层网络的路由转发来实现。
• Calico 推荐使用物理机作为路由器的模式，这种模式没有虚拟化开销，性能比较高。
• Calico 的主要组件包括路由、iptables 的配置组件 Felix、路由广播组件 BGP Speaker，以及大规模场景下的 BGP Route Reflector。
• 为解决跨网段的问题，Calico 还有一种 IPIP 模式，也即通过打隧道的方式，从隧道端点来看，将本来不是邻居的两台机器，变成相邻的机器。