本文分享自华为云社区《Calico IPIP模式下的CrossSubnet特性分析》,作者: 可以交个朋友。

Calico ipip crossSubnet 模式

Calico-ipip模式和calico-bgp模式都有对应的局限性,对于一些主机跨子网而又无法使网络设备使用BGP的场景可以使用cross-subnet模式,实现同子网机器使用calico-BGP模式,跨子网机器使用calico-ipip模式。

概念图如下:

统一环境信息:

创建k8s集群

创建k8s安装脚本1-setup-env.sh

#!/bin/bashdateset -v# 1.prep noCNI envcat <<EOF | kind create cluster --name=calico-ipip-crosssubnet --image=kindest/node:v1.27.3 --config=-kind: ClusterapiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4networking:  disableDefaultCNI: true  podSubnet: "10.98.0.0/16"nodes:- role: control-plane  kubeadmConfigPatches:  - |    kind: InitConfiguration    nodeRegistration:      kubeletExtraArgs:        node-ip: 10.1.5.10        node-labels: "rack=rack0"- role: worker  kubeadmConfigPatches:  - |    kind: JoinConfiguration    nodeRegistration:      kubeletExtraArgs:        node-ip: 10.1.5.11        node-labels: "rack=rack0"- role: worker  kubeadmConfigPatches:  - |    kind: JoinConfiguration    nodeRegistration:      kubeletExtraArgs:        node-ip: 10.1.8.10        node-labels: "rack=rack1"- role: worker  kubeadmConfigPatches:  - |    kind: JoinConfiguration    nodeRegistration:      kubeletExtraArgs:        node-ip: 10.1.8.11        node-labels: "rack=rack1"EOF# 2.remove taintscontroller_node_ip=`kubectl get node -o wide --no-headers | grep -E "control-plane" | awk -F " " '{print $6}'`kubectl taint nodes $(kubectl get nodes -o name | grep control-plane) node-role.kubernetes.io/control-plane:NoSchedule-kubectl get nodes -o wide# 3. install tools for nodefor i in $(docker ps -a --format "table {{.Names}}" |grep calico-ipip)do                echo $i                docker cp /usr/bin/ping $i:/usr/bin/ping                docker exec -it $i bash -c "apt-get -y update > /dev/null && apt-get -y install net-tools tcpdump lrzsz > /dev/null 2>&1"done

该集群的创建,主要是构建4个节点组成的k8s集群,其中每两个在一个二层网络下。与另外一组形成二层网络隔离。

集群搭建成功

搭建clab环境

clab配置如下:2-setup-clab.sh

#!/bin/bashset -vbrctl addbr br-pool0ifconfig br-pool0 upbrctl addbr br-pool1ifconfig br-pool1 upcat <clab.yaml | clab deploy -t clab.yaml -name: calico-ipip-crosssubnettopology:  nodes:    gw0:      kind: linux      image: burlyluo/vyos:1.4.0      cmd: /sbin/init      binds:        - /lib/modules:/lib/modules        - ./startup-conf/gw0-boot.cfg:/opt/vyatta/etc/config/config.boot     br-pool0:      kind: bridge      br-pool1:      kind: bridge    server1:      kind: linux      image: burlyluo/nettool      network-mode: container:calico-ipip-crosssubnet-control-plane      exec:      - ip addr add 10.1.5.10/24 dev net0      - ip route replace default via 10.1.5.1    server2:      kind: linux      image: burlyluo/nettool      network-mode: container:calico-ipip-crosssubnet-worker      exec:      - ip addr add 10.1.5.11/24 dev net0      - ip route replace default via 10.1.5.1    server3:      kind: linux      image: burlyluo/nettool      network-mode: container:calico-ipip-crosssubnet-worker2      exec:      - ip addr add 10.1.8.10/24 dev net0      - ip route replace default via 10.1.8.1    server4:      kind: linux      image: burlyluo/nettool      network-mode: container:calico-ipip-crosssubnet-worker3      exec:      - ip addr add 10.1.8.11/24 dev net0      - ip route replace default via 10.1.8.1  links:    - endpoints: ["br-pool0:br-pool0-net0", "server1:net0"]    - endpoints: ["br-pool0:br-pool0-net1", "server2:net0"]    - endpoints: ["br-pool1:br-pool1-net0", "server3:net0"]    - endpoints: ["br-pool1:br-pool1-net1", "server4:net0"]    - endpoints: ["gw0:eth1", "br-pool0:br-pool0-net2"]    - endpoints: ["gw0:eth2", "br-pool1:br-pool1-net2"]EOF

该配置其实就是为了将kind组建的k8s集群中的节点网络引入到containerLab中去,然后基于contailerLab做真实的网络配置

其中的gw0-boot.cfg配置文件如下:

interfaces {    ethernet eth1 {        address 10.1.5.1/24        duplex auto        smp-affinity auto        speed auto    }    ethernet eth2 {        address 10.1.8.1/24        duplex auto        smp-affinity auto        speed auto    }    loopback lo {    }}nat {    source {        rule 100 {            outbound-interface eth0            source {                address 10.1.0.0/16            }            translation {                address masquerade            }        }    }}system {    config-management {        commit-revisions 100    }    console {        device ttyS0 {            speed 9600        }    }    host-name vyos    login {        user vyos {            authentication {                encrypted-password $6$QxPS.uk6mfo$9QBSo8u1FkH16gMyAVhus6fU3LOzvLR9Z9.82m3tiHFAxTtIkhaZSWssSgzt4v4dGAL8rhVQxTg0oAG9/q11h/                plaintext-password ""            }            level admin        }    }    ntp {        server 0.pool.ntp.org {        }        server 1.pool.ntp.org {        }        server 2.pool.ntp.org {        }    }    syslog {        global {            facility all {                level info            }            facility protocols {                level debug            }        }    }    time-zone UTC}/* Warning: Do not remove the following line. *//* === vyatta-config-version: "qos@1:dhcp-server@5:webgui@1:pppoe-server@2:webproxy@2:firewall@5:pptp@1:dns-forwarding@1:mdns@1:quagga@7:webproxy@1:snmp@1:system@10:conntrack@1:l2tp@1:broadcast-relay@1:dhcp-relay@2:conntrack-sync@1:vrrp@2:ipsec@5:ntp@1:config-management@1:wanloadbalance@3:ssh@1:nat@4:zone-policy@1:cluster@1" === *//* Release version: 1.2.8 */

containerLab组网成功:

部署calico网络插件

此时集群虽然搭建完成了,但是由于未部署cni网络插件,集群node/master之间k8s网络未互通(kubelet 无法同master通信)。

部署calico ipip crosssubnet模式的网络插件

kubectl apply -f calico.yaml#kubectl apply -f https://projectcalico.docs.tigera.io/archive/v3.23/manifests/calico.yaml

需要:将CALICO_IPV4POOL_IPIP 的值 Always修改为CrossSubnet

此时查看集群节点信息: 节点状态就绪

此时查看集群pod信息: 集群所有pod均已就绪

部署测试业务验证CrossSubnet

apiVersion: apps/v1kind: DaemonSet#kind: Deploymentmetadata:  labels:    app: app  name: appspec:  #replicas: 2  selector:    matchLabels:      app: app  template:    metadata:      labels:        app: app    spec:      containers:      - image: burlyluo/nettool        name: nettoolbox---apiVersion: v1kind: Servicemetadata:  name: appspec:  type: NodePort  selector:    app: app  ports:  - name: app    port: 8080    targetPort: 80    nodePort: 32000

查看业务pod信息:

查看node上(master 节点)的路由策略:

可以发现如果是去往10.98.85.128/26网段内的地址 则通过net0接口出去

如果是去往10.98.193.192/26或者10.98.241.128/26网段内的地址 则通过tunl0接口出去;(需要ipip封装)

pod(master节点上pod)的路由策略:

抓包测试同子网pod通信datapath

抓包位置为: 源pod所在宿主机的net0网卡上:

可以看到抓包数据中: 源/目的ip 均为srcpod/dstpod。 源/目的Mac 均为: 源pod所在宿主机net0网卡/目的pod所在宿主机net0网卡 的Mac地址。

所以跨节点同子网下的pod通信无需ipip的封装,通过三层路由可达。

抓包测试跨子网pod通信datapath

master节点和worker2 节点ip分别为:10.1.5.10/2410.1.8.10/24,存在跨子网node通信的情况

抓包位置为源pod所在宿主机(master节点)net0网卡:

可以发现抓包信息中携带了两层ip信息: 跨子网需要进行ipip的封装

抓包位置为源pod所在宿主机(master节点)tunl0网卡:

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