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Kubernetes Flannel網絡部署

flannel kubernetes

之前的博客已經介紹了部署一個簡單的Kubernetes集群,但是這個集群環境沒有一個合理的網絡配置。在實際生產中要實現集群中各個組件的通信,就需要使用第三方提供的網絡插件。

Flannel 二進制安裝

1、下載fannel組件

wget https://github.com/coreos/flannel/releases/download/v0.10.0/flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz

2、安裝Flannel 網絡組件

tar xf flannel-v0.10.0-linux-amd64.tar.gz 
cp flanneld  /usr/bin/
cp mk-docker-opts.sh  /usr/bin/

3、由於是二進制的文件,將flanneld拷貝到有系統環境變量的可執行路徑就完成了安裝。下面講解具體的配置過程和原理。

Flannel 配置

我們之所以要單獨使用第三方的網絡插件來擴展k8s,主要原因是在使用docker的環境中,在每個node節點的docker0默認的網段都是172.17.0.0/16的網絡。如果要實現不同宿主node上pod(這裏也可以理解為容器)互相通信,就不能使用默認的docker0提供的網段,我們需要部署一個覆蓋網絡,讓每個node節點的docker0網絡都處於不同的網段,這樣,通過添加一些路由轉發策略,就能讓集群中各個pod在同一個虛擬的網絡中實現通信。

1、這裏編寫flanneld的systemd文件:

# cat /usr/lib/systemd/system/flanneld.service 

[Unit]
Description=Flanneld overlay address etcd agent
After=network.target
Before=docker.service

[Service]
EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/flanneld
ExecStartPre=/usr/bin/remove-docker0.sh
ExecStart=/usr/bin/flanneld  ${FLANNEL_ETCD} $FLANNEL_OPTIONS
ExecStartPost=/usr/bin/mk-docker-opts.sh -d /run/flannel/docker
Type=notify

[Install]
WantedBy=multi-user.target
RequiredBy=docker.service

對上面的文件做一下解釋:

  • Flannel網絡必須在宿主機網絡能對外(其它node節點)正常通信的情況下啟動才有意義,所以這裏定義 After=network.target
  • 只有當Flannel 網絡啟動之後,才能創建一個與其它節點不會沖突的網絡,而docker的網絡需要和fannel 網絡相同才能保證跨主機通信,所以docker必須要在flannel網絡創建後才能啟動,這裏定義 Before=docker.service
  • /etc/kubernetes/flanneld 文件中,我們會指定flannel相關的啟動參數,這裏由於需要指定etcd集群,會有一部分不通用的參數,所以單獨定義。
  • 當前創建flannel網絡時,我們會執行 /usr/bin/remove-docker0.sh 這個腳本,將如果已經創建了docker0的網卡,就將他移除,防止產生沖突。(這個腳本來自k8s的源碼包)
  • 啟動之後,我們需要使用fannel自帶的腳本,創建一個docker使用的啟動參數,這個參數就包含配置docker0網卡的網段。

2、配置fannel參數文件:

# cat /etc/kubernetes/flanneld 

FLANNEL_ETCD="-etcd-endpoints=http://10.0.0.1:2379"               # etcd集群
FLANNEL_ETCD_KEY="/coreos.com/network"                # etcd存儲flannel網絡信息的key

3、etcd中添加fannel的key, 這裏指定了flannel的網段:

 etcdctl set /coreos.com/network/config ‘{ "Network": "10.1.0.0/16" }‘

4、啟動fannel:

 systemctl daemon-reload
 systemctl start flanneld

docker配置

1、如果要使用flannel網絡,在啟動docker時,需要添加 --bip 參數,修改systemd啟動文件:

#  vim /usr/lib/systemd/system/docker.service

[Unit]  # 添加如下內容
After=network-online.target firewalld.service flanneld.service
Wants=network-online.target
Requires=flanneld.service

[Service]   #增加EnvironmentFile=-/run/flannel/docker,並添加參數
 ...
EnvironmentFile=-/run/flannel/docker
ExecStart=/usr/bin/dockerd  $DOCKER_OPTS
 ... 

修改配置說明:

  • docker的網絡配置需要依賴於Fannel, 所以定義 Requires=flanneld.service
  • 運行docker時,需要加載配置參數,而此文件是執行flannel腳本後生成的。
  • 在啟動docker是指定參數。

2、驗證docker0信息:

[root@node-3 ~]# ifconfig docker0
docker0: flags=4099<UP,BROADCAST,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 10.1.90.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 0.0.0.0
        ether 02:42:44:54:5b:c5  txqueuelen 0  (Ethernet)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

3、在每個節點部署flannel,之後可以創建pod,驗證不同節點上的pod能否ping通。這裏就不做演示,可以參考我之前的博客。

Flannel 網絡原理

Flannel是如何做到讓不同主機上的pod 互通呢,下面的網絡圖很清楚的解釋了這個問題:

技術分享圖片

Kubernetes Flannel網絡部署