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。
一: 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:
二: 创建k8s集群
创建k8s安装脚本 1-setup-env.sh
#!/bin/bash
date
set -v
# 1.prep noCNI env
cat <<EOF | kind create cluster --name=calico-ipip-crosssubnet --image=kindest/node:v1.27.3 --config=-
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
networking:
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 taints
controller_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 node
for 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。
三: 搭建clab环境
clab配置如下: 2-setup-clab.sh
#!/bin/bash
set -v
brctl addbr br-pool0
ifconfig br-pool0 up
brctl addbr br-pool1
ifconfig br-pool1 up
cat <<EOF>clab.yaml | clab deploy -t clab.yaml -
name: calico-ipip-crosssubnet
topology:
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:
四: 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。
五: 部署测试业务验证CrossSubnet
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
#kind: Deployment
metadata:
labels:
app: app
name: app
spec:
#replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: app
template:
metadata:
labels:
app: app
spec:
containers:
- image: burlyluo/nettool
name: nettoolbox
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: app
spec:
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:
六: 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。
七: 抓包测试跨子网pod通信datapath
master节点和worker2 节点ip分别为: 10.1.5.10/24 10.1.8.10/24,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:
