Kubernetes网络模型与Docker基础详解

"Kubernetes网络管理涉及Kubernetes网络模型、Docker网络基础以及Kubernetes网络通信的详细机制。" 在Kubernetes网络模型中，每个Pod被视为集群内的独立计算单元，拥有自己的独立IP地址，并且设计目标是创建一个扁平、无阻碍的网络环境，使得Pod之间可以直接通过IP进行通信，无论它们实际运行在哪台Node上。这种设计简化了网络配置，避免了容器到主机端口映射的复杂性。每个Pod内的所有容器共享同一网络堆栈，包括IP地址、网络设备和配置，这得益于Linux的网络命名空间技术，确保了容器间的隔离。 Kubernetes对集群网络有明确的要求：容器间通信无需NAT，所有节点都能直接与任何容器通信，且容器对外展示的地址即其内部使用的地址。为了实现这些要求，Kubernetes依赖Docker及其背后的Linux内核特性。 Docker网络基础建立在Linux的网络命名空间上，它为每个容器提供独立的网络栈。Veth设备对用于在不同的命名空间之间建立通信通道，形成一个桥梁。网桥在这里扮演关键角色，它模拟了二层交换机的功能，将多个网络接口连接在一起，允许容器间的多对多通信。Iptables和Netfilter共同作用于数据包处理，Iptables在用户空间定义规则，Netfilter在内核空间执行这些规则，实现灵活的包过滤和转发。路由功能则确保数据包能正确地发送到目的地。 在Kubernetes网络通信中，主要关注以下三个方面： 1. **Pod内容器与容器之间的通信**：由于Pod内的容器共享网络命名空间，它们之间的通信就像在同一主机上的进程通信一样直接。 2. **Pod与Pod之间的通信**：基于Kubernetes的网络模型，Pod之间的通信应该是透明的，它们可以直接通过各自的IP地址进行通信，无需经过NAT转换。 3. **Pod与Service之间的通信**：Kubernetes Service提供了一种抽象，用于定义一组Pod的逻辑集合，并为这个集合提供一个稳定的IP和DNS名称，即使底层Pod发生变化，Service仍能保持不变的通信接口。 通过这些网络机制，Kubernetes构建了一个高度可扩展和动态的网络架构，保证了集群内的服务发现和通信效率，同时也支持了微服务架构下的应用部署和管理。