网络

Kubernetes 网络是容器编排中最复杂的组件之一，特别是对于初学者而言。Kubernetes 本身采用插件化的网络架构，通过 CNI（Container Network Interface）规范来实现灵活的网络解决方案。

网络核心挑战

在单机环境下，Docker 容器通过 docker0 网桥自动获得同一网段（默认 172.17.0.1/16）的 IP 地址，实现容器间通信。但在 Kubernetes 集群环境中，网络需求更加复杂。

主要问题

Kubernetes 网络需要解决以下核心问题：

• Pod IP 唯一性：确保每个 Pod 在集群范围内拥有唯一的 IP 地址
• 网段隔离：避免不同节点间的 IP 地址段冲突
• 跨节点通信：实现不同节点上 Pod 之间的无缝通信
• 主机互通：保证 Pod 与跨节点主机的网络连通性
• 服务发现：支持 Kubernetes Service 的负载均衡和服务发现机制

主流网络解决方案

为了应对这些挑战，社区开发了多种 CNI 网络插件：

覆盖网络（Overlay）

• Flannel：简单易用，支持多种后端（VXLAN、UDP、host-gw）
• Weave：自动发现网络拓扑，内置加密功能
• Canal：Flannel + Calico 的组合方案

路由网络（Routing）

• Calico：基于 BGP 协议，提供网络策略功能
• Kube-router：原生集成 Kubernetes，功能全面

高性能网络

• Cilium：基于 eBPF 技术，提供高性能和丰富的安全特性
• Antrea：VMware 主导，支持 Kubernetes 和 vSphere

云原生解决方案

• AWS VPC CNI：与 AWS 网络深度集成
• Azure CNI：适用于 Azure 环境
• Google GKE 网络：GCP 托管的网络解决方案

选择标准

选择合适的网络插件需要考虑：

• 性能要求：网络吞吐量和延迟需求
• 安全需求：是否需要网络策略和加密
• 运维复杂度：部署和维护的难易程度
• 云环境兼容性：与云平台的集成程度
• 社区活跃度：项目的维护状态和社区支持

本章内容

本章将详细介绍主流网络插件的原理、部署和最佳实践：