K8S Calico網路外掛

RidingWind發表於2022-05-23

0.前言

參考文件:https://github.com/containernetworking/cni
Pod網路外掛,為了實現Pod網路而需要的外掛、元件。由於Kubernetes通過開放的CNI介面來允許外掛的接入,所以它又稱之為CNI網路外掛。
為了解決跨主機容器間通訊問題,市面上存在很多解決方案,為了相容和規範這些解決方案,Kubernetes僅設計了網路模型,卻將Pod網路的實現交給了CNI網路外掛,並允許網路外掛通過標準的CNI(Container Network Interface,容器網路介面)連線到容器管理系統。
CNI網路外掛主要解決的就是容器跨主機通訊問題而存在的,並使跨主機間執行的Pod位於同一個網路平面,其大致解決步驟通常有兩步:分配設定自定義容器網路(PodIP在叢集中全域性唯一性)和實現容器網路通訊(處理方法通常有路由、覆蓋網路{Vxlan、IPIP}等等)。
每個Pod都會建立一個名叫"pause"的根容器,其他執行的業務容器都是複製該容器的網路,這個容器就是Kubernetes為了自定義網路等特殊功能而存在的。
CNI網路外掛分為以下四種:

  • MAIN,主要的,建立介面,主要網路的實現。如:bridge、ipvlan、loopback、macvlan、ptp、vlan、host-device。
  • Windows,特用於Windows的MAIN外掛。如:win-bridge、win-overlay。
  • IPAM,僅提供IP地址分配功能。如:dhcp、host-local、static。
  • META,其他外掛,通過呼叫第三方外掛來實現網路功能。如:tuning、portmap、bandwidth、sbr、firewall、flannel。
    光單獨靠一種CNI網路外掛是無法實現完整的Pod網路通訊和更高階的網路策略功能的,第三方組織可以靈活的組合這些CNI外掛實現基本Pod網路功能和更高階功能,所以市面上流行出來很多解決方案。
    在現今,比較常用的流行的Pod網路解決方案有Flannel和Calico(支援網路策略功能)、Canal(由Flannel實現網路通訊+Calico提供網路策略)。

1.Calico概述

參考文件:https://projectcalico.docs.tigera.io/
Calico是一款廣泛採用、久經考驗的開源網路和網路安全解決方案,適用於Kubernetes、虛擬機器和裸機工作負載。與Flannel對比,Calico除了支援基本網路功能的實現之外,它還支援全套Kubernetes網路策略功能,以及在其之上擴充套件網路策略。

1.1.Calico元件

Calico主要由以下元件組成:

1.1.1.CNI Plugin

CNI網路外掛,Calico通過CNI網路外掛與kubelet關聯,從而實現Pod網路。

1.1.2.Calico Node

Calico節點代理是執行在每個節點上的代理程式,負責管理節點路由資訊、策略規則和建立Calico虛擬網路裝置。
Calico Node主要由以下子模組程式組成:

  • Felix,Calico代理程式。執行在每個節點上的守護程式,它主要負責管理節點上網路介面、為節點建立路由資訊和ACL規則、以及報告當前節點網路的健康狀態給控制器等工作。
  • BIRD-BGP客戶端,BIRD是一個專案的簡稱,全稱為BIRD Internet Routing Daemon,BIRD是一個類UNIX系統下旨在開發一個功能齊全的IP路由守護程式,它是一個路由軟體,可以實現多種路由協議,如BGP、OSPF、RIP等。更多瞭解BIRD可參考:https://bird.network.cz/。在Calico中,BIRD是一個BGP客戶端,用於使用BGP協議廣播給其他主機動態的學習路由規則。
  • BIRD-Route Reflector(可擴充套件的元件),BGP客戶端在每個節點上執行,其隨著節點數量越來越多,一個BGP客戶端需要連線更多數量的其他BGP客戶端,其網路連線的數量非常多且網路會變得複雜。在節點之外,允許將BIRD程式配置成"Route Reflector"路由反射器工作方式,BGP客戶端可以直接連線到"Route Reflector"路由反射器,而不是很多數量的其他BGP客戶端,從而減少網路連線的數量,以提高BGP網路的效能。

1.1.3.Calico Controller

Calico網路策略控制器。允許建立"NetworkPolicy"資源物件,並根據資源物件裡面對網路策略定義,在對應節點主機上建立針對於Pod流出或流入流量的IPtables規則。

1.1.4.Calico Typha(可選的擴充套件元件)

Typha是Calico的一個擴充套件元件,用於Calico通過Typha直接與Etcd通訊,而不是通過kube-apiserver。通常當K8S的規模超過50個節點的時候推薦啟用它,以降低kube-apiserver的負載。每個Pod/calico-typha可承載100~200個Calico節點的連線請求,最多不要超過200個。

1.2.Calico網路實現

Calico支援兩種型別網路工作模式(後端機制):
如果物理主機在同一2層網路中,則建議採用使用BGP動態路由通訊方式;如果物理主機是跨子網通訊的話,可能由於到達目標主機的跳數太多導致效能下降,所以建議使用覆蓋網路模式。

1.2.1.動態路由模式(dynamic routing)

採用BGP動態路由協議自動學習來自其他AS自治系統上的路由條目,即其他節點主機上的路由條目。
類似於Flannel的Host-GW模式,不過它沒有不能跨子網的限制。
想要更多瞭解BGP動態路由技術,可以參考其他網路資料,這裡就不過多的闡述了。

1.2.2.覆蓋網路模式(overlay network)

採用IPIP或VXLAN協議封裝底層網路,然後通過上層物理覆蓋網路通訊。
將底層的Pod網路源目IP+資料封裝到上層物理網路源目IP的資料包中,由同一個網路的物理主機通過直連路由完成資料包的傳輸和解封裝,以實現底層Pod網路通訊。
Calico對於覆蓋網路的工作模式有:

  • IPIP,使用IPIP封裝協議。當IPIP啟用的時候不允許啟用VXLAN。
  • VXLAN,使用VXLAN封裝協議。當VXLAN啟用的時候不允許啟用IPIP。
  • IPIPCrossSubnet,當物理主機是跨子網的情況下才使用IPIP覆蓋網路通訊方式,正常情況下使用BGP路由模式。
  • VXLANCrossSubnet,當物理主機是跨子網的情況下才使用VXLAN覆蓋網路通訊方式,正常情況下使用BGP路由模式。
  • None,不使用IPIP或VXLAN覆蓋網路模式。
    IPIP比VxLAN的資料包頭更小,但安全性較差。
    虛介面:IPIP預設建立的三層虛介面通常叫"tunl0",而VXLAN預設建立的三層虛介面叫"vxlan.calico"。三層虛介面通常負責資料包的封裝和解封裝工作。

1.3.瞭解Calico對CIDR子網的劃分(blockSize)

CIDR,Classless Inter-Domain Routing,無類別域間路由,在Kubernetes中指基於CIDR的網路劃分方案,為Pod分配的子網範圍(如:10.244.0.0/12)。
通常預設情況下,PodIP地址範圍(--pod-network-cidr)為10.244.0.0/16,它擁有16^2=256*256=65536個地址(包括網路地址+廣播地址)可拆分成獨立子網。
Calico為每個節點都會建立一個獨立子網,即從CIDR大的地址池中劃分較小範圍的地址池給到每個節點。
Calico可以通過修改配置blockSize塊大小來設定每個節點分配的獨立子網的範圍池大小。這邊預設值IPV4=26,IPV6=122。
二進位制掩碼26(11111111 11111111 11111111 11000000)轉換成十進位制掩碼即=255.255.255.192,即每個節點的子網可以有64個IP地址,減去廣播地址和網路地址,可為Pod分配的有效IP地址有62個。

1.4.Calico網路策略

Calico使用IPtables實現網路策略功能,在Kubernetes中可以建立"NetworkPolicy"資源物件傳給Calico的控制器,由Calico Node根據NetworkPolicy定義的規則在相關節點上建立對應的IPtables規則,以實現對Pod出入口網路流量的安全策略限制。

2.安裝Calico

Calico有兩種安裝方式:

  • 使用calico.yaml清單檔案安裝
  • 使用Tigera Calico Operator安裝Calico(官方最新指導)
    Tigera Calico Operator,Calico操作員是一款用於管理Calico安裝、升級的管理工具,它用於管理Calico的安裝生命週期。從Calico-v3.15版本官方開始使用此工具。
    Calico安裝要求:
  • x86-64, arm64, ppc64le, or s390x processor
  • 2個CPU
  • 2GB執行記憶體
  • 10GB硬碟空間
  • RedHat Enterprise Linux 7.x+, CentOS 7.x+, Ubuntu 16.04+, or Debian 9.x+
  • 確保Calico可以管理主機上的cali和tunl介面。

2.1.使用calico.yaml清單檔案安裝Calico

參考文件:https://projectcalico.docs.tigera.io/archive/v3.14/getting-started/kubernetes/quickstart
當前主機環境:

  • 主機系統:CentOS Linux release 7.6.1810 (Core)
  • Kubernetes版本:v1.23.0
    Calico版本:v3.23.0
    其他提示:預設的calico.yaml清單檔案無需手動配置Pod子網範圍(如果需要,可通過CALICO_IPV4POOL_CIDR指定),預設使用kube-controller-manager的"--cluster-cidr"啟動項的值,即kubeadm init時指定的"--pod-network-cidr"或清單檔案中使用"podSubnet"的值。

1、配置Docker映象加速

映象加速由阿里雲"容器加速器"提供。
由於安裝清單中所使用的映象來源於國外站點,所以需要配置為國內映象源才能正常下載映象到國內主機。
建立配置檔案"/etc/docker/daemon.json",並寫入以下內容:

[root@localhost ~]# mkdir -p /etc/docker 
[root@localhost ~]# cat /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
  "registry-mirrors": [
        "https://7mimmp7p.mirror.aliyuncs.com",
        "https://registry.docker-cn.com",
        "http://hub-mirror.c.163.com",
        "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn"
        ],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  },
  "storage-driver": "overlay2",
  "storage-opts": [
    "overlay2.override_kernel_check=true"
  ]
}
EOF

重啟docker服務即可:

[root@localhost ~]# sudo systemctl daemon-reload
[root@localhost ~]# sudo systemctl restart docker

2、配置NetworkManager

如果主機系統使用NetworkManager來管理網路的話,則需要配置NetworkManager,以允許Calico管理介面。
NetworkManger操作預設網路名稱空間介面的路由表,這可能會干擾Calico代理正確路由的能力。
在所有主機上操作:

[root@k8s-master01 ~]# cat > /etc/NetworkManager/conf.d/calico.conf <<EOF
[keyfile]
unmanaged-devices=interface-name:cali*;interface-name:tunl*;interface-name:vxlan.calico;interface-name:wireguard.cali
EOF

3、下載calico.yaml

[root@k8s-master01 ~]# wget https://docs.projectcalico.org/v3.23/manifests/calico.yaml --no-check-certificate

4、修改calico.yaml

由於預設的Calico清單檔案中所使用的映象來源於docker.io國外映象源,上面我們配置了Docker映象加速,應刪除docker.io字首以使映象從國內映象加速站點下載。

[root@k8s-master01 ~]# cat calico.yaml |grep 'image:'
          image: docker.io/calico/cni:v3.23.0
          image: docker.io/calico/cni:v3.23.0
          image: docker.io/calico/node:v3.23.0
          image: docker.io/calico/kube-controllers:v3.23.0
[root@k8s-master01 ~]# sed -i 's#docker.io/##g' calico.yaml
[root@k8s-master01 ~]# cat calico.yaml |grep 'image:'
          image: calico/cni:v3.23.0
          image: calico/cni:v3.23.0
          image: calico/node:v3.23.0
          image: calico/kube-controllers:v3.23.0

5、應用calico.yaml

[root@k8s-master01 ~]# kubectl apply -f calico.yaml

Pod-Calico在"kube-system"名稱空間下建立並執行起來:

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -n kube-system |grep calico
calico-kube-controllers-77d9858799-c267f   1/1     Running   0              92s
calico-node-6jw5q                          1/1     Running   0              92s
calico-node-krrn6                          1/1     Running   0              92s
calico-node-mgk2g                          1/1     Running   0              92s
calico-node-wr2pv                          1/1     Running   0              92s

2.2.使用Tigera Calico Operator安裝Calico

這種是官方文件最新指導的安裝方式。
Tigera Calico Operator通常會安裝最新版本的Calico版本,並使用最新的功能。

1、配置NetworkManager

如果主機系統使用NetworkManager來管理網路的話,則需要配置NetworkManager,以允許Calico管理介面。
NetworkManger操作預設網路名稱空間介面的路由表,這可能會干擾Calico代理正確路由的能力。
在所有主機上操作:

[root@k8s-master01 ~]# cat > /etc/NetworkManager/conf.d/calico.conf <<EOF
[keyfile]
unmanaged-devices=interface-name:cali*;interface-name:tunl*;interface-name:vxlan.calico;interface-name:wireguard.cali
EOF

2、使用tigera-operator.yaml清單檔案安裝Tigera Calico operator

參考文件:https://github.com/tigera/operator
tigera-operator.yaml清單檔案用於安裝Tigera Calico operator。
operator的映象來源於quay.io。

[root@k8s-master01 ~]# wget https://projectcalico.docs.tigera.io/manifests/tigera-operator.yaml -O calico-tigera-operator.yaml --no-check-certificate
[root@k8s-master01 ~]# cat calico-tigera-operator.yaml |grep 'image:'
          image: quay.io/tigera/operator:v1.27.0
[root@k8s-master01 ~]# kubectl apply -f calico-tigera-operator.yaml 
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -n tigera-operator -o wide
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP                NODE         NOMINATED NODE   READINESS GATES
tigera-operator-566769dc67-mrnhs   1/1     Running   0          5m39s   192.168.124.132   k8s-node01   <none>           <none>

3、下載並配置custom-resources.yaml清單檔案

custom-resources.yaml用於自定義通過Tigera Calico operator安裝和配置Calico,它會建立由operator實現的Installation資源物件。
在自定義Calico之前可以通過"https://projectcalico.docs.tigera.io/reference/installation/api#operator.tigera.io/v1.Installation"先了解安裝配置。
注:這邊需要修改一下Pod分配子網範圍(CIDR),該地址需要與kubeadm初始化叢集時的"podSubnet"欄位或"--pod-network-cidr"引數中填寫的值相同。

[root@k8s-master01 ~]# wget https://projectcalico.docs.tigera.io/manifests/custom-resources.yaml -O calico-custom-resources.yaml --no-check-certificate
[root@k8s-master01 ~]# vim calico-custom-resources.yaml
apiVersion: operator.tigera.io/v1
kind: Installation
metadata:
  name: default
spec:
  # Configures Calico networking.
  calicoNetwork:
    # Note: The ipPools section cannot be modified post-install.
    ipPools:
    - blockSize: 26
      cidr: 10.244.0.0/16
      encapsulation: VXLANCrossSubnet
      natOutgoing: Enabled
      nodeSelector: all()

4、應用custom-resources.yaml清單檔案

[root@k8s-master01 ~]# kubectl apply -f calico-custom-resources.yaml 

5、檢視Calico是否執行

Tigera Calico Operator會自動建立一個名叫"calico-system"的名稱空間來執行Calico。

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get namespace 
NAME              STATUS   AGE
calico-system     Active   3m10s
default           Active   5m55s
kube-node-lease   Active   5m57s
kube-public       Active   5m57s
kube-system       Active   5m57s
tigera-operator   Active   3m20s
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -n calico-system
NAME                                      READY   STATUS                  RESTARTS   AGE
calico-kube-controllers-7dfc6fb85-ktww2   0/1     Pending                 0          8m33s
calico-node-2t4dp                         0/1     Init:ImagePullBackOff   0          8m34s
calico-node-mmflx                         0/1     Init:ImagePullBackOff   0          8m34s
calico-node-r94tt                         0/1     Init:ImagePullBackOff   0          8m34s
calico-node-w7plh                         0/1     Init:ImagePullBackOff   0          7m36s
calico-typha-5fb57458cc-g89qp             0/1     ImagePullBackOff        0          8m34s
calico-typha-5fb57458cc-t5xcm             0/1     ImagePullBackOff        0          8m28s
[root@k8s-master01 ~]# kubectl describe pod calico-kube-controllers-7dfc6fb85-ktww2 -n calico-system
  Normal   BackOff    69s (x2 over 3m41s)    kubelet            Back-off pulling image "docker.io/calico/pod2daemon-flexvol:v3.23.0"
  Warning  Failed     69s (x2 over 3m41s)    kubelet            Error: ImagePullBackOff

可以看到所有Calico相關的Pod由於在國內環境下都無法正常下載由docker.io提供的映象:

[root@k8s-master01 ~]# kubectl describe pod -n calico-system |grep 'Events' -A 10 |grep -Eo '"docker.io/calico/.*"' |sort |uniq
"docker.io/calico/cni:v3.23.0"
"docker.io/calico/kube-controllers:v3.23.0"
"docker.io/calico/node:v3.23.0"
"docker.io/calico/pod2daemon-flexvol:v3.23.0"
"docker.io/calico/typha:v3.23.0"

嘗試手動從quay.io下載映象。quay.io是一個公共映象倉庫。
所有主機上操作:

[root@k8s-master01 ~]# docker pull quay.io/calico/cni:v3.23.0
[root@k8s-master01 ~]# docker pull quay.io/calico/kube-controllers:v3.23.0
[root@k8s-master01 ~]# docker pull quay.io/calico/node:v3.23.0
[root@k8s-master01 ~]# docker pull quay.io/calico/pod2daemon-flexvol:v3.23.0
[root@k8s-master01 ~]# docker pull quay.io/calico/typha:v3.23.0

這個時候發現Calico相關Pod都已正常執行了:

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -n calico-system
NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS      AGE
calico-kube-controllers-7dfc6fb85-vbn6q   1/1     Running   0             64m
calico-node-29h89                         1/1     Running   0             64m
calico-node-9c54r                         1/1     Running   1 (10m ago)   64m
calico-node-ntzvt                         1/1     Running   0             64m
calico-node-s5bz9                         1/1     Running   0             64m
calico-typha-5dd57768f4-79clk             1/1     Running   1 (10m ago)   27m
calico-typha-5dd57768f4-dk9ph             1/1     Running   0             64m

3.Calico清單詳解-calico.yaml(使用calico.yaml清單檔案安裝Calico安裝方式必讀)

參考文件:https://docs.projectcalico.org/archive/v3.14/getting-started/kubernetes/installation/config-options#other-configuration-options
calico.yaml清單檔案主要用於執行calico-node和calico-kube-controllers服務,其清單安裝以下Kubernetes資源:

  • 使用DaemonSet在每個主機上安裝calico/node容器;
  • 使用DaemonSet在每個主機上安裝Calico CNI二進位制檔案和網路配置;
  • 使用Deployment執行calico/kube-controller;
  • Secert/calico-etcd-secrets提供可選的Calico連線到etcd的TLS金鑰資訊;
  • ConfigMap/calico-config提供安裝Calico時的配置引數。

在calico.yaml清單檔案中,Calico預設的工作模式是IPIP。
在安裝Calico之前配置Calico通常有以下項:

3.1.配置PodIP範圍(PodCIDR)

要更改用於Pod的預設IP範圍,請修改calico.yaml清單檔案中"CALICO_IPV4POOL_CIDR"部分。

kind: DaemonSet
apiVersion: apps/v1
metadata:
  name: calico-node
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: calico-node
spec:
  template:
    spec:
      containers:
        - name: calico-node
          image: calico/node:v3.14.2
          env:
            ...
            # - name: CALICO_IPV4POOL_CIDR
            #    value: "192.168.0.0/16"
            ...

CALICO_IPV4POOL_CIDR

設定PodIP範圍。
此項用於設定安裝Calico時要建立的預設IPv4池,PodIP將從該範圍中選擇。
Calico安裝完成後修改此值將再無效。
預設情況下calico.yaml中"CALICO_IPV4POOL_CIDR"是註釋的,如果kube-controller-manager的"--cluster-cidr"不存在任何值的話,則通常取預設值"192.168.0.0/16,172.16.0.0/16,..,172.31.0.0/16"。
當使用kubeadm時,PodIP的範圍應該與kubeadm init的清單檔案中的"podSubnet"欄位或者"--pod-network-cidr"選項填寫的值相同。

3.2.配置IPIP(預設)

預設情況下,清單啟用跨子網所使用的封裝協議是IPIP。
當叢集的節點都處於同一個2層網路中時,我們期望修改Calico的工作模式為BGP或其他時,可以設定"CALICO_IPV4POOL_IPIP"的"value: Never"以禁用IPIP。預設IPIP是啟用的"value: Always"。

kind: DaemonSet
apiVersion: apps/v1
metadata:
  name: calico-node
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: calico-node
spec:
  template:
    spec:
      containers:
        - name: calico-node
          image: calico/node:v3.14.2
          env:
            ...
            # Enable IPIP
            - name: CALICO_IPV4POOL_IPIP
              value: "Always"
            ...

CALICO_IPV4POOL_IPIP

設定Calico覆蓋網路IPV4池所要使用的封裝協議為IPIP。
可設定的值:
Always,永久啟用。
CrossSubnet,當物理主機是跨子網通訊的話才啟用,如果物理主機在同一2層網路中則使用BGP動態路由通訊方式。
Never,從不啟用,即禁用。
如果該項的值設定為"Never"以外的值,則不應設定"CALICO_IPV4POOL_VXLAN"。
Calico覆蓋網路支援IPIP、VXLAN兩種協議,僅能啟用其中一種。
VXLAN協議禁止啟用由"CALICO_IPV4POOL_VXLAN"項控制。

3.3.切換IPIP為VXLAN

預設情況下,Calico清單啟用IPIP封裝。如果你期望Calico使用VXLAN封裝模式,則需要在安裝時候做以下操作:
1、將"CALICO_IPV4POOL_IPIP "設定為"Never",將"CALICO_IPV4POOL_VXLAN"設定為"Always".

kind: DaemonSet
apiVersion: apps/v1
metadata:
  name: calico-node
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: calico-node
spec:
  template:
    spec:
      containers:
        - name: calico-node
          image: calico/node:v3.14.2
          env:
            ...
            # Enable IPIP
            - name: CALICO_IPV4POOL_IPIP
              value: "Never"
            - name: CALICO_IPV4POOL_VXLAN
              value: "Always"
            ...

2、如果你只想叢集僅使用基於VXLAN協議的覆蓋網路模式,用不到BGP動態路由模式的話,即為了節省一點資源,可以選擇完全禁用Calico基於BGP的網路:

  • 將"calico_backend: "bird""修改為"calico_backend: "vxlan"",這將禁用BIRD。
  • 從calico/node的readiness/liveness檢查中去掉"- -bird-ready"和"- -bird-live"。
          livenessProbe:
            exec:
              command:
              - /bin/calico-node
              - -felix-live
             # - -bird-live
          readinessProbe:
            exec:
              command:
              - /bin/calico-node
              # - -bird-ready
              - -felix-ready

CALICO_IPV4POOL_VXLAN

設定Calico覆蓋網路IPV4池所要使用的封裝協議為VXLAN。
可設定的值:

  • Always,永久啟用。
  • CrossSubnet,當物理主機是跨子網通訊的話才啟用,如果物理主機在同一2層網路中則使用BGP動態路由通訊方式。
  • Never,從不啟用,即禁用。
    如果該項的值設定為"Never"以外的值,則不應設定"CALICO_IPV4POOL_VXLAN"。
    Calico覆蓋網路支援IPIP、VXLAN兩種協議,僅能啟用其中一種。
    VXLAN協議禁止啟用由"CALICO_IPV4POOL_VXLAN"項控制。

3.4.其他配置項

在清單檔案的開始有ConfigMap描述Calico的配置內容,其重要的配置項解讀如下:

kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
  name: calico-config
  namespace: kube-system
data:
  typha_service_name: "none"
  calico_backend: "bird"
  veth_mtu: "1440"
  cni_network_config: |-
    {
      "name": "k8s-pod-network",
      "cniVersion": "0.3.1",
      "plugins": [
        {
          "type": "calico",
          "log_level": "info",
          "datastore_type": "kubernetes",
          "nodename": "__KUBERNETES_NODE_NAME__",
          "mtu": __CNI_MTU__,
          "ipam": {
              "type": "calico-ipam"
          },
          "policy": {
              "type": "k8s"
          },
          "kubernetes": {
              "kubeconfig": "__KUBECONFIG_FILEPATH__"
          }
        },
        {
          "type": "portmap",
          "snat": true,
          "capabilities": {"portMappings": true}
        },
        {
          "type": "bandwidth",
          "capabilities": {"bandwidth": true}
        }
      ]
    }

typha_service_name: "none"

Typha是Calico的一個擴充套件元件,用於Calico通過Typha直接與Etcd通訊,而不是通過kube-apiserver。通常當K8S的規模超過50個節點的時候推薦啟用它,以降低kube-apiserver的負載。
支援值:

  • none,關閉Typha功能。
  • calico_typha,啟用Typha功能。

calico_backend: "bird"

設定Calico使用的後端機制。支援值:
bird,開啟BIRD功能,根據Calico-Node的配置來決定主機的網路實現是採用BGP路由模式還是IPIP、VXLAN覆蓋網路模式。
vxlan,純VXLAN模式,僅能夠使用VXLAN協議的覆蓋網路模式。

veth_mtu: "0"

設定虛擬介面"calicoxxxxx"的MTU值,預設情況下MTU是自動檢測的,不需要顯示的設定此欄位。
可以通過提供一個非零值來設定它。
MTU,Maximum Transmission Unit,最大傳輸單元,網路裝置一次傳送資料包大小,單位為Byte,MTU值約小則傳輸速率約高,此值應由系統設定的最合理的值,通常不需要我們手動設定,最大值為1500。

cni_network_config:

在每個節點上都要安裝的CNI網路外掛配置。保持預設就好。

4.Calico清單詳解-custom-resources.yaml(使用Tigera Calico Operator安裝Calico安裝方式必讀)

custom-resources.yaml清單檔案通過Tigera Calico Operator安裝Calico的自定義清單檔案。
在安裝Calico之前,我們可以通過修改該清單的內容自定義配置Calico。
參考文件:https://projectcalico.docs.tigera.io/reference/installation/api

# This section includes base Calico installation configuration.
# For more information, see: https://projectcalico.docs.tigera.io/v3.23/reference/installation/api#operator.tigera.io/v1.Installation
apiVersion: operator.tigera.io/v1
kind: Installation
metadata:
  name: default
spec:
  # Configures Calico networking.
  calicoNetwork:
    # Note: The ipPools section cannot be modified post-install.
    ipPools:
    - blockSize: 26
      cidr: 10.244.0.0/16
      encapsulation: VXLANCrossSubnet
      natOutgoing: Enabled
      nodeSelector: all()

---

# This section configures the Calico API server.
# For more information, see: https://projectcalico.docs.tigera.io/v3.23/reference/installation/api#operator.tigera.io/v1.APIServer
apiVersion: operator.tigera.io/v1
kind: APIServer
metadata:
  name: default
spec: {}

spec.calicoNetwork

配置Calico網路。

spec.calicoNetwork.bgp

開啟或禁用BGP路由功能。支援值:Enabled, Disabled。

spec.calicoNetwork.ipPools

IPPool,為由節點篩選器指定節點上建立Pod分配的單個或多個地址池,以及要使用的Pod網路的實現方法。

spec.calicoNetwork.ipPools.blockSize(int32)

塊大小,子網劃分技術,指從CIDR(如:10.244.0.0/16)裡面為每個節點拆分一個獨立的子網塊範圍大小(如:10.244.32.128/26)。預設IPV4=26,IPV6=122。二進位制掩碼26轉換成十進位制掩碼即=255.255.255.192,即每個節點的子網可以有64個IP地址,減去廣播地址和網路地址,可為Pod分配的有效IP地址有62個。

spec.calicoNetwork.ipPools.cidr(string)

Pod網路IP範圍。

spec.calicoNetwork.ipPools.encapsulation

設定Pod網路要使用的封裝協議型別,支援:

  • IPIP,使用IPIP封裝協議。
  • VXLAN,使用VXLAN封裝協議。
  • IPIPCrossSubnet,當物理主機是跨子網的情況下才使用IPIP覆蓋網路通訊方式,正常情況下使用BGP路由模式。
  • VXLANCrossSubnet,當物理主機是跨子網的情況下才使用VXLAN覆蓋網路通訊方式,正常情況下使用BGP路由模式。
  • None,不使用IPIP或VXLAN封裝。

spec.calicoNetwork.ipPools.natOutgoing

NAT傳出,對傳出的流量啟用或禁用NAT功能。支援值:Enabled, Disabled。

spec.calicoNetwork.ipPools.nodeSelector(string)

節點選擇器,使用它選擇該IPPool池會影響那些節點的Pod。預設值為"all()",保持預設就好。

5.完全解除安裝Calico網路外掛

1、刪除安裝清單中的所有資源物件

任一臺Master上操作:

[root@k8s-master01 ~]# kubectl delete -f calico.yaml

2、刪除tunl0虛擬網路卡

如果使用了IPIP覆蓋網路模式,則Calico會在每臺主機上建立一塊名叫tunl0的虛擬網路卡裝置。
在所有主機上操作:

[root@k8s-master01 ~]# modprobe -r ipip

3、刪除Calico相關CNI配置檔案

在所有主機上操作:

[root@k8s-master01 ~]# rm -rf /var/lib/cni/ && rm -rf /etc/cni/net.d/*

4、重啟kubelet服務

在所有主機上操作:

[root@k8s-master01 ~]# systemctl restart kubelet

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