Docker使用Calico網路模式配置及問題處理

Golang發表於2022-11-29
Docker模式

一.Calico介紹

Calico是一種容器之間互通的網路方案，在虛擬化平臺中，比如OpenStack、Docker等都需要實現workloads之間互連，但同時也需要對容器做隔離控制，就像在Internet中的服務僅開放80埠、公有云的多租戶一樣，提供隔離和管控機制。而在多數的虛擬化平臺實現中，通常都使用二層隔離技術來實現容器的網路，這些二層技術有一些弊端，比如需要依賴VLAN、Bridge和隧道技術。其中Bridge帶來了複雜性，Vlan隔離和Tunnel隧道則消耗等多的資源並對物理環境有要求。隨著網路規模的增大，整體會變得更加複雜。我們嘗試把Host當做Internet中的路由器，使用BGP同步路由，並使用Iptables來做安全訪問策略，最終設計出了Calico方案。

設計思想：Calico不使用隧道或者NAT來實現轉發，而是巧妙的把所有二三層流量轉換成三層流量，並透過host上路由配置完成跨host轉發。

二.Calico優勢

  • 更優的資源利用

二層網路通訊需要依賴廣播訊息機制，廣播訊息的開銷與host的數量呈指數級增長，Calico使用的三層路由方法，則完全抑制了二層廣播，減少了資源開銷。此外，二層網路使用Vlan隔離技術，天生有4096個規格限制，即便可以使用Vxlan解決，但Vxlan又帶來了隧道開銷的問題。Calico不使用vlan或者vxlan技術，使資源利用率更高。

  • 可擴充套件性

Calico使用與Internet類似的方案，Internet的網路比任何資料中心都大，Calico同樣天然具有擴充套件性。

  • 簡單更容易除錯

由於沒有隧道，意味著workloads之間路徑更短，配置更少，在host之間更容易進行debug除錯。

  • 更少的依賴

Calico僅依賴三層路由可達

  • 可適配性

Calico較少的依賴性使它能適配所有的VM、Container、白盒或者混合環境場景。

三、環境介紹：

1、作業系統：CentOS 7

2、主機結點：node1（192.168.223.131） node2（192.168.223.130）

3、軟體版本：calicoctl（version v1.6.1） etcdctl（version: 3.3.11）  docker（version：20.10.21-ce）

[root@node2 ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.9.2009 (Core)
修改兩個節點的主機名
[root@node1 ~]# hostnamectl --static set-hostname node1
[root@node1 ~]# echo "node1" > /etc/hostname
   
[root@node2 ~]# hostnamectl --static set-hostname node2
[root@node2 ~]# echo "node2" > /etc/hostname
關閉兩臺主機的防火牆。若開啟iptables防火牆，則需要開啟2380埠通訊。
[root@node1 ~]# systemctl disable firewalld.service
[root@node1 ~]# systemctl stop firewalld.service
[root@node1 ~]# iptables -F
[root@node1 ~]# firewall-cmd --state
not running
在兩臺機器上都要設定hosts，均執行如下命令：
[root@node1 ~]# vim /etc/hosts
192.168.223.131     node1
192.168.223.130     node2
兩臺集機器上的ip轉發功能開啟
[root@node1 ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
[root@node1 ~]# vim /etc/sysctl.conf
......
net.ipv4.conf.all.rp_filter=1
net.ipv4.ip_forward=1
[root@node1 ~]# sysctl -p

四、配置ETCD叢集

1、兩臺結點安裝Etcd軟體包
[root@node1 ~]# yum install etcd -y

2、兩臺結點配置ETCD叢集模式
[root@node1 ~]# vim /etc/etcd/etcd.conf 
ETCD_DATA_DIR="/var/lib/etcd/default.etcd"
ETCD_LISTEN_PEER_URLS="http://192.168.223.131:2380"
ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="http://192.168.223.131:2379"
根據不同主機進行相應修改，分別為node1 node2
ETCD_NAME="node1"

根據不同主機進行相應修改，分別為192.168.223.131\192.168.223.130
ETCD_INITIAL_ADVERTISE_PEER_URLS="http://192.168.223.131:2380"
ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="http://192.168.223.131:2379"
ETCD_INITIAL_CLUSTER="node2=http://192.168.223.130:2380,node1=http://192.168.223.131:2380"
3、啟用Etcd服務，並測試是叢集是否配置正確
[root@node1 ~]# systemctl start etcd
[root@node1 ~]# export ETCDCTL_API=2   #根據節點設定數量
[root@node1 ~]# etcdctl member list
afc1b952a7b88713: name=node1 peerURLs=http://192.168.223.131:2380 clientURLs=http://192.168.223.1 31:2379 isLeader=true
fd636eb41152ae48: name=node2 peerURLs=http://192.168.223.130:2380 clientURLs=http://192.168.223.1 30:2379 isLeader=false
  • 錯誤處理：Job for etcd.service failed because the control process exited with error code. See "systemctl status etcd.service" and "journalctl -xe" for details.
cd /var/lib/etcd/default.etcd 刪除這個目錄下所有檔案，如有重要資料請謹慎操作。
  • 錯誤處理：etcdctl member list
Error:  client: etcd cluster is unavailable or misconfigured; error #0: dial tcp 127.0.0.1:4001: connect: connection refused
; error #1: dial tcp 127.0.0.1:2379: connect: connection refused

error #0: dial tcp 127.0.0.1:4001: connect: connection refused
error #1: dial tcp 127.0.0.1:2379: connect: connection refused

解決：vim /etc/etcd/etcd.conf  第六行結尾加上 ,http://127.0.0.1:2379
systemctl restart etcd   重啟解決
  • 錯誤處理：publish error: etcdserver: request timed out
解決：所有節點同時啟動

五、 安裝Docker，配置使用叢集儲存

1、安裝docker

2、配置Docker守護程式使用有群集儲存
[root@node1 ~]# vim /etc/docker/daemon.json

{
  "registry-mirrors": ["https://7i5u59ls.mirror.aliyuncs.com"],
  "cluster-store": "etcd://192.168.223.131:2379"
}
3、重啟Docker程式，並檢查配置是否正確
[root@node1 ~]# systemctl restart docker
[root@node1 ~]# docker info | grep "Cluster Store"
Cluster Store: etcd://192.168.223.131:2379

六、配置calico基於sysinit方式啟動

1、兩臺主機分別新增calico-node配置檔案
[root@node1 calico]# vim /etc/calico/calico.env 
ETCD_ENDPOINTS="http://192.168.223.131:2379,http://192.168.223.130:2379"
ETCD_CA_FILE=""
ETCD_CERT_FILE=""
ETCD_KEY_FILE=""
CALICO_NODENAME="node1"
CALICO_NO_DEFAULT_POOLS=""
CALICO_IP="192.168.223.131"
CALICO_IP6=""
CALICO_AS=""
CALICO_LIBNETWORK_ENABLED=true
CALICO_NETWORKING_BACKEND=bird
2、兩臺主機分別新增calico-node sysinit配置檔案
[root@node1 calico]# vim /etc/systemd/system/calico-node.service 
[Unit]
Description=calico-node
After=docker.service
Requires=docker.service

[Service]
EnvironmentFile=/etc/calico/calico.env
ExecStartPre=-/usr/bin/docker rm -f calico-node
ExecStart=/usr/bin/docker run --net=host --privileged \
--name=calico-node \
-e NODENAME=${CALICO_NODENAME} \
-e IP=${CALICO_IP} \
-e IP6=${CALICO_IP6} \
-e CALICO_NETWORKING_BACKEND=${CALICO_NETWORKING_BACKEND} \
-e AS=${CALICO_AS} \
-e NO_DEFAULT_POOLS=${CALICO_NO_DEFAULT_POOLS} \
-e CALICO_LIBNETWORK_ENABLED=${CALICO_LIBNETWORK_ENABLED} \
-e ETCD_ENDPOINTS=${ETCD_ENDPOINTS} \
-e ETCD_CA_CERT_FILE=${ETCD_CA_CERT_FILE} \
-e ETCD_CERT_FILE=${ETCD_CERT_FILE} \
-e ETCD_KEY_FILE=${ETCD_KEY_FILE} \
-v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock \
-v /var/log/calico:/var/log/calico \
-v /run/docker/plugins:/run/docker/plugins \
-v /lib/modules:/lib/modules \
-v /var/run/calico:/var/run/calico \
calico/node:v2.6.1
ExecStop=-/usr/bin/docker stop calico-node
Restart=on-failure
StartLimitBurst=3
StartLimitInterval=60s

[Install]
WantedBy=multi-user.target
3、兩臺主機分別啟動calico-node服務
[root@node1 calico]# systemctl daemon-reload
[root@node1 calico]# systemctl start calico-node
[root@node1 calico]# tail -f /var/log/messages
...
Mar 11 12:23:46 node1 docker: Starting libnetwork service
Mar 11 12:23:46 node1 docker: Calico node started successfully
4、下載calicoctl二進位制檔案，並新增執行許可權
[root@node1 calico]# wget -O /usr/local/bin/calicoctl https://github.com/projectcalico/calicoctl/releases/download/v1.6.1/calicoctl
[root@node1 calico]# chmod +x /usr/local/bin/calicoctl
[root@node1 system]# calicoctl node status
Calico process is running.
IPv4 BGP status
+-----------------+-------------------+-------+----------+-------------+
|  PEER ADDRESS   |     PEER TYPE     | STATE |  SINCE   |    INFO     |
+-----------------+-------------------+-------+----------+-------------+
| 192.168.223.131 | node-to-node mesh | up    | 10:29:48 | Established |
+-----------------+-------------------+-------+----------+-------------+
IPv6 BGP status
No IPv6 peers found.
[root@node1 calico]# calicoctl get node
NAME    
node1   
node2   
node3

七、測試calico網路

1、建立網路
[root@node1 ~]# docker network create --driver calico --ipam-driver calico-ipam net1
#在任意一臺主機，都可以看到新增的網路外掛
[root@node1 ~]# docker network ls
2、在node1 node2 node3分別建立一個容器，檢視IP地址
[root@node1 ~]# docker run --net net1 --name workload-A -tid busybox
[root@node1 ~]# docker exec -it workload-A ip addr
4: cali0@if5: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue
link/ether ee:ee:ee:ee:ee:ee brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.166.128/32 scope global cali0
valid_lft forever preferred_lft forever
[root@node2 ~]# docker run --net net1 --name workload-B -tid busybox
[root@node2 ~]# docker exec -it workload-B ip addr
4: cali0@if5: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noqueue
link/ether ee:ee:ee:ee:ee:ee brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.104.0/32 scope global cali0
valid_lft forever preferred_lft forever
3、在node1的容器中(workload-A)，ping各結點的容器IP，測試網路是否正常
docker exec workload-A ping 192.168.104.0

PING 192.168.104.0 (192.168.104.0): 56 data bytes
64 bytes from 192.168.104.0: seq=0 ttl=62 time=0.435 ms
64 bytes from 192.168.104.0: seq=1 ttl=62 time=0.507 ms
 
4、檢視各結點的路由表
[root@node1 ~]# route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         192.168.223.2   0.0.0.0         UG    100    0        0 ens33
172.17.0.0      0.0.0.0         255.255.0.0     U     0      0        0 docker0
192.168.104.0   192.168.223.130 255.255.255.192 UG    0      0        0 ens33
192.168.166.128 0.0.0.0         255.255.255.255 UH    0      0        0 calic5c95dfa8ad
192.168.166.128 0.0.0.0         255.255.255.192 U     0      0        0 *
192.168.223.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     100    0        0 ens33

 

參考：

Docker 使用Calico外掛配置網路 - 重啟一把梭 - 部落格園 (cnblogs.com)

【錯誤解決】新建etcd叢集報錯：publish error: etcdserver: request timed out_安安csdn的部落格-CSDN部落格

Error: client: etcd cluster is unavailable or misconfigured; error #0: dial tcp 127.0.0.1:4001: getsockopt: connection refused - 無蹤無影 - 部落格園 (cnblogs.com)

 

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