容器间内部通信
bridge(网桥)模式
host(主机)模式
自定义网络
Container模式
None模式? //没有网卡不能通信
跨主机通信
Docker默认的网络环境下,单台主机上的Docker容器可以通过docker0网桥直接通信,而不同主机上的Docker容器之间只能通过在主机上做端口映射进行通信。
这种端口映射方式对很多集群应用来说极不方便。
如果能让Docker容器之间直接使用自己的IP地址进行通信,会解决很多问题。
按实现原理可分别直接路由方式、桥接方式(如pipework)、Overlay隧道方式(如flannel、ovs+gre)等。
直接路由
Flannel
Flannel实质上是一种覆盖网络(overlay network),即表示运行在一个网上的网(应用层网络),并不依靠ip地址来传递消息, 而是采用一种映射机制,把ip地址和identifiers做映射来资源定位。
也就是将TCP数据包装在另一种网络包里面进行路由转发和通信, 目前已经支持UDP、VxLAN、AWS VPC和GCE路由等数据转发方式
Flannel实现的容器的跨主机通信通过如下过程实现:
?
1.每个主机上安装并运行etcd和flannel；
2.在etcd中规划配置所有主机的docker0子网范围；
3.每个主机上的flannel根据etcd中的配置,为本主机的docker0分配子网,保证所有主机上的docker0网段不重复,并将结果(即本主机上的docker0子网信息和本主机IP的对应关系)存入 etcd库中,这样etcd库中就保存了所有主机上的docker子网信息和本主机IP的对应关系；
4.当需要与其他主机上的容器进行通信时,查找etcd数据库,找到目的容器的子网所对应的outip(目的宿主机的IP)；
5.将原始数据包封装在VXLAN或UDP数据包中,IP层以outip为目的IP进行封装；
6.由于目的IP是宿主机IP,因此路由是可达的；
7.VXLAN或UDP数据包到达目的宿主机解封装,解出原始数据包,最终到达目的容器。
Flannel特点
1. 使集群中的不同Node主机创建的Docker容器都具有全集群唯一的虚拟IP地址。
2. 建立一个覆盖网络(overlay network),通过这个覆盖网络,将数据包原封不动的传递到目标容器。覆盖网络是建立在另一个网络之上并由其基础设施支持的虚拟网络。覆盖网络通过将 一个分组封装在另一个分组内来将网络服务与底层基础设施分离。在将封装的数据包转发到端点后,将其解封装。
3. 创建一个新的虚拟网卡flannel0接收docker网桥的数据,通过维护路由表,对接收到的数据进行封包和转发(vxlan)。
4. etcd保证了所有node上flanned所看到的配置是一致的。同时每个node上的flanned监听etcd上的数据变化,实时感知集群中node的变化。
环境搭建
| ????????主机 | ????????ip(根据自己机器变化) | ????????环境要求 |
| CentOS 7 64? | ????????192.168.79.140 | etcd,docker,flannel |
| hmf | ? ? ? ? 192.168.79.141? ? ? ? | etcd,docker,flannel |
docker安装与配置
etcd安装与集群搭建
ETCD版本问题
ETCD3.4版本中,ETCDCTL_API=3和etcd --enable-v2=false成为了默认配置
flannel操作etcd使用的是v2的API,而kubernetes操作etcd使用的v3的API
为了兼容flannel,将默认开启v2版本,故配置文件中还要设置:
vi /etc/profile
?
export ETCDCTL_API=2 # 指定etcdctl命令的版本为v2
?
刷新系统环境
source /etc/profile
etcdctl2和etcdctl3是不兼容的,两者的api参数也不一样,最关键的是“v2/v3的数据是不互通的”
api 2 使用方法
ETCDCTL_API=2 etcdctl set key value
ETCDCTL_API=2 etcdctl ls /
ETCDCTL_API=2 etcdctl del / --prefix
api 3 使用方法
ETCDCTL_API=3 etcdctl put key value
ETCDCTL_API=3 etcdctl get /
ETCDCTL_API=3 etcdctl del / --prefix
ETCD中保存网络信息
使用v2版的set(而非put)命令向ETCD中保存flannel覆盖网络信息
ETCDCTL_API=2 etcdctl \
--endpoints "http://192.168.79.140:2379,http://192.168.79.141:2379" \
set /coreos.com/network/config \
'{"NetWork":"10.0.0.0/16","SubnetMin": "10.0.1.0","SubnetMax": "10.0.20.0","Backend": {"Type": "vxlan"}}'
Network: 用于指定Flannel地址池, 整个overlay(覆盖)网络为10.0.0.0/16网段.
SubnetLen: 用于指定分配给单个宿主机的docker0的ip段的子网掩码的长度,默认值也是24 SubnetMin: 用于指定最小能够分配的ip段
SudbnetMax: 用于指定最大能够分配的ip段,在上面的示例中,表示每个宿主机可以分配一个24位掩码长度的子网,可以分配的子网从10.0.1.0/24到10.0.20.0/24,也就意味着在这个网 段中,最多只能有20台宿主机
Backend: 用于指定数据包以什么方式转发,默认为udp模式, 这里使用的是vxlan模式.因为为vxlan比起预设的udp性能相对好一些
flannel访问etcd时使用的key默认为:/coreos.com/network,可修改,但必须重新配置flanneld.conf的参数etcd-prefix,例如-etcd-prefix=/zking.com/network
flannel安装与配置
下载或上传flannel安装包
?
创建flannel安装目录
mkdir -p /opt/flannel
解压到安装目录
tar xzf flannel-v0.11.0-linux-amd64.tar.gz -C /opt/flannel
查看解压后文件
cd /opt/flannel && ls
flanneld为主要的执行文件
sh脚本用于生成Docker启动参数
为flannel创建一个systemd服务,用于后台启动
vim /etc/systemd/system/flanneld.service
?
按i键编辑
[Unit]
Description=Flanneld
After=network.target
After=network-online.target
Wants=network-online.target
##1.flannel服务需要先于Docker启动，后于etcd启动
After=etcd.service
Before=docker.service
[Service]
User=root
##2.ExecStart即flanneld启动程序位置
##3.--etcd-endpoints参数为ectd集群客户端地址
##4.--iface参数为要绑定的网卡的IP地址，或是网卡名(ifconfig查看获得)请根据实际情况修改
ExecStart=/opt/flannel/flanneld \
--etcd-endpoints=http://192.168.79.140:2379,http://192.168.79.141:2379 \
--etcd-prefix=/coreos.com/network \
--iface=ens33 \
--ip-masq
Restart=on-failure
Type=notify
LimitNOFILE=65536
[Install]
WantedBy=multi-user.target
systemctl daemon-reload && systemctl restart flanneld
验证flannel网络
ifconfig
?
??
?
如果看到flannel.1网卡的地址和etcd中存储的地址一样,这样flannel网络配置完成
docker配置
在各个节点安装好Docker,然后更改Docker的启动参数,使其能够使用flannel进行IP分配,以及网络通讯
查看flannel分配的网络参数(在Flannel运行之后,会生成一个环境变量文件,包含了当前主机要使用flannel通讯的相关参数)
cat /run/flannel/subnet.env
?
创建Docker运行参数(使用flannel提供的脚本将subnet.env转写成Docker启动参数)
/opt/flannel/mk-docker-opts.sh -d /run/flannel/docker_opts.env -c
?
创建好的启动参数位于/run/flannel/docker_opts.env文件中,可使用cat命令查看
cat /run/flannel/docker_opts.env
修改Docker启动参数
vim /lib/systemd/system/docker.service
?
下面是docker.service要修改的地方
[Service]节点中
指定启动参数所在的文件位置(这个配置是新增的) EnvironmentFile=/run/flannel/docker_opts.env
在原有ExecStart后面添加$DOCKER_OPTS
修改前 ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock
修改后 ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock $DOCKER_OPTS
?
重新加载systemd配置,并重启Docker
systemctl daemon-reload && systemctl restart docker && systemctl status docker
查看是否应用成功
ifconfig
?
观察docker0的网卡ip地址已经处于flannel网卡网段中
测试flannel
下载centos镜像,因为此镜像中其它软件及命令均有安装
docker run -it --name=centos centos bash
注：这里不是报错 是因为我没有指定端口号 所以下载的是当前的最新版本?
依次查看集群内容器的flannel.1网络IP
cat /etc/hosts
docker inspect bridge
从不同宿主机容器到其他宿主机容器
ping -c3 192.168.79.143
?
ping -c3 10.0.14.3
解决flannel下容器无法跨主机互通问题
经测试,发现是防火墙的问题,关闭防火墙后问题解决,但作为服务的防火墙是不能关闭的,如何解决呢。 这是由于linux还有底层的iptables,所以在node上分别执行:
iptables -P INPUT ACCEPT
iptables -P FORWARD ACCEPT
iptables -F
iptables -L -n
?