Kubernetes网络[编辑 | 编辑源代码]

Kubernetes网络是Kubernetes集群中实现容器间通信、服务发现和负载均衡的核心机制。它解决了分布式系统中容器化应用的网络连接问题，确保Pod之间、Pod与外部世界能够可靠通信。

核心概念[编辑 | 编辑源代码]

Pod网络模型[编辑 | 编辑源代码]

Kubernetes网络基于以下基本原则：

每个Pod拥有唯一IP：集群中的每个Pod都获得一个唯一IP地址，所有容器共享该IP
扁平网络空间：所有Pod无需NAT即可直接通信，无论它们运行在哪个节点上
服务抽象：通过Service提供稳定的虚拟IP和DNS名称

主要网络组件[编辑 | 编辑源代码]

Container Network Interface (CNI)：标准插件接口，实现网络配置
kube-proxy：维护节点上的网络规则，实现Service的IP转发和负载均衡
Ingress Controller：管理外部访问集群服务的入口

网络实现模型[编辑 | 编辑源代码]

覆盖网络(Overlay Network)[编辑 | 编辑源代码]

使用封装技术(如VXLAN)在现有网络之上创建虚拟网络层：

# Flannel的VXLAN配置示例
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-pod-to-pod
spec:
  podSelector: {}
  ingress:
  - from:
    - podSelector: {}

路由模型[编辑 | 编辑源代码]

通过路由表直接转发数据包，如Calico的BGP协议：

$\begin{aligned} 路由表条目示例: \\ 目标网络下一跳接口 \\ 10.244.1.0 / 24 192.168.0.101 e t h 0 \end{aligned}$

Service网络[编辑 | 编辑源代码]

Service是Kubernetes抽象网络服务的关键概念：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: MyApp
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376

Service类型包括：

ClusterIP：默认类型，集群内部虚拟IP
NodePort：通过节点端口暴露服务
LoadBalancer：使用云提供商的负载均衡器
ExternalName：通过DNS CNAME记录映射

网络策略[编辑 | 编辑源代码]

NetworkPolicy实现了Pod级别的防火墙规则：

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: db-access
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      role: db
  ingress:
  - from:
    - podSelector:
        matchLabels:
          role: api
    ports:
    - protocol: TCP
      port: 5432