CNI＠ネットワーク系

はじめに

本サイトにつきまして、以下をご認識のほど宜しくお願いいたします。

• https://hiroki-it.github.io/tech-notebook/

01. CNI

CNIとは

CNI は、Cluster 内に L2 または L3 を提供する (CNI によってさまざま) 。

Pod を新しく作成するときに、kubelet からのリクエストによって、新しい Pod を Cluster ネットワークに参加させる。

kubelet は、設定ファイルで指定された CNI を実行する。

その後、CNI は Pod に仮想 NIC を紐付け、Node 内の Cluster ネットワークの IP アドレスを Pod の仮想 NIC に割り当てる。

Pod を Node 内の Cluster ネットワークに参加させると、異なる Node 上の Pod 間で通信できるようになる。

• https://speakerdeck.com/hhiroshell/kubernetes-network-fundamentals-69d5c596-4b7d-43c0-aac8-8b0e5a633fc2?slide=29
• https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/networking/
• https://techblog.yahoo.co.jp/infrastructure/kubernetes_calico_networking/

CNIとCRIの関係

• https://jimmysong.io/blog/cni-deep-dive/

CNIによるクラスター内の通信

▼ PodとNode間の通信

• https://zenn.dev/taisho6339/books/fc6facfb640d242dc7ec/viewer/166890

▼ 同じNode上のPod間

• https://zenn.dev/taisho6339/books/fc6facfb640d242dc7ec/viewer/238ea7

▼ 異なるNode上のPod間

• https://zenn.dev/taisho6339/books/fc6facfb640d242dc7ec/viewer/0d112c#calico%E6%96%B9%E5%BC%8F

02. オーバーレイモード

オーバーレイモードとは

オーバーレイモードは、複数のコンポーネントから構成される。例えば、Pod のネットワークインターフェース (eth) 、Node の仮想ネットワークインターフェース (veth) 、Node のブリッジ (cni) がある。また、NAT ルーター (Cilium 以外の CNI は iptables、Cilium CNI は Cilium) と、Node のネットワークインターフェース (eth) がある。

オーバーレイネットワークを使用して、Cluster ネットワークを作成し、異なる Node 上の Pod 間を接続する。

• https://www.netone.co.jp/knowledge-center/netone-blog/20191226-1/
• https://www.netstars.co.jp/kubestarblog/k8s-3/
• https://www1.gifu-u.ac.jp/~hry_lab/rs-overlay.html
• https://www.slideshare.net/ThomasGraf5/cilium-bringing-the-bpf-revolution-to-kubernetes-networking-and-security#28
• https://caddi.tech/archives/3864

CNI例

CNI によって、L2 または L3 を提供する。

• calico-ipip (L3、Kubeadm で推奨)
• flannel-vxlan (L2)
• Weave (L2)
• Cilium (L3/L4/L7)

• https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/create-cluster-kubeadm/#pod-network
• https://techblog.yahoo.co.jp/infrastructure/kubernetes_calico_networking/
• https://zenn.dev/taisho6339/books/fc6facfb640d242dc7ec/viewer/0d112c#flannel%E6%96%B9%E5%BC%8F
• https://medium.com/mhiro2/learn-calico-3f4962b2c26c

オーバーレイモードの仕組み

▼ 同一Node上のPod間通信

Pod のネットワークインターフェース (eth) 、Node の仮想ネットワークインターフェース (veth) 、Node のブリッジ (cni) を使用して、同じ Node 上の Pod 間でパケットを送受信する。

• https://qiita.com/sugimount/items/ed07a3e77a6d4ab409a8#pod%E5%90%8C%E5%A3%AB%E3%81%AE%E9%80%9A%E4%BF%A1%E5%90%8C%E4%B8%80%E3%81%AEnode

▼ 異なるNode上のPod間通信

Pod のネットワークインターフェース (eth) 、Node の仮想ネットワークインターフェース (veth) 、Node のブリッジ (cni) を使用する。また、NAT ルーター (Cilium 以外は iptables、Cilium) と Node のネットワークインターフェース (eth) を使用する。そして、異なる Node 上の Pod 間でパケットを送受信する。

• https://qiita.com/sugimount/items/ed07a3e77a6d4ab409a8#pod%E5%90%8C%E5%A3%AB%E3%81%AE%E9%80%9A%E4%BF%A1%E7%95%B0%E3%81%AA%E3%82%8Bnode

03. ルーティングモード

ルーティングモードとは

ルーティングテーブルを使用して、Cluster ネットワークを作成し、異なる Node 上の Pod 間を接続する。

• https://www.netstars.co.jp/kubestarblog/k8s-3/
• https://medium.com/elotl-blog/kubernetes-networking-on-aws-part-ii-47906de2921d

CNI例

CNI によって、L2 または L3 を提供する。

• calico-bgp (L3、Kubeadm で推奨)
• flannel-hostgw (L3)
• sriov

• https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/create-cluster-kubeadm/#pod-network
• https://techblog.yahoo.co.jp/infrastructure/kubernetes_calico_networking/
• https://medium.com/mhiro2/learn-calico-3f4962b2c26c

04. アンダーレイモード

アンダーレイモードとは

アンダーレイネットワークを使用して、Cluster ネットワークを作成し、異なる Node 上の Pod 間を接続する。

• https://www.netstars.co.jp/kubestarblog/k8s-3/

CNI例

CNI によって、L2 または L3 を提供する。

• Aliyun

06. その他のCNI

• Antrea (L3/L4)
• Multus
• Whereabout

• https://qiita.com/ynakaoku/items/14884f4fb04423bf9747
• https://antrea.io/docs/v1.11.3/