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Extensões de Computação, armazenamento e redes
1 - Plugins de rede
Plugins de redes no Kubernetes podem ser dos seguintes tipos:
- Plugins CNI: Aderentes à especificação Container Network Interface (CNI), desenhados para interoperabilidade.
- Kubernetes usa a versão v0.4.0 da especificação CNI.
 
- Plugin kubenet: Implementa o cbr0básico usando os plugins CNIbridgeehost-local
Instalação
O kubelet possui um plugin único padrão, e um plugin padrão comum para todo o cluster. Ele verifica o plugin quando inicia, se lembra o que encontrou, e executa o plugin selecionado em momentos oportunos dentro do ciclo de vida de um Pod (isso é verdadeiro apenas com o Docker, uma vez que o CRI gerencia seus próprios plugins de CNI). Existem dois parâmetros de linha de comando no Kubelet para se ter em mente quando usando plugins:
- cni-bin-dir: O Kubelet verifica esse diretório por plugins na inicialização
- network-plugin: O plugin de rede que deve ser utilizado do diretório configurado em- cni-bin-dir. Deve ser igual ao nome configurado por um plugin no diretório de plugins. Para plugins de CNI, isso equivale ao valor- cni.
Requisitos de plugins de Rede
Além de prover a interface NetworkPlugin
para configuração da rede do pod, o plugin pode necessitar de suporte específico ao
kube-proxy.
O proxy iptables obviamente depende do iptables, e o plugin deve garantir que o
tráfego do contêiner esteja disponível para o iptables. Por exemplo, se o plugin
conecta os contêineres à Linux bridge, o plugin deve configurar a diretiva de
sysctl net/bridge/bridge-nf-call-iptables com o valor 1 para garantir que o
proxy iptables opere normalmente. Se o plugin não faz uso da Linux Bridge (mas outro
mecanismo, como Open vSwitch) ele deve garantir que o tráfego do contêiner é roteado
apropriadamente para o proxy.
Por padrão, se nenhum plugin de rede é configurado no kubelet, o plugin noop é utilizado,
que configura net/bridge/bridge-nf-call-iptables=1 para garantir que configurações simples
(como Docker com bridge Linux) operem corretamente com o proxy iptables.
CNI
O plugin de CNI é selecionado utilizando-se da opção --network-plugin=cni no início do Kubeket.
O Kubelet lê um arquivo do diretório especificado em --cni-conf-dir (padrão /etc/cni/net.d)
e usa a configuração de CNI desse arquivo para configurar a rede de cada Pod. O arquivo de
configuração do CNI deve usar a especificação de CNI,
e qualquer plugin referenciado nesse arquivo deve estar presente no diretório
--cni-bin-dir (padrão /opt/cni/bin).
Se existirem múltiplos arquivos de configuração no diretório, o kubelet usa o arquivo de configuração que vier primeiro pelo nome, em ordem alfabética.
Adicionalmente ao plugin de CNI especificado no arquivo de configuração, o Kubernetes requer
o plugin CNI padrão lo ao menos na versão 0.2.0.
Suporte a hostPort
O plugin de redes CNI suporta hostPort. Você pode utilizar o plugin oficial
portmap
ou usar seu próprio plugin com a funcionalidade de portMapping.
Caso você deseje habilitar o suporte a hostPort, você deve especificar
portMappings capability no seu cni-conf-dir.
Por exemplo:
{
  "name": "k8s-pod-network",
  "cniVersion": "0.4.0",
  "plugins": [
    {
      "type": "calico",
      "log_level": "info",
      "datastore_type": "kubernetes",
      "nodename": "127.0.0.1",
      "ipam": {
        "type": "host-local",
        "subnet": "usePodCidr"
      },
      "policy": {
        "type": "k8s"
      },
      "kubernetes": {
        "kubeconfig": "/etc/cni/net.d/calico-kubeconfig"
      }
    },
    {
      "type": "portmap",
      "capabilities": {"portMappings": true},
      "externalSetMarkChain": "KUBE-MARK-MASQ"
    }
  ]
}
Suporte a controle de banda
Funcionalidade experimental
O plugin de rede CNI também suporta o controle de banda de entrada e saída. Você pode utilizar o plugin oficial bandwidth desenvolvido ou usar seu próprio plugin de controle de banda.
Se você habilitar o suporte ao controle de banda, você deve adicionar o plugin bandwidth
no seu arquivo de configuração de CNI (padrão /etc/cni/net.d) e garantir que o programa
exista no diretório de binários do CNI (padrão /opt/cni/bin).
{
  "name": "k8s-pod-network",
  "cniVersion": "0.4.0",
  "plugins": [
    {
      "type": "calico",
      "log_level": "info",
      "datastore_type": "kubernetes",
      "nodename": "127.0.0.1",
      "ipam": {
        "type": "host-local",
        "subnet": "usePodCidr"
      },
      "policy": {
        "type": "k8s"
      },
      "kubernetes": {
        "kubeconfig": "/etc/cni/net.d/calico-kubeconfig"
      }
    },
    {
      "type": "bandwidth",
      "capabilities": {"bandwidth": true}
    }
  ]
}
Agora você pode adicionar as anotações kubernetes.io/ingress-bandwidth e
kubernetes.io/egress-bandwidth em seu pod.
Por exemplo:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  annotations:
    kubernetes.io/ingress-bandwidth: 1M
    kubernetes.io/egress-bandwidth: 1M
...
kubenet
Kubenet é um plugin de rede muito simples, existente apenas no Linux. Ele não implementa funcionalidades mais avançadas, como rede entre nós ou políticas de rede. Ele é geralmente utilizado junto a um provedor de nuvem que configura as regras de roteamento para comunicação entre os nós, ou em ambientes com apenas um nó.
O Kubenet cria uma interface bridge no Linux chamada cbr0 e cria um par veth
para cada um dos pods com o host como a outra ponta desse par, conectado à cbr0.
Na interface no lado do Pod um endereço IP é alocado de uma faixa associada ao nó,
sendo parte de alguma configuração no nó ou pelo controller-manager. Na interface cbr0
é associado o MTU equivalente ao menor MTU de uma interface de rede do host.
Esse plugin possui alguns requisitos:
- Os plugins CNI padrão bridge,loehost-localsão obrigatórios, ao menos na versão 0.2.0. O Kubenet buscará inicialmente esses plugins no diretório/opt/cni/bin. Especifique a opçãocni-bin-dirno kubelet para fornecer um diretório adicional de busca. O primeiro local equivalente será o utilizado.
- O kubelet deve ser executado com a opção --network-plugin=kubenetpara habilitar esse plugin.
- O Kubelet deve ainda ser executado com a opção --non-masquerade-cidr=<clusterCidr>para garantir que o tráfego de IPs para fora dessa faixa seja mascarado.
- O nó deve possuir uma subrede associada, através da opção --pod-cidrconfigurada na inicialização do kubelet, ou as opções--allocate-node-cidrs=true --cluster-cidr=<cidr>utilizadas na inicialização do controller-manager.
Customizando o MTU (com kubenet)
O MTU deve sempre ser configurado corretamente para obter-se a melhor performance de rede. Os plugins de rede geralmente tentam detectar uma configuração correta de MTU, porém algumas vezes a lógica não irá resultar em uma configuração adequada. Por exemplo, se a Docker bridge ou alguma outra interface possuir um MTU pequeno, o kubenet irá selecionar aquela MTU. Ou caso você esteja utilizando encapsulamento IPSEC, o MTU deve ser reduzido, e esse cálculo não faz parte do escopo da maioria dos plugins de rede.
Sempre que necessário, você pode configurar explicitamente o MTU com a opção network-plugin-mtu
no kubelet. Por exemplo, na AWS o MTU da eth0 geralmente é 9001 então você deve
especificar --network-plugin-mtu=9001. Se você estiver usando IPSEC você deve reduzir
o MTU para permitir o encapsulamento excedente; por exemplo: --network-plugin-mtu=8773.
Essa opção faz parte do plugin de rede. Atualmente apenas o kubenet suporta a configuração
network-plugin-mtu.
Resumo de uso
- --network-plugin=cniespecifica que devemos usar o plugin de redes- cnicom os binários do plugin localizados em- --cni-bin-dir(padrão- /opt/cni/bin) e as configurações do plugin localizadas em- --cni-conf-dir(default- /etc/cni/net.d).
- --network-plugin=kubenetespecifica que iremos usar o plugin de rede- kubenetcom os plugins CNI- bridge,- loe- host-locallocalizados em- /opt/cni/binou- cni-bin-dir.
- --network-plugin-mtu=9001especifica o MTU a ser utilizado, atualmente apenas em uso pelo plugin de rede- kubenet