集群网络通信方法、装置、存储介质和设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种集群网络通信方法、装置、存储介质和设备，该方法包括：为集群中的多个交换设备中配置交换设备各自的IPv6地址，以及在交换设备上分配IPv6地址段；从IPv6地址段中，为集群中的一个或多个节点分配各自的节点地址段，节点地址段用于为节点中的Pod提供Pod地址；在节点上创建网桥，使得节点的物理网卡和节点中的每个Pod的Veth Pair的一端桥接。

Cluster network communication methods, devices, storage media and equipment

【技术实现步骤摘要】
集群网络通信方法、装置、存储介质和设备
本专利技术涉及互联网容器云服务领域，具体涉及一种集群网络通信方法、装置、存储介质和设备。
技术介绍
Kubernetes是Google公司推出并开源的一套分布式容器编排服务，越来越多的应用将通过Kubernetes以容器的形式进行开发、测试和运行。Calico是一个开源网络服务软件，使用路由的方式，实现了一个Kubernetes的网络模型。Calico提供了CNI(ContainerNetworkInterface，容器网络接口)插件给Kubernetes调用，同时需要在Kubernetes的每一个节点上运行calico/node服务，并且使用etcd进行存储。支持BGP(BorderGatewayProtocol，边界网关协议)和IPIP两种运行模式。根据运行模式，所有Calico/node之间运行BGP路由协议，或者配置IPIP隧道，负责所在节点路由表或隧道信息的维护更新。当发生BGP的创建和删除时，通过BGP协议通知到所有的节点，并且修改路由表，以此实现Kubernetes的网络模型。Flannel是一个开源的overlay网络软件，使用overlay网络的方式，实现了Kubernetes网络模型。Flannel使用etcd需要在每一个节点上运行一个用户态的flanneld进程，这个节点上的容器发往其他节点容器的的网络包，都会发送给flanneld。该进程使用KubernetesAPIServer或者直接使用etcd作为存储，将Kubernetes上的Service(即服务，本文中两者等同)和Pod信息保存起来，基于这些信息，flanneld将数据包发送给合适的容器。但是现有方案具有以下不足：Calico需要在所有节点上运行一个代理(Agent)程序，一旦这个代理出现异常，这个节点上所有的网络都会出现异常。BGP模式下，Agent之间运行BGP路由协议，同时还需要维护每个节点上的路由表，BGP本身就是一个复杂的协议，会带来额外的运维运营成本。而如果使用IPIP模式，则由于IP隧道的引入，又会对性能产生一定影响。Flannel也需要在每个节点上运行一个代理程序，同时，所有网络数据都会通过这个程序进行转发，该程序故障时这个节点上所有的容器网络都会失效。同时，这个程序时运行在用户态的，数据需要不停地在内核态和用户态之间拷贝，这就严重限制了容器的网络能力。此外，无论Calico和Flannel，它们实现的网络中，只有在Kubernetes集群内部，才能连通容器。Kubernetes集群外部的客户端想要连接容器的话，只能通过Service和专门的负责均衡服务。而现实情况中，Kubernetes集群内外的容器能够互相通信，是很多业务场景的需求，Calico和Flannel都无法很好地满足这一点。另外，Flannel不支持IPv6协议，并且Kubernetes对IPv6协议的支持性较差，不能很好地满足业务需求。
技术实现思路
为了解决上述问题。本专利技术提供一种集群网络通信方法、装置、存储介质和设备。在一些方面，提供了一种集群网络通信方法，包括：为集群中的多个交换设备中配置所述交换设备各自的IPv6地址，以及在所述交换设备上分配IPv6地址段；从所述IPv6地址段中，为所述集群中的一个或多个节点分配各自的节点地址段，所述节点地址段用于为所述节点中的Pod提供Pod地址；在所述节点上创建网桥，使得所述节点的物理网卡和所述节点中的每个所述Pod的VethPair的一端桥接。在一些方面，还包括：从所述IPv6地址段中，为所述集群中的一个或多个服务分配各自的IPv6地址，以作为服务IP地址，以及根据服务IP地址生成对应的服务IPv4地址；从所述IPv6地址段中，为所述集群的多个服务网关分配各自的IPv6地址，以作为服务网关地址。在一些方面，还包括：经由所述服务网关，向所述交换设备宣告所述服务IPv4地址、所述服务IP地址和与所述服务对应的一个或多个所述Pod地址；经由所述服务网关，在所述服务IP地址和与所述服务对应的一个或多个所述Pod地址之间进行数据通信。在另一些方面，一种集群网络通信装置，包括：交换设备配置模块，用于为集群中的多个交换设备中配置所述交换设备各自的IPv6地址，以及在所述交换设备上分配IPv6地址段；节点地址配置模块，用于从所述IPv6地址段中，为所述集群中的一个或多个节点分配各自的节点地址段，所述节点地址段用于为所述节点中的Pod提供Pod地址；网桥创建模块，用于在所述节点上创建网桥，使得所述节点的物理网卡和所述节点中的每个所述Pod的VethPair的一端桥接。在另一些方面，进一步包括：服务地址配置模块，用于从所述IPv6地址段中，为所述集群中的一个或多个服务分配各自的IPv6地址，以作为服务IP地址，以及根据服务IP地址生成对应的服务IPv4地址；服务网关配置模块，用于从所述IPv6地址段中，为所述集群的多个服务网关分配各自的IPv6地址，以作为服务网关地址。在另一些方面，进一步包括：经由所述服务网关，向所述交换设备宣告所述服务IPv4地址、所述服务IP地址和与所述服务对应的一个或多个所述Pod地址；经由所述服务网关，在所述服务IP地址和与所述服务对应的一个或多个所述Pod地址之间进行数据通信。还有一些方面，提供一种存储介质，所述存储介质具有存储在其中的指令，当所述指令被执行时，使得处理器执行集群网络通信方法，所述集群网络通信方法包括：为集群中的多个交换设备中配置所述交换设备各自的IPv6地址，以及在所述交换设备上分配IPv6地址段；从所述IPv6地址段中，为所述集群中的一个或多个节点分配各自的节点地址段，所述节点地址段用于为所述节点中的Pod提供Pod地址；在所述节点上创建网桥，使得所述节点的物理网卡和所述节点中的每个所述Pod的VethPair的一端桥接。还有一些方面，提供一种设备，包括存储器，存储有计算机可执行指令，处理器，所述处理器被配置为执行所述指令以实施集群网络通信方法，所述集群网络通信方法包括：为集群中的多个交换设备中配置所述交换设备各自的IPv6地址，以及在所述交换设备上分配IPv6地址段；从所述IPv6地址段中，为所述集群中的一个或多个节点分配各自的节点地址段，所述节点地址段用于为所述节点中的Pod提供Pod地址；在所述节点上创建网桥，使得所述节点的物理网卡和所述节点中的每个所述Pod的VethPair的一端桥接。本申请的实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：本申请的实施方式，在Kubernetes架构中使用IPv6，由于IPv6提供了巨大的地址空间，彻底解决了容器地址空间不够用的问题。同一个接入交换机下的节点和容器，处于同一个L2层网络，对于接入交换机来说是对等的。通过给每个节点事先分配一个IP地址段的方式，免去了对Overlay网络(相对复杂，影响可靠性，效率比IPv6低一些)、BGP或其它路由协议、NAT网络的使用。另外，不需要在节点上运行代理，具有高性能和高稳定性。在Kubernetes集群中都有服务网关，通过进行BGP宣告实现ECMP(Equal-costmulti-pathrouting)，这样实现了能在Kuber本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集群网络通信方法，其特征在于，包括：为集群中的多个交换设备中配置所述交换设备各自的IPv6地址，以及在所述交换设备上分配IPv6地址段；从所述IPv6地址段中，为所述集群中的一个或多个节点分配各自的节点地址段，所述节点地址段用于为所述节点中的Pod提供Pod地址；在所述节点上创建网桥，使得所述节点的物理网卡和所述节点中的每个所述Pod的Veth Pair的一端桥接。

【技术特征摘要】
1.一种集群网络通信方法，其特征在于，包括：为集群中的多个交换设备中配置所述交换设备各自的IPv6地址，以及在所述交换设备上分配IPv6地址段；从所述IPv6地址段中，为所述集群中的一个或多个节点分配各自的节点地址段，所述节点地址段用于为所述节点中的Pod提供Pod地址；在所述节点上创建网桥，使得所述节点的物理网卡和所述节点中的每个所述Pod的VethPair的一端桥接。2.根据权利要求1所述的集群网络通信方法，其特征在于，所述方法还包括：从所述IPv6地址段中，为所述集群中的一个或多个服务分配各自的IPv6地址，以作为服务IP地址，以及根据服务IP地址生成对应的服务IPv4地址；从所述IPv6地址段中，为所述集群的多个服务网关分配各自的IPv6地址，以作为服务网关地址。3.根据权利要求2所述的集群网络通信方法，其特征在于，所述方法还包括：经由所述服务网关，向所述交换设备宣告所述服务IPv4地址、所述服务IP地址和与所述服务对应的一个或多个所述Pod地址；经由所述服务网关，在所述服务IP地址和与所述服务对应的一个或多个所述Pod地址之间进行数据通信。4.一种集群网络通信装置，其特征在于，包括：交换设备配置模块，用于为集群中的多个交换设备中配置所述交换设备各自的IPv6地址，以及在所述交换设备上分配IPv6地址段；节点地址配置模块，用于从所述IPv6地址段中，为所述集群中的一个或多个节点分配各自的节点地址段，所述节点地址段用于为所述节点中的Pod提供Pod地址；网桥创建模块，用于在所述节点上创建网桥，使得所述节点的物理网卡和所述节点中的每个所述Pod的VethPair的一端桥接。5.根据权利要求4所述的集群网络通信装置，其特征在于，所述集群网络通信装置进一步包括：服务地址配...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏，张苗磊，叶理灯，
申请(专利权)人：优刻得科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31