前言

本文主要讲解k8s集群中pod网络通讯原理

一、K8S 中 Pod 网络通信的三种情况

1.1 同一nod节点中

同一node的每个pod都有自己独立的ip并且在同一网段，当pod1尝试访问pod2时，访问会通过网卡docker0进行转发到pod2，最终实现通讯。

1.2 同一pod中的容器

在前一篇博客我们了解到了pod中可以有很多个容器，而同一个pod中的所有容器都在同一个命名空间中，因此就相当于两个容器在同一个虚拟主机上，可以直接通过本地ip进行访问。

1.3 不同node节点上

这种相当于跨主机进行通信，由于外部ip互相不认识，因此这种通讯不能直接访问，跨主机方式进行通讯有两种方案，一种是Flannel另一种是calico。

二、Flannel方案

flannel方案又分为三种模式

2.1 Flannel UDP 模式通信流程

举例：container1（pod1）访问container2（pod2），pod1会将自己的ip与要通讯的目标（pod2）ip进行打包，发给网关，网关（cni）通过网桥发送给node1节点的网卡（eth0），网卡中的Flannel0再将网卡的ip与对端node2的网卡ip打包进入数据包中形成UDP包，然后通过宿主机网卡eth0将数据帧发送给对端node节点，node节点收到包后层层解包，先是拆出node2的ip，发现是找自己的就会继续拆包，拆出pod2的ip，然后会将包转发给pod2，最后pod2发现是找自己的就会拆数据包，提取里面的数据，实现互通。

2.2 Flannel VXLAN 模式通信流程

原理：podA1到podB2，pod1将自己的ip与对端pod2的ip和数据打包，形成数据包发送给网卡，网卡通过虚拟网桥cni将数据帧发送给Flannel1，flannel1给原始数据包加外层封装再发给node1的网卡，nod1的网卡ens160将自己的网卡ip与对端node2的网卡ip写入数据包中，同时将vxlan头部也加入到数据帧中，最后通过物理网卡ens160和vxlan隧道将数据帧快速的发送给对端网卡ens160，对端收到后，进行解包，发现是找自己的就会继续解包，发现要找podB2，就会将数据包转发给podB2。
特点：
1、转发速度快，通过vxlan进行数据帧转发。（与UDP的区别）
2、需要进行打包、解包

2.3 Flannel Host-gw 模式通信流程

原理：PodA1（10.244.1.2，Node A 的 Pod 子网）要访问 PodB2（10.244.4.3，Node B 的 Pod 子网），数据包从 Pod 的eth0发出，通过veth转发到 Node A 的cni0网桥。cni0发现目标 IP（10.244.4.3）属于 “10.244.4.0/24” 子网，查 Node A 的路由表，找到一条路径通往pod2，Node A 的ens160（物理网卡）直接将数据包发送到 Node B 的ens160，Node B 的ens160收到数据包后，查自己的路由表，发现 “10.244.4.0/24” 是自己的 Pod 子网，于是将数据包转发到 Node B 的cni0网桥，cni0将数据包通过veth转发到 PodB2 的eth0，PodB2 收到数据。
核心特点
1、无封装开销，性能最高（因为是纯路由转发）；
2、Node 必须处于同一个二层网络（不能跨网段转发）。

三、calico

举例：pod1ip：10.244.1.2 pod2ip：10.244.2.3
原理：pod1访问pod2，pod1位于node1节点中，pod2位于node2节点中，pod将数据写入数据包发送给pod1的网卡eth0，eth0再通过网桥将数据包发送给node1节点的网卡，node1查找路由规则，BGP为node1找出转发的最佳路径，node1通过自己的物理网卡将数据包发送到对端的node2网卡，node2查找路由表发现有pod2后，将包发给pod2。

Calico 的核心思想
把每一台 Node 当成一台路由器
不使用隧道
不修改原始数据包
通过 BGP 同步路由表
直接三层转发

四、Flannel与calico的区别

总结

本文主要讲解k8s集群中pod网络通讯原理，谢谢观看。