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子网使用

子网是 Kube-OVN 中的一个核心概念和基本使用单元，Kube-OVN 会以子网来组织 IP 和网络配置，每个 Namespace 可以归属于特定的子网， Namespace 下的 Pod 会自动从所属的子网中获取 IP 并共享子网的网络配置（CIDR，网关类型，访问控制，NAT控制等）。

和其他 CNI 的每个节点绑定一个子网的实现不同，在 Kube-OVN 中子网为一个全局的虚拟网络配置，同一个子网的地址可以分布在任意一个节点上。

网络拓扑

Overlay 和 Underlay 的子网在使用和配置上存在一些差异，本文档将会介绍不同类型子网的一些共同配置和差异化功能。

默认子网

为了方便用户的快速上手使用，Kube-OVN 内置了一个默认子网，所有未显式声明子网归属的 Namespace 会自动从默认子网中分配 IP， 并使用默认子网的网络信息。该子网的配置为安装时指定，可以参考内置网络设置， 如果要在安装后修改默认网络的 CIDR 请参考修改默认网络。

在 Overlay 模式下，默认子网使用了分布式网关并对出网流量进行 NAT 转换，其行为和 Flannel 的默认行为基本一致， 用户无需额外的配置即可使用到大部分的网络功能。

在 Underlay 模式下，默认子网使用物理网关作为出网网关，并开启 arping 检查网络连通性。

查看默认子网

默认子网 spec 中的 default 字段为 true，一个集群下只有一个默认子网，默认名为 ovn-default。

查看默认子网：

# kubectl get subnet ovn-default -o yaml
apiVersion: kubeovn.io/v1
kind: Subnet
metadata:
  creationTimestamp: "2019-08-06T09:33:43Z"
  generation: 1
  name: ovn-default
  resourceVersion: "1571334"
  selfLink: /apis/kubeovn.io/v1/subnets/ovn-default
  uid: 7e2451f8-fb44-4f7f-b3e0-cfd27f6fd5d6
spec:
  cidrBlock: 10.16.0.0/16
  default: true
  excludeIps:
  - 10.16.0.1
  gateway: 10.16.0.1
  gatewayType: distributed
  natOutgoing: true
  private: false
  protocol: IPv4

Join 子网

在 Kubernetes 的网络规范中，要求 Node 可以和所有的 Pod 直接通信。 为了在 Overlay 网络模式下达到这个目的， Kube-OVN 创建了一个 join 子网， 并在每个 Node 节点创建了一块虚拟网卡 ovn0 接入 join 子网，通过该网络完成节点和 Pod 之间的网络互通。

该子网的配置为安装时指定，可以参考内置网络设置，如果要在安装后修改。 join 子网的 CIDR 请参考修改 Join 子网

查看 Join 子网

该子网默认名为 join 一般无需对该子网 CIDR 外的其他网络配置进行修改。

# kubectl get subnet join -o yaml
apiVersion: kubeovn.io/v1
kind: Subnet
metadata:
  creationTimestamp: "2019-08-06T09:33:43Z"
  generation: 1
  name: join
  resourceVersion: "1571333"
  selfLink: /apis/kubeovn.io/v1/subnets/join
  uid: 9c744810-c678-4d50-8a7d-b8ec12ef91b8
spec:
  cidrBlock: 100.64.0.0/16
  default: false
  excludeIps:
  - 100.64.0.1
  gateway: 100.64.0.1
  gatewayNode: ""
  gatewayType: ""
  natOutgoing: false
  private: false
  protocol: IPv4

在 node 节点查看 ovn0 网卡：

# ifconfig ovn0
ovn0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1420
        inet 100.64.0.4  netmask 255.255.0.0  broadcast 100.64.255.255
        inet6 fe80::800:ff:fe40:5  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 0a:00:00:40:00:05  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 18  bytes 1428 (1.3 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 19  bytes 1810 (1.7 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

创建自定义子网

这里我们介绍创建一个子网，并将其和某个 Namespace 做关联的基本操作，更多高级配置请参考后续内容。

创建子网

cat <<EOF | kubectl create -f -
apiVersion: kubeovn.io/v1
kind: Subnet
metadata:
  name: subnet1
spec:
  protocol: IPv4
  cidrBlock: 10.66.0.0/16
  excludeIps:
  - 10.66.0.1..10.66.0.10
  - 10.66.0.101..10.66.0.151
  gateway: 10.66.0.1
  gatewayType: distributed
  natOutgoing: true
  namespaces:
  - ns1
  - ns2
EOF
  • cidrBlock: 子网 CIDR 范围，同一个 VPC 下的不同 Subnet CIDR 不能重叠。
  • excludeIps: 保留地址列表，容器网络将不会自动分配列表内的地址，可用做固定 IP 地址分配段，也可在 Underlay 模式下避免和物理网络中已有设备冲突。
  • gateway：该子网网关地址，Overlay 模式下 Kube-OVN 会自动分配对应的逻辑网关，Underlay 模式下该地址需为底层物理网关地址。
  • namespaces: 绑定该子网的 Namespace 列表，绑定后 Namespace 下的 Pod 将会从当前子网分配地址。

验证子网绑定生效

# kubectl create ns ns1
namespace/ns1 created

# kubectl run nginx --image=docker.io/library/nginx:alpine -n ns1
deployment.apps/nginx created

# kubectl get pod -n ns1 -o wide
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-74d5899f46-n8wtg   1/1     Running   0          10s   10.66.0.11   node1   <none>           <none>

Overlay 子网网关配置

该功能只对 Overlay 模式子网生效，Underlay 类型子网访问外部网络需要借助底层物理网关。

Overlay 子网下的 Pod 需要通过网关来访问集群外部网络，Kube-OVN 目前支持两种类型的网关： 分布式网关和集中式网关，用户可以在子网中对网关的类型进行调整。

两种类型网关均支持 natOutgoing 设置，用户可以选择 Pod 访问外网时是否需要进行 snat。

分布式网关

子网的默认类型网关，每个 node 会作为当前 node 上 pod 访问外部网络的网关。 数据包会通过本机的 ovn0 网卡流入主机网络栈，再根据主机的路由规则进行出网。 当 natOutgoing 为 true 时，Pod 访问外部网络将会使用当前所在宿主机的 IP。

子网示例，其中 gatewayType 字段为 distributed：

apiVersion: kubeovn.io/v1
kind: Subnet
metadata:
  name: distributed
spec:
  protocol: IPv4
  cidrBlock: 10.166.0.0/16
  default: false
  excludeIps:
  - 10.166.0.1
  gateway: 10.166.0.1
  gatewayType: distributed
  natOutgoing: true

集中式网关

如果希望子网内流量访问外网使用固定的 IP，以便审计和白名单等安全操作，可以在子网中设置网关类型为集中式网关。 在集中式网关模式下，Pod 访问外网的数据包会首先被路由到特定节点的 ovn0 网卡，再通过主机的路由规则进行出网。 当 natOutgoing 为 true 时，Pod 访问外部网络将会使用特定宿主机的 IP。

子网示例，其中 gatewayType 字段为 centralized，gatewayNode 为特定机器在 Kubernetes 中的 NodeName。 其中 gatewayNode 字段可以为逗号分隔的多台主机。

apiVersion: kubeovn.io/v1
kind: Subnet
metadata:
  name: centralized
spec:
  protocol: IPv4
  cidrBlock: 10.166.0.0/16
  default: false
  excludeIps:
  - 10.166.0.1
  gateway: 10.166.0.1
  gatewayType: centralized
  gatewayNode: "node1,node2"
  natOutgoing: true
  • 集中式网关如果希望指定机器的特定网卡进行出网，gatewayNode 可更改为 kube-ovn-worker:172.18.0.2, kube-ovn-control-plane:172.18.0.3 格式。
  • 集中式网关默认为主备模式，只有主节点进行流量转发， 如果需要切换为 ECMP 模式，请参考集中式网关 ECMP 开启设置。

子网 ACL 设置

对于有细粒度 ACL 控制的场景，Kube-OVN 的 Subnet 提供了 ACL 规则的设置，可以实现网络规则的精细控制。

Subnet 中的 ACL 规则和 OVN 的 ACL 规则一致，相关字段内容可以参考 ovn-nb ACL Table， match 字段支持的字段可参考 ovn-sb Logical Flow Table。

允许 IP 地址为 10.10.0.2 的 Pod 访问所有地址，但不允许其他地址主动访问自己的 ACL 规则示例如下：

apiVersion: kubeovn.io/v1
kind: Subnet
metadata:
  name: acl
spec:
  acls:
    - action: drop
      direction: to-lport
      match: ip4.dst == 10.10.0.2 && ip
      priority: 1002
    - action: allow-related
      direction: from-lport
      match: ip4.src == 10.10.0.2 && ip
      priority: 1002
  cidrBlock: 10.10.0.0/24

子网隔离设置

子网 ACL 的功能可以覆盖子网隔离的功能，并有更好的灵活性，我们推荐使用子网 ACL 来做相应的配置。

默认情况下 Kube-OVN 创建的子网之间可以相互通信，Pod 也可以通过网关访问外部网络。

如需对子网间的访问进行控制，可以在子网 CRD 中将 private 设置为 true，则该子网将和其他子网以及外部网络隔离， 只能进行子网内部的通信。如需开白名单，可以通过 allowSubnets 进行设置。allowSubnets 内的网段和该子网可以双向互访。

开启访问控制的子网示例

apiVersion: kubeovn.io/v1
kind: Subnet
metadata:
  name: private
spec:
  protocol: IPv4
  default: false
  namespaces:
  - ns1
  - ns2
  cidrBlock: 10.69.0.0/16
  private: true
  allowSubnets:
  - 10.16.0.0/16
  - 10.18.0.0/16

Underlay 相关选项

该部分功能只对 Underlay 类型子网生效。

  • vlan: 如果使用 Underlay 网络，该字段用来控制该 Subnet 和哪个 Vlan CR 进行绑定。该选项默认为空字符串，即不使用 Underlay 网络。
  • logicalGateway: 一些 Underlay 环境为纯二层网络，不存在物理的三层网关。在这种情况下可以借助 OVN 本身的能力设置一个虚拟网关，将 Underlay 和 Overlay 网络打通。默认值为：false。

网关检查设置

默认情况下 kube-ovn-cni 在启动 Pod 后会使用 ICMP 或 ARP 协议请求网关并等待返回， 以验证网络工作正常，在部分 Underlay 环境网关无法响应 ARP 请求，或无需网络外部联通的场景 可以关闭网关检查。

apiVersion: kubeovn.io/v1
kind: Subnet
metadata:
  name: disable-gw-check
spec:
  disableGatewayCheck: true

其他高级设置

微信群 Slack Twitter Support

最后更新: 2023年5月9日
创建日期: 2022年5月24日

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