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使用 OVN-IC 进行多集群互联

Kube-OVN 支持通过 OVN-IC 将两个 Kubernetes 集群 Pod 网络打通，打通后的两个集群内的 Pod 可以通过 Pod IP 进行直接通信。 Kube-OVN 使用隧道对跨集群流量进行封装，两个集群之间只要存在一组 IP 可达的机器即可完成容器网络的互通。

该模式的多集群互联为 Overlay 网络功能，Underlay 网络如果想要实现集群互联需要底层基础设施做网络打通。

前提条件

  1. 1.11.16 之后版本部署的集群默认关闭了集群互联的开关，需要在部署脚本 install.sh 里修改下列变量：

    ENABLE_IC=true

    打开开关后部署集群，会出现组件 deployment ovn-ic-controller。

  2. 自动互联模式下不同集群的子网 CIDR 不能相互重叠，默认子网需在安装时配置为不重叠的网段。若存在重叠需参考后续手动互联过程，只能将不重叠网段打通。

  3. 需要存在一组机器可以被每个集群的 kube-ovn-controller 通过 IP 访问，用来部署跨集群互联的控制器。
  4. 每个集群需要有一组可以通过 IP 进行跨集群互访的机器作为之后的网关节点。
  5. 该功能只对默认 VPC 生效，用户自定义 VPC 无法使用互联功能。

部署单节点 OVN-IC 数据库

在每个集群 kube-ovn-controller 可通过 IP 访问的机器上部署 OVN-IC 数据库，该节点将保存各个集群同步上来的网络配置信息。

部署 docker 的环境可以使用下面的命令启动 OVN-IC 数据库：

docker run --name=ovn-ic-db -d --network=host --privileged  -v /etc/ovn/:/etc/ovn -v /var/run/ovn:/var/run/ovn -v /var/log/ovn:/var/log/ovn kubeovn/kube-ovn:v1.12.28 bash start-ic-db.sh

对于部署 containerd 取代 docker 的环境可以使用下面的命令：

ctr -n k8s.io run -d --net-host --privileged --mount="type=bind,src=/etc/ovn/,dst=/etc/ovn,options=rbind:rw" --mount="type=bind,src=/var/run/ovn,dst=/var/run/ovn,options=rbind:rw" --mount="type=bind,src=/var/log/ovn,dst=/var/log/ovn,options=rbind:rw" docker.io/kubeovn/kube-ovn:v1.12.28 ovn-ic-db bash start-ic-db.sh

自动路由设置

在自动路由设置下，每个集群会将自己默认 VPC 下 Subnet 的 CIDR 信息同步给 OVN-IC，因此要确保两个集群的 Subnet CIDR 不存在重叠。

在 kube-system Namespace 下创建 ovn-ic-config ConfigMap：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: ovn-ic-config
  namespace: kube-system
data:
  enable-ic: "true"
  az-name: "az1" 
  ic-db-host: "192.168.65.3"
  ic-nb-port: "6645" 
  ic-sb-port: "6646"
  gw-nodes: "az1-gw"
  auto-route: "true"
  • enable-ic: 是否开启集群互联。
  • az-name: 区分不同集群的集群名称，每个互联集群需不同。
  • ic-db-host: 部署 OVN-IC 数据库的节点地址。
  • ic-nb-port: OVN-IC 北向数据库端口，默认为 6645。
  • ic-sb-port: OVN-IC 南向数据库端口，默认为 6646。
  • gw-nodes: 集群互联中承担网关工作的节点名，逗号分隔。
  • auto-route: 是否自动对外发布和学习路由。

注意： 为了保证操作的正确性，ovn-ic-config 这个 ConfigMap 不允许修改。如有参数需要变更，请删除该 ConfigMap，修改后再应用此 ConfigMap。

在 ovn-ic 容器内通过下面的命令查看是否已建立互联逻辑交换机 ts：

# ovn-ic-sbctl show
availability-zone az1
    gateway deee03e0-af16-4f45-91e9-b50c3960f809
        hostname: az1-gw
        type: geneve
            ip: 192.168.42.145
        port ts-az1
            transit switch: ts
            address: ["00:00:00:50:AC:8C 169.254.100.45/24"]
availability-zone az2
    gateway e94cc831-8143-40e3-a478-90352773327b
        hostname: az2-gw
        type: geneve
            ip: 192.168.42.149
        port ts-az2
            transit switch: ts
            address: ["00:00:00:07:4A:59 169.254.100.63/24"]

在每个集群观察逻辑路由是否有学习到的对端路由：

# kubectl ko nbctl lr-route-list ovn-cluster
IPv4 Routes
                10.42.1.1            169.254.100.45 dst-ip (learned)
                10.42.1.3                100.64.0.2 dst-ip
                10.16.0.2                100.64.0.2 src-ip
                10.16.0.3                100.64.0.2 src-ip
                10.16.0.4                100.64.0.2 src-ip
                10.16.0.6                100.64.0.2 src-ip
             10.17.0.0/16            169.254.100.45 dst-ip (learned)
            100.65.0.0/16            169.254.100.45 dst-ip (learned)

接下来可以尝试在集群 1 内的一个 Pod 内直接 ping 集群 2 内的一个 Pod IP 观察是否可以联通。

对于某个不想对外自动发布路由的子网可以通过修改 Subnet 里的 disableInterConnection 来禁止路由广播：

apiVersion: kubeovn.io/v1
kind: Subnet
metadata:
  name: no-advertise
spec:
  cidrBlock: 10.199.0.0/16
  disableInterConnection: true

手动路由设置

对于集群间存在重叠 CIDR 只希望做部分子网打通的情况，可以通过下面的步骤手动发布子网路由。

在 kube-system Namespace 下创建 ovn-ic-config ConfigMap，并将 auto-route 设置为 false：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: ovn-ic-config
  namespace: kube-system
data:
  enable-ic: "true"
  az-name: "az1" 
  ic-db-host: "192.168.65.3"
  ic-nb-port: "6645" 
  ic-sb-port: "6646"
  gw-nodes: "az1-gw"
  auto-route: "false"

在每个集群分别查看远端逻辑端口的地址，用于之后手动配置路由：

[root@az1 ~]# kubectl ko nbctl show
switch a391d3a1-14a0-4841-9836-4bd930c447fb (ts)
    port ts-az1
        type: router
        router-port: az1-ts
    port ts-az2
        type: remote
        addresses: ["00:00:00:4B:E2:9F 169.254.100.31/24"]

[root@az2 ~]# kubectl ko nbctl show
switch da6138b8-de81-4908-abf9-b2224ec4edf3 (ts)
    port ts-az2
        type: router
        router-port: az2-ts
    port ts-az1
        type: remote
        addresses: ["00:00:00:FB:2A:F7 169.254.100.79/24"]

由上输出可知，集群 az1 到 集群 az2 的远端地址为 169.254.100.31，az2 到 az1 的远端地址为 169.254.100.79。

下面手动设置路由，在该例子中，集群 az1 内的子网 CIDR 为 10.16.0.0/24，集群 az2 内的子网 CIDR 为 10.17.0.0/24。

在集群 az1 设置到集群 az2 的路由:

kubectl ko nbctl lr-route-add ovn-cluster 10.17.0.0/24 169.254.100.31

在集群 az2 设置到集群 az1 的路由:

kubectl ko nbctl lr-route-add ovn-cluster 10.16.0.0/24 169.254.100.79

高可用 OVN-IC 数据库部署

OVN-IC 数据库之间可以通过 Raft 协议组成一个高可用集群，该部署模式需要至少 3 个节点。

首先在第一个节点上启动 OVN-IC 数据库的 leader。

部署 docker 环境的用户可以使用下面的命令：

docker run --name=ovn-ic-db -d --network=host --privileged -v /etc/ovn/:/etc/ovn -v /var/run/ovn:/var/run/ovn -v /var/log/ovn:/var/log/ovn -e LOCAL_IP="192.168.65.3"  -e NODE_IPS="192.168.65.3,192.168.65.2,192.168.65.1"   kubeovn/kube-ovn:v1.12.28 bash start-ic-db.sh

如果是部署 containerd 的用户可以使用下面的命令：

ctr -n k8s.io run -d --net-host --privileged --mount="type=bind,src=/etc/ovn/,dst=/etc/ovn,options=rbind:rw" --mount="type=bind,src=/var/run/ovn,dst=/var/run/ovn,options=rbind:rw" --mount="type=bind,src=/var/log/ovn,dst=/var/log/ovn,options=rbind:rw"  --env="NODE_IPS="192.168.65.3,192.168.65.2,192.168.65.1"" --env="LOCAL_IP="192.168.65.3"" docker.io/kubeovn/kube-ovn:v1.12.28 ovn-ic-db bash start-ic-db.sh
  • LOCAL_IP： 当前容器所在节点 IP 地址。
  • NODE_IPS： 运行 OVN-IC 数据库的三个节点 IP 地址，使用逗号进行分隔。

接下来，在另外两个节点部署 OVN-IC 数据库的 follower。

部署 docker 环境的用户可以使用下面的命令：

docker run --name=ovn-ic-db -d --network=host --privileged -v /etc/ovn/:/etc/ovn -v /var/run/ovn:/var/run/ovn -v /var/log/ovn:/var/log/ovn -e LOCAL_IP="192.168.65.2"  -e NODE_IPS="192.168.65.3,192.168.65.2,192.168.65.1" -e LEADER_IP="192.168.65.3"  kubeovn/kube-ovn:v1.12.28 bash start-ic-db.sh

如果是部署 containerd 的用户可以使用下面的命令：

ctr -n k8s.io run -d --net-host --privileged --mount="type=bind,src=/etc/ovn/,dst=/etc/ovn,options=rbind:rw" --mount="type=bind,src=/var/run/ovn,dst=/var/run/ovn,options=rbind:rw" --mount="type=bind,src=/var/log/ovn,dst=/var/log/ovn,options=rbind:rw"  --env="NODE_IPS="192.168.65.3,192.168.65.2,192.168.65.1"" --env="LOCAL_IP="192.168.65.2"" --env="LEADER_IP="192.168.65.3"" docker.io/kubeovn/kube-ovn:v1.12.28 ovn-ic-db bash start-ic-db.sh
  • LOCAL_IP： 当前容器所在节点 IP 地址。
  • NODE_IPS： 运行 OVN-IC 数据库的三个节点 IP 地址，使用逗号进行分隔。
  • LEADER_IP: 运行 OVN-IC 数据库 leader 节点的 IP 地址。

在每个集群创建 ovn-ic-config 时指定多个 OVN-IC 数据库节点地址：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: ovn-ic-config
  namespace: kube-system
data:
  enable-ic: "true"
  az-name: "az1" 
  ic-db-host: "192.168.65.3,192.168.65.2,192.168.65.1"
  ic-nb-port: "6645"
  ic-sb-port: "6646"
  gw-nodes: "az1-gw"
  auto-route: "true"

手动重置

在一些情况下，由于配置错误需要对整个互联配置进行清理，可以参考下面的步骤清理环境。

删除当前的 ovn-ic-config Configmap：

kubectl -n kube-system delete cm ovn-ic-config

删除 ts 逻辑交换机：

kubectl ko nbctl ls-del ts

在对端集群重复同样的步骤。

修改 az-name

可以直接通过 kubectl edit 的方式对 ovn-ic-config 这个 configmap 中的 az-name 字段进行修改。 但是需要在每个 ovn-cni pod 上执行以下命令，否则可能出现最长 10 分钟的跨集群网络中断。

ovn-appctl -t ovn-controller inc-engine/recompute

清理集群互联

删除所有集群的 ovn-ic-config Configmap：

kubectl -n kube-system delete cm ovn-ic-config

删除所有集群的 ts 逻辑交换机：

kubectl ko nbctl ls-del ts

删除集群互联控制器，如果是高可用 OVN-IC 数据库部署，需要都清理掉。

如果控制器是 docker 部署执行命令：

docker stop ovn-ic-db 
docker rm ovn-ic-db

如果控制器是 containerd 部署执行命令：

ctr -n k8s.io task kill ovn-ic-db
ctr -n k8s.io containers rm ovn-ic-db

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