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VM 固定 IP

在容器场景下，容器的 IP 地址通常是动态分配的，并且会在容器重启后发生变化。但是对于 VM 用户来说，他们希望 VM 的 IP 地址是固定的，来进行后续的管理和操作。

但是大部分常见 CNI 存在下面的局限性：

  • 无法将 IP 地址和 VM 生命周期绑定，VM 重启或者后 IP 发生变化。
  • IP 地址和 Node 绑定，VM 迁移到新的节点后无法复用之前 IP。
  • 无法支持 IP 地址配置，用户无法指定 VM 的 IP 地址。

因此通常会使用 KubeVirt 的 masquerade 网络模式，通过 iptables 将 VM 的流量转发到宿主机网卡上，从而实现 VM 的 IP 固定，但 masquerade 相比 bridge 存在以下问题：

  • Pod IP 和 VM IP 不一致，管理方面存在复杂度，且重启和热迁移后 Pod IP 发生变化，外部访问来看地址依然不固定。
  • masquerade 使用 iptables 进行流量转发，性能相比 bridge 模式要差。
  • masquerade 只支持三层流量转发，一些二层网络功能无法实现。
  • masquerade 流量通过 conntrack 记录转发状态，热迁移期间存在流量中断可能。

Kube-OVN 支持为 KubeVirt 下 bridge 和 managedTap 网络模式下的 IP 和 VM 生命周期绑定，该 IP 地址在 VM 重启，热迁移等操作后仍然保持不变。同时也支持通过添加 annotation 的方式为 VM 配置固定 IP 地址。

IP 和 VM 生命周期绑定

对于只希望 VM 生命周期内 IP 地址固定，但不需要指定 IP 地址的场景，用户只需按原先方式创建 VM 即可。Kube-OVN 内部的 IPAM 会自动记录 VM 生命周期，保证 VM 在重启和迁移后使用相同的 IP 地址。

下面以 bridge 网络模式为例，创建一个 VM，进行重启，热迁移等操作，并观察 IP 地址的变化。

  1. 创建 VM
kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: kubevirt.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: testvm
spec:
  runStrategy: Always 
  template:
    metadata:
      labels:
        kubevirt.io/size: small
        kubevirt.io/domain: testvm
      annotations:
        kubevirt.io/allow-pod-bridge-network-live-migration: "true"
    spec:
      domain:
        devices:
          disks:
            - name: containerdisk
              disk:
                bus: virtio
            - name: cloudinitdisk
              disk:
                bus: virtio
          interfaces:
          - name: default
            bridge: {}
        resources:
          requests:
            memory: 64M
      networks:
      - name: default
        pod: {}
      volumes:
        - name: containerdisk
          containerDisk:
            image: quay.io/kubevirt/cirros-container-disk-demo
        - name: cloudinitdisk
          cloudInitNoCloud:
            userDataBase64: SGkuXG4=
EOF
  1. 查看 VM 状态
kubectl get vmi testvm
  1. 重启 VM
virtctl restart testvm
  1. 热迁移 VM
virtctl migrate testvm

可观察到在 bridge 模式下 VM 重启和热迁移后，IP 地址保持不变。

指定 IP 地址

对于需要指定 VM 的 IP 地址的场景，用户可以通过创建 VM 时添加 annotation 的方式为 VM 指定 IP 地址。其他使用方式和原生 KubeVirt 一致。

kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: kubevirt.io/v1
kind: VirtualMachine
metadata:
  name: testvm
spec:
  runStrategy: Always 
  template:
    metadata:
      labels:
        kubevirt.io/size: small
        kubevirt.io/domain: testvm
      annotations:
        ovn.kubernetes.io/ip_address: 10.16.0.15
        kubevirt.io/allow-pod-bridge-network-live-migration: "true"
    spec:
      domain:
        devices:
          disks:
            - name: containerdisk
              disk:
                bus: virtio
            - name: cloudinitdisk
              disk:
                bus: virtio
          interfaces:
          - name: default
            bridge: {}
        resources:
          requests:
            memory: 64M
      networks:
      - name: default
        pod: {}
      volumes:
        - name: containerdisk
          containerDisk:
            image: quay.io/kubevirt/cirros-container-disk-demo
        - name: cloudinitdisk
          cloudInitNoCloud:
            userDataBase64: SGkuXG4=
EOF

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