手动模拟 CNI 网络中 host-gw 模式互通

在Kubernetes中，CNI的作用就是让两台Node节点之间的Pod能够互相通信，其中有封包的方式，也有路由转发的方式，host-gw就是路由转发的方式。

host-gw 模式介绍

host-gw模式是Kubernetes中一种常见的CNI模式，用于容器网络的实现。host-gw是host gateway的缩写，意味着通过主机的网络表routing table来实现容器间的通信。

在host-gw模式中，每个节点上的容器都被分配一个唯一的IP地址，并且这些IP地址是主机网络的一部分。当容器之间进行通信时，数据包直接通过主机的网络层进行转发，而不需要经过额外的网络封装或overlay网络。这使得host-gw模式相对简单且性能较好。

以下是host-gw模式的主要特点和工作原理：

IP 地址分配：每个容器被分配一个主机网络中的唯一IP地址。这些IP地址在主机网络中是直接可达的。
主机路由表：容器的IP地址被添加到主机的路由表中，以确保主机能够正确地路由到容器。
容器间通信：容器之间的通信直接通过主机的网络层进行，无需经过overlay网络或其他封装。这降低了网络的复杂性，并提高了性能。
局限性：由于容器共享主机网络，因此在网络隔离方面存在一些局限性。这意味着容器可以直接访问主机上运行的服务，但同时也需要谨慎处理网络安全性。

在Kubernetes中，可以通过选择合适的CNI插件以及配置host-gw模式来实现主机网络的容器通信。host-gw模式通常适用于要求较为简单、性能较高，且容器之间不需要强制隔离的场景。

手动实现案例

环境准备:
Node1: 192.168.209.203
Node2: 192.168.209.145
需求：
需要在两个节点都创建命名空间并设置IP，使两个不同节点命名空间互通

Node1 节点操作

配置linux内核转发

sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

创建网桥，在网桥中设置网关，并启动

ip link add br1 type bridge
ip addr add 192.168.1.1/24 dev br1
ip link set br1 up

创建命名空间，并创建veth pair后绑定命名空间

ip netns add ns1
ip link add veth-ns1 type veth peer name veth-br1
ip link set veth-ns1 netns ns1

设置ns1中veth设备IP，并启动

ip netns exec ns1 ip addr add 192.168.1.2/24 dev veth-ns1
ip netns exec ns1 ip link set veth-ns1 up

把veth pair的另一端绑定到网桥中，并启动

ip link set dev veth-br1 master br1
ip link set veth-br2 up

配置ns1命名空间下访问Node2中命名空间的路由

ip netns exec ns1 ip route add 192.168.2.0/24 via 192.168.1.1 dev veth-ns1

配置root下访问Node2中命名空间的路由

ip route add 192.168.2.0/24 via 192.168.209.145 dev ens33

Node2 节点操作

配置linux内核转发

sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

创建网桥，在网桥中设置网关，并启动

ip link add br2 type bridge
ip addr add 192.168.2.1/24 dev br2
ip link set br2 up

创建命名空间，并创建veth pair后绑定命名空间

ip netns add ns2
ip link add veth-ns2 type veth peer name veth-br2
ip link set veth-ns2 netns ns2

设置ns2中veth设备IP，并启动

ip netns exec ns2 ip addr add 192.168.2.2/24 dev veth-ns2
ip netns exec ns2 ip link set veth-ns2 up

把veth pair的另一端绑定到网桥中，并启动

ip link set dev veth-br2 master br2
ip link set veth-br2 up

配置ns2命名空间下访问Node1中命名空间的路由

ip netns exec ns2 ip route add 192.168.1.0/24 via 192.168.2.1 dev veth-ns2

配置root下访问Node1中命名空间的路由

ip route add 192.168.1.0/24 via 192.168.209.203 dev ens33

测试

[root@ns1 ~]# ip netns exec ns1 ping 192.168.2.2
PING 192.168.2.2 (192.168.2.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.2.2: icmp_seq=1 ttl=62 time=0.415 ms
64 bytes from 192.168.2.2: icmp_seq=2 ttl=62 time=0.380 ms

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