皮皮网

1.Kind介绍
2.KubeClipper——轻量便捷的 Kubernetes 多集群全生命周期管理工具
3.Kubernetes(k8s)-v1.22.3版本证书有效期修改
4.深入理解kubernetes（k8s）网络原理之五-flannel原理
5.二十分钟了解K8S网络模型原理
6.KubeVirt网络源码分析

Kind介绍

        Kind 是一种使用 Docker 容器作为 node 节点，运行本地 Kubernetes 集群的工具，在 K8s 中有着非常广泛的应用。

        什么是 Kind

        Kind（Kubernetes IN Docker）[1]是一个用来快速创建和测试 kubernetes 的工具，它把环境的依赖降低到最小，仅需要机器安装了 Docker 即可使用。

        Kind 可以做什么？

        Kind 有哪些优势？

        使用 Kind

        Kind 的原理

        Kind 使用一个 container 来模拟一个 node，在 container 里面跑 systemd ，并用 systemd 托管 kubelet 以及 containerd，然后通过容器内部的 kubelet 把其他 K8s 组件，比如 kube-apiserver、etcd、CNI 等跑起来。

        它可以通过配置文件的方式创建多个 container 来模拟创建多个 node，并以这些 node 构建一个多节点的 Kubernetes 集群。

        Kind 内部使用的集群部署工具是 kubeadm，借助 kubeadm 提供的 Alpha 特性，它可以部署包括 HA master 的高可用集群。同时，在 HA master 下， 它还额外部署了一个 Nginx，用来提供负载均衡 vip。

        构建镜像

        Kind 的镜像分为两个，一个 node 镜像，一个 base 镜像。

        node 镜像

        node 镜像的构建比较复杂，需要通过运行 base 镜像，并在 base 镜像内执行操作，再保存此容器内容为镜像的方式来完成构建。它包含的操作有：

        具体的逻辑，可以参考 node.go[2]。

        base 镜像

        base 镜像目前使用了 Ubuntu:. 作为基础镜像，做了以下调整：

        具体的逻辑，可以参考构建的 Dockerfile[3]。

        创建集群

        Kind 创建集群的基本过程为:

        关于每个容器是如何作为 node 跑起来的，这里简单讲解下原理：根据不同的角色，调用不同的函数创建节点 nodes.go[5]。

        节点（容器）创建时，通过配置 --privileged、挂载 tmpfs、修改主机名等，来运行节点 create[6]。

        更多

        Kind 是一个比较简单有趣的项目，它的 scope [7]定得比较明确具体，也比较小。开发者可以借助 Kind 或 Kind 的思想做更多事情，比如：

        此外，文中提及到的 Kind 借助 kubeadm 新特性实现 HA master 高可用集群、借助 join 的方式扩容 master 节点达到 HA master，其内部实现方式也有优缺点，感兴趣的读者可以参考 kubeadm 源码[8]。

        参考文献

        1. i-0.8.7-0.x_。

       ### 查看证书有效期

       通过两种方法检查证书有效期：

       1. 第一种方法：显示当前证书有效期。

       2. 第二种方法：同样显示当前证书有效期。

       请注意，如果证书已更新，则显示的沽压线指标源码日期将不同。但与第一种方法的结果一致，通常为一年。

       ### 修改证书有效期步骤

       #### 准备环境

       1. 访问Go语言中文网下载最新版本的Go环境。

       2. 在Linux系统中配置环境变量。

       3. 验证Go环境已正确安装。

       #### 下载Kubernetes源码

       1. 查看当前系统版本以下载与之匹配的Kubernetes v1..3源码。

       2. 确保能访问外网以从GitHub下载源码。

       3. 下载源码并解压。

       #### 修改源代码文件

       1. 修改两个关键文件：`constants.go` 和 `cert.go`。

       2. 通过`vim`查找`CertificateValidity`字段。

       3. 修改`cert.go`文件中的动态mybatis源码相关代码。

       4. 编译修改后的源代码文件。

       5. 生成新的Kubeadm二进制文件。

       6. 备份旧的Kubeadm文件，确保三台master节点均备份。

       7. 替换新文件。

       #### 更新证书

       1. 执行证书更新命令。

       2. 观察结果，了解需要重启哪些服务以使更新生效。

       3. 重启这台master服务器。

       4. 查看新证书，除CA外，所有证书有效期更新为年，未修改`cert.go`文件。

       5. 同样步骤更新其他两台master节点，将更新过的Kubeadm文件通过scp传输，并根据上述步骤生成新的内核源码查询证书文件。记得在更新后重启服务或服务器。

深入理解kubernetes（k8s）网络原理之五-flannel原理

       flannel在Kubernetes（k8s）网络架构中扮演着关键角色，其提供多种网络模式，其中最为广泛应用的是VXLAN模式。本文旨在深入探讨VXLAN模式下flannel的运作原理，同时对UDP模式进行简要介绍。

       VXLAN模式下的flannel依赖于VXLAN协议，实现跨主机Pod间的通信。这种模式下，flannel的组件工作流程涉及多个关键步骤。首先，flannel-cni文件作为CNI规范下的二进制文件，负责生成配置文件并调用其它CNI插件（如bridge和host-local），从而实现主机到主机的网络互通。flannel-cni文件并非flannel项目源码，而是源码视频加工位于CNI的plugins中。

       在flannel-cni工作流程中，kubelet在创建Pod时，会启动一个pause容器，并获取网络命名空间。随后，它调用配置文件指定的CNI插件（即flannel），以加载相关参数。flannel读取从/subnet.env文件获取的节点子网信息，生成符合CNI标准的配置文件。接着，flannel利用此配置文件调用bridge插件，完成Pod到主机、同主机Pod间的数据通信。

       kube-flannel作为Kubernetes的daemonset运行，主要负责跨节点Pod通信的编织工作。它完成的开源opc源码主要任务包括为每个节点创建VXLAN设备，并更新主机路由。当节点添加或移除时，kube-flannel会相应地调整网络配置。在VXLAN模式下，每个节点上的kube-flannel会与flanneld守护进程进行通信，以同步路由信息。

       在UDP模式下，每个节点运行flanneld守护进程，参与数据包转发。flanneld通过Unix域套接字与本地flanneld通信，而非通过fdb表和邻居表同步路由信息。当节点新增时，kube-flannel会在节点间建立路由条目，并调整网络配置以确保通信的连续性。

       flannel在0.9.0版本前，使用不同策略处理VXLAN封包过程中可能缺少的ARP记录和fdb记录。从0.9.0版本开始，flannel不再监听netlink消息，优化了内核态与用户态的交互，从而提升性能。

       通过理解flannel的运行机制，可以发现它在VXLAN模式下实现了高效的跨节点Pod通信。flannel挂载情况不影响现有Pod的通信，但新节点或新Pod的加入需flannel参与网络配置。本文最后提示读者，了解flannel原理后，可尝试自行开发CNI插件。

二十分钟了解K8S网络模型原理

       掌握K8S网络模型无需神秘，只需分钟，本文将带你轻松理解。首先，让我们预习一些基础网络知识：

       Linux网络命名空间：虚拟化网络栈，如同登录Linux服务器时的默认Host网络栈。

       网桥设备：内核中的虚拟端口，用于转发网络数据。

       Veth Pair：一对虚拟网卡，常用于连接不同网络命名空间。

       VXLAN：扩展局域网，将L2数据包封装到UDP报文中，用于跨主机通信。

       BGP：边界网关协议，实现自治系统间的路由可达性。

       理解了这些，我们转向单机容器网络模型，这是Docker的基本架构。然后，我们进入K8S网络模型的探索，包括Flannel和Calico两种常见模型：

       Flannel：两种实现（UDP和VXLAN），分别涉及TUN设备或VXLAN隧道，以及Host-gw的三层解决方案。

       Calico：非IPIP模式利用BGP维护路由，无网桥的直接路由规则；IPIP模式通过IP隧道解决跨子网通信问题。

       最后，CNI网络插件是K8S的核心组件，负责在Pod创建时设置网络环境，如网络命名空间的配置和路由规则的设定。

       通过本文，你将对K8S网络模型有深入理解，进一步实践将使理论更加扎实。详细教程和源代码可以参考相关资源。现在，你已经准备好了深入研究K8S网络的旅程。

KubeVirt网络源码分析

       在KubeVirt的网络架构中，virt-launcher与虚拟机之间建立了一对一的对应关系，即在每个pod中运行一台虚拟机。本文将聚焦于网络组件的分析。

       下图展示了KubeVirt的网络体系，三个实线框表示从外到里依次为：Kubernetes工作节点、工作节点上的POD、以及POD中运行的虚拟机。三个虚线框从下到上分别为：Kubernetes网络（Kubernetes CNI负责配置）、libvirt网络，以及虚拟机网络。本文仅关注libvirt网络与虚拟机网络。

       在kubevirt中，LibvirtDomainManager类的preStartHook方法在虚拟机启动前执行，通过调用SetupPodNetwork方法为虚拟机准备网络环境。

       SetupPodNetwork方法执行三个关键步骤，分别对应discoverPodNetworkInterface、preparePodNetworkInterfaces和StartDHCP方法。discoverPodNetworkInterface方法收集pod的网络接口信息，包括IP和MAC地址。这些信息将通过DHCP协议传递给虚拟机。为确保虚拟机能接收这些信息，preparePodNetworkInterfaces方法对容器网络进行相应调整。

       此方法会启动一个只提供一个DHCP客户端的DHCP服务器（SingleClientDHCPServer）。DHCP服务提供给虚拟机的不仅仅是IP地址，还包括网关信息和路由信息。此过程确保虚拟机在KubeVirt环境中能够正常访问网络。

       本文以KubeVirt 0.4.1版本的源码为例分析网络部分，后续将对更最新版本的KubeVirt virt-lancher网络功能进行深入探索。