In diesem Dokument werden die Netzwerkanforderungen für die Installation und den Betrieb von GKE on Bare Metal beschrieben.
Anforderungen an externe Netzwerke
GKE on Bare Metal erfordert für betriebliche Zwecke eine Internetverbindung. GKE on Bare Metal ruft Clusterkomponenten aus Container Registry ab und der Cluster wird bei Connect registriert.
Sie können die Verbindung zu Google über das öffentliche Internet über HTTPS, ein virtuelles privates Netzwerk (VPN) oder eine Dedicated Interconnect-Verbindung herstellen.
Wenn die Maschinen, die Sie für Ihre Administrator-Workstation und Clusterknoten verwenden, einen Proxyserver für den Zugriff auf das Internet verwenden, muss Ihr Proxyserver einige bestimmte Verbindungen zulassen. Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt „Voraussetzungen“ unter Hinter einem Proxy installieren.
Interne Netzwerkanforderungen
GKE on Bare Metal kann mit Layer-2- oder Layer-3-Konnektivität zwischen Clusterknoten arbeiten. Die Load-Balancer-Knoten können die Knoten der Steuerungsebene oder eine dedizierte Gruppe von Knoten sein. Weitere Informationen finden Sie unter Load-Balancer auswählen und konfigurieren.
Wenn Sie Bundled Layer-2-Load-Balancing mit MetalLB (spec.loadBalancer.mode: bundled und spec.loadBalancer.type: layer2) verwenden, benötigen Load-Balancer-Knoten Layer-2-Anpassungen. Die Anforderung für Layer-2-Annäherungen gilt unabhängig davon, ob Sie den Load-Balancer auf Knoten der Steuerungsebene oder in einem dedizierten Satz von Load-Balancing-Knoten ausführen.
Gebündeltes Load-Balancing mit BGP unterstützt das Layer-3-Protokoll, sodass keine strenge Layer-2-Angleichung erforderlich ist.
Für Load-Balancer-Maschinen gelten die folgenden Anforderungen:
- Beim gebündelten Layer-2-Load-Balancing befinden sich alle Load-Balancer für einen bestimmten Cluster in derselben Ebene-2-Domain. Knoten der Steuerungsebene müssen sich außerdem in derselben Ebene-2-Domain befinden.
- Für das gebündelte Layer-2-Load-Balancing müssen sich alle virtuellen IP-Adressen (VIPs) im Maschinen-Subnetz des Load-Balancers befinden und an das Gateway des Subnetzes weitergeleitet werden können.
- Nutzer sind dafür verantwortlich, eingehenden Load-Balancer-Traffic zuzulassen.
Pod-Netzwerke
Mit GKE on Bare Metal 1.7.0 und höher können Sie bis zu 250 Pods pro Knoten konfigurieren. Kubernetes weist jedem Knoten einen CIDR-Block (Classless Inter-Domain Routing) zu, sodass jeder Pod eine eindeutige IP-Adresse haben kann. Die Größe des CIDR-Blocks entspricht der maximalen Anzahl von Pods pro Knoten. In der folgenden Tabelle ist die Größe des CIDR-Blocks aufgeführt, der in Kubernetes jedem Knoten basierend auf den konfigurierten maximalen Pods pro Knoten zugewiesen wird:
| Maximale Anzahl von Pods pro Knoten | CIDR-Block pro Knoten | Anzahl der IP-Adressen |
|---|---|---|
| 32 | /26 | 64 |
| 33–64 | /25 | 128 |
| 65 – 128 | /24 | 256 |
| 129 - 250 | /23 | 512 |
Für das Ausführen von 250 Pods pro Knoten muss Kubernetes für jeden Knoten einen CIDR-Block von /23 reservieren. Wenn der Cluster den Standardwert /16 für das Feld clusterNetwork.pods.cidrBlocks verwendet, hat der Cluster ein Limit von (2(23–16))=128 Knoten. Wenn Sie den Cluster über dieses Limit hinaus erweitern möchten, können Sie entweder den Wert von clusterNetwork.pods.cidrBlocks erhöhen oder den Wert von nodeConfig.podDensity.maxPodsPerNode verringern. Diese Methode hatte einige Nachteile.
Clusterbereitstellung für einen Nutzer mit hoher Verfügbarkeit
Das folgende Diagramm veranschaulicht eine Reihe wichtiger Netzwerkkonzepte für GDCV für Bare Metal in einer möglichen Netzwerkkonfiguration.
Berücksichtigen Sie die folgenden Informationen, um die Netzwerkanforderungen zu erfüllen:
- Die Knoten der Steuerungsebene führen die Load-Balancer aus und haben alle Layer-2-Verbindungen. Andere Verbindungen, einschließlich Worker-Knoten, erfordern jedoch nur Layer-3-Verbindungen.
- Konfigurationsdateien definieren IP-Adressen für Worker-Knotenpools.
Konfigurationsdateien definieren auch VIPs für die folgenden Zwecke:
- Dienste
- Eingehender Traffic
- Zugriff der Steuerungsebene über die Kubernetes API
- Sie benötigen eine Verbindung zu Google Cloud.
Portnutzung
In diesem Abschnitt wird erläutert, wie UDP- und TCP-Ports auf Clusterknoten und Load-Balancer-Knoten verwendet werden.
Knoten der Steuerungsebene
| Protokoll | Richtung | Portbereich | Zweck | Verwendet von |
|---|---|---|---|---|
| UDP | Eingehend | 6081 | GENEVE-Kapselung | Self |
| TCP | Eingehend | 22 | Bereitstellung und Aktualisierung von Administratorclusterknoten | Administratorworkstation |
| TCP | Eingehend | 6444 | Kubernetes API-Server | Alle |
| TCP | Eingehend | 2379–2381 | etcd server client-API | kube-apiserver und etcd |
| TCP | Eingehend | 2382–2384 | Client-API für etcd-Events-Server | kube-apiserver und etcd-events |
| TCP | Eingehend | 10250 | kubelet API | Self und Steuerungsebene |
| TCP | Eingehend | 10251 | kube-scheduler | Self |
| TCP | Eingehend | 10252 | kube-controller-manager | Self |
| TCP | Eingehend | 10256 | Knoten-Systemdiagnose | Alle |
| TCP | Beides | 4240 | CNI-Systemdiagnose | Alle |
Worker-Knoten
| Protokoll | Richtung | Portbereich | Zweck | Verwendet von |
|---|---|---|---|---|
| TCP | Eingehend | 22 | Bereitstellung und Aktualisierung von Nutzerclusterknoten | Administratorcluster-Knoten |
| UDP | Eingehend | 6081 | GENEVE-Kapselung | Self |
| TCP | Eingehend | 10250 | kubelet API | Self und Steuerungsebene |
| TCP | Eingehend | 10256 | Knoten-Systemdiagnose | Alle |
| TCP | Eingehend | 30000 bis 32767 | NodePort Dienste | Self |
| TCP | Beides | 4240 | CNI-Systemdiagnose | Alle |
Load-Balancer-Knoten
| Protokoll | Richtung | Portbereich | Zweck | Verwendet von |
|---|---|---|---|---|
| TCP | Eingehend | 22 | Bereitstellung und Aktualisierung von Nutzerclusterknoten | Administratorcluster-Knoten |
| UDP | Eingehend | 6081 | GENEVE-Kapselung | Self |
| TCP | Eingehend | 443* | Clusterverwaltung | Alle |
| TCP | Beides | 4240 | CNI-Systemdiagnose | Alle |
| TCP | Eingehend | 7946 | LB-Systemdiagnose | Load-Balancer-Knoten |
| UDP | Eingehend | 7946 | LB-Systemdiagnose | Load-Balancer-Knoten |
| TCP | Eingehend | 10256 | Knoten-Systemdiagnose | Alle |
* Dieser Port kann in der Clusterkonfiguration mit dem Feld controlPlaneLBPort konfiguriert werden.
Multi-Cluster-Portanforderungen
In einer Multi-Cluster-Konfiguration müssen hinzugefügte Cluster die folgenden Ports enthalten, um mit dem Administratorcluster zu kommunizieren.
| Protokoll | Richtung | Portbereich | Zweck | Verwendet von |
|---|---|---|---|---|
| TCP | Eingehend | 22 | Clusterknoten bereitstellen und aktualisieren | Alle Knoten |
| TCP | Eingehend | 443* | Kubernetes API-Server für hinzugefügten Cluster | Knoten der Steuerungsebene und der Load-Balancer |
* Dieser Port kann in der Clusterkonfiguration mit dem Feld controlPlaneLBPort konfiguriert werden.
firewalld-Ports konfigurieren
Sie müssen die Firewall nicht deaktivieren, um GKE on Bare Metal unter Red Hat Enterprise Linux (RHEL) oder CentOS auszuführen. Um firewalld verwenden zu können, müssen Sie die UDP- und TCP-Ports öffnen, die von Steuerungsebenen-, Worker- und Load-Balancer-Knoten verwendet werden, wie auf dieser Seite unter Portnutzung beschrieben. Die folgenden Beispielkonfigurationen zeigen, wie Sie Ports mit dem durch Firewall geschützten Befehlszeilendienstprogramm firewall-cmd öffnen können. Sie sollten die Befehle als Root-Nutzer ausführen.
Beispielkonfiguration für den Knoten der Steuerungsebene
Der folgende Befehlsblock zeigt ein Beispiel dafür, wie Sie die erforderlichen Ports auf Servern öffnen können, auf denen Knoten der Steuerungsebene ausgeführt werden:
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=22/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=4240/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=6444/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=6081/udp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=10250-10252/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=10256/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=2379-2380/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=443/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=30000-32767/tcp
firewall-cmd --permanent --new-zone=k8s-pods
firewall-cmd --permanent --zone=k8s-pods --add-source PODS_CIDR
firewall-cmd --permanent --zone=k8s-pods --set-target=ACCEPT
firewall-cmd --reload
Ersetzen Sie PODS_CIDR durch die im Feld clusterNetwork.pods.cidrBlocks konfigurierten CIDR-Blöcke, die für Ihre Pods reserviert sind. Der Standard-CIDR-Block für Pods ist 192.168.0.0/16.
Beispielkonfiguration für Worker-Knoten
Der folgende Befehlsblock zeigt ein Beispiel dafür, wie Sie die erforderlichen Ports auf Servern öffnen können, auf denen Worker-Knoten ausgeführt werden:
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=22/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=4240/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=6444/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=6081/udp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=10250/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=10256/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=443/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=30000-32767/tcp
firewall-cmd --permanent --new-zone=k8s-pods
firewall-cmd --permanent --zone=k8s-pods --add-source PODS_CIDR
firewall-cmd --permanent --zone=k8s-pods --set-target=ACCEPT
firewall-cmd --reload
Ersetzen Sie PODS_CIDR durch die im Feld clusterNetwork.pods.cidrBlocks konfigurierten CIDR-Blöcke, die für Ihre Pods reserviert sind. Der Standard-CIDR-Block für Pods ist 192.168.0.0/16.
Beispielkonfiguration für Load-Balancer-Knoten
Der folgende Befehlsblock zeigt ein Beispiel dafür, wie Sie die erforderlichen Ports auf Servern öffnen können, auf denen Knoten der Steuerungsebene ausgeführt werden:
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=22/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=4240/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=6444/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=7946/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=7946/udp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=6081/udp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=10250/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=10256/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=443/tcp
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=30000-32767/tcp
firewall-cmd --permanent --new-zone=k8s-pods
firewall-cmd --permanent --zone=k8s-pods --add-source PODS_CIDR
firewall-cmd --permanent --zone=k8s-pods --set-target=ACCEPT
firewall-cmd --reload
Ersetzen Sie PODS_CIDR durch die im Feld clusterNetwork.pods.cidrBlocks konfigurierten CIDR-Blöcke, die für Ihre Pods reserviert sind. Der Standard-CIDR-Block für Pods ist 192.168.0.0/16.
Portkonfiguration bestätigen
Führen Sie die folgenden Schritte auf Knoten der Steuerungsebene, Worker und Load-Balancer aus, um die Portkonfiguration zu prüfen:
Führen Sie den folgenden Network Mapper-Befehl aus, um zu sehen, welche Ports offen sind:
nmap localhostFühren Sie die folgenden Befehle aus, um die Konfigurationseinstellungen der Firewall abzurufen:
firewall-cmd --zone=public --list-all-policies firewall-cmd --zone=public --list-ports firewall-cmd --zone=public --list-services firewall-cmd --zone=k8s-pods --list-all-policies firewall-cmd --zone=k8s-pods --list-ports firewall-cmd --zone=k8s-pods --list-servicesFühren Sie bei Bedarf die Befehle aus den vorherigen Abschnitten noch einmal aus, um die Knoten ordnungsgemäß zu konfigurieren. Möglicherweise müssen Sie die Befehle als Root-Nutzer ausführen.
Bekanntes Problem mit Firewall
Wenn Sie GKE on Bare Metal ausführen und firewalld entweder unter CentOS oder Red Hat Enterprise Linux (RHEL) aktiviert ist, können Änderungen an firewalld die Cilium-iptables-Ketten im Hostnetzwerk entfernen. Die iptables-Ketten werden vom Pod anetd beim Start hinzugefügt. Der Verlust der Cilium-iptables-Ketten führt dazu, dass die Pod-Verbindung zum Knoten außerhalb des Knotens unterbrochen wird.
Zu den Änderungen an firewalld, durch die die iptables-Ketten entfernt werden, gehören unter anderem:
firewalldmitsystemctlneu startenfirewalldmit dem Befehlszeilenclient (firewall-cmd --reload) wird neu geladen
Wenn Sie firewalld-Änderungen anwenden möchten, ohne iptables-Ketten zu entfernen, starten Sie anetd auf dem Knoten neu:
Suchen und löschen Sie den Pod
anetdmit den folgenden Befehlen, umanetdneu zu starten:kubectl get pods -n kube-system kubectl delete pods -n kube-system ANETD_XYZErsetzen Sie ANETD_XYZ durch den Namen des
anetd-Pods.