Mengonfigurasi beberapa antarmuka jaringan untuk Pod

Dokumen ini menjelaskan cara mengonfigurasi GKE di VMware untuk menyediakan beberapa antarmuka jaringan, multi-NIC, untuk Pod Anda. Fitur multi-NIC untuk Pod dapat membantu memisahkan traffic bidang kontrol dari traffic bidang data, sehingga menciptakan isolasi antarbidang. Antarmuka jaringan tambahan juga memungkinkan kemampuan multicast untuk Pod Anda. Multi-NIC untuk Pod didukung untuk cluster pengguna, tetapi tidak diizinkan untuk cluster admin.

Isolasi bidang jaringan penting untuk sistem yang menggunakan virtualisasi fungsi jaringan (NFV), seperti software-defined networking di jaringan area luas (SD-WAN), broker keamanan akses cloud (CASB), dan firewall generasi berikutnya (NG-FW). Jenis NFV ini bergantung pada akses ke beberapa antarmuka untuk menjaga agar kontrol dan bidang data tetap terpisah.

Konfigurasi beberapa antarmuka jaringan mendukung pengaitan antarmuka jaringan dengan kumpulan node, yang dapat memberikan manfaat performa. Misalnya, cluster dapat berisi campuran berbagai jenis node. Saat mengelompokkan mesin berperforma tinggi ke dalam satu kumpulan node, Anda dapat membuat antarmuka tambahan ke kumpulan node tersebut untuk meningkatkan arus traffic.

Menyiapkan beberapa antarmuka jaringan

Secara umum, ada tiga langkah untuk menyiapkan beberapa antarmuka jaringan untuk Pod Anda:

  1. Aktifkan multi-NIC untuk cluster pengguna Anda menggunakan kolom multipleNetworkInterfaces dan enableDataplaneV2 di file konfigurasi cluster.

  2. Tentukan antarmuka jaringan dengan bagian additionalNodeInterfaces di file konfigurasi cluster, dan buat satu atau beberapa resource kustom NetworkAttachmentDefinition.

  3. Tetapkan antarmuka jaringan ke Pod dengan anotasi k8s.v1.cni.cncf.io/networks.

Mengaktifkan multi-NIC

Aktifkan multi-NIC untuk Pod Anda dengan menetapkan kolom multipleNetworkInterfaces dan enableDataplaneV2 di file konfigurasi cluster pengguna ke true.

apiVersion: v1
multipleNetworkInterfaces: true
enableDataplaneV2: true
  ...

Menentukan antarmuka jaringan

Di file konfigurasi cluster, tentukan antarmuka jaringan node tambahan di bagian additionalNodeInterfaces.

Misalnya, berikut adalah bagian dari file konfigurasi cluster pengguna yang menampilkan antarmuka jaringan node tambahan:

apiVersion: v1
multipleNetworkInterfaces: true
enableDataplaneV2: true
network:
  serviceCIDR: "10.96.0.0/20"
  podCIDR: "192.168.0.0/16"
  vCenter:
    networkName: network-private310
  ...
  # New multiple network configs
  additionalNodeInterfaces:
  - networkName: "gke-network-1"
    ipBlockFilePath: "my-block-yaml"
    type: static

Setelah membuat cluster dengan konfigurasi sebelumnya, Anda harus membuat satu atau beberapa resource kustom NetworkAttachmentDefinition (NAD) dalam cluster pengguna tempat Anda menentukan antarmuka jaringan tambahan. NetworkAttachmentDefinitions sesuai dengan jaringan yang tersedia untuk Pod Anda. Contoh berikut menunjukkan manifes untuk NetworkAttachmentDefinition:

apiVersion: "k8s.cni.cncf.io/v1"
kind: NetworkAttachmentDefinition
metadata:
  name: gke-network-1
  namespace: default
spec:
  config: '{
  "cniVersion":"0.3.0",
  "type": "ipvlan",
  "master": "ens224", # defines the node interface that this Pod interface would map to
  "mode": "l2",
  "ipam": {
    "type": "whereabouts",
    "range": "172.16.0.0/24"
   }
}'

Simpan manifes sebagai file YAML, misalnya, my-nad.yaml, lalu buat NetworkAttachmentDefinition:

kubectl --kubeconfig [USER_CLUSTER_KUBECONFIG] apply -f my-nad.yaml

Menetapkan antarmuka jaringan ke Pod

Gunakan anotasi k8s.v1.cni.cncf.io/networks untuk menetapkan satu atau beberapa antarmuka jaringan ke Pod. Setiap antarmuka jaringan ditentukan dengan namespace dan nama NetworkAttachmentDefinition, yang dipisahkan dengan garis miring (/). Gunakan daftar yang dipisahkan koma untuk menentukan beberapa antarmuka jaringan.

Pada contoh berikut, dua antarmuka jaringan ditetapkan ke Pod samplepod. Antarmuka jaringan ditentukan oleh nama dua NetworkAttachmentDefinitions, gke-network-1, dan gke-network-2, yang dibuat di namespace default.

---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: samplepod
  annotations:
    k8s.v1.cni.cncf.io/networks: default/gke-network-1,default/gke-network-2
spec:
  containers:
  ...

Membatasi antarmuka jaringan ke kumpulan node

Jika tidak ingin NetworkAttachmentDefinition berlaku untuk seluruh cluster, Anda dapat membatasi fungsinya ke kumpulan node.

Anda dapat mengelompokkan node cluster menggunakan label standar yang ditetapkan ke node atau label khusus Anda sendiri. Anda kemudian dapat menentukan label node dalam manifes NetworkAttachmentDefinition menggunakan anotasi k8s.v1.cni.cncf.io/nodeSelector. GKE di VMware memaksakan Pod apa pun yang mereferensikan resource kustom ini untuk di-deploy pada node yang memiliki label ini.

apiVersion: "k8s.cni.cncf.io/v1"
kind: NetworkAttachmentDefinition
metadata:
  annotations:
    k8s.v1.cni.cncf.io/nodeSelector: LABEL_KEY=LABEL_VALUE
  name: gke-network-1
spec:
...

Contoh berikut menunjukkan label my-label=multinicNP yang ditunjukkan pada NetworkAttachmentDefinition, dan memaksa deployment semua Pod yang diberi jaringan gke-network-1 ke node yang memiliki label ini.

apiVersion: "k8s.cni.cncf.io/v1"
kind: NetworkAttachmentDefinition
metadata:
  annotations:
    k8s.v1.cni.cncf.io/nodeSelector: my-label=multinicNP
  name: gke-network-1
spec:
...

Untuk menerapkan label kustom ke node, gunakan perintah kubectl label nodes:

kubectl --kubeconfig [USER_CLUSTER_KUBECONFIG] label nodes NODE_NAME LABEL_KEY=LABEL_VALUE

Ganti kode berikut:

  • NODE_NAME: nama Node yang Anda beri label.
  • LABEL_KEY: kunci yang akan digunakan untuk label.
  • LABEL_VALUE: nilai label.

Dalam contoh ini, node my-node diberi label environment=production:

kubectl --kubeconfig [USER_CLUSTER_KUBECONFIG] label nodes my-node environment=production

Masalah keamanan

NetworkAttachmentDefinition memberikan akses penuh ke jaringan, sehingga administrator cluster harus berhati-hati dalam menyediakan akses untuk membuat, memperbarui, atau menghapus akses kepada pengguna lain. Jika NetworkAttachmentDefinition tertentu harus diisolasi, Anda dapat menentukan namespace non-default saat membuatnya, dan hanya Pod dari namespace tersebut yang dapat mengaksesnya.

Dalam diagram berikut, Pod dari namespace default tidak dapat mengakses antarmuka jaringan di namespace privileged.

Penggunaan namespace untuk mengisolasi traffic jaringan.

Plugin CNI yang didukung

Bagian ini mencantumkan plugin Cni yang didukung oleh fitur multi-NIC untuk GKE di VMware. Hanya gunakan plugin berikut saat menentukan NetworkAttachmentDefinition.

Pembuatan antarmuka:

  • ipvlan
  • macvlan
  • bridge

Plugin meta:

  • portmap
  • sbr
  • tuning

Plugin IPAM:

  • host-local
  • static
  • whereabouts

Konfigurasi rute

Pod dengan satu atau beberapa NetworkAttachmentDefinitions yang ditetapkan memiliki beberapa antarmuka jaringan. Secara default, tabel perutean Pod dalam situasi ini diperluas dengan antarmuka tambahan yang tersedia secara lokal hanya dari NetworkAttachmentDefinitions yang ditetapkan. Paket yang terikat untuk gateway default tetap dikonfigurasi untuk menggunakan antarmuka default Pod, eth0. Anda dapat mengubah perilaku ini menggunakan plugin CNI berikut:

  • sbr
  • static
  • whereabouts

Misalnya, Anda mungkin ingin sebagian besar traffic melewati gateway default, yang berarti traffic akan melewati antarmuka jaringan default. Namun, Anda ingin beberapa traffic tertentu melewati salah satu antarmuka non-default. Traffic bisa jadi sulit dibedakan berdasarkan IP tujuan (perutean normal), karena endpoint yang sama tersedia di kedua jenis antarmuka. Dalam hal ini, pemilihan rute berbasis sumber (SBR) dapat membantu.

Plugin SBR

Plugin sbr memberi aplikasi kontrol atas keputusan pemilihan rute. Aplikasi mengontrol apa yang digunakan sebagai alamat IP sumber koneksi yang dibuatnya. Saat aplikasi memilih untuk menggunakan alamat IP NetworkAttachmentDefinition untuk IP sumbernya, paket akan masuk ke tabel perutean tambahan yang telah disiapkan sbr. Tabel perutean sbr mengirimkan traffic melalui gateway defaultnya sendiri, yang akan melewati antarmuka NetworkAttachmentDefinition. IP gateway default di dalam tabel tersebut dikontrol dengan kolom gateway di dalam plugin whereabouts atau static. Plugin sbr berjalan sebagai plugin berantai. Untuk mengetahui informasi selengkapnya tentang plugin sbr, termasuk informasi penggunaan, lihat Plugin pemilihan rute berbasis sumber.

Contoh berikut menunjukkan "gateway":"21.0.111.254" yang ditetapkan di whereabouts, dan sbr ditetapkan sebagai plugin berantai setelah ipvlan:

# ip route
default via 192.168.0.64 dev eth0  mtu 1500
192.168.0.64 dev eth0 scope link
# ip route list table 100
default via 21.0.111.254 dev net1
21.0.104.0/21 dev net1 proto kernel scope link src 21.0.111.1

Statis dan plugin keberadaan

Plugin whereabouts pada dasarnya adalah ekstensi dari plugin static dan keduanya berbagi konfigurasi perutean. Untuk contoh konfigurasi, lihat plugin pengelolaan alamat IP statis. Anda dapat menentukan gateway dan rute yang akan ditambahkan ke tabel perutean Pod. Namun, Anda tidak dapat memodifikasi gateway default Pod dengan cara ini.

Contoh berikut menunjukkan penambahan "routes": [{ "dst": "172.31.0.0/16" }] dalam NetworkAttachmentDefinition:

# ip route
default via 192.168.0.64 dev eth0  mtu 1500
172.31.0.0/16 via 21.0.111.254 dev net1
21.0.104.0/21 dev net1 proto kernel scope link src 21.0.111.1
192.168.0.64 dev eth0 scope link

Contoh konfigurasi

Bagian ini menggambarkan beberapa konfigurasi jaringan umum yang didukung oleh fitur multi-NIC.

Lampiran jaringan tunggal yang digunakan oleh beberapa Pod:

Lampiran jaringan tunggal digunakan oleh beberapa pod.

Beberapa lampiran jaringan yang digunakan oleh satu Pod:

Beberapa lampiran jaringan yang digunakan oleh satu pod.

Beberapa lampiran jaringan yang mengarah ke antarmuka yang sama dengan yang digunakan oleh satu Pod:

Beberapa lampiran jaringan yang mengarah ke antarmuka yang sama dengan yang digunakan oleh pod tunggal.

Lampiran jaringan yang sama digunakan beberapa kali oleh satu Pod:

Lampiran jaringan yang sama digunakan beberapa kali oleh satu pod.

Memecahkan masalah

Jika antarmuka jaringan tambahan salah dikonfigurasi, Pod tempatnya tidak akan dimulai. Bagian ini menyoroti cara menemukan informasi untuk memecahkan masalah terkait fitur multi-NIC.

Memeriksa peristiwa Pod

Multus melaporkan kegagalan melalui peristiwa Pod Kubernetes. Gunakan perintah kubectl describe berikut untuk melihat peristiwa untuk Pod tertentu:

kubectl describe pod POD_NAME

Memeriksa log

Untuk setiap node, Anda dapat menemukan log Whereabouts dan Multus di lokasi berikut:

  • /var/log/whereabouts.log
  • /var/log/multus.log

Meninjau antarmuka Pod

Gunakan perintah kubectl exec untuk memeriksa antarmuka Pod Anda. Setelah NetworkAttachmentDefinitions berhasil diterapkan, antarmuka Pod akan terlihat seperti output berikut:

user@node1:~$ kubectl exec samplepod-5c6df74f66-5jgxs -- ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: net1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UNKNOWN group default
    link/ether 00:50:56:82:3e:f0 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 21.0.103.112/21 scope global net1
       valid_lft forever preferred_lft forever
38: eth0@if39: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default
    link/ether 36:23:79:a9:26:b3 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0
    inet 192.168.2.191/32 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever

Mendapatkan status Pod

Gunakan kubectl get untuk mengambil status jaringan untuk Pod tertentu:

kubectl get pods POD_NAME -oyaml

Berikut ini contoh output yang menunjukkan status Pod dengan beberapa jaringan:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  annotations:
    k8s.v1.cni.cncf.io/network-status: |-
      [{
          "name": "",
          "interface": "eth0",
          "ips": [
              "192.168.1.88"
          ],
          "mac": "36:0e:29:e7:42:ad",
          "default": true,
          "dns": {}
      },{
          "name": "default/gke-network-1",
          "interface": "net1",
          "ips": [
              "21.0.111.1"
          ],
          "mac": "00:50:56:82:a7:ab",
          "dns": {}
      }]
    k8s.v1.cni.cncf.io/networks: gke-network-1