Implementa un modelo de red de modo plano con compatibilidad con BGP

En este documento, se describe cómo implementar un modelo de red de modo plano compatible con el Protocolo de puerta de enlace de frontera (BGP). Cuando implementas un modelo de red compatible con BGP, BGP garantiza de forma dinámica que los Pods en diferentes dominios Layer 2 se pueden comunicar entre sí. A veces, las redes de modo plano con BGP se denominan IP plana dinámica.

Para obtener más información sobre los modelos de red de modo plano, consulta modelos de red de modo plano frente a modo isla.

Cómo implementar una red de modo plano que usa BGP

La creación de redes de modo plano con BGP se habilita cuando creas un clúster nuevo. No puedes habilitar esta función para un clúster existente. Una vez que se habilite esta función, podrás hacer cambios en algunos de los parámetros de configuración.

Para implementar un clúster en un modelo de red de modo plano compatible con BGP, haz lo siguiente:

1. Edita el archivo de configuración del clúster

   • Configura el campo spec.clusterNetwork.advancedNetworking como true.

   • Si quieres habilitar las redes de modo plano para IPv4, establece el campo spec.clusterNetwork.flatIPv4 en true.

     Como alternativa, consulta Clúster de pila doble (isla IPv4, IP plana dinámica IPv6), que configura tu clúster con redes de modo plano solo para IPv6.

   apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
   kind: Cluster
   metadata:
     name: bm
     namespace: cluster-bm
   spec:
     type: user
     ...
     clusterNetwork:
       advancedNetworking: true
       flatIPv4: true
     ...
   

   Cuando spec.clusterNetwork.flatIPv4 se configura como true, el campo spec.clusterNetwork.pods.cidrBlocks se ignora y se puede omitir. Sin embargo, debes agregar un manifiesto ClusterCIDRConfigs en el archivo de configuración del clúster (por nodo, por grupo de nodos o por clúster).

2. Agrega un manifiesto NetworkGatewayGroup al archivo de configuración del clúster:

   Especifica las IP flotantes que se usarán para el intercambio de tráfico de BGP. Asegúrate de que el recurso del nombre sea default y que el espacio de nombres sea el del clúster.

   ---
   apiVersion: networking.gke.io/v1
   kind: NetworkGatewayGroup
   metadata:
     name: default
     namespace: cluster-bm
   spec:
     floatingIPs:
     - 10.0.1.100
     - 10.0.2.100
   

   El recurso personalizado NetworkGatewayGroup administra una lista de una o más direcciones IP flotantes. Las sesiones de intercambio de tráfico de BGP se inician a partir de las direcciones IP flotantes que especifiques en el recurso personalizado NetworkGatewayGroup.

3. Agrega un manifiesto FlatIPMode al archivo de configuración del clúster:

   El nombre del recurso FlatIPMode debe ser default, y el espacio de nombres es el espacio de nombres del clúster. El valor peerSelector flatip-peer: "true" coincide con las etiquetas de los objetos BGPPeer bgppeer1 y bgppeer2 (definidos en el siguiente paso), por lo que ambos pares se usan para la creación de redes en modo plano.

   El siguiente manifiesto FlatIPMode es para redes de modo plano de pila única IPv4 con BGP. Para ver configuraciones alternativas, consulta Ejemplos de configuración.

   ---
   apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
   kind: FlatIPMode
   metadata:
     name: default
     namespace: cluster-bm
   spec:
     enableBGPIPv4: true
     enableBGPIPv6: false
     peerSelector:
       flatip-peer: "true"
   

4. Agrega uno o más manifiestos BGPPeer al archivo de configuración del clúster:

   Eliges los nombres de los recursos, pero todos los recursos BGPPeer deben estar en el espacio de nombres del clúster.

   Nota: IPv6 no es compatible con los pares ni las sesiones de BGP. Puedes configurar pares de BGP solo con direcciones IPv4.

   ---
   apiVersion: networking.gke.io/v1
   kind: BGPPeer
   metadata:
     name: bgppeer1
     namespace: cluster-bm
     labels:
       flatip-peer: "true"
   spec:
     localASN: 65001
     peerASN: 65000
     peerIP: 10.0.1.254
     sessions: 2
   ---
   apiVersion: networking.gke.io/v1
   kind: BGPPeer
   metadata:
     name: bgppeer2
     namespace: cluster-bm
     labels:
       flatip-peer: "true"
   spec:
     localASN: 65001
     peerASN: 65000
     peerIP: 10.0.2.254
     sessions: 2
   

5. Agrega un manifiesto ClusterCIDRConfig al archivo de configuración del clúster:

   El recurso CusterCIDRConfig también debe estar en el espacio de nombres del clúster.

   apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
   kind: ClusterCIDRConfig
   metadata:
     name: cluster-wide-1
     namespace: cluster-bm
   spec:
     ipv4:
       cidr: "192.168.0.0/16"
       perNodeMaskSize: 24
   

   ClusterCIDRConfig es un recurso personalizado que especifica los rangos de CIDR de Pod que se asignarán a los nodos de forma dinámica. CNI usa los rangos de CIDR de Pod asignados en un nodo para asignar direcciones IP a los Pods individuales que se ejecutan en el nodo. ClusterCIDRConfig también se usa para las herramientas de redes de pila doble. Para obtener más información sobre el recurso personalizado ClusterCIDRConfig, incluidos ejemplos de uso, consulta Información sobre el recurso personalizado ClusterCIDRConfig.

6. Crea el clúster:

   bmctl create cluster
   

   Para obtener más información sobre la creación de clústeres, consulta Descripción general de la creación de clústeres.

   Si tu entorno admite BGP multiprotocolo (MP-BGP), se pueden anunciar rutas IPv4 e IPv6 a través de estas sesiones de IPv4. Para ver ejemplos de diferentes configuraciones, incluidos los que usan MP-BGP, consulta Ejemplos de configuración.

Modifica tu configuración de red de modo plano basada en BGP

Después de crear el clúster configurado para usar un modelo de red de modo plano con BGP, se pueden actualizar algunos parámetros de configuración. Usa el archivo kubeconfig del clúster de administrador cuando realices actualizaciones posteriores a los recursos relacionados con BGP (NetworkGatewayGroup, FlatIPMode y BGPPeer). Luego, el clúster de administrador concilia los cambios en el clúster de usuario. Si editas estos recursos directamente en el clúster de usuario, el clúster de administrador reemplazará tus cambios en las reconciliaciones posteriores.

Configuración de ejemplo

En las siguientes secciones, se incluyen ejemplos de configuración de clústeres para diferentes variaciones del modelo de red de modo plano con BGP. Los archivos de configuración de muestra no están completos. Se omitió la mayoría de la configuración del clúster que no es relevante para las redes en modo plano con BGP.

Precaución: Las direcciones IP que aparecen en los siguientes ejemplos de configuración son solo de ejemplo. Reemplaza las direcciones IP por las tuyas.

Clúster de IPv4 de pila única

En el siguiente ejemplo de archivo de configuración de clúster, se muestra la configuración para configurar un clúster IPv4 de pila única con redes de modo plano con BGP:

apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
kind: Cluster
metadata:
  name: bm
  namespace: cluster-bm
spec:
  ...
  clusterNetwork:
    advancedNetworking: true
    flatIPv4: true
    services:
      cidrBlocks:
      - 10.96.0.0/12
  ...
---
apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
kind: ClusterCIDRConfig          
metadata:
  name: cluster-wide-1
  namespace: cluster-bm          # Must match the cluster namespace
spec:
  ipv4:
    cidr: "222.2.0.0/16"
    perNodeMaskSize: 24
---
apiVersion: networking.gke.io/v1
kind: NetworkGatewayGroup
metadata:
  name: default
  namespace: cluster-bm           # Must match the cluster namespace
spec:
  floatingIPs:
  - 10.0.1.100
  - 10.0.3.100
---
apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
kind: FlatIPMode
metadata:
  name: default
  namespace: cluster-bm            # Must match the cluster namespace
spec:
  enableBGPIPv4: true
  enableBGPIPv6: false
  peerSelector:
    flatipmode-peer: "true"
---
apiVersion: networking.gke.io/v1
kind: BGPPeer
metadata:
  name: bgppeer1
  namespace: cluster-bm            # Must match the cluster namespace
  labels:
    flatipmode-peer: "true"
spec:
  localASN: 65001
  peerASN: 65002
  peerIP: 10.0.1.254
  sessions: 2
---
apiVersion: networking.gke.io/v1
kind: BGPPeer
metadata:
  name: bgppeer2
  namespace: cluster-bm            # Must match the cluster namespace
  labels:
    flatipmode-peer: "true"
spec:
  localASN: 65001
  peerASN: 65002
  peerIP: 10.0.3.254
  sessions: 2

Clúster de pila doble (isla IPv4, IP plana dinámica IPv6)

En el siguiente ejemplo de archivo de configuración de clúster, se muestra la configuración para configurar un clúster de pila doble (IPv4/IPv6) con redes de modo plano con BGP solo para IPv6:

Nota: El campo spec.flatIPv4 se establece de forma predeterminada como false y se puede omitir para esta configuración. Incluimos este campo en el siguiente ejemplo para facilitar las comparaciones.

apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
kind: Cluster
metadata:
  name: bm
  namespace: cluster-bm
spec:
  ...
  clusterNetwork:
    advancedNetworking: true
    flatIPv4: false
    pods:
      cidrBlocks:
      - 192.168.0.0/16
    services:
      cidrBlocks:
      - 10.96.0.0/12
      # Additional IPv6 CIDR block determines if the cluster is dual-stack
      - 2620:0:1000:2630:5:2::/112
  ... 
---
apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
kind: ClusterCIDRConfig          
metadata:
  name: cluster-wide-1
  namespace: cluster-bm          # Must match the cluster namespace
spec:
  ipv4:
    cidr: "192.168.0.0/16"
    perNodeMaskSize: 24
  ipv6:
    cidr: "2222:3::/112"
    perNodeMaskSize: 120
---
apiVersion: networking.gke.io/v1
kind: NetworkGatewayGroup
metadata:
  name: default
  namespace: cluster-bm           # Must match the cluster namespace
spec:
  floatingIPs:
  - 10.0.1.100
  - 10.0.3.100
---
apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
kind: FlatIPMode
metadata:
  name: default
  namespace: cluster-bm            # Must match the cluster namespace
spec:
  enableBGPIPv4: false
  enableBGPIPv6: true
  peerSelector:
    flatipmode-peer: "true"
---
apiVersion: networking.gke.io/v1
kind: BGPPeer
metadata:
  name: bgppeer1
  namespace: cluster-bm            # Must match the cluster namespace
  labels:
    flatipmode-peer: "true"
spec:
  localASN: 65001
  peerASN: 65002
  peerIP: 10.0.1.254
  sessions: 2
---
apiVersion: networking.gke.io/v1
kind: BGPPeer
metadata:
  name: bgppeer2
  namespace: cluster-bm            # Must match the cluster namespace
  labels:
    flatipmode-peer: "true"
spec:
  localASN: 65001
  peerASN: 65002
  peerIP: 10.0.3.254
  sessions: 2

Clúster de pila doble (IP plana dinámica IPv4, IP plana dinámica IPv6)

En el siguiente ejemplo de archivo de configuración de clúster, se muestra la configuración para configurar un clúster de doble pila con herramientas de redes de modo plano con BGP:

apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1
kind: Cluster
metadata:
  name: bm
  namespace: cluster-bm
spec:
  ...
  clusterNetwork:
    advancedNetworking: true
    flatIPv4: true
    pods:
      cidrBlocks:
      - 192.168.0.0/16
    services:
      cidrBlocks:
      - 10.96.0.0/12
      # Additional IPv6 CIDR block determines if the cluster is dual-stack
      - 2620:0:1000:2630:5:2::/112
  ... 
---
apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
kind: ClusterCIDRConfig          
metadata:
  name: cluster-wide-1
  namespace: cluster-bm          # Must match the cluster namespace
spec:
  ipv4:
    cidr: "222.2.0.0/16"
    perNodeMaskSize: 24
  ipv6:
    cidr: "2222:3::/112"
    perNodeMaskSize: 120
---
apiVersion: networking.gke.io/v1
kind: NetworkGatewayGroup
metadata:
  name: default
  namespace: cluster-bm           # Must match the cluster namespace
spec:
  floatingIPs:
  - 10.0.1.100
  - 10.0.3.100
---
apiVersion: baremetal.cluster.gke.io/v1alpha1
kind: FlatIPMode
metadata:
  name: default
  namespace: cluster-bm            # Must match the cluster namespace
spec:
  enableBGPIPv4: true
  enableBGPIPv6: true
  peerSelector:
    flatipmode-peer: "true"
---
apiVersion: networking.gke.io/v1
kind: BGPPeer
metadata:
  name: bgppeer1
  namespace: cluster-bm            # Must match the cluster namespace
  labels:
    flatipmode-peer: "true"
spec:
  localASN: 65001
  peerASN: 65002
  peerIP: 10.0.1.254
  sessions: 2
---
apiVersion: networking.gke.io/v1
kind: BGPPeer
metadata:
  name: bgppeer2
  namespace: cluster-bm            # Must match the cluster namespace
  labels:
    flatipmode-peer: "true"
spec:
  localASN: 65001
  peerASN: 65002
  peerIP: 10.0.3.254
  sessions: 2

Soluciona problemas

Para ayudarte a solucionar problemas relacionados con las redes en modo plano con BGP, en esta sección se incluyen instrucciones para verificar tu configuración:

1. Verifica si se crea un objeto FlatIPModes en el espacio de nombres del clúster en el clúster de administrador:

   kubectl get flatipmodes -A --kubeconfig ADMIN_KUBECONFIG
   

   La respuesta debería ser similar a la siguiente:

   NAMESPACE                 NAME      AGE
   cluster-bm                default   2d17h
   

2. Verifica si se crea un objeto flatipmodes.networking.gke.io en el clúster de usuarios:

   El objeto flatipmodes.networking.gke.io tiene permiso de clúster.

   kubectl get flatipmodes.networking.gke.io --kubeconfig USER_KUBECONFIG
   

   La respuesta debería ser similar a la siguiente:

   NAME      AGE
   default   2d17h
   

3. Obtén los recursos de BGPSessions para ver las sesiones actuales:

   kubectl get bgpsessions -A --kubeconfig USER_KUBECONFIG
   

   La respuesta debería ser similar a la siguiente:

   NAMESPACE     NAME                LOCAL ASN   PEER ASN   LOCAL IP       PEER IP        STATE            LAST REPORT
   kube-system   10.0.1.254-node-01  65500       65000      10.0.1.100     10.0.1.254     Established      2s
   kube-system   10.0.1.254-node-02  65500       65000      10.0.3.100     10.0.1.254     NotEstablished   2s
   kube-system   10.0.3.254-node-01  65500       65000      10.0.1.100     10.0.3.254     NotEstablished   2s
   kube-system   10.0.3.254-node-02  65500       65000      10.0.3.100     10.0.3.254     Established      2s
   

4. Obtén los recursos BGPAdvertisedRoute para ver las rutas que se anuncian actualmente:

   kubectl get bgpadvertisedroutes -A --kubeconfig USER_KUBECONFIG
   

   La respuesta debería ser algo así:

   NAMESPACE     NAME                     PREFIX         METRIC
   kube-system   route-via-222-22-208-240   222.2.0.0/24   
   kube-system   route-via-222-22-209-240   222.2.1.0/24   
   

   Los nombres de las rutas indican el próximo salto. Por ejemplo, route-via-222-22-208-240 de la respuesta del ejemplo anterior indica que el próximo salto para el prefijo anunciado 222.2.0.0/24 es 222.22.208.240.