本页面介绍 Pod 的多网络支持，包括应用场景、相关概念、术语和优势。
概览
Google Cloud 在虚拟机 (VM) 实例级层支持多个网络接口。您可以通过多个网络接口将一个虚拟机最多连接到 8 个网络，包括默认网络外加 7 个其他网络。
Google Kubernetes Engine (GKE) 网络将多网络功能扩展到节点上运行的 Pod。Pod 的多网络支持使您可以在 GKE 集群中的节点和 Pod 上启用多个接口。Pod 的多网络支持消除了节点池的单个接口限制，使节点网络不再被限制为单个 VPC。
Network Function Optimizer (NFO) 是一项适用于 GKE 的网络服务，可提供多网络支持、永久性 IP 地址和高性能 Kubernetes 原生数据平面。NFO 在 GKE 上启用容器化网络功能。多网络是 NFO 的基本支柱之一。
如需使用 Pod 和节点的多网络支持，请参阅设置 Pod 的多网络支持。
术语和概念
本页面使用以下概念：
主要 VPC：主要 VPC 是一个预配置的 VPC，具有一组默认设置和资源。GKE 集群在此 VPC 中创建。如果您删除预配置的 VPC，则 GKE 集群会在主要 VPC 中创建。
子网：在 Google Cloud 中，子网是在 VPC 中使用网络掩码创建无类别域间路由 (CIDR) 的方法。子网具有一个分配给节点的主要 IP 地址范围，并且可以具有多个属于 Pod 和 Service 的次要范围。
节点网络：节点网络是一个专用的 VPC 和子网对。在此节点网络中，属于节点池的节点会被分配主要 IP 地址范围中的 IP 地址。
次要范围：Google Cloud 次要范围是属于子网的 CIDR 和网络掩码。GKE 会将它用作第 3 层 Pod 网络。一个 Pod 可以连接到多个 Pod 网络。
Pod 网络：充当 Pod 连接点的网络对象。连接的类型可以是 Layer 3，也可以是 Device。您可以在 netdevice 或数据平面开发套件 (DPDK) 模式下配置 Device 类型的网络。
Layer 3 网络对应于子网上的一个次要范围。Device 网络对应于 VPC 上的一个子网。GKE 多网络中 Pod 网络的数据模型如下：
对于
Layer 3网络：VPC -> 子网名称 -> 次要范围名称对于
Device网络：VPC -> 子网名称
默认 Pod 网络：Google Cloud 会在集群创建期间创建默认 Pod 网络。默认 Pod 网络使用主要 VPC 作为节点网络。默认情况下，所有集群节点和 Pod 都可以使用默认 Pod 网络。
具有多个接口的 Pod：Pod 上的多个接口不能连接到同一 Pod 网络。
下图展示了具有 Layer 3 网络的典型 GKE 集群架构：
对于可在 netdevice 或 DPDK 模式下配置的 Device 类型网络，系统会将虚拟机 vNIC 作为资源进行管理并传递给 Pod。在这种情况下，Pod 网络直接映射到节点网络。Device 类型的网络不需要次要范围。
使用场景
Pod 的多网络支持适用于以下应用场景：
- 部署容器化网络功能：如果您运行具有不同数据和管理平面的容器中网络功能。Pod 的多网络可为不同用户平面、特定接口的高性能或低延迟或是网络级多租户隔离网络。这可以确保合规性、服务质量 (QoS) 和安全性。
- 在同一组织和项目中连接 VPC：您想要在一个 VPC 中创建 GKE 集群，并需要连接到另一个 VPC 中的服务。您可以使用多 NIC 节点选项进行直接连接。这可能是由于中心辐射型模型，即集中式服务（日志记录、身份验证）在 hub VPC 内运行，而 spoke 需要通过专用连接来访问它。您可以使用 Pod 的多网络支持将 GKE 集群中运行的 Pod 直接连接到 hub VPC。
- 运行使用 VFIO 的 DPDK 应用：您想要运行通过 VFIO 驱动程序访问节点上的 NIC 的 DPDK 应用。您可以通过完全绕过内核、Kubernetes 和 GKE Dataplane V2 来获得最佳数据包速率。
- 绕过 Kubernetes 和 GKE Dataplane V2 直接访问 vNIC：您运行需要直接访问节点上的网络接口卡 (NIC) 的容器中网络功能。例如，希望绕过 Kubernetes 和 GKE Dataplane V2 以实现最短延迟时间的高性能计算 (HPC) 应用。某些应用还希望访问 NIC 的 PCIe 拓扑信息以与其他设备（如 GPU）搭配使用。
优势
Pod 的多网络支持具有以下优势：
- 流量隔离：Pod 的多网络支持使您可以隔离 GKE 集群中的流量。您可以创建具有多个网络接口的 Pod，以在运行特定云原生网络功能 (CNF) 的 Pod 中根据功能（如管理和数据平面）隔离流量。
- 双宿：双宿使 Pod 可以具有多个接口并将流量路由到不同的 VPC，从而允许 Pod 同时与主要 VPC 和次要 VPC 建立连接。如果一个 VPC 遇到问题，应用可以改为使用次要 VPC。
- 网络分段：Pod 可以根据工作负载需求连接到内部或外部网络。根据工作负载的特定要求，您可以选择将哪些 Pod 或 Pod 组连接到每个网络。例如，您可以使用内部网络进行东西通信，使用外部网络进行互联网访问。这样，您就可以根据工作负载的特定需求定制其网络连接。
- 通过 DPDK 实现最佳性能：GKE 中的 Pod 多网络支持使 DPDK 应用可以在 GKE Pod 中运行，从而提供最佳数据包处理性能。
- 在 Pod 中直接提供主机 NIC：支持多网络的
netdevice模式 NIC 绕过 Kubernetes 和 GKE Dataplane V2，将虚拟机 NIC 直接传递给 Pod。这可以最大限度地缩短设备之间的协作延迟时间。 - 性能：如需提升应用的性能，您可以将应用连接到最符合应用需求的网络。