云原生网络2.0模型说明
云原生网络2.0模型
云原生网络2.0是自研的新一代容器网络模型,深度整合了虚拟私有云VPC的弹性网卡(Elastic Network Interface,简称ENI)和辅助弹性网卡(Sub Network Interface,简称Sub-ENI)的能力,将Pod直接绑定弹性网卡或辅助弹性网卡,使每个Pod在VPC内均拥有独立的IP地址,且支持ELB直通容器、Pod绑定安全组、Pod绑定弹性公网IP等特性。由于不需要使用容器隧道封装和NAT地址转换,云原生网络2.0模型与容器隧道网络模型和VPC网络模型相比具有更高的网络性能。

在云原生网络2.0模型的集群中,Pod依赖弹性网卡(ENI)/辅助弹性网卡(Sub-ENI)对外进行网络通信:
- 裸金属节点上运行的Pod:使用弹性网卡对外进行网络通信。
- ECS节点上运行的Pod:使用辅助弹性网卡对外进行网络通信,辅助弹性网卡通过VLAN子接口挂载在ECS的弹性网卡上。
- Pod数量上限:由于需要为每个Pod绑定网卡,节点上可运行的Pod数量上限由该节点的能绑定的网卡个数和网卡端口数决定。
- 通信方式:节点内Pod间通信、跨节点Pod间通信、Pod访问集群外网络的情况均直接通过VPC的弹性网卡/弹性辅助网卡进行流量转发。
约束与限制
仅CCE Turbo集群支持使用云原生网络2.0模型。
优缺点
优点
- 基于VPC构建容器网络,每个Pod具有独立的网卡及IP地址,易于排查网络问题,且具有最高的性能表现。
- 在同一个VPC内,由于Pod直接绑定VPC网卡,集群外部的资源可以与集群内部的容器直接进行网络通信。
同理,如果该VPC和其他VPC或数据中心网络环境连通,在网段不冲突的情况下,其他VPC或数据中心所属的资源也可以与集群内部的容器直接进行网络通信。
- Pod可直接使用VPC提供的负载均衡、安全组、弹性公网IP等能力。
缺点
由于容器网络基于VPC构建,每个Pod都会从VPC网段内分配IP地址,消耗VPC的地址空间,创建集群前需要合理规划好容器网段。
适用场景
- 性能要求高:由于云原生网络2.0直接使用VPC网络构建容器网络,容器通信不需要进行隧道封装和NAT转换,所以适用于对带宽、时延要求极高的业务场景,比如:线上直播、电商抢购等。
- 大规模组网:云原生网络2.0当前最大可支持2000个ECS节点,10万个Pod。
网段规划建议
在集群网络构成中介绍集群中网络地址可分为集群网络、容器网络、服务网络三块,在规划网络地址时需要从如下方面考虑:
- 集群所在VPC下所有子网(包括扩展网段子网)不能和服务网段冲突。
- 保证每个网段有足够的IP地址可用。
- 集群网段的IP地址要与集群规模相匹配,否则会因为IP地址不足导致无法创建节点。
- 容器网段的IP地址要与业务规模相匹配,否则会因为IP地址不足导致无法创建Pod。
云原生网络2.0模型下,由于容器网段与节点网段共同使用VPC下的网络地址,建议容器子网与节点子网不要使用同一个子网,否则容易出现IP资源不足导致容器或节点创建失败的情况。
另外云原生网络2.0模型下容器网段支持在创建集群后增加子网,扩展可用IP数量,此时需要注意增加的子网不要与容器网段其他子网存在网络冲突。
云原生网络2.0访问示例
本示例中,已创建一个CCE Turbo集群,且集群中包含3个ECS节点。
在ECS控制台中查看其中一个节点的基本信息,在网卡信息中可以看到节点上绑定了一个主网卡和扩展网卡,这两个网卡都属于弹性网卡,其中扩展网卡的IP地址属于容器网络网段,用于给Pod挂载辅助弹性网卡Sub-ENI。

在云原生网络2.0集群中创建工作负载的访问示例如下。
- 使用kubectl命令行工具连接集群,详情请参见通过kubectl连接集群。
- 在集群中创建一个Deployment。
创建deployment.yaml文件,文件内容示例如下:
kind: Deployment apiVersion: apps/v1 metadata: name: example namespace: default spec: replicas: 6 selector: matchLabels: app: example template: metadata: labels: app: example spec: containers: - name: container-0 image: 'nginx:perl' resources: limits: cpu: 250m memory: 512Mi requests: cpu: 250m memory: 512Mi imagePullSecrets: - name: default-secret
创建该工作负载:
kubectl apply -f deployment.yaml
- 查看已运行的Pod。
kubectl get pod -owide
回显如下:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES example-5bdc5699b7-54v7g 1/1 Running 0 7s 10.1.18.2 10.1.0.167 <none> <none> example-5bdc5699b7-6dzx5 1/1 Running 0 7s 10.1.18.216 10.1.0.186 <none> <none> example-5bdc5699b7-gq7xs 1/1 Running 0 7s 10.1.16.63 10.1.0.144 <none> <none> example-5bdc5699b7-h9rvb 1/1 Running 0 7s 10.1.16.125 10.1.0.167 <none> <none> example-5bdc5699b7-s9fts 1/1 Running 0 7s 10.1.16.89 10.1.0.144 <none> <none> example-5bdc5699b7-swq6q 1/1 Running 0 7s 10.1.17.111 10.1.0.167 <none> <none>
这里Pod的IP都是Sub-ENI,挂载在节点的ENI上(扩展网卡)。
例如10.1.0.167节点对应的扩展网卡IP地址为10.1.17.172。在弹性网卡控制台上查看IP地址为10.1.17.172的扩展网卡上挂载了3个Sub-ENI,均为该节点上运行的Pod IP。
图3 Pod网卡 - 登录同一VPC内的云服务器,从集群外直接访问Pod的IP,本示例中为10.1.18.2。
curl 10.1.18.2
回显如下,说明可正常访问工作负载应用:
<!DOCTYPE html> <html> <head> <title>Welcome to nginx!</title> <style> body { width: 35em; margin: 0 auto; font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; } </style> </head> <body> <h1>Welcome to nginx!</h1> <p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and working. Further configuration is required.</p> <p>For online documentation and support please refer to <a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/> Commercial support is available at <a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p> <p><em>Thank you for using nginx.</em></p> </body> </html>
更多说明
相关文档
- 有关不同网络模型集群中节点可创建的最大Pod数量的详细信息,请参见节点可创建的最大Pod数量说明。
- 关于集群网段的详细规划建议,请参见集群网络地址段规划实践。