【容器云架构】Calico 组件架构

news2024/12/23 23:27:06

Calico 组件


下图显示了 Kubernetes 的必需和可选 Calico 组件，具有网络和网络策略的本地部署。

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Calico 组件

  • Calico API server

  • Felix

  • BIRD

  • confd

  • Dikastes

  • CNI plugin

  • Datastore plugin

  • IPAM plugin

  • kube-controllers

  • Typha

  • calicoctl

云编排器的插件

  • Plugins for cloud orchestrators

Calico API 服务器


主要任务：让您直接使用 kubectl 管理 Calico 资源。

菲利克斯（Felix）


主要任务：对路由和 ACL 以及主机上所需的任何其他内容进行编程，以便为该主机上的端点提供所需的连接。在托管端点的每台机器上运行。作为代理守护程序运行。费利克斯资源。

根据具体的编排器环境，Felix 负责：

接口管理

将有关接口的信息编程到内核中，以便内核可以正确处理来自该端点的流量。特别是，它确保主机使用主机的 MAC 响应来自每个工作负载的 ARP 请求，并为其管理的接口启用 IP 转发。它还监视接口以确保在适当的时间应用编程。

Route programming （路由编程)

将路由到其主机上的端点的程序路由到 Linux 内核 FIB（转发信息库）中。这确保了以到达主机的那些端点为目的地的数据包被相应地转发。

ACL 编程

将 ACL 编程到 Linux 内核中，以确保只能在端点之间发送有效流量，并且端点不能绕过 Calico 安全措施。

状态报告

提供网络健康数据。特别是，它会在配置其主机时报告错误和问题。此数据被写入数据存储，因此对网络的其他组件和操作员可见。

注意：calico/node 可以在仅策略模式下运行，其中 Felix 在没有 BIRD 和 confd 的情况下运行。这提供了无需在主机之间分配路由的策略管理，并用于托管云提供商等部署。您可以通过在启动节点之前设置环境变量 CALICO_NETWORKING_BACKEND=none 来启用此模式。

BIRD


主要任务：从 Felix 获取路由并分发给网络上的 BGP 对等体，用于主机间路由。在托管 Felix 代理的每个节点上运行。开源的互联网路由守护进程。鸟。

BGP客户端负责：

路线分发

当 Felix 将路由插入 Linux 内核 FIB 时，BGP 客户端会将它们分发到部署中的其他节点。这确保了部署的有效流量路由。

BGP 路由反射器配置

BGP 路由反射器通常用于大型部署而不是标准 BGP 客户端。BGP 路由反射器充当连接 BGP 客户端的中心点。 （标准 BGP 要求每个 BGP 客户端都连接到网状拓扑中的每个其他 BGP 客户端，这很难维护。）

为了冗余，您可以无缝部署多个 BGP 路由反射器。BGP 路由反射器仅参与网络控制：没有端点数据通过它们。当 Calico BGP 客户端将其 FIB 中的路由通告给路由反射器时，路由反射器会将这些路由通告给部署中的其他节点。

confd


主要任务：监控 Calico 数据存储以了解 BGP 配置和全局默认值（例如 AS 编号、日志记录级别和 IPAM 信息）的更改。开源、轻量级的配置管理工具。

Confd 根据数据存储中数据的更新动态生成 BIRD 配置文件。当配置文件发生变化时，confd 会触发 BIRD 加载新文件。配置confd和confd项目。

Dikastes


主要任务：为 Istio 服务网格实施网络策略。作为 Istio Envoy 的 sidecar 代理在集群上运行。

（可选）Calico 在 Linux 内核（使用 iptables，L3-L4）和 L3-L7 使用名为 Dikastes 的 Envoy sidecar 代理对工作负载实施网络策略，并对请求进行加密身份验证。使用多个实施点基于多个标准建立远程端点的身份。即使工作负载 pod 受到威胁，并且 Envoy 代理被绕过，主机 Linux 内核实施也会保护您的工作负载。Dikastes 和 Istio 文档。

CNI 插件


主要任务：为 Kubernetes 集群提供 Calico 网络。

将此 API 提供给 Kubernetes 的 Calico 二进制文件称为 CNI 插件，必须安装在 Kubernetes 集群中的每个节点上。Calico CNI 插件允许您将 Calico 网络用于任何使用 CNI 网络规范的编排器。通过标准的 CNI 配置机制和 Calico CNI 插件进行配置。

数据存储插件（Datastore plugin）


主要任务：通过减少每个节点对数据存储的影响来扩大规模。它是 Calico CNI 插件之一。

Kubernetes API 数据存储 (kdd)

将 Kubernetes API 数据存储 (kdd) 与 Calico 一起使用的优点是：

  • 管理更简单，因为它不需要额外的数据存储

  • 使用 Kubernetes RBAC 控制对 Calico 资源的访问

  • 使用 Kubernetes 审计日志生成 Calico 资源更改的审计日志

etcd

etcd 是一个一致的、高可用性的分布式键值存储，它为 Calico 网络提供数据存储，并用于组件之间的通信。支持 etcd 仅保护非集群主机（从 Calico v3.1 开始）。为了完整起见，etcd 的优点是：

  • 让您在非 Kubernetes 平台上运行 Calico

  • 分离 Kubernetes 和 Calico 资源之间的关注点，例如允许您独立扩展数据存储

  • 让您运行包含多个 Kubernetes 集群的 Calico 集群，例如，具有 Calico 主机保护的裸机服务器与 Kubernetes 集群互通；或多个 Kubernetes 集群。

etcd 管理员指南

IPAM 插件


主要任务：使用 Calico 的 IP 池资源来控制 IP 地址如何分配给集群内的 Pod。它是大多数 Calico 安装使用的默认插件。它是 Calico CNI 插件之一。

kube-控制器（kube-controllers）


主要任务：监控 Kubernetes API 并根据集群状态执行操作。kube 控制器。

tigera/kube-controllers 容器包括以下控制器：

  • 策略控制器

  • 命名空间控制器

  • 服务帐户控制器

  • 工作负载端点控制器

  • 节点控制器

香蒲（Typha）


主要任务：通过减少每个节点对数据存储的影响来扩大规模。在数据存储和 Felix 实例之间作为守护进程运行。默认安装，但未配置。Typha 描述和 Typha 组件。

Typha 代表其所有客户端（如 Felix 和 confd）维护单个数据存储连接。它缓存数据存储状态并删除重复事件，以便可以将它们分散到许多侦听器。因为一个 Typha 实例可以支持数百个 Felix 实例，它大大减少了数据存储的负载。并且由于 Typha 可以过滤掉与 Felix 无关的更新，因此也降低了 Felix 的 CPU 使用率。在大规模（超过 100 个节点）Kubernetes 集群中，这是必不可少的，因为 API 服务器生成的更新数量会随着节点数量的增加而增加。

花椰菜（calicoctl）


主要任务：创建、读取、更新和删除 Calico 对象的命令行界面。calicoctl 命令行可在任何可以通过网络访问 Calico 数据存储（作为二进制文件或容器）的主机上使用。需要单独安装。花椰菜

云编排器的插件


主要任务：将用于管理网络的协调器 API 转换为 Calico 数据模型和数据存储。

对于云提供商，Calico 为每个主要的云编排平台都有一个单独的插件。这允许 Calico 与编排器紧密绑定，因此用户可以使用他们的编排工具管理 Calico 网络。需要时，编排器插件会从 Calico 网络向编排器提供反馈。例如，提供有关 Felix 活跃度的信息，并在网络设置失败时将特定端点标记为失败。

本文 :https://architect.pub/calico-component-architecture
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