网络
1 - 使用 HostAliases 向 Pod /etc/hosts 文件添加条目
当 DNS 配置以及其它选项不合理的时候，通过向 Pod 的 /etc/hosts 文件中添加条目，
可以在 Pod 级别覆盖对主机名的解析。你可以通过 PodSpec 的 HostAliases
字段来添加这些自定义条目。
建议通过使用 HostAliases 来进行修改，因为该文件由 Kubelet 管理，并且 可以在 Pod 创建/重启过程中被重写。
默认 hosts 文件内容
让我们从一个 Nginx Pod 开始，该 Pod 被分配一个 IP：
kubectl run nginx --image nginx
pod/nginx created
检查 Pod IP：
kubectl get pods --output=wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
nginx 1/1 Running 0 13s 10.200.0.4 worker0
主机文件的内容如下所示：
kubectl exec nginx -- cat /etc/hosts
# Kubernetes-managed hosts file.
127.0.0.1 localhost
::1 localhost ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0 ip6-localnet
fe00::0 ip6-mcastprefix
fe00::1 ip6-allnodes
fe00::2 ip6-allrouters
10.200.0.4 nginx
默认情况下，hosts 文件只包含 IPv4 和 IPv6 的样板内容，像 localhost 和主机名称。
通过 HostAliases 增加额外条目
除了默认的样板内容，你可以向 hosts 文件添加额外的条目。
例如，要将 foo.local、bar.local 解析为 127.0.0.1，
将 foo.remote、 bar.remote 解析为 10.1.2.3，你可以在
.spec.hostAliases 下为 Pod 配置 HostAliases。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: hostaliases-pod
spec:
restartPolicy: Never
hostAliases:
- ip: "127.0.0.1"
hostnames:
- "foo.local"
- "bar.local"
- ip: "10.1.2.3"
hostnames:
- "foo.remote"
- "bar.remote"
containers:
- name: cat-hosts
image: busybox:1.28
command:
- cat
args:
- "/etc/hosts"
你可以使用以下命令用此配置启动 Pod：
kubectl apply -f https://k8s.io/examples/service/networking/hostaliases-pod.yaml
pod/hostaliases-pod created
检查 Pod 详情，查看其 IPv4 地址和状态：
kubectl get pod --output=wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
hostaliases-pod 0/1 Completed 0 6s 10.200.0.5 worker0
hosts 文件的内容看起来类似如下所示：
kubectl logs hostaliases-pod
# Kubernetes-managed hosts file.
127.0.0.1 localhost
::1 localhost ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0 ip6-localnet
fe00::0 ip6-mcastprefix
fe00::1 ip6-allnodes
fe00::2 ip6-allrouters
10.200.0.5 hostaliases-pod
# Entries added by HostAliases.
127.0.0.1 foo.local bar.local
10.1.2.3 foo.remote bar.remote
在最下面额外添加了一些条目。
为什么 kubelet 管理 hosts 文件？
kubelet 管理每个Pod 容器的 hosts 文件，以防止容器运行时在容器已经启动后修改文件。
由于历史原因，Kubernetes 总是使用 Docker Engine 作为其容器运行时，而 Docker Engine
将在容器启动后修改 /etc/hosts 文件。
当前的 Kubernetes 可以使用多种容器运行时；即便如此，kubelet 管理在每个容器中创建 hosts文件， 以便你使用任何容器运行时运行容器时，结果都符合预期。
请避免手工更改容器内的 hosts 文件内容。
如果你对 hosts 文件做了手工修改，这些修改都会在容器退出时丢失。
2 - 扩展 Service IP 范围
Kubernetes v1.29 [alpha]
本文将介绍如何扩展分配给集群的现有 Service IP 范围。
准备开始
你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，同时你必须配置 kubectl 命令行工具与你的集群通信。 建议在至少有两个不作为控制平面主机的节点的集群上运行本教程。 如果你还没有集群，你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群，或者你可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一：
你的 Kubernetes 服务器版本必须不低于版本 v1.29. 要获知版本信息，请输入kubectl version.
API
如果 Kubernetes 集群的 kube-apiserver 启用了 MultiCIDRServiceAllocator
特性门控和
networking.k8s.io/v1alpha1 API，集群将创建一个新的 ServiceCIDR 对象，
该对象采用 kubernetes 这个众所周知的名称并基于 kube-apiserver 的 --service-cluster-ip-range
命令行参数的值来使用 IP 地址范围。
kubectl get servicecidr
NAME CIDRS AGE
kubernetes 10.96.0.0/28 17d
公认的 kubernetes Service 将 kube-apiserver 的端点暴露给 Pod，
计算出默认 ServiceCIDR 范围中的第一个 IP 地址，并将该 IP 地址用作其集群 IP 地址。
kubectl get service kubernetes
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 17d
在本例中，默认 Service 使用具有对应 IPAddress 对象的 ClusterIP 10.96.0.1。
kubectl get ipaddress 10.96.0.1
NAME PARENTREF
10.96.0.1 services/default/kubernetes
ServiceCIDR 受到 终结器 的保护， 以避免留下孤立的 Service ClusterIP；只有在存在包含现有 IPAddress 的另一个子网或者没有属于此子网的 IPAddress 时，才会移除终结器。
扩展 Service 可用的 IP 数量
有时候用户需要增加可供 Service 使用的 IP 地址数量。 以前，增加 Service 范围是一个可能导致数据丢失的破坏性操作。 有了这个新的特性后，用户只需添加一个新的 ServiceCIDR 对象，便能增加可用地址的数量。
添加新的 ServiceCIDR
对于 Service 范围为 10.96.0.0/28 的集群，只有 2^(32-28) - 2 = 14 个可用的 IP 地址。
kubernetes.default Service 始终会被创建；在这个例子中，你只剩下了 13 个可能的 Service。
for i in $(seq 1 13); do kubectl create service clusterip "test-$i" --tcp 80 -o json | jq -r .spec.clusterIP; done
10.96.0.11
10.96.0.5
10.96.0.12
10.96.0.13
10.96.0.14
10.96.0.2
10.96.0.3
10.96.0.4
10.96.0.6
10.96.0.7
10.96.0.8
10.96.0.9
error: failed to create ClusterIP service: Internal error occurred: failed to allocate a serviceIP: range is full
通过创建一个扩展或新增 IP 地址范围的新 ServiceCIDR，你可以提高 Service 可用的 IP 地址数量。
cat <EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: networking.k8s.io/v1alpha1
kind: ServiceCIDR
metadata:
name: newcidr1
spec:
cidrs:
- 10.96.0.0/24
EOF
servicecidr.networking.k8s.io/newcidr1 created
这将允许你创建新的 Service，其 ClusterIP 将从这个新的范围中选取。
for i in $(seq 13 16); do kubectl create service clusterip "test-$i" --tcp 80 -o json | jq -r .spec.clusterIP; done
10.96.0.48
10.96.0.200
10.96.0.121
10.96.0.144
删除 ServiceCIDR
如果存在依赖于 ServiceCIDR 的 IPAddress，你将无法删除 ServiceCIDR。
kubectl delete servicecidr newcidr1
servicecidr.networking.k8s.io "newcidr1" deleted
Kubernetes 在 ServiceCIDR 上使用一个终结器来跟踪这种依赖关系。
kubectl get servicecidr newcidr1 -o yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1alpha1
kind: ServiceCIDR
metadata:
creationTimestamp: "2023-10-12T15:11:07Z"
deletionGracePeriodSeconds: 0
deletionTimestamp: "2023-10-12T15:12:45Z"
finalizers:
- networking.k8s.io/service-cidr-finalizer
name: newcidr1
resourceVersion: "1133"
uid: 5ffd8afe-c78f-4e60-ae76-cec448a8af40
spec:
cidrs:
- 10.96.0.0/24
status:
conditions:
- lastTransitionTime: "2023-10-12T15:12:45Z"
message:
There are still IPAddresses referencing the ServiceCIDR, please remove
them or create a new ServiceCIDR
reason: OrphanIPAddress
status: "False"
type: Ready
移除一些 Service，这些 Service 包含阻止删除 ServiceCIDR 的 IP 地址：
for i in $(seq 13 16); do kubectl delete service "test-$i" ; done
service "test-13" deleted
service "test-14" deleted
service "test-15" deleted
service "test-16" deleted
控制平面会注意到这种移除操作。控制平面随后会移除其终结器，以便真正移除待删除的 ServiceCIDR。
kubectl get servicecidr newcidr1
Error from server (NotFound): servicecidrs.networking.k8s.io "newcidr1" not found
3 - 验证 IPv4/IPv6 双协议栈
本文分享了如何验证 IPv4/IPv6 双协议栈的 Kubernetes 集群。
准备开始
你的 Kubernetes 服务器版本必须不低于版本 v1.23. 要获知版本信息，请输入kubectl version.
验证寻址
验证节点寻址
每个双协议栈节点应分配一个 IPv4 块和一个 IPv6 块。
通过运行以下命令来验证是否配置了 IPv4/IPv6 Pod 地址范围。
将示例节点名称替换为集群中的有效双协议栈节点。
在此示例中，节点的名称为 k8s-linuxpool1-34450317-0：
kubectl get nodes k8s-linuxpool1-34450317-0 -o go-template --template='{{range .spec.podCIDRs}}{{printf "%s\n" .}}{{end}}'
10.244.1.0/24
2001:db8::/64
应该分配一个 IPv4 块和一个 IPv6 块。
验证节点是否检测到 IPv4 和 IPv6 接口。用集群中的有效节点替换节点名称。
在此示例中，节点名称为 k8s-linuxpool1-34450317-0：
kubectl get nodes k8s-linuxpool1-34450317-0 -o go-template --template='{{range .status.addresses}}{{printf "%s: %s\n" .type .address}}{{end}}'
Hostname: k8s-linuxpool1-34450317-0
InternalIP: 10.0.0.5
InternalIP: 2001:db8:10::5
验证 Pod 寻址
验证 Pod 已分配了 IPv4 和 IPv6 地址。用集群中的有效 Pod 替换 Pod 名称。
在此示例中，Pod 名称为 pod01：
kubectl get pods pod01 -o go-template --template='{{range .status.podIPs}}{{printf "%s\n" .ip}}{{end}}'
10.244.1.4
2001:db8::4
你也可以通过 status.podIPs 使用 Downward API 验证 Pod IP。
以下代码段演示了如何通过容器内称为 MY_POD_IPS 的环境变量公开 Pod 的 IP 地址。
env:
- name: MY_POD_IPS
valueFrom:
fieldRef:
fieldPath: status.podIPs
使用以下命令打印出容器内部 MY_POD_IPS 环境变量的值。
该值是一个逗号分隔的列表，与 Pod 的 IPv4 和 IPv6 地址相对应。
kubectl exec -it pod01 -- set | grep MY_POD_IPS
MY_POD_IPS=10.244.1.4,2001:db8::4
Pod 的 IP 地址也将被写入容器内的 /etc/hosts 文件中。
在双栈 Pod 上执行 cat /etc/hosts 命令操作。
从输出结果中，你可以验证 Pod 的 IPv4 和 IPv6 地址。
kubectl exec -it pod01 -- cat /etc/hosts
# Kubernetes-managed hosts file.
127.0.0.1 localhost
::1 localhost ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0 ip6-localnet
fe00::0 ip6-mcastprefix
fe00::1 ip6-allnodes
fe00::2 ip6-allrouters
10.244.1.4 pod01
2001:db8::4 pod01
验证服务
创建以下未显式定义 .spec.ipFamilyPolicy 的 Service。
Kubernetes 将从首个配置的 service-cluster-ip-range 给 Service 分配集群 IP，
并将 .spec.ipFamilyPolicy 设置为 SingleStack。
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service
labels:
app.kubernetes.io/name: MyApp
spec:
selector:
app.kubernetes.io/name: MyApp
ports:
- protocol: TCP
port: 80
使用 kubectl 查看 Service 的 YAML 定义。
kubectl get svc my-service -o yaml
该 Service 通过在 kube-controller-manager 的 --service-cluster-ip-range
标志设置的第一个配置范围，将 .spec.ipFamilyPolicy 设置为 SingleStack，
将 .spec.clusterIP 设置为 IPv4 地址。
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service
namespace: default
spec:
clusterIP: 10.0.217.164
clusterIPs:
- 10.0.217.164
ipFamilies:
- IPv4
ipFamilyPolicy: SingleStack
ports:
- port: 80
protocol: TCP
targetPort: 9376
selector:
app.kubernetes.io/name: MyApp
sessionAffinity: None
type: ClusterIP
status:
loadBalancer: {}
创建以下显式定义 .spec.ipFamilies 数组中的第一个元素为 IPv6 的 Service。
Kubernetes 将 service-cluster-ip-range 配置的 IPv6 地址范围给 Service 分配集群 IP，
并将 .spec.ipFamilyPolicy 设置为 SingleStack。
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service
labels:
app.kubernetes.io/name: MyApp
spec:
ipFamilies:
- IPv6
selector:
app.kubernetes.io/name: MyApp
ports:
- protocol: TCP
port: 80
使用 kubectl 查看 Service 的 YAML 定义。
kubectl get svc my-service -o yaml
该 Service 通过在 kube-controller-manager 的 --service-cluster-ip-range
标志设置的 IPv6 地址范围，将 .spec.ipFamilyPolicy 设置为 SingleStack，
将 .spec.clusterIP 设置为 IPv6 地址。
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
labels:
app.kubernetes.io/name: MyApp
name: my-service
spec:
clusterIP: 2001:db8:fd00::5118
clusterIPs:
- 2001:db8:fd00::5118
ipFamilies:
- IPv6
ipFamilyPolicy: SingleStack
ports:
- port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
app.kubernetes.io/name: MyApp
sessionAffinity: None
type: ClusterIP
status:
loadBalancer: {}
创建以下显式定义 .spec.ipFamilyPolicy 为 PreferDualStack 的 Service。
Kubernetes 将分配 IPv4 和 IPv6 地址（因为该集群启用了双栈），
并根据 .spec.ipFamilies 数组中第一个元素的地址族，
从 .spec.ClusterIPs 列表中选择 .spec.ClusterIP。
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service
labels:
app.kubernetes.io/name: MyApp
spec:
ipFamilyPolicy: PreferDualStack
selector:
app.kubernetes.io/name: MyApp
ports:
- protocol: TCP
port: 80
kubectl get svc 命令将仅在 CLUSTER-IP 字段中显示主 IP。
kubectl get svc -l app.kubernetes.io/name=MyApp
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
my-service ClusterIP 10.0.216.242 <none> 80/TCP 5s
使用 kubectl describe 验证服务是否从 IPv4 和 IPv6 地址块中获取了集群 IP。
然后你就可以通过 IP 和端口，验证对服务的访问。
kubectl describe svc -l app.kubernetes.io/name=MyApp
Name: my-service
Namespace: default
Labels: app.kubernetes.io/name=MyApp
Annotations: <none>
Selector: app.kubernetes.io/name=MyApp
Type: ClusterIP
IP Family Policy: PreferDualStack
IP Families: IPv4,IPv6
IP: 10.0.216.242
IPs: 10.0.216.242,2001:db8:fd00::af55
Port: <unset> 80/TCP
TargetPort: 9376/TCP
Endpoints: <none>
Session Affinity: None
Events: <none>
创建双协议栈负载均衡服务
如果云提供商支持配置启用 IPv6 的外部负载均衡器，则创建如下 Service 时将
.spec.ipFamilyPolicy 设置为 PreferDualStack, 并将 spec.ipFamilies 字段
的第一个元素设置为 IPv6，将 type 字段设置为 LoadBalancer：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-service
labels:
app.kubernetes.io/name: MyApp
spec:
ipFamilyPolicy: PreferDualStack
ipFamilies:
- IPv6
type: LoadBalancer
selector:
app.kubernetes.io/name: MyApp
ports:
- protocol: TCP
port: 80
检查服务：
kubectl get svc -l app.kubernetes.io/name=MyApp
验证服务是否从 IPv6 地址块中接收到 CLUSTER-IP 地址以及 EXTERNAL-IP。
然后，你可以通过 IP 和端口验证对服务的访问。
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
my-service LoadBalancer 2001:db8:fd00::7ebc 2603:1030:805::5 80:30790/TCP 35s