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Flannel UDP模式

5294人阅读 2022/12/12 14:25 总访问：2993923 评论：0 收藏：0 手机

分类: 容器编排

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/a7b81907f2e249d0a1ca79b4c0726515.png)
># Flannel UDP模式
[TOC]

## Tap与Tun设备

tn2>tap/tun 提供了一台主机内用户空间的数据传输机制。
不同是一个处理二层一个处理三层。
更多可参考以往文章：https://www.tnblog.net/hb/article/details/7233#TAP%E4%B8%8ETUN%E8%AE%BE%E5%A4%87

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/754344bf143e4534ab334a4aac4d77bb.png)

## Tun设备应用举例

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/0f61f65af988461ba9e2f938c1bcb843.png)

## Flannel UDP 模式原理

tn2>UDP模式下flanneld进程在启动时会通过打开`/dev/net/tun`的方式生成一个TUN设备(也就是我们的`flannel0`)，TUN设备可以简单理解为Linux当中提供的一种内核网络与用户空间（应用程序）通信的一种机制，TUN设备的特殊性在于它可把数据包转给创建它的用户空间进程，从而实现内核到用户空间的拷贝。即可通过直接读取tun设备的方式收发RAW IP包。

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/d6af9577128d4e85b72ee9ea3225d332.png)

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/f33bf1e2fc4a495c9d193825fb681ec5.png)


```bash
netstat -ulnp | grep flanneld
```

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/58181448f5584d41b63d98f1e9301b78.png)

## 首先安装Flannel UDP

tn2>修改`kube-flannel.yaml`文件中的`net.conf`的`Backend.Type`为`udp`，关于UDP模式默认的Port为`8285`,如果想更改为其他的Port仍然可以通过`Backend.Port`参数来进行修改。

```bash
  net-conf.json: |
    {
      "Network": "10.244.0.0/16",
      "Backend": {
        "Type": "udp"
      }
    }
```

```bash
kubectl delete -f kube-flannel.yaml
kubectl apply -f kube-flannel.yaml
```

tn2>然后我们运行三个pod，进行不同节点上的pod进行ping，这里我们以c1和c3为例子。

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/d6940295b6dd47ba95fa5d2cd97ca829.png)

tn2>我们首先尝试一下是否能够ping得通，发现是没问题的。

```bash
kubectl exec pod/c1 -- ping 192.168.2.40
```

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/14bf562827bc425c873811fedadd6442.png)

tn>我们ping的时候，源IP与目的IP不变，中间MAC每隔一跳就变一次，可通过`tcpdump -pne -i cni0 icmp`尝试抓包。

tn2>接着我们需要查路由表了，如果要访问`192.168.2.40`网络应该从第二条路由出去到主机网络名称空间下，

```bash
kubectl exec pod/c1 -- route -n
```

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/66258e2e4cf74b2fa73504ffbe3fe12b.png)

tn2>接着我们再次查询node1节点的路由表，发现它的网关下一跳为`0.0.0.0`，从接口`flannel0`出去，而`flannel0`是由我们的`flanneld`创建的tun设备。

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/5be912f10a1147bf83f4023b5a1bd2b3.png)

tn2>如何知道`flannel0`是一个tun设备呢？我们再通过`ip -d link show flannel0`命令查看，是有一个`tun`标志的。

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/7ec2e3416ab24a71b9d148e0b51d3cee.png)

tn2>由于是`tun`设备那么是不需要mac地址的，因为两端是直连的，我们可以通过下面的命令抓包查看。

```bash
tcpdump -pne -i flannel0
```

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/99d5abda648a4d7cb09c123a94e838a3.png)

tn2>然后数据包从内核空间copy到我们?户空间的flanneld上去。
由于flanneld进程会采?UDP来分装原始的ping包（ICMP包），所以会在其原始数据包外层再加上?层数据头。

>### 问题一

tn2>数据报?交给flanneld进程，此时他需要指导内核去安装?定的数据形式，这?是UDP Mode来做数据包的封装。这?涉及?个问题,就是如何获取？

tn>?的Pod所在的?的Node。因为封装的?的就是想要数据包的IP头能在外部的交换或是路由设备上进程数据转发。
flanneld在启动时会将该节点的?络信息通过api-server保存到etcd当中，故在发送报?时可以通过查询etcd得到192.168.2.40这个Pod的IP属于10.211.55.9该Node2。
所以在数据包在即将被封装的时候，这?就获取到了四元组信息：

```bash
 S_IP： 10.211.55.8 D_IP： 10.211.55.9
 S_MAC：00:1c:42:fd:68:ff D_MAC: 00:1c:42:ad:be:97
```

>### 问题二

 tn2>这?还有?个Note：对于flanneld是如何知道采?哪?张宿主机上的?卡进?封装外层IP的呢？

tn>1.通常是以默认路由的地址来作为缺省封装的外层地址。
2.也可以指定。
此时数据包就可以被转发出去了。

tn2>我们可以通过抓包的方式进行查看。

```bash
tcpdump -pne -i eth0 -w eth0_udp.cap
```

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/d14e590cc3ae4851a23460fd775eda26.png)

tn2>打开鲨鱼，我们先将UDP的包转换成IPv4的格式，这样就能查看到完整的包了。

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/241d2a8529384309902d680cf8a5b8a0.png)

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/2e11fd1eb34c4e29b07641a94646865b.png)

![](https://img.tnblog.net/arcimg/hb/ca0e775b085347c5ad761f0a4f3d1af5.png)

tn2>现在已经看到flanneld封装完整的包，现在我们知道要发往的是`10.211.55.9`这个地址，走的就是第二条路由出去。
然后到达节点二后又通过进入内核，从tun出去到flanneld进行解开包，然后再查询node2的路由表到达cni0，最后到达c3 pod节点。

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