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这篇文章主要讲解了“Kilo的使用教程”,文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习“Kilo的使用教程”吧!
写了这么多篇 WireGuard
相关的保姆教程,今天终于牵扯到 Kubernetes
了,不然怎么对得起“云原生”这三个字。如果看到这篇文章的你仍然是个 WireGuard
新手,请务必按照以下顺序阅读每一篇文章:
WireGuard 教程:WireGuard 的工作原理
WireGuard 快速安装教程
WireGuard 配置教程:使用 wg-gen-web 来管理 WireGuard 的配置
Wireguard 全互联模式(full mesh)配置指南
如果遇到不明白的,可以参考这篇文章的注解:
WireGuard 教程:WireGuard 的搭建使用与配置详解
剩下这几篇文章是可选的,有兴趣就看看:
我为什么不鼓吹 WireGuard
Why not "Why not WireGuard?"
WireGuard 教程:使用 DNS-SD 进行 NAT-to-NAT 穿透
WireGuard 在云原生领域的应用有两个方面:组网和加密。不管是组网还是加密,其实都是和 CNI
有关,你可以在原有的组网方案上利用 WireGuard 进行加密,也可以直接利用 WireGuard 来进行组网。目前直接利用 WireGuard 进行组网的 CNI 有 Flannel、Wormhole 和 Kilo,只利用 WireGuard 进行数据加密的 CNI 只有 Calico,当然 Flannel
也可以和 Kilo
结合使用,这样就只利用 WireGuard 来进行加密了。
我的兴趣点还是在于利用 WireGuard 组网,想象一下,你在 AWS、Azure、GCP 和阿里云上分别薅了一台云主机,你想将这四台云主机组建成一个 k3s
集群,而且在任何一个设备上都能直接访问这个 k3s
集群中的 Pod IP
和 Service IP
,如何才能优雅地实现这个目标?
要分两步走:第一步是打通 k3s 集群各个节点之间的容器网络,最后一步是打通本地与云上容器之间的网络。先来看第一步,跨云打通容器网络,这一步主要还是得仰仗 CNI。Flannel
的自定义选项比较少,Whormhole
已经很久没更新了,推荐使用 Kilo
来作为 k3s 的 CNI
。
在部署 Kilo
之前,需要调整 k3s 的启动参数,取消默认的 CNI:
k3s server --flannel-backend none ...
然后重启 k3s server:
$ systemctl restart k3s
具体可以参考 k3s 控制平面的部署。如果你是从零开始部署 k3s,请参考跨云厂商部署 k3s 集群。
Kilo 支持以下三种网络拓扑:
默认情况下,Kilo 会在集群中的不同逻辑区域(例如数据中心、云服务商等)之间创建一个 mesh 网络。Kilo 默认会尝试使用节点标签 topology.kubernetes.io/region 来判断节点所在的逻辑区域,你也可以通过 Kilo 的启动参数 --topology-label=<label>
来指定逻辑区域的标签,还可以为 node
添加 annotation
kilo.squat.ai/location 来指定逻辑区域的标签。
例如,为了将 GCP
和 AWS
的节点加入到同一个 k3s 集群中,可以通过以下命令对所有 GCP
的节点添加注释:
$ for node in $(kubectl get nodes | grep -i gcp | awk '{print $1}'); do kubectl annotate node $node kilo.squat.ai/location="gcp"; done
这样所有添加了注释的节点都会被划分到同一个逻辑区域下,没有添加注释的节点会被划分到默认的逻辑区域下,所以总共有两个逻辑区域。每个逻辑区域都会选出一个 leader
和其他区域的 leader
之间建立 WireGuard
隧道,同时区域内部的节点之间通过 Bridge
模式打通容器的网络。
通过 kgctl 可以获取网络拓扑架构图:
$ kgctl graph | circo -Tsvg > cluster.svg
全互联模式其实就是逻辑分组互联模式的特例,即每一个节点都是一个逻辑区域,每个节点和其他所有节点都建立 WireGuard 隧道。关于全互联模式的更多详细内容请参考 Wireguard 全互联模式(full mesh)配置指南。可以通过 Kilo 的启动参数 --mesh-granularity=full
来指定全互联模式。
通过 kgctl 可以获取网络拓扑架构图:
$ kgctl graph | circo -Tsvg > cluster.svg
混合模式就是逻辑分组模式和全互联模式相结合,例如,如果集群中既有 GCP 的节点,还有一些无安全私有网段的裸金属节点,可以把 GCP 的节点放到同一个逻辑区域中,其他裸金属节点之间直接使用全互联模式连接,这就是混合模式。具体的操作方式是给 GCP 节点添加同一个 annotation
,其他裸金属节点都添加相互独立的 annotation
:
$ for node in $(kubectl get nodes | grep -i gcp | awk '{print $1}'); do kubectl annotate node $node kilo.squat.ai/location="gcp"; done $ for node in $(kubectl get nodes | tail -n +2 | grep -v gcp | awk '{print $1}'); do kubectl annotate node $node kilo.squat.ai/location="$node"; done
通过 kgctl 获取网络拓扑架构图:
$ kgctl graph | circo -Tsvg > cluster.svg
如果集群中还包含 AWS
节点,可以这么添加 annotation:
$ for node in $(kubectl get nodes | grep -i aws | awk '{print $1}'); do kubectl annotate node $node kilo.squat.ai/location="aws"; done $ for node in $(kubectl get nodes | grep -i gcp | awk '{print $1}'); do kubectl annotate node $node kilo.squat.ai/location="gcp"; done $ for node in $(kubectl get nodes | tail -n +2 | grep -v aws | grep -v gcp | awk '{print $1}'); do kubectl annotate node $node kilo.squat.ai/location="$node"; done
网络拓扑架构图如下:
如果你用的是国内的云主机,一般都绑定了 IP
地址和 MAC
地址,也无法关闭源地址检测,无法使用 Bridge
模式,也就无法使用 Kilo 的逻辑分组互联模式,只能使用全互联模式。如果集群中还包含了数据中心,数据中心的节点之间是可以使用 Bridge
模式的,可以给数据中心的节点添加相同的 annotation
,其他节点添加各不相同的 annotation
。
我的节点都是国内公有云节点,无法使用逻辑分组互联模式,只能使用全互联模式。本节就以全互联模式为例,演示如何部署 Kilo
。
Kilo 需要用到 kubeconfig
,所以需要提前将 kubeconfig
文件从 Master 拷贝到所有 Node:
$ scp -r /etc/rancher/k3s/ nodexxx:/etc/rancher/k3s/
修改 kubeconfig
文件,将 API Server
的地址改为 Master 的公网地址:
apiVersion: v1 clusters: - cluster: certificate-authority-data: ******* server: https://<MASTER_PUBLIC_IP>:6443 name: default ... ...
给每个节点添加相关的 annotaion:
# 指定 WireGuard 建立隧道的 Endpoint 公网 IP:Port $ kubectl annotate nodes xxx kilo.squat.ai/force-endpoint=<Public_IP:Port> # 指定节点的内网 IP,WireGuard 会将其添加到 allowed ips 中,这样可以打通各个节点的内网 IP $ kubectl annotate nodes xxx kilo.squat.ai/force-internal-ip=<Private_IP>
克隆 Kilo 的官方仓库,进入部署清单目录:
$ git clone https://github.com/squat/kilo $ cd kilo/manifests
修改 kilo 部署清单,调整启动参数:
... apiVersion: apps/v1 kind: DaemonSet metadata: name: kilo namespace: kube-system labels: app.kubernetes.io/name: kilo spec: selector: matchLabels: app.kubernetes.io/name: kilo template: metadata: labels: app.kubernetes.io/name: kilo spec: serviceAccountName: kilo hostNetwork: true containers: - name: kilo image: squat/kilo args: - --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig - --hostname=$(NODE_NAME) + - --encapsulate=never + - --mesh-granularity=full ... ...
--encapsulate=never
表示不使用 ipip
协议对同一个逻辑区域内的容器网络流量进行加密。
--mesh-granularity=full
表示启用全互联模式。
使用部署清单部署 kilo:
$ kubectl apply -f kilo-k3s.yaml
部署成功后,每台节点会增加两个网络接口:
14: kilo0: <POINTOPOINT,NOARP,UP,LOWER_UP> mtu 1420 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000 link/none inet 10.4.0.1/16 brd 10.4.255.255 scope global kilo0 valid_lft forever preferred_lft forever 6: kube-bridge: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1420 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000 link/ether 2a:7d:32:71:75:97 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 10.42.0.1/24 scope global kube-bridge valid_lft forever preferred_lft forever inet6 fe80::287d:32ff:fe71:7597/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
其中 kilo0
是 WireGuard 虚拟网络接口:
$ ip -d link show kilo0 14: kilo0: <POINTOPOINT,NOARP,UP,LOWER_UP> mtu 1420 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000 link/none promiscuity 0 wireguard addrgenmode none numtxqueues 1 numrxqueues 1 gso_max_size 65536 gso_max_segs 65535 $ wg show kilo0 interface: kilo0 public key: VLAjOkfb1U3/ftNOVtAjY8P3hafR12qQB05ueUJtLBQ= private key: (hidden) listening port: 51820 peer: JznFuu9Q7gXcfHFGRLB/LirKi8ttSX22T5f+1cWomzA= endpoint: xxxx:51820 allowed ips: 10.42.1.0/24, 192.168.20.1/32, 10.4.0.2/32 latest handshake: 51 seconds ago transfer: 88.91 MiB received, 76.11 MiB sent peer: gOvNh2FHJKtfigxV1Az5OFCq2WMq3YEn2F4H4xknVFI= endpoint: xxxx:51820 allowed ips: 10.42.2.0/24, 192.168.30.1/32, 10.4.0.3/32 latest handshake: 17 seconds ago transfer: 40.86 MiB received, 733.03 MiB sent ... ...
kube-bridge
是本地容器网络 veth pair 所连接的 Bridge:
$ bridge link show kube-bridge 7: veth99d2f30b state UP @wg0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1420 master kube-bridge state forwarding priority 32 cost 2 8: vethfb6d487c state UP @wg0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1420 master kube-bridge state forwarding priority 32 cost 2 10: veth88ae725c state UP @wg0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1420 master kube-bridge state forwarding priority 32 cost 2 11: veth5c0d00d8 state UP @wg0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1420 master kube-bridge state forwarding priority 32 cost 2 12: veth6ae51319 state UP @wg0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1420 master kube-bridge state forwarding priority 32 cost 2 13: vethe5796697 state UP @wg0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1420 master kube-bridge state forwarding priority 32 cost 2 15: vethe169cdda state UP @wg0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1420 master kube-bridge state forwarding priority 32 cost 2 21: vethfe78e116 state UP @wg0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1420 master kube-bridge state forwarding priority 32 cost 2
至此 Kilo 的全互联模式就部署好了,跨公有云的各个云主机节点上的容器已经可以相互通信,下一步就是打通本地与云上容器之间的网络。
为了便于理解,先来做个假设,假设有 4 个公有云节点,分别是 AWS、Azure、GCP、阿里云,再假设 Service
的子网是 10.43.0.0/16
,Pod
的子网是 10.42.0.0/16
,那么每台节点的 Pod 子网分别为 10.42.0.0/24
、10.42.1.0/24
、10.42.2.0/24
、10.42.3.0/24
。
为了和 Kubernetes 集群网络分开,需要使用一个新的网络接口 wg0
,网络架构还是建议使用全互联模式,具体可参考 Wireguard 全互联模式(full mesh)配置指南。
为了让本地客户端能访问云上的 Pod IP
,可以让本地访问 AWS 节点的 10.42.0.0/24
,访问 Azure 节点的 10.42.1.0/24
,以此类推。当然也可以直接让本地访问任意一个云上节点的 10.42.0.0/16
,不过我还是不建议使用这种架构。
至于 Service IP
,并没有像 Pod 一样给每个节点划分一个更细粒度的子网,所有的节点都从同一个大的子网中分配,所以无法采用上面的方式,只能选择其中一个节点来集中转发本地客户端访问 Service
的流量,假设选择 AWS
的节点。
还是和之前一样,继续使用 wg-gen-web 来管理 WireGuard 的配置,假设使用 AWS
的节点来安装 wg-gen-web。
这里有一个地方需要注意,kilo0
已经打通了 k3s 各个节点的私有网段,所以 wg0
不再需要打通私有网段,将 k3s
各个节点的私有网段删除即可:
先增加一个新配置给本地客户端使用,Allowed IPs 中新增 10.42.0.0/24
和 10.43.0.0/16
,让本地客户端能访问 AWS
节点中的 Pod IP 和整个集群的 Service IP:
这时你会发现 AWS
节点中的 wg0.conf
中已经包含了本地客户端的配置:
$ cat /etc/wireguard/wg0.conf ... # macOS / / Updated: 2021-03-01 05:52:20.355083356 +0000 UTC / Created: 2021-03-01 05:52:20.355083356 +0000 UTC [Peer] PublicKey = CEN+s+jpMX1qzQRwbfkfYtHoJ+Hqq4APfISUkxmQ0hQ= PresharedKey = pSAxmHb6xXRMl9667pFMLg/1cRBFDRjcVdD7PKtMP1M= AllowedIPs = 10.0.0.5/32 ...
修改 Azure
节点的 WireGuard 配置文件,添加本地客户端的配置:
$ cat Azure.conf [Interface] Address = 10.0.0.2/32 PrivateKey = IFhAyIWY7sZmabsqDDESj9fqoniE/uZFNIvAfYHjN2o= PostUp = iptables -I FORWARD -i wg0 -j ACCEPT; iptables -I FORWARD -o wg0 -j ACCEPT; iptables -I INPUT -i wg0 -j ACCEPT; iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADE PostDown = iptables -D FORWARD -i wg0 -j ACCEPT; iptables -D FORWARD -o wg0 -j ACCEPT; iptables -D INPUT -i wg0 -j ACCEPT; iptables -t nat -D POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADE [Peer] PublicKey = JgvmQFmhUtUoS3xFMFwEgP3L1Wnd8hJc3laJ90Gwzko= PresharedKey = 1SyJuVp16Puh8Spyl81EgD9PJZGoTLJ2mOccs2UWDvs= AllowedIPs = 10.0.0.1/32 Endpoint = aws.com:51820 # Aliyun / / Updated: 2021-02-24 07:57:45.941019829 +0000 UTC / Created: 2021-02-24 07:57:45.941019829 +0000 UTC [Peer] PublicKey = kVq2ATMTckCKEJFF4TM3QYibxzlh+b9CV4GZ4meQYAo= AllowedIPs = 10.0.0.4/32 Endpoint = aliyun.com:51820 # GCP / / Updated: 2021-02-24 07:57:27.3555646 +0000 UTC / Created: 2021-02-24 07:57:27.3555646 +0000 UTC [Peer] PublicKey = qn0Xfyzs6bLKgKcfXwcSt91DUxSbtATDIfe4xwsnsGg= AllowedIPs = 10.0.0.3/32 Endpoint = gcp.com:51820 # macOS / / Updated: 2021-03-01 05:52:20.355083356 +0000 UTC / Created: 2021-03-01 05:52:20.355083356 +0000 UTC [Peer] PublicKey = CEN+s+jpMX1qzQRwbfkfYtHoJ+Hqq4APfISUkxmQ0hQ= AllowedIPs = 10.0.0.5/32
同理,GCP
和 Aliyun
节点也要添加新增的本地客户端配置。
下载本地客户端的配置文件:
将 AWS
节点的 wg0.conf
中的 Aliyun、GCP 和 Azure 的配置拷贝到本地客户端的配置中,并删除 PresharedKey 的配置,再添加 Endpoint
的配置和相应的 Pod IP 所在的网段:
[Interface] Address = 10.0.0.5/32 PrivateKey = wD595KeTPKBDneKWOTUjJQjxZ5RrlxsbeEsWL0gbyn8= [Peer] PublicKey = JgvmQFmhUtUoS3xFMFwEgP3L1Wnd8hJc3laJ90Gwzko= PresharedKey = 5htJA/UoIulrgAn9tDdUxt1WYmOriCXIujBVVaz/uZI= AllowedIPs = 10.0.0.1/32, 10.42.0.0/24, 10.43.0.0/16 Endpoint = aws.com:51820 # Aliyun / / Updated: 2021-02-24 07:57:45.941019829 +0000 UTC / Created: 2021-02-24 07:57:45.941019829 +0000 UTC [Peer] PublicKey = kVq2ATMTckCKEJFF4TM3QYibxzlh+b9CV4GZ4meQYAo= AllowedIPs = 10.0.0.4/32, 10.42.3.0/24 Endpoint = aliyun.com:51820 # GCP / / Updated: 2021-02-24 07:57:27.3555646 +0000 UTC / Created: 2021-02-24 07:57:27.3555646 +0000 UTC [Peer] PublicKey = qn0Xfyzs6bLKgKcfXwcSt91DUxSbtATDIfe4xwsnsGg= AllowedIPs = 10.0.0.3/32, 10.42.2.0/24 Endpoint = gcp.com:51820 # Azure / / Updated: 2021-02-24 07:57:00.751653134 +0000 UTC / Created: 2021-02-24 07:43:52.717385042 +0000 UTC [Peer] PublicKey = OzdH42suuOpVY5wxPrxM+rEAyEPFg2eL0ZI29N7eSTY= AllowedIPs = 10.0.0.2/32, 10.42.1.0/24 Endpoint = azure.com:51820
最后在本地把 WireGuard 跑起来,就可以畅游云主机的 Kubernetes 集群了。
如果你还想更进一步,在任何一个设备上都能通过 Service
的名称来访问 k3s 集群中的服务,就得在 CoreDNS
上做文章了,感兴趣的可以自己研究下。
这个坑总算填完了,WireGuard
系列暂时就告一段落了,后面如果发现了更有趣的玩法,我会第一时间给大家分享出来。
感谢各位的阅读,以上就是“Kilo的使用教程”的内容了,经过本文的学习后,相信大家对Kilo的使用教程这一问题有了更深刻的体会,具体使用情况还需要大家实践验证。这里是亿速云,小编将为大家推送更多相关知识点的文章,欢迎关注!
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