动态调整:IPVS可以根据负载情况动态调整负载均衡策略。负载均衡性能好:IPVS可以支持更高的并发连接数和更高的吞吐量。缺点IPVS需要Linux内核的支持,不适用于所有操作系统。 IPVS的配置和维护较为复杂。IPVS不支持UDP负载均衡。 IPVS的启动参数如果你想使用IPVS代理模式,在启动kube-proxy时,需要使用以下参数:--proxy-mode=ipvs:指定使用IPVS模式。 --ipvs-scheduler:指定IPVS使用的负载均衡算法。--ipvs-min-sync-period:指定IPVS同步到其他节点的时间间隔。 以下是一些常用的IPVS启动参数示例:kube-proxy --proxy-mode=ipvs --ipvs-scheduler=wrr --ipvs-min-sync-period=5s --ipvs-sync-period
kubernetes/ scp kube-proxy.kubeconfig 10.202.43.134:/etc/kubernetes/ 配置 kube-proxy.service 1.9 官方 ipvs 已经 beta , 尝试开启 ipvs 测试一下, 官方 –feature-gates=SupportIPVSProxyMode=false 默认是 false 的, 需要设置 –-feature-gates 执行 yum install ipvsadm -y 安装 ipvs,ipvs 和 calico 不兼容,原因之一是 calico 必须不能设置 –-masquerade-all 1 2 3 4 10.202.43.133 \ --masquerade-all \ --feature-gates=SupportIPVSProxyMode=true \ --proxy-mode=ipvs \ --ipvs-min-sync-period=5s \ --ipvs-sync-period=5s \ --ipvs-scheduler=rr \ --kubeconfig
kubectl edit configmap kube-proxy -n kube-system ... 43 mode: "ipvs" ... # 删除pod,会自动拉起 kubectl delete pod kube-proxy-btz4p -n kube-system # 查看是否启用ipvs kubectl logs kube-proxy-wwqbh -n kube-system
为了实现负载均衡功能,Kubernetes 推荐使用 IPVS。IPVS(IP Virtual Server)是 Linux 内核提供的一种高性能负载均衡器。 以下是 Kubernetes 推荐使用 IPVS 的原因:性能高IPVS 采用了非常高效的内核空间调度算法,可以快速地将请求转发到后端的 Pod 中。 Kubernetes 支持多种 IPVS 模式,如 iptables、IPVS Service Proxy 和 IPVS Direct Server Return 等,可以根据实际情况选择最适合的模式。 集群上启用 IPVS 负载均衡,需要在 kube-proxy 的配置文件中设置 --proxy-mode=ipvs。 另外,需要在每个节点上安装所需的 IPVS 组件。
IPVS,也叫IP虚拟服务器(IP Virtual Server,简写为IPVS),主要有Direct Routing、NAT模式、FULLNAT模式、TUN模式四种模式。 ---- ipvs称之为IP虚拟服务器(IP Virtual Server,简写为IPVS),主要有Direct Routing、NAT模式、FULLNAT模式、TUN模式四种模式。
vim kube-proxy-config.yml mode: ipvs scheduler: "rr" 重启kube-proxy服务 systemctl restart kube-proxy 注: 参考不同资料,文件名可能不同 安装ipvsadm工具进行查看ipvs yum install -y ipvsadm # 检测是否加载 lsmod |grep ip_vs modprobe ip_vs rr -> 10.244.247.3:8443 Masq 1 0 0 流程包流程:客户端-->clusterIP(iptables/ipvs 负载均衡规则) -->分布在各个节点pod 查看负载均衡规则: iptables 模式 iptables-save |grep <service-name> ipvs模式 ipvsadm -L -n
ipvs ipvs (IP Virtual Server) 是基于 Netfilter 的,作为 linux 内核的一部分实现了传输层负载均衡,ipvs 集成在LVS(Linux Virtual Server ipvs 可以将对 TCP/UDP 服务的请求转发给后端的真实服务器,因此 ipvs 天然支持 Kubernetes Service。 ipvs 的负载均衡方式 ipvs 有三种负载均衡方式,分别为: NAT TUN DR 关于三种模式的原理可以参考:LVS 配置小结。 ipvs 与 iptables 的区别与联系 区别: 底层数据结构:iptables 使用链表,ipvs 使用哈希表 负载均衡算法:iptables 只支持随机、轮询两种负载均衡算法而 ipvs 支持的多达 kube-proxy ipvs 模式 kube-proxy 的 ipvs 模式是在 2015 年由 k8s 社区的大佬 thockin 提出的(Try kube-proxy via ipvs instead
ipvs ipvs (IP Virtual Server) 是基于 Netfilter 的,作为 linux 内核的一部分实现了传输层负载均衡,ipvs 集成在LVS(Linux Virtual Server ipvs 可以将对 TCP/UDP 服务的请求转发给后端的真实服务器,因此 ipvs 天然支持 Kubernetes Service。 ipvs 的负载均衡方式 ipvs 有三种负载均衡方式,分别为: NAT TUN DR 关于三种模式的原理可以参考:LVS 配置小结。 ipvs 与 iptables 的区别与联系 区别: 底层数据结构:iptables 使用链表,ipvs 使用哈希表 负载均衡算法:iptables 只支持随机、轮询两种负载均衡算法而 ipvs 支持的多达 kube-proxy ipvs 模式 kube-proxy 的 ipvs 模式是在 2015 年由 k8s 社区的大佬 thockin 提出的(Try kube-proxy via ipvs instead
为了应对大集群中 iptables 模式的性能问题,kubernetes v1.8 中引入了 ipvs 模式。ipvs 模式在 v1.9 中处于 beta 阶段,在 v1.11 中已经正式可用了。 IPVS 模式详解 ipvs 和 iptables 都是基于 netfilter,但 ipvs 具有以下优势: ipvs 连接复杂度为 O(1),而 IPtables 为 O(n) ipvs 支持比 iptables 更复杂的复制均衡算法(最小负载、最少连接、加权等等) ipvs 支持服务器健康检查和连接重试等功能 ipvs 模式中参与数据转发的内核工具包括: ipvs:将数据包 DNAT iptables:将数据包 DROP、masquared(ipvs 模式中,iptables 规则数量是恒定的) ipset:iptables 的辅助工具 IPVS 原理 ipvs 两个部分组成,分别是用户空间的管理工具 ipvsadm 以及运行在内核中 ipvs 模块。
k8s开启ipvs k8s开启ipvs 1.加载内核模快 2.修改kube-proxy配置 3.删除所有kube-proxy的pod 4.校验 5.检查ipvs代理规则 1.加载内核模快 lsmod|grep syncPeriod: 30s kind: KubeProxyConfiguration metricsBindAddress: 127.0.0.1:10249 mode: "ipvs kubectl delete pod xxx -n kube-system 4.校验 kubectl logs kube-proxy-xxx -n kube-system 日志出现Using ipvs Proxier即可 5.检查ipvs代理规则 kubectl get svc --all-namespaces # ipvsadm -ln #可以看到service对应的很多规则
目前 TKE 已经将 NodeLocal DNS Cache 作为增强组件供用户在集群中安装使用,但是目前仅限 Kube-proxy 转发模式为 Iptables 的集群安装,下面将介绍下在转发模式为 IPVS 修改 kubelet 参数: 由于 kube-proxy 运行在 IPVS 模式,需要修改 kubelet 的--cluster-dns参数为 NodeLocal DNSCache 在节点上监听的NODE_LOCAL_DNS
但ipvs是什么呢,笔者作为网络方面的小白,这里并不打算恶补所有的网络知识,但ipvs不研究一下,后面也无法继续下去,所以本文是我学习ipvs的一个总结,可能类似的文章已经很多,能符合大家的期望最好,不到之处 那什么是IPVS呢, IPVS(IP Virtual Server)是构建于Netfilter之上,作为Linux内核的一部分提供传输层负载均衡的模块。 提IPVS就不得不提LVS,IPVS模块是LVS集群的核心软件模块,它安装在LVS集群作为负载均衡的主节点上,虚拟出一个IP地址和端口对外提供服务, 把基于TCP或UDP的请求重定向到后面的真实的工作服务器 下文会对LVS, IPVS做比较详细的展开。 12 Kubernetes中IPVS Service网络拓扑 当创建一个ClusterIP类型的Service时, IPVS proixer做了以下三件事: 确保节点上存在虚拟接口,默认为kube-ipvs0
Kubernetes 环境中切换代理ipvs模式 service代理默认使用iptables规则通过内核模块netfilter实现流量转发,内核转发效率高,但是iptables不具备更为灵活的负载均衡策略 ,只是将流量随意的转发至后端Pod,当Pod不可用时也无法进行健康检查;就以下是将默认流量转发修改为ipvs。 启动ipvs模块 启用 ipvs 模块 首先,您需要创建一个配置文件 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules,并将以下内容写入其中: #! 功能 查看日志"Using ipvs Proxier","Creating dualStackProxier for ipvs"已经使用并创建了ipvs。 for ipvs" 配置已经生效并且 kube-proxy 在 ipvs 模式下运行,可以验证 IPVS 功能是否正常。
Linux bridge使用dummy接口调用IPVS的问题 在IPVS: How Kubernetes Services Direct Traffic to Pods一文中,作者给出了一个简单的组网( 如下)来模拟kubernetes是如何使用IPVS进行通信的。 作者怀疑bridge_home接口并没有调用IPVS规则。 如下图,IPVS规则实际是iptables处理路径上挂载的钩子。 ? 如果不配置dummy接口,将不会执行上述第四步,即bridge_home不会发起到netns_dustin的ARP广播请求,由此可以怀疑,从netns_leah到bridge_home的SYNC报文并没有经过IPVS 总结 dummy接口相当于提供了一个让bridge_home进入iptables的机会,这样就可以使用IPVS规则处理报文。
1.2kube-proxy开启ipvs的前置条件 由于ipvs已经加入到了内核的主干,所以为kube-proxy开启ipvs的前提需要加载以下的内核模块: ip_vs ip_vs_rr ip_vs_wrr ip_vs_sh nf_conntrack_ipv4 在所有的Kubernetes节点node1和node2上执行以下脚本: cat > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4 脚本创建了的/etc /sysconfig/modules/ipvs.modules文件,保证在节点重启后能自动加载所需模块。 Proxier.` 说明kube-proxy的ipvs 开启成功!
Introducing IPVS (IP Virtual Server) What is IPVS and its historical context. Core functionalities of IPVS. Diving into IPVS Source Code Code structure and key components. Walkthrough of a typical packet's journey through IPVS. Comparative Analysis: IPVS vs. IPTABLES Key differences and similarities. Future of Linux Networking: Beyond IPVS and IPTABLES Emerging trends and tools.
Cache 进行了产品化支持,直接在扩展组件里面就可以一键安装到集群,参考 NodeLocalDNSCache 扩展组件说明 ,可是仅仅支持 iptables 转发模式的集群,而目前大多集群都会使用 IPVS 本文将介绍如何在 TKE IPVS 模式集群中自行安装 NodeLocal DNS Cache。 一键安装 通过以下命令一键安装到集群: kubectl apply -f nodelocaldns.yaml 修改 kubelet 参数 IPVS 模式集群由于需要为所有 Service 在 kube-ipvs0 这个 dummy 网卡上绑对应的 Cluster IP,以实现 IPVS 转发,所以 localdns 就无法再监听集群 DNS 的 Cluster IP。
ipvs模式 在 IPVS 模式下,kube-proxy监视Kubernetes服务和端点,调用 netlink 接口创建 IPVS 规则, 并定期将 IPVS 规则与 Kubernetes 服务和端点同步 与其他代理模式相比,IPVS 模式还支持更高的网络流量吞吐量。 IPVS 模式的工作原理,其实跟 iptables 模式类似。 拓扑图如下所示拓扑图: IPVS 是一个用于负载均衡的 Linux 内核功能。IPVS 模式下,kube-proxy 使用 IPVS 负载均衡代替了 iptable。 IPVS一个潜在缺点是,与正常情况下的数据包相比,由IPVS处理的数据包通过iptables筛选器hook的路径不同。 IPVS和IPTABLES都基于netfilter。IPVS模式和IPTABLES模式之间的差异如下: IPVS为大型集群提供了更好的可扩展性和性能。
由于两个集群的部署场景是一致的,也就是满足回环问题的触发场景,在 TKE IPVS 转发模式下, pod 内访问负载均衡器类型的服务报文是需要出节点的(因为 LB IP 没有绑定在 ipvs0 接口), 参考资料:https://kubernetes.io/blog/2018/07/09/ipvs-based-in-cluster-load-balancing-deep-dive/
背景:IPVS 模式 IPVS 是一个用于负载均衡的 Linux 内核功能。IPVS 模式下,kube-proxy 使用 IPVS 负载均衡代替了 iptable。 IPVS 的一个潜在缺点就是,IPVS 处理数据包的路径和通常情况下 iptables 过滤器的路径是不同的。 如果计划在有其他程序使用 iptables 的环境中使用 IPVS,需要进行一些研究,看看他们是否能够协调工作。 (Calico 已经和 IPVS kube-proxy 兼容) 性能对比 iptables 的连接处理算法复杂度是 O(n),而 IPVS 模式是 O(1),但是在微服务环境中,其具体表现如何呢? 如果运行的内核较旧,或者无法使用持久连接,那么 IPVS 模式可能是个更好的选择。 抛开性能问题不谈,IPVS 模式还有个好处就是具有更多的负载均衡算法可供选择。