使用Flannel搭建跨主機互聯的容器網路

當您將多台伺服器節點組成一個Docker集群時，需要對集群網路進行設置，否則默認情況下，無法跨主機容器互聯，接下來我們首先分析一下原因。

跨主機容器互聯

下圖描述了一個簡單的集群網路，在該集群內，有兩台伺服器甲和乙，每台伺服器上都有兩張網卡，分別連接公網和私網，兩台伺服器可以通過私網互聯，在兩個伺服器節點上分別安裝了Docker，並且運行了A/B/C/D 4個容器。

每台伺服器節點上都有一個 docker0 網橋，這是docker啟動後初始化的虛擬設備，每個容器都與docker0網橋連接，並且，容器的IP由docker自動分配。

但是這個默認情況下的網路設置不支持跨主機的容器互聯，原因有兩方面。

一，跨主機訪問容器，沒有有效路由

比如，容器A要訪問容器D，請求的地址為 192.168.1.4 ，但是主機甲並不知道該將這個IP發送到那個網路設備上，主機甲也不知道主機乙內部有個容器D。

二，多個節點上的容器網段衝突

默認情況下，docker啟動後初始化 docker0 網橋時，會隨機分配一個IP段，那麼，如果不加以協調，多個節點內的容器網路有可能會衝突，比如上圖中兩個網路都採用了 192.168.1.1/24 網段，在這種情況下，就會導致容器IP衝突，比如 B 和 C。

那麼，只需要解決這兩個問題，我們就可以實現跨主機的容器互聯。

脈衝雲集群網路設置

使用脈衝雲可以非常輕易地完成集群網路設置。在增加集群時，只需要將集群的網路類型設置為Flannel即可。

Flannel 是一個專門用於容器網路互聯的軟體，脈衝雲會自動地在您的伺服器節點上部署Flannel實現容器互聯。

設置Flannel時，可以指定容器區域網段和子網掩碼，如上圖所示，如果選擇區域網段為 172.16.0.0/12 子網掩碼為 255.255.240.0 那麼，在整個集群網路中，就可以分配256個子網，IP段分別為172.16.0.0/20、 172.16.16.0/20、 172.16.32.0/20 等等，每個子網中可以再分配 4096 個IP。每個節點的 docker0 網橋使用一個子網，每個容器使用一個子網內的IP，那麼我們就可以組成下圖中所示網路。

圖中，主機甲的docker被分配到了 172.16.0.1/20 子網，主機已的docker被分配到了172.16.16.1/20 子網，兩個子網都處在一個由Flannel管理的虛擬網路 172.16.0.0/12 中，圖中以虛線代表。

到此，在Flannel的協調下，各個主機上的Docker子網IP就不會再衝突了，另外，Flannel會維護容器網路的路由規則，容器A就可以通過172.16.16.3訪問容器D了，也就實現了跨主機容器互聯。

Flannel維護的容器網路是一個虛擬網路，在圖中的虛線也是為了抽象理解，如果你對Flannel的實現方式感興趣，可以繼續查閱Flannel的官方文檔。

一些說明

· 上文中為了簡化方便理解，網橋IP和子網IP段沒有分開說明，在上圖中，主機甲所分配的子網網段是 172.16.0.0/20 ，網段中的第一個IP 172.16.0.1 ，用作網橋設備的IP。

· 由於一個網段中第一個IP用作網橋設備IP，最後一個IP用作廣播IP，所以在一個子網中，理論上可以分配 4096 個IP，但是實際上只有 4094 個IP可用。

· 在設置脈衝雲集群網路時，選擇的集群網段請勿與已經存在的網路衝突，比如目標集群已經存在了 10.0.0.0/8 網路，那麼請選擇 172.16.0.0/12 或 192.168.0.0/16 作為容器網路。

組網IP

在上文Flannel網路的示意圖中，有三個網路，公網 0.0.0.0/0 ，私網 10.0.0.0/8 和虛擬的容器網路 172.16.0.0/12 ，強調容器網路是虛擬網路 原因是，這個網路上的數據必須以其他網路為載體，這個網路是一個二級網路。

比如，主機甲上的容器A給主機乙上的容器D發送數據，數據會被路由到 docker0 網橋上，然後數據會被Flannel通過主機甲的真實網卡，發送到主機乙的網卡上，主機乙上運行的Flannel，繼續將數據轉發到主機乙的docker0 網橋上，最後到達容器D。

那麼如果主機有多張網卡，就像圖中那樣，有兩張網卡分別連接公網和私網，那麼我們需要為Flannel指定一個網卡/IP用以發送數據，這個IP，我們稱為 組網IP。即告訴主機甲上運行的Flannel，使用哪個網卡/IP 去尋找主機乙。

使用脈衝雲組建的集群，會默認使用節點的公網IP作為組網IP。那麼，多個節點之間的數據通信會被發送到公網之上，除非是跨機房互聯，一般情況下，我們希望節點間通過內網傳輸數據，以提高性能，或降低費用。

將主機添加到集群後，在主機設置頁面，選擇組網IP即可指定各個主機節點分別使用的組網IP。

NAT設備後的集群

NAT，即網路地址轉換，常用的路由器就是NAT設備，在有NAT設備的網路拓撲中，區域網內的主機只有內網IP，沒有公網IP，網路如下所示：

在這種網路模型下，各個伺服器節點主機都通過路由器 8.8.8.8 連接脈衝雲，所以脈衝雲只能獲取到各個伺服器的公網IP為 8.8.8.8 ，按上文所述，脈衝雲會默認使用公網IP 8.8.8.8 作為Flannel的組網IP，在這種情況下，會導致Flannel組網失敗，甚至Flannel會無法啟動，因為主機上並不存在一個IP為 8.8.8.8 的網卡。

為解決這種問題，只需要手動設置每一個節點的組網IP即可。

某些雲服務商的主機也是在NAT設備之後的，比如阿里雲伺服器，如果使用了阿里雲的VPC網路，即使給伺服器綁定了公網IP 8.8.8.8，但是從主機上看，並沒有綁定公網IP的網卡設備，只有一個內網網卡，原因就是有NAT設備存在。這種情況下，也需要指定內網IP為組網IP。點擊了解更多轉載內容