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通过具体场景、操作示例和实际命令来具象化 Calico 的功能

news 2025/5/4 16:53:30

下面通过具体场景、操作示例和实际命令来具象化 Calico 的功能，帮助你更直观地理解它的作用。

一、Calico 的核心功能具体化

1. Pod 网络通信：跨节点直连

问题场景：

默认的 Docker 网络或 Flannel（VXLAN 模式）通过隧道封装跨节点流量，存在性能损耗。
Calico 如何解决？ 直接通过路由表让节点间 Pod 互通。

操作验证：

查看节点路由表（Calico BGP 模式）：

# 在任意节点执行
ip route

输出示例：

10.244.1.0/24 via 192.168.1.2 dev eth0  # 表示去往 10.244.1.0/24 的 Pod 需经过 192.168.1.2（另一个节点）

Calico 自动学习并同步了其他节点上 Pod 子网的路由。

测试跨节点 Pod 通信：
```
kubectl run test-pod --image=alpine -- sleep 3600
kubectl exec -it test-pod -- ping <另一个节点的PodIP>
```
- 直接 Ping 通（无需 NAT 或隧道封装），延迟显著低于 Overlay 网络。

2. 网络策略：实现 Pod 间隔离

问题场景：

默认情况下，Kubernetes 中所有 Pod 可以互相访问，存在安全隐患。
Calico 如何解决？ 通过 NetworkPolicy 定义规则。

操作示例：

创建一个拒绝所有入站流量的策略：

# deny-all.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:name: deny-all
spec:podSelector: {}policyTypes:- Ingress

kubectl apply -f deny-all.yaml

此时所有 Pod 将无法被其他 Pod 访问（包括同一 Namespace 内）。

放行特定 Pod 的访问（例如前端访问后端）：

# allow-frontend-to-backend.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:name: allow-frontend-to-backend
spec:podSelector:matchLabels:app: backendpolicyTypes:- Ingressingress:- from:- podSelector:matchLabels:app: frontendports:- protocol: TCPport: 80

效果：只有带 app: frontend 标签的 Pod 能访问 app: backend 的 Pod 的 80 端口。

3. 网络策略高级用法：基于 IP/CIDR 限制访问

场景：

只允许公司内网（如 192.168.1.0/24）访问数据库 Pod。

操作：

# allow-office-to-db.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:name: allow-office-to-db
spec:podSelector:matchLabels:app: mysqlpolicyTypes:- Ingressingress:- from:- ipBlock:cidr: 192.168.1.0/24ports:- protocol: TCPport: 3306

4. BGP 模式与公有云集成

场景：

在 AWS/GCP 中，Calico 默认使用 IP-in-IP 封装，但某些云支持 BGP 直连。

操作：

修改 Calico 配置：

kubectl edit configmap calico-config -n kube-system

修改 ipipMode 和 natOutgoing：

ipipMode: Never  # 禁用 IP-in-IP
natOutgoing: false

配置 BGP 对等（以 AWS 为例）：
- 在 AWS 中启用 Direct Connect 或 Transit Gateway，将 Calico 的 BGP 路由广播到企业网络。

二、常见问题排查

1. Pod 无法跨节点通信

检查步骤：

# 确认 Calico Pod 正常运行
kubectl get pods -n kube-system | grep calico# 查看 Calico 节点状态
calicoctl get nodes# 检查 BGP 对等状态（如果使用 BGP）
calicoctl node status

2. 网络策略未生效

检查步骤：

# 查看策略是否已应用
kubectl get networkpolicy --all-namespaces# 检查 Calico 的 Felix 日志（负责策略执行）
kubectl logs -l k8s-app=calico-node -n kube-system -c felix

三、性能调优建议

1. 启用 eBPF 模式（替代 iptables）

# 要求：Linux 内核 >= 4.18，Calico >= 3.13
calicoctl patch kubecontrollersconfiguration default --patch='{"spec": {"controllers": {"node": {"hostEndpoint": {"autoCreate": "Enabled"}}}}}'

2. 调整 BGP 路由反射器

在大规模集群中，为避免全节点 BGP 对等：

calicoctl create -f - <<EOF
apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: BGPConfiguration
metadata:name: default
spec:logSeverityScreen: InfonodeToNodeMeshEnabled: false  # 关闭全互联asNumber: 63400serviceClusterIPs:- cidr: 10.96.0.0/12
EOF

四、总结：Calico 的核心操作

功能	具体操作
查看 Pod 网络	`ip route` 或 `calicoctl get ippool -o wide`
隔离 Pod	定义 `NetworkPolicy` 并应用 `kubectl apply -f policy.yaml`
放行特定流量	在策略中指定 `podSelector` 和 `ports`
跨集群互通	配置 Calico 的 `BGP Peer` 或使用 `WireGuard` 加密
监控网络流量	部署 `Calico Enterprise` 或使用 `Hubble`（Cilium 配合）