So ersetzen Sie Iptables durch Ipvs in einem Kubernetes-Cluster

Jeder weiß, dass kube-proxy in Kubernetes ein Netzwerk-Proxy ist. Seine Hauptaufgabe besteht darin, Lastausgleichs- und Diensterkennungsfunktionen für Dienste im Cluster bereitzustellen. Kube-Proxy verfügt über verschiedene Betriebsmodi, darunter der Iptables-Modus und der IPVS-Modus. Im iptables-Modus implementiert kube-proxy den Lastausgleich und die Diensterkennung über iptables-Regeln, während der ipvs-Modus die IPVS-Technologie (IP Virtual Server) im Linux-Kernel verwendet, um einen effizienteren Lastausgleich zu erreichen. Die Auswahl des geeigneten Modus hängt von den Anforderungen und Leistungsanforderungen Ihres Clusters ab. Der iptables-Modus eignet sich für kleine Cluster, während der ipvs-Modus eher für große Cluster geeignet ist, da er eine bessere Leistung und Skalierbarkeit bietet. Daher muss die Bereitstellung eines Kubernetes-Clusters auf den tatsächlichen Anforderungen und Vorschriften basieren

iptables und ipvs sind Netzwerk-Proxy-Technologien im Linux-Kernel, die für den Lastausgleich und die Diensterkennung verwendet werden. Der Unterschied zwischen ihnen besteht darin, dass iptables eine regelbasierte Firewall ist, während ipvs ein auf Netzwerkebenen basierendes Lastausgleichstool ist.

Die Umsetzungsmethoden sind unterschiedlich

Die auf iptables-Regeln basierende Implementierung besteht darin, auf jedem Knoten eine Reihe von Regeln hinzuzufügen, um Lastausgleich und Diensterkennung zu erreichen, während ipvs eine Lastausgleichstechnologie auf Kernel-Ebene ist, die Netzwerk-Proxys effizienter verarbeiten kann. Iptables konzentriert sich hauptsächlich auf das Filtern und Weiterleiten von Netzwerkpaketen, während sich IPVs auf Lastausgleich und Verkehrsverteilung konzentriert, wodurch Netzwerkressourcen effektiver verwaltet und optimiert werden können. Durch eine sinnvolle Kombination der beiden kann der Netzwerkverkehr besser ausbalanciert und effizienter verarbeitet werden und die Gesamtleistung und Stabilität des Systems verbessert werden.

Unterschiedliche Leistung

Unter Hochlastbedingungen bietet der Kube-Proxy im IPVS-Modus eine bessere Leistung, da er einen Netzwerklastausgleich basierend auf der Kernel-Ebene durchführt und effizienter ist. In einigen Szenarien kann jedoch auch der Iptables-Modus eine bessere Leistung erzielen.

Verschiedene Funktionen

kube-proxy im Iptables-Modus Vor Kubernetes Version 1.16 konnte die Verwendung von iptables zur Implementierung der Portweiterleitung nur TCP-basierten Lastausgleich und Diensterkennung implementieren und keinen vierschichtigen Lastausgleich unterstützen. In Kubernetes Version 1.16 wurde der iptables-nat-Modus hinzugefügt, der einen vierschichtigen Lastausgleich unterstützen kann. Im Gegensatz dazu unterstützt der IPVS-Modus TCP, UDP, SCTP und vierschichtigen Lastausgleich sowie mehrere Lastausgleichsalgorithmen wie Online Hashed, IP Hash, Round Robin und Least Connection.

Ein Nachteil von iptables besteht darin, dass es auf Kernel-Ebene arbeitet. Wenn die iptables-Regeln zu umständlich sind, kann dies Auswirkungen auf die Systemleistung haben. Da die iptables-Regeln außerdem im Kernel zentralisiert sind, sind sie relativ schwierig zu ändern.

Im Kubernetes-System wählt das Kubeadm-Verwaltungstool standardmäßig den IPVS-Modus für die Verarbeitung von Kube-Proxy aus. Gleichzeitig bietet Kubernetes auch eine Vielzahl von Mechanismen zur Ausnahmebehandlung, wie z. B. automatisches Pull-up, Rollback, Failover usw ., um Systemzuverlässigkeit und hohe Leistung und Fehlertoleranz zu gewährleisten und so Probleme zu vermeiden, die bei der iptables-Verarbeitung auftreten können, und die Leistung des gesamten Systems in Bezug auf Fehlerbehandlung und Fehlertoleranz zu verbessern.

Der Betrieb erfolgt auf allen Knoten

Kernel-Unterstützung aktivieren

<code>cat >> /etc/sysctl.conf/etc/sysconfig/modules/ipvs.modules</code>

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