Linux网络名称空间是一种强大的虚拟化技术🛠️,它允许用户创建隔离的网络环境🌐,每个环境拥有独立的网络资源和配置。这项技术对于云计算☁️、容器化应用📦和网络安全🔒等领域至关重要。本文将详细介绍在Linux网络名称空间中可以拥有的独立网络资源,并指出应用开发人员在使用时应注意的重点。
在Kubernetes中,并不是用docker0来作为网桥,而是通过一个CNI接口来替代docker0,它在宿主机上的默认名字叫cni0。
Linux作为一个强大的开源操作系统🐧,其网络虚拟化技术中的核心组件——网络名称空间(Network Namespace),是对网络资源的一种高度抽象。网络名称空间允许系统内部存在多个隔离的网络环境,每个环境都有自己的网络设备、IP地址、路由表等资源。这一机制不仅对于云计算☁️、容器化部署📦至关重要,也为应用开发提供了丰富的可能性。本文将全方位、系统性、多维度分析Linux是如何抽象网络名称空间的,以及为此所做的努力,并探讨其对应用开发人员的借鉴和学习意义。
Docker的技术依赖于Linux内核的虚拟化技术的发展,Docker使用到的网络技术有Network Namespace、Veth设备对、Iptables/Netfilter、网桥、路由等。接下来,我将以Docker容器网络实现的基础技术来分别阐述,在到真正的容器篇章节之前,能形成一个稳固的基础知识网。
今天分享一篇经典Linux协议栈文章,主要讲解Linux网络子系统,看完相信大家对协议栈又会加深不少,不光可以了解协议栈处理流程,方便定位问题,还可以学习一下怎么去设计一个可扩展的子系统,屏蔽不同层次的差异。
译自:http://docs.cilium.io/en/stable/architecture/
Netfilter (配合 iptables)使得用户空间应用程序可以注册内核网络栈在处理数据包时应用的处理规则,实现高效的网络转发和过滤。很多常见的主机防火墙程序以及 Kubernetes 的 Service 转发都是通过 iptables 来实现的。
关于 netfilter 的介绍文章大部分只描述了抽象的概念,实际上其内核代码的基本实现不算复杂,本文主要参考 Linux 内核 2.6 版本代码(早期版本较为简单),与最新的 5.x 版本在实现上可能有较大差异,但基本设计变化不大,不影响理解其原理。
在现代计算环境中,虚拟网络设备在实现灵活的网络配置和隔离方面发挥了至关重要的作用🔧,特别是在容器化和虚拟化技术广泛应用的今天🌐。而Linux网络协议栈则是操作系统处理网络通信的核心💻,它支持广泛的协议和网络服务🌍,确保数据正确地在网络中传输。本文将深入分析虚拟网络设备与Linux网络协议栈的关联,揭示它们如何共同工作以支持复杂的网络需求。
1)分配sk_buff内存给每个数据包,并在数据包传送到用户态时释放内存。这个过程需要消耗大量的总线cycle(从CPU传输数据到内存);
Kubernetes网络模型设计的一个基础原则是:每个Pod都拥有一个独立的IP地址,并假定所有Pod都在一个可以直接连通的、扁平的网络空间中。所以不管它们是否运行在同一个Node(宿主机)中,都要求它们可以直接通过对方的IP进行访问。设计这个原则的原因是,用户不需要额外考虑如何建立Pod之间的连接,也不需要考虑如何将容器端口映射到主机端口等问题。
创建自定义桥接网络 在Docker中,创建自定义桥接网络是一种常见的网络配置方式,特别适用于单主机环境,可以帮助容器相互通信并与外部网络进行通信。下面我将介绍如何在单主机上创建自定义桥接网络,并提供一个简单的例子。
信息是如何通过网络传输被另一个程序接收到的?我们讨论的虚拟化网络是狭义的,它指容器间网络。
本文翻译自 2019 年 DigitalOcean 的工程师 Nate Sweet 在 KubeCon 的一篇分享:
本文翻译自 2019 年 DigitalOcean 的工程师 Nate Sweet 在 KubeCon 的一篇分享: Understanding (and Troubleshooting) the eBPF Datapath in Cilium[1] 。
今天我们暂时不分享Linux网络编程的文章(明天来分享Linux网络编程的实战文章),今天接着分享c专题系列文章存储类里的关键字的使用方法和总结:
大家好,我是架构君,一个会写代码吟诗的架构师。今天说一说VPP概述汇总,希望能够帮助大家进步!!!
在Kubernetes中要保证容器之间网络互通,网络至关重要。而Kubernetes本身并没有自己实现容器网络,而是通过插件化的方式自由接入进来。在容器网络接入进来需要满足如下基本原则:
我们先从计算机组成原理的层面介绍DMA,再简单介绍Linux网络子系统的DMA机制是如何的实现的。
封装:当应用程序用 TCP 协议传送数据时,数据首先进入内核网络协议栈中,然后逐一通过 TCP/IP 协议族的每层直到被当作一串比特流送入网络。对于每一层而言,对收到的数据都会封装相应的协议首部信息(有时还会增加尾部信息)。TCP 协议传给 IP 协议的数据单元称作 TCP 报文段,或简称 TCP 段(TCP segment)。IP 传给数据链路层的数据单元称作 IP 数据报(IP datagram),最后通过以太网传输的比特流称作帧(Frame)。
生产环境中,跨主机容器间的网络互通已经成为基本要求,更高的要求包括容器固定IP地址、一个容器多个IP地址、多个子网隔离、ACL控制策略、与SDN集成等。目前主流的容器网络模型主要有Docker公司提出的Container Network Model(CNM)模型和CoreOS公司提出的Container Network Interface(CNI)模型。
SONiC 系统的架构由各种模块组成,这些模块通过集中式和可扩展的基础架构相互交互。这个基础设施依赖于使用一个 redis-database 引擎来提供一个独立于语言的接口,一个在所有 SONiC 子系统之间进行数据持久化、复制和多进程通信的方法。
来自Linux内核文档。之前看过这篇文章,一直好奇,问什么一条网络流会固定在一个CPU上进行处理,本文档可以解决这个疑问。为了更好地理解本文章中的功能,将这篇文章穿插入内。
Docker是服务于应用的,Docker网络就是解决容器中应用的网络通信问题,让容器中的应用就像在一台独立的主机上运行一般。
packetdrill 是一个跨平台的脚本工具,可以用来测试整个 TCP/UDP/IP 网络栈实现的正确性和性能,从系统调用一直到硬件网络接口,从 IPv4 到 IPv6。
①、网络是openstack最重要的资源之一,没有网络,虚拟机将被隔离。Openstack的网络服务最主要的功能就是为虚拟机实例提供网络连接,最初由nova的一个单独模块nova-compute实现,但是nova-compute支持的网络服务有限,无法适应大规模、高密度和多项目的云计算,现已被专门的网络服务项目Neutron所取代。
在深入探讨Linux虚拟网络设备的底层原理之前,重要的是要理解这些设备如何在Linux内核中实现,以及它们如何与操作系统的其他部分交互以提供高效且灵活的网络功能。虚拟网络设备在现代网络架构中发挥着关键作用🔑,特别是在云计算☁️、容器化📦和网络功能虚拟化(NFV)环境中。
这个Pod IP被该Pod内的所有容器共享,并且其它所有Pod都可以路由到该Pod。你可曾注意到,你的Kubernetes节点上运行着一些"pause"容器?它们被称作“沙盒容器(sandbox containers)",其唯一任务是保留并持有一个网络命名空间(netns),该命名空间被Pod内所有容器共享。通过这种方式,即使一个容器死掉,新的容器创建出来代替这个容器,Pod IP也不会改变。这种IP-per-pod模型的巨大优势是,Pod和底层主机不会有IP或者端口冲突。我们不用担心应用使用了什么端口。
使用容器总是感觉像使用魔法一样。对于那些理解底层原理的人来说容器很好用,但是对于不理解的人来说就是个噩梦。很幸运的是,我们已经研究容器技术很久了,甚至成功揭秘容器只是隔离并受限的 Linux 进程,运行容器并不需要镜像,以及另一个方面,构建镜像需要运行一些容器。
Linux网络名称空间是操作系统级别的一种虚拟化技术🔄,它允许创建隔离的网络环境🌐,使得每个环境拥有自己独立的网络资源,如IP地址📍、路由表🗺️、防火墙规则🔥等。这种技术是Linux内核功能的一部分,为不同的用户空间进程提供了一种创建和使用独立网络协议栈的方式。本文旨在全方面、多维度解释Linux网络名称空间的概念、必要性和作用。
最近使用tcpdump的时候突然想到这个问题。因为我之前只存在一些一知半解的认识:比如直接镜像了网卡的包、在数据包进入内核前就获取了。但这些认识真的正确么?针对这个问题,我进行了一番学习探究。
在现代计算环境中,尤其是云计算☁️、容器化📦和微服务架构🏗️大行其道的时代,了解和掌握Linux虚拟网络设备变得极为重要。本文将深入探讨Linux虚拟网络设备的世界,带你了解它们是什么、包含哪些类型、为什么需要它们,以及如何在应用开发中充分利用它们。
pod,中文翻译过来叫豆荚,如下图。我们都知道豆荚,一个豆荚里面有很多豆子。豆荚就可以理解为pod,一个个的豆子就可以理解为容器。pod和容器的关系是一个pod里面可以有一个或者多个容器。Pod是k8s部署的最小单位。
在微服务架构系统中包含了大量的服务,并且服务之间存在复杂的依赖关系,以拓扑的形式运行并相互协作,如果部署的时候采取方式来解决整体的依赖、配置通信的协议和地址等,那么重新部署到新环境的成本会非常高。而容器技术提供了一种将所有的服务能够迅速快捷地重新部署的方案,并且可以根据需求进行横向的扩展,且保证高可用性,在出现问题的时候可以自动重启或者启动备份服务。
/*接下来的几节分析Linux网络*/ /**首先: 分析Linux网络子系统的构成,以及Linux网络子系统的作用*/ /*Linux网络子系统结构图*/ 📷 /*从上图可以看出: 用户空间有: 应用层 内核空间包含的有: 系统调用接口: 为应用程序提供访问网络子系统的统一方法 协议无关接口: 提供通用的方法来使用传输层协议 网络协议栈: 实现具体的网络协议
在 Linux 上通过 veth 我们可以创建出许多的虚拟设备。通过 Bridge 模拟以太网交换机的方式可以让这些网络设备之间进行通信。不过虚拟化中还有很重要的一步,那就是隔离。借用 Docker 的概念来说,那就是不能让 A 容器用到 B 容器的设备,甚至连看一眼都不可以。只有这样才能保证不同的容器之间复用硬件资源的同时,还不会影响其它容器的正常运行。
1. Node之间的网络是未知的,有可能是物理服务器直接联网,有可能是虚拟机通过VPC互联,也可以是物理服务器以裸金属方式接入VPC;
因为要对百万、千万、甚至是过亿的用户提供各种网络服务,所以在一线互联网企业里面试和晋升后端开发同学的其中一个重点要求就是要能支撑高并发,要理解性能开销,会进行性能优化。而很多时候,如果你对Linux底层的理解不深的话,遇到很多线上性能瓶颈你会觉得狗拿刺猬,无从下手。
1 DMA 将 NIC 接收的数据包逐个写入 sk_buff ,一个数据包可能占用多个 sk_buff , sk_buff 读写顺序遵循FIFO(先入先出)原则。
上一篇二哥借助一张广角图聊了下数据中心、可用区、机架、物理机、VM、Pod之间的宏观关系。我们也确实可以看到,如今IT正在往虚拟化这个方向狂奔,十多年前,我们还在为以VM为代表的云计算机技术兴奋不已,如今大家的注意力已经完全被容器化吸引。
大家好,我是二哥。今天这期是一篇关于VPC和三种K8s网络模型的汇总性文章。也是春节前最后一篇文章,发完二哥就准备进入过年模式了。提前祝大家虎年虎虎生威,万事如意。
了解Linux的流量控制的目的:一是为了更好地理解底层对报文的处理逻辑,二是在流量控制中使用了很多很好的流量处理方法,可以学习一下这些方法和思想,翻译自:https://tldp.org/en/Traffic-Control-HOWTO/index.html。
我们拆解完了 Linux 网络包的接收过程,也搞定了网络包的发送过程。内核收发网络包整体流程就算是摸清楚了。
Netfilter是Linux内核中的一个框架,用于处理网络数据包。它提供了一组钩子函数,允许用户空间程序在数据包经过系统网络栈的不同阶段进行处理。Netfilter可以用于实现数据包的过滤、网络地址转换(NAT)、连接跟踪等功能。
某次在试图从容器内访问到本地的数据库时,发现在本机上并没有 docker0 这个网桥。学习了一波 Docker 网络相关的知识后作出了以下总结。
看样子是读取通信包的时候出现的错误。于是我查询了一下MySQL的官方文档,看看这个到底是啥错。
在使用Bridge网络时,Docker会为每个容器创建一个虚拟网卡(veth pair),一个端口连接到容器内部,另一个端口连接到宿主机上的网桥设备(br0)。每个容器会被分配一个唯一的MAC地址和IP地址,这些地址由Docker内部的IPAM(IP Address Management)模块管理。
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