从零开始编写自己的 Kubernetes CNI 网络插件

2023-10-21 20:38:34

Kubernetes CNI 网络概述

Kubernetes CNI（容器网络接口）是一个用于在 Kubernetes 集群中管理容器网络的插件系统。CNI 插件负责在容器和主机之间创建网络连接，并允许容器与外部世界通信。CNI 插件有多种类型，包括基于 Linux 桥接的、基于隧道（如 VXLAN 或 Geneve）的以及基于网络地址转换 (NAT) 的。

从零开始构建 CNI 网络插件

步骤一：创建 CNI 配置文件

要构建 CNI 网络插件，您需要创建一个 CNI 配置文件。此文件告诉 Kubernetes 如何使用您的插件来管理容器网络。配置文件通常位于 /etc/cni/net.d 目录中，并以 .conf 为扩展名。

以下是一个示例 CNI 配置文件：

{
  "name": "my-cni-plugin",
  "type": "bridge",
  "bridge": "my-bridge",
  "isDefaultGateway": true,
  "ipam": {
    "type": "host-local",
    "subnet": "10.0.0.0/16",
    "rangeStart": "10.0.0.1",
    "rangeEnd": "10.0.0.254",
    "gateway": "10.0.0.1"
  }
}

步骤二：实现 CNI 插件

接下来，您需要实现 CNI 插件本身。CNI 插件是一个可执行文件，它将接收来自 Kubernetes 的命令，并负责创建网络连接并配置网络策略。

以下是如何使用 Go 语言实现一个简单的 CNI 插件：

package main

import (
	"fmt"
	"os"

	"github.com/containernetworking/cni/pkg/skel"
	"github.com/containernetworking/cni/pkg/types"
)

func main() {
	skel.PluginMain(cmdAdd, cmdDel, cmdCheck)
}

func cmdAdd(args *skel.CmdArgs) error {
	// Parse the CNI configuration file
	config, err := types.LoadNetConf(args.StdinData)
	if err != nil {
		return fmt.Errorf("failed to parse CNI configuration: %v", err)
	}

	// Create the network bridge
	if err := createBridge(config.BridgeName); err != nil {
		return fmt.Errorf("failed to create bridge: %v", err)
	}

	// Assign an IP address to the container
	if err := assignIP(config.IPAM, args.IfName); err != nil {
		return fmt.Errorf("failed to assign IP address: %v", err)
	}

	// Return the CNI result
	return &types.Result{
		CNIVersion: "0.4.0",
		IP4: &types.IPConfig{
			IP:      net.ParseIP(args.Args["ip"]),
			Gateway: net.ParseIP(config.IPAM.Gateway),
			Routes: []types.Route{
				{Dst: net.ParseIP("0.0.0.0/0"), GW: net.ParseIP(config.IPAM.Gateway)},
			},
		},
		DNS: &types.DNS{
			Nameservers: config.DNS.Nameservers,
			Domain:      config.DNS.Domain,
			Options:      config.DNS.Options,
		},
	}
}

func cmdDel(args *skel.CmdArgs) error {
	// Delete the network bridge
	if err := deleteBridge(args.IfName); err != nil {
		return fmt.Errorf("failed to delete bridge: %v", err)
	}

	// Return the CNI result
	return &types.Result{}
}

func cmdCheck(args *skel.CmdArgs) error {
	// Check if the container has a valid IP address
	if err := checkIP(args.IfName); err != nil {
		return fmt.Errorf("failed to check IP address: %v", err)
	}

	// Return the CNI result
	return &types.Result{}
}