k8s网络

Kubernetes 网络插件（CNI 插件）负责实现 Pod 间通信、Pod 与外部网络通信等核心网络功能，需符合 CNI（Container Network Interface）标准。不同插件在网络模型、性能、功能（如网络策略）、部署复杂度等方面差异较大，以下是主流插件的对比分析：

插件	网络模型	网络策略	性能	部署复杂度	适用场景
Flannel	Overlay（VXLAN/host-gw）	不支持	中等	极低	新手、测试、小规模集群，无策略需求
Calico	Underlay（BGP）/Overlay（VXLAN）	支持（强）	优秀	中	中大规模集群、生产环境、需严格网络隔离
Weave Net	Overlay（UDP）	支持	中等	低	中小规模、快速部署、需加密通信
Cilium	Overlay/Underlay + eBPF	支持（超强，L7）	顶尖	中	高性能、微服务、L7 策略、流量可视化
Kube-router	Underlay（BGP）	支持	优秀	中

一、核心对比维度

选择网络插件时，需重点关注：

• 网络模型：是否基于 Overlay（覆盖网络，如 VXLAN）或 Underlay（底层网络，如 BGP）；
• 网络策略支持：是否支持 Pod 间的访问控制（Kubernetes Network Policy）；
• 性能：吞吐量、延迟、资源开销（CPU / 内存）；
• 部署复杂度：是否易于安装、配置和维护；
• 适用场景：集群规模（小 / 中 / 大规模）、业务需求（如高性能、安全隔离）。

二、主流网络插件对比

1. Flannel

特点：最基础、最常用的 CNI 插件之一，由 CoreOS 开发，主打简单易用。

• 网络模型：基于 Overlay 网络，支持两种后端：
  • vxlan（默认，跨主机通过 VXLAN 隧道封装数据包，通用性强）；
  • host-gw（无隧道封装，直接通过主机路由通信，性能更好，但要求所有节点在同一二层网络）。
• 网络策略：不支持（无法配置 Pod 间访问控制）。
• 性能：中等（VXLAN 模式有隧道开销；host-gw 模式接近原生网络）。
• 部署：极简单，通过 DaemonSet 一键部署，几乎无需配置。
• 适用场景：
  • 新手入门、测试环境、小规模集群；
  • 对网络功能要求低，仅需基本 Pod 通信的场景；
  • 不需要网络策略的场景。

2. Calico

特点：功能全面的企业级插件，主打高性能和强安全性，支持复杂网络策略。

• 网络模型：灵活支持两种模式：
  • BGP 模式（Underlay）：通过 BGP 协议分发路由，无隧道封装，性能接近原生网络（推荐大规模集群）；
  • VXLAN 模式（Overlay）：跨主机隧道通信，适合跨网段集群。
• 网络策略：完全支持，且功能强大（支持基于 Pod 标签、IP、端口的细粒度访问控制，甚至支持 L7 策略扩展）。
• 性能：优秀（BGP 模式无隧道开销，延迟低、吞吐量高）。
• 部署：稍复杂（需配置 BGP 或 VXLAN，可通过 operator 简化部署）。
• 适用场景：
  • 中大规模集群（支持上万节点）；
  • 需要严格网络隔离（如多租户、生产环境）；
  • 对性能要求高的业务（如数据库、高并发服务）。

3. Weave Net

特点：由 Weaveworks 开发，主打易用性和自动修复，自带 DNS 和 IPAM（IP 地址管理）。

• 网络模型：基于 Overlay 网络（通过 UDP 封装数据包），支持加密通信（默认开启）。
• 网络策略：支持（语法与 Kubernetes 原生策略兼容）。
• 性能：中等（隧道封装有一定开销，加密会进一步降低性能）。
• 部署：简单（单命令部署，自动发现节点，无需额外配置）。
• 适用场景：
  • 中小规模集群；
  • 对部署便捷性要求高（如快速搭建）；
  • 需要跨主机加密通信的场景（如非信任网络环境）。

4. Cilium

特点：基于 eBPF（新一代 Linux 内核技术）的高性能插件，主打高性能和细粒度策略。

• 网络模型：支持 VXLAN（Overlay）和直接路由（Underlay），通过 eBPF 优化数据包处理（绕过传统内核协议栈，性能极大提升）。
• 网络策略：超强支持：
  • 支持 L3（IP）、L4（端口）策略；
  • 原生支持 L7 策略（HTTP/HTTPS、gRPC 等，无需额外服务网格）；
  • 支持 DNS 匹配、流量可视化。
• 性能：顶尖（eBPF 加速，延迟比传统插件低 30%-50%，资源开销小）。
• 部署：中等复杂度（依赖 Linux 内核版本 ≥ 4.19，需配置 eBPF 相关参数）。
• 适用场景：
  • 高性能场景（如金融交易、实时数据处理）；
  • 需要 L7 层网络策略（如微服务间 API 访问控制）；
  • 对可观测性（流量监控、日志）有需求的场景。

5. Kube-router

特点：轻量插件，集成了网络路由、服务代理（替代 kube-proxy）、网络策略三大功能，主打 “精简组件”。

• 网络模型：基于 BGP 协议（Underlay），无隧道封装，性能优秀。
• 网络策略：支持（基于 iptables 实现）。
• 性能：优秀（无隧道开销，且减少了 kube-proxy 组件的资源消耗）。
• 部署：中等（需替换 kube-proxy，配置 BGP 邻居）。
• 适用场景：
  • 希望简化集群组件（减少 kube-proxy）的场景；
  • 对性能和资源开销敏感的小规模集群。

三、选择建议

• 新手 / 测试环境：优先 Flannel（简单）或 Weave Net（稍强功能）。
• 生产环境（中大规模）：优先 Calico（功能全面、稳定、支持策略）。
• 高性能 / 微服务：Cilium（eBPF 加速 + L7 策略）。
• 精简组件需求：Kube-router（替代 kube-proxy，减少资源消耗）。

实际选择时，还需结合集群网络环境（是否跨网段）、业务对延迟 / 安全的要求综合判断。