Weave

Weave Net是一个多主机容器网络方案,支持去中心化的控制平面,各个host上的wRouter间通过建立Full Mesh的TCP链接,并通过Gossip来同步控制信息。这种方式省去了集中式的K/V Store,能够在一定程度上减低部署的复杂性,Weave将其称为“data centric”,而非RAFT或者Paxos的“algorithm centric”。

数据平面上,Weave通过UDP封装实现L2 Overlay,封装支持两种模式:

  • 运行在user space的sleeve mode:通过pcap设备在Linux bridge上截获数据包并由wRouter完成UDP封装,支持对L2 traffic进行加密,还支持Partial Connection,但是性能损失明显。

  • 运行在kernal space的 fastpath mode:即通过OVS的odp封装VxLAN并完成转发,wRouter不直接参与转发,而是通过下发odp 流表的方式控制转发,这种方式可以明显地提升吞吐量,但是不支持加密等高级功能。

Sleeve Mode:

Fastpath Mode:

关于Service的发布,weave做的也比较完整。首先,wRouter集成了DNS功能,能够动态地进行服务发现和负载均衡,另外,与libnetwork 的overlay driver类似,weave要求每个POD有两个网卡,一个就连在lb/ovs上处理L2 流量,另一个则连在docker0上处理Service流量,docker0后面仍然是iptables作NAT。

Weave已经集成了主流的容器系统

Weave Kubernetes

kubectl apply -n kube-system -f "https://cloud.weave.works/k8s/net?k8s-version=$(kubectl version | base64 | tr -d '\n')"

这会在所有Node上启动Weave插件以及Network policy controller:

$ ps -ef | grep weave | grep -v grep
root 25147 25131 0 16:22 ? 00:00:00 /bin/sh /home/weave/launch.sh
root 25204 25147 0 16:22 ? 00:00:00 /home/weave/weaver --port=6783 --datapath=datapath --host-root=/host --http-addr=127.0.0.1:6784 --status-addr=0.0.0.0:6782 --docker-api= --no-dns --db-prefix=/weavedb/weave-net --ipalloc-range=10.32.0.0/12 --nickname=ubuntu-0 --ipalloc-init consensus=2 --conn-limit=30 --expect-npc 10.146.0.2 10.146.0.3
root 25669 25654 0 16:22 ? 00:00:00 /usr/bin/weave-npc

这样,容器网络为

  • 所有容器都连接到weave网桥

  • weave网桥通过veth pair连到内核的openvswitch模块

  • 跨主机容器通过openvswitch vxlan通信

  • policy controller通过配置iptables规则为容器设置网络策略

Weave Scope

Weave Scope是一个容器监控和故障排查工具,可以方便的生成整个集群的拓扑并智能分组(Automatic Topologies and Intelligent Grouping)。

Weave Scope主要由scope-probe和scope-app组成

+--Docker host----------+
| +--Container------+ | .---------------.
| | | | | Browser |
| | +-----------+ | | |---------------|
| | | scope-app |<---------| |
| | +-----------+ | | | |
| | ^ | | | |
| | | | | '---------------'
| | +-------------+ | |
| | | scope-probe | | |
| | +-------------+ | |
| | | |
| +-----------------+ |
+-----------------------+

优点

  • 去中心化

  • 故障自动恢复

  • 加密通信

  • Multicast networking

缺点

  • UDP模式性能损失较大

参考文档