概述
Kubernetes（简称K8s）是一种开源的容器编排平台，它能够自动部署、扩展和管理容器化应用程序。K8s网络模型是其核心功能之一，负责确保集群内部和集群外部的通信流畅。本文将深入探讨K8s网络模型，特别是如何实现高效负载均衡与集群通信。
K8s网络模型基础
IP-per-Pod模型
在K8s中，每个Pod都拥有一个独立的IP地址，即IP-per-Pod模型。这意味着无论Pod是否运行在同一个Node上，它们都可以直接通过IP地址进行通信，无需进行NAT转换。
CNI插件
K8s通过CNI（容器网络接口）集成各种网络方案。CNI插件负责为Pod分配IP地址，并确保Pod之间、Pod与节点之间能够直接通信。
节点间通信
K8s要求所有的Nodes之间可以在不使用NAT的情况下相互通信。这通常通过在节点上配置相应的网络策略来实现。
集群通信
Pod间通信
同一Pod内的容器共享同一个网络命名空间，可以直接通过localhost端口通信。不同Pod之间的通信则依赖于IP-per-Pod模型。
Pod与Service通信
Service是K8s中的一个抽象概念，它将一组Pod映射到一个统一的访问入口。Service对象在集群网络中拥有一个固定IP地址，Pod通过该IP地址访问Service。
外网与Service通信
为了使集群外部的客户端能够访问Service，可以使用NodePort、LoadBalancer或Ingress等方式暴露Service。
高效负载均衡
kube-proxy
kube-proxy是K8s网络模型的关键组件，负责实现服务负载均衡。它将来自Service端点的流量路由到相应的Pod上。
负载均衡策略
K8s支持多种负载均衡策略，如轮询（Round Robin）、最少连接（Least Connections）等。
集群外部通信
Ingress
Ingress是K8s中用于管理外部到集群内部流量的资源。它允许通过URI、主机名、路径等规则将流量映射到不同的Service。
负载均衡器
对于集群外部的访问，可以使用云服务提供商提供的负载均衡器来实现负载均衡。
总结
K8s网络模型通过IP-per-Pod模型、CNI插件、kube-proxy等组件，实现了高效负载均衡与集群通信。通过NodePort、LoadBalancer、Ingress等机制，集群内部和集群外部的通信得以顺畅进行。