有关flannel插件的一些拙见

1. cni0网桥是谁创建的？

• cni0由CNI的bridge插件创建，不是Flannel直接创建的。
  • Flannel只负责分配子网和配置节点间路由，而具体的网络设备（如网桥、veth pair等）由CNI插件实现。
  • 当Flannel与CNI协作时，默认会调用bridge插件创建cni0网桥，并将Pod的veth设备一端挂载到cni0上。
  • 验证方法：在节点上执行 ip link show cni0，可以看到它是bridge类型设备。

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2. flannel.1与VTEP

• flannel.1是什么？
  它是一个VXLAN虚拟网卡，作用是作为VXLAN隧道的端点（VTEP）。
  • VTEP（VXLAN Tunnel Endpoint）：可以理解为一个“隧道口”，负责对数据包进行VXLAN封装/解封装。
    • 发送端：将Pod的原始数据包封装成VXLAN格式（添加外层UDP+IP头）。
    • 接收端：解封装VXLAN包，还原出原始数据包。
  • 每个节点的flannel.1有唯一的IP和MAC地址（例如10.244.1.0的节点VTEP IP可能是10.244.1.1）。

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3. ARP表与FDB表

(1) ARP表（Address Resolution Protocol）

• 作用：通过IP地址查询对应的MAC地址（像“通讯录”）。
• Flannel中的用途：
  • 当Pod1（10.244.1.2）要访问Pod2（10.244.2.3）时，需要知道目标Pod2的MAC地址。
  • Flannel会预先填充ARP表，告诉节点：“10.244.2.3的MAC地址是flannel.1的MAC”（避免广播询问）。
  • 查看命令：ip neigh show 或 arp -n。

(2) FDB表（Forwarding Database）

• 作用：通过MAC地址查询对应的物理网络端口（像“快递分拣表”）。
• Flannel中的用途：
  • 当flannel.1需要发送VXLAN包时，通过FDB表知道：“目标VTEP的MAC（如52:54:00:12:34:56）应该通过哪个物理网卡发出去（如eth0）”。
  • Flannel会预先填充FDB表，避免广播查询。
  • 查看命令：bridge fdb show（关注flannel.1相关的条目）。

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4. 完整流程举例（Pod1 → Pod2跨节点通信）

1. Pod1发送数据包：
   • 目标IP是Pod2（10.244.2.3），通过路由表发现需要走flannel.1。
2. 查询ARP表：
   • 节点预先知道“10.244.2.3的MAC是flannel.1的MAC”（如52:54:00:12:34:56）。
3. 查询FDB表：
   • 节点知道“MAC 52:54:00:12:34:56对应的物理出口是eth0，且目标节点IP是192.168.1.2”。
4. VXLAN封装：
   • 原始包被加上VXLAN头（VNI=1）和外层UDP/IP头（目标IP=192.168.1.2）。
5. 物理网络传输：
   • 封装后的包通过eth0发送到目标节点。
6. 目标节点解封装：
   • 对端节点的flannel.1解包，通过cni0将数据传给Pod2。

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5. 为什么需要预填充ARP和FDB表？

• 避免广播风暴：如果每次跨节点通信都靠广播查询MAC或端口，网络效率会极低。
• Flanneld的作用：
  • 监听ETCD/K8s API，获取所有节点的VTEP信息（IP/MAC）。
  • 提前在本地ARP和FDB表中写好规则，实现“直接转发”。

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总结

组件/概念	作用
cni0	由CNI的bridge插件创建，负责同一节点内Pod的二层通信。
flannel.1	VXLAN的VTEP，负责跨节点通信时的封装/解封装。
ARP表	存储“IP→MAC”映射，Flannel预填充以避免广播查询。
FDB表	存储“MAC→物理端口”映射，Flannel预填充以确定VXLAN包的外层出口。