說明

BGP，即邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（Border Gateway Protocol），是一個(gè)用于自治系統(tǒng)（Autonomous Systems, AS）之間路由和可達(dá)性信息交換的協(xié)議。其主要思想是通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由的優(yōu)化和控制，使得數(shù)據(jù)能夠通過正確的路徑從一點(diǎn)傳輸?shù)搅硪稽c(diǎn)。

BGP在網(wǎng)絡(luò)中的作用主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

路由傳播：BGP使得不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（如ISP供應(yīng)商）能夠分享他們的路由信息。這使得數(shù)據(jù)能夠更有效地從一點(diǎn)傳輸?shù)搅硪稽c(diǎn)，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整傳輸路徑以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)效果。

路由決策：BGP不僅通過權(quán)重、本地偏好、多路徑、起源、AS序列、下一跳等屬性來進(jìn)行路由決策，選擇最合適的路徑將數(shù)據(jù)從源頭傳輸?shù)侥康牡亍?/p>

策略控制：BGP給予網(wǎng)絡(luò)管理員更大的控制權(quán)，使得他們能夠管理和優(yōu)化自己的網(wǎng)絡(luò)流量。

在Kubernetes（K8s）設(shè)計(jì)中，BGP也有其重要作用。為了在集群之間正確路由流量，很多Kubernetes的網(wǎng)絡(luò)插件策略采用了BGP。舉個(gè)例子，像 Calico、BGP、Cilium 都實(shí)現(xiàn)了 BGP 協(xié)議。

在典型的BGP-on-K8s的設(shè)計(jì)理念中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都運(yùn)行一個(gè)BGP代理（如bird），這個(gè)代理會(huì)宣布該節(jié)點(diǎn)上所有Pod的子網(wǎng)給所有的其他節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)最終會(huì)有一張完整的路由表，列出如何通過網(wǎng)絡(luò)到達(dá)其他節(jié)點(diǎn)上的Pod。

這涉及下面幾個(gè)方面的BGP設(shè)計(jì)思想：

使得Pod網(wǎng)絡(luò)互通：每個(gè)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行一個(gè)BGP代理，告訴其它節(jié)點(diǎn)如何找到該節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的Pod。

負(fù)載均衡和高可用性：BGP可以動(dòng)態(tài)地路由流量，使得負(fù)載均衡器無需進(jìn)行復(fù)雜的配置，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整，可以最大化節(jié)點(diǎn)的利用率，提供高可用性。

跨集群和高速訪問：使用BGP，Pods可以直接通過IP通訊，而無需額外的路由轉(zhuǎn)發(fā)和NAT負(fù)載。這使得不同節(jié)點(diǎn)之間的通訊更加高效。

總的來說，BGP協(xié)議在K8s中被用來實(shí)現(xiàn)互操作性、可擴(kuò)展性和高級流量控制，來創(chuàng)建一個(gè)可以動(dòng)態(tài)適應(yīng)其負(fù)載需求的高效和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

扁平網(wǎng)絡(luò)：

扁平網(wǎng)絡(luò)是一種網(wǎng)絡(luò)模型，在這種模型中，所有計(jì)算設(shè)備都可以互相連接，因?yàn)樗鼈冊谕痪W(wǎng)絡(luò)層次中，也就是所謂的同一廣播域。這就意味著在這樣的網(wǎng)絡(luò)中，任何設(shè)備發(fā)送的廣播消息都會(huì)被網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)其他設(shè)備接收到。扁平網(wǎng)絡(luò)不使用路由，這使得網(wǎng)絡(luò)配置更簡單，也減少了在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)時(shí)所需的跳躍次數(shù)。

BGP Peering：

BGP Peering是指兩個(gè)BGP運(yùn)行設(shè)備（或稱為"對等體"）之間的連接。在這種情況下，兩個(gè)設(shè)備會(huì)交換路由信息，對方會(huì)知道如何找到彼此。這種做法使得在Internet服務(wù)提供商（ISP）或者大型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（例如云計(jì)算數(shù)據(jù)中心）中數(shù)據(jù)的傳輸更加高效。通過BGP Peering，可以建立復(fù)雜的，分層的網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)槊總€(gè)設(shè)備知道如何通過最有效的路徑找到其它設(shè)備。

在一起

盡管扁平網(wǎng)絡(luò)和BGP Peering可能看起來是互斥的（因?yàn)楸馄骄W(wǎng)絡(luò)是沒有路由層次的，而BGP Peering正是通過建立路由層次來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸），但它們實(shí)際上可以一起使用。例如，在一個(gè)使用了扁平網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)中心，我們可能會(huì)使用BGP Peering來管理網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流，以優(yōu)化特定類型的通信（例如，南-北流量）。在Kubernetes中，計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)連接可以是扁平的，而BGP Peering可以用于建立Pod之間的路由信息，使得數(shù)據(jù)在Pod之間更有效的傳輸。

Calico網(wǎng)絡(luò)插件

Project Calico 是一個(gè)開源項(xiàng)目，它為虛擬和物理網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)基于規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)和跨主機(jī)網(wǎng)絡(luò)建筑方案。這種基于規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)允許網(wǎng)絡(luò)定義更加詳細(xì)，準(zhǔn)確和精細(xì)。此外，Calico 還提供了各種網(wǎng)絡(luò)接入模式，由純?nèi)龑泳W(wǎng)絡(luò)模式到主機(jī)網(wǎng)絡(luò)（Overlay）模式模型。

在 Kubernetes 中，Calico 可以提供如下幾項(xiàng)功能：

• 網(wǎng)絡(luò)策略：Calico 通過基于標(biāo)簽的政策定義，對 Pod 網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行細(xì)粒度控制，這樣就能夠讓開發(fā)者具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)隔離和安全性能。

• 網(wǎng)絡(luò)路由：Calico 通過 BGP 協(xié)議，實(shí)現(xiàn)集群內(nèi)部 Pod 網(wǎng)絡(luò)的互通，同時(shí)通過與外部物理網(wǎng)絡(luò)的 BGP Peering，實(shí)現(xiàn)了 Pod 網(wǎng)絡(luò)對外的路由發(fā)布。這就能在無需額外的負(fù)載均衡設(shè)備的情況下，從外部訪問 Pod。

• 網(wǎng)絡(luò)性能：由于 Calico 使用純?nèi)龑泳W(wǎng)絡(luò)，而不是常見的 Overlay 網(wǎng)絡(luò)，它的網(wǎng)絡(luò)性能損失非常小，能夠有效地提升應(yīng)用的性能。

使用 Calico 的步驟：

具體應(yīng)用到 Kubernetes 中，部署 Calico的步驟如下：

• 首先，你需要在每個(gè) Kubernetes 機(jī)器上安裝 Calico Node 組件。這個(gè)組件包含了一些核心網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)策略處理的依賴。

• 接著，你需要?jiǎng)?chuàng)建相關(guān)的 Default 網(wǎng)絡(luò)策略，并將 Calico 設(shè)置為 Kubernetes 的網(wǎng)絡(luò)插件。

• 最后，你可以定義你自己的網(wǎng)絡(luò)策略，來對微服務(wù)進(jìn)行精細(xì)化控制。

主機(jī)網(wǎng)絡(luò)（overlay）模式模型

主機(jī)網(wǎng)絡(luò)（Overlay）模式是一種網(wǎng)絡(luò)模型，用于在底層物理網(wǎng)絡(luò)之上創(chuàng)建邏輯網(wǎng)絡(luò)。在這種模型中，每個(gè)主機(jī)都可以通過軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）技術(shù)創(chuàng)建一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)是在物理網(wǎng)絡(luò)之上構(gòu)建的。

主機(jī)網(wǎng)絡(luò)模式的核心思想是利用軟件定義的網(wǎng)絡(luò)功能，例如隧道技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)虛擬化，將主機(jī)之間的通信流量隔離開來，就像它們在獨(dú)立的物理網(wǎng)絡(luò)中一樣。每個(gè)主機(jī)都有一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，并且可以通過該標(biāo)識來識別和路由數(shù)據(jù)包。

在主機(jī)網(wǎng)絡(luò)模式中，虛擬網(wǎng)絡(luò)可以采用不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如扁平網(wǎng)絡(luò)或?qū)哟尉W(wǎng)絡(luò)。虛擬網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)可以與同一虛擬網(wǎng)絡(luò)中的其他主機(jī)進(jìn)行通信，就好像它們直接連接在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中一樣。底層物理網(wǎng)絡(luò)只負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)包，而網(wǎng)絡(luò)功能如路由和轉(zhuǎn)發(fā)則由虛擬網(wǎng)絡(luò)的軟件定義部分負(fù)責(zé)處理。

主機(jī)網(wǎng)絡(luò)模式的優(yōu)勢之一是它提供了靈活性和可伸縮性。通過虛擬化網(wǎng)絡(luò)，可以輕松地添加、移動(dòng)或刪除主機(jī)，并且網(wǎng)絡(luò)配置可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。此外，主機(jī)網(wǎng)絡(luò)模式還可以提供更好的隔離性和安全性，每個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)可以獨(dú)立配置和管理，防止不同網(wǎng)絡(luò)之間的干擾。

總的來說，主機(jī)網(wǎng)絡(luò)（Overlay）網(wǎng)絡(luò)模式是一種通過軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在物理網(wǎng)絡(luò)之上創(chuàng)建虛擬網(wǎng)絡(luò)的方法。它提供了靈活性、可伸縮性和隔離性，使得主機(jī)之間的通信就像它們直接連接在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中一樣。這種模式在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在云計(jì)算和容器化環(huán)境中。

One more thing

In the strikingly vivid metropolis nested within cyber-realm, the ever-evolving landscape of network nodes, which people fondly referred to as “The Cyberspace”, thrived alive. The foundations of this intricate world rested on a universal language – BGP, or Border Gateway Protocol. BGP was the key, the secret whisper between nodes, enabling the sprawling expanse of the Cyberspace to function like a well-oiled machine.

Our protagonist, a gifted, young hacker named Ray, had one objective - to traverse the countless interconnected pathways of the Cyberspace, seeking an ancient code buried deep within its intricate labyrinth. No one had ever dared to venture this far, let alone hoped to return unscathed, as the farther you ventured, the greater the risks posed by the perilous data storms and malicious cyberspace predators.

Despite the dangers, Ray remained undeterred. Armed with an unprecedented understanding of BGP, he navigated through the vast network. Each node was a city, a planet, a unique world on its own; each served as a pathway to the next destination. BGP was Ray’s compass, using its complex routing algorithms to guide him, avoiding congested pathways and finding the quickest routes through the interconnected maze.

As he journeyed deeper, Ray witnessed the powerful role of BGP - enabling communication, propagating routes, instilling order amidst potential chaos. He also realized how precariously balanced everything was; a single misrepresented route or a rogue node could cripple the entire system, a genuine testimony to the power resting at every node’s fingertips.

Eventually, after what felt like a digital eternity, Ray stumbled upon the ancient code embedded in the primal node. He had finally found the origin, the Genesis, of the Cyberspace. This was untapped information, inscribed in the very blueprint of this digital universe, encrypted with the original BGP.

Ray realized the monumental significance of his discovery, understanding now why this code was guarded so fiercely. The BGP was more than a mere navigation tool - it was the gospel of Cyberspace and the ultimate manifestation of power within it. It wasn’t merely shaping the architecture; it was the architecture.

With the code in his possession, Ray had two choices - use it for personal gain, potentially to dictate the networking world, or protect BGP’s sanctity, preserving the natural order of Cyberspace.

As Ray navigated homewards, he found himself pondering not the exhilaration of his journey, but the gravity of the decision awaiting him. His final verdict would have profound implications, shaping the destiny of the interconnected universe he had grown to revere.

So, our tale fades at the cusp of Ray’s decision, leaving a lingering question - in this world imbued with the power of BGP, what would you have done?文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-586343.html

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