在K8S中，Kube-Proxy为什么使用ipvs，而不使用iptables？

Kubernetes 中的 kube-proxy 是负责实现服务（Services）负载均衡的核心组件之一。它支持两种主要的代理模式：iptables 模式和 ipvs 模式。这两种模式都可以用来实现服务的网络流量转发，但它们之间存在一些关键的区别。

1. 为什么使用 ipvs 而不是 iptables？

1. 性能优势：

   • 连接跟踪：ipvs 直接在内核空间处理连接跟踪，而 iptables 则需要在用户空间和内核空间之间来回切换。这使得 ipvs 在处理大量并发连接时性能更高。
   • 哈希表：ipvs 使用哈希表来存储连接状态，这比 iptables 使用的树结构更高效。

2. 扩展性：

   • ipvs 支持更多的后端目标（Real Servers），这意味着它可以更好地支持大规模集群中的服务。
   • ipvs 在连接负载均衡方面更加灵活，提供了多种负载均衡算法，如轮询、最少连接数等。

3. 资源占用：

   • ipvs 的资源占用相对较低，因为它不需要维护大量的 iptables 规则集。随着集群规模的增大，这一点尤为重要。

4. 规则更新：

   • 当服务发生变化时，ipvs 可以更快地更新其内部的状态，而不需要像 iptables 那样重新加载整个规则链。

5. 可配置性：

   • ipvs 提供了更多的配置选项，允许管理员根据需要调整负载均衡策略和行为。

2. 实现细节

• iptables 模式：

  • iptables 模式下，kube-proxy 通过在节点上添加一系列 iptables 规则来实现服务的负载均衡。这些规则定义了如何重定向流量到后端 Pod。
  • 这种模式简单易用，但在大规模集群中可能会遇到性能瓶颈，尤其是在规则数量庞大的情况下。

• ipvs 模式：

  • ipvs 模式下，kube-proxy 使用 Linux 内核中的 IPVS 模块来直接管理服务的负载均衡。它创建和管理虚拟服务器（Virtual Server）以及后端目标（Real Server）之间的连接。
  • 这种模式在性能和扩展性方面都优于 iptables 模式，尤其是在处理高并发连接时。

3. 如何选择

选择使用 iptables 还是 ipvs 取决于集群的具体需求和环境。一般来说，如果你的集群规模较小，对性能的要求不是特别高，那么使用默认的 iptables 模式就足够了。但是，如果你的集群规模较大，或者对性能和扩展性有较高要求，那么推荐使用 ipvs 模式。要启用 ipvs 模式，可以在启动 kube-proxy 时指定 --proxy-mode=ipvs 参数。如果你使用的是 Kubernetes 的自动部署脚本或配置文件，也可以在那里进行相应的配置更改。

综上所述，虽然 iptables 模式易于理解和使用，但 ipvs 模式提供了更好的性能和扩展性，特别是在大型集群中。