在Kubernetes（K8S）中，CNI（Container Network Interface，容器网络接口）模型是一个标准化的接口规范，用于在容器创建时配置和管理其网络连接。以下是关于K8S中CNI模型的详细介绍：
1. CNI模型概述
CNI是由Cloud Native Computing Foundation（CNCF）维护的一个标准，它定义了一组简单、统一的接口，允许不同供应商或开发者提供各自的网络插件来满足各种网络需求。每个插件都是独立的可执行文件，通过标准的输入输出格式与容器运行环境（如kubelet）交互。当Kubernetes创建或删除Pod时，kubelet会调用相应的CNI插件以配置容器的网络接口。
2. CNI插件类型与功能
CNI插件可以实现多种网络模型，包括但不限于以下几种：
- Overlay网络插件：
- 典型特征：容器独立于主机的IP段，跨主机网络通信时通过主机之间创建的隧道实现。
- 常见插件：Flannel（使用vxlan等协议）、Weave Net等。
- 路由插件：
- 通过配置路由表，实现容器之间的网络通信。
- 插件可能需要根据网络拓扑和策略来动态更新路由表。
- Underlay插件：
- 直接利用底层物理网络的特性，为容器提供网络连接。
- 这种方式通常要求容器和主机在同一个网络平面内。
- 其他插件：
- 如Calico，它提供了纯三层的网络模型，通过BGP协议广播路由信息，实现容器之间的互联互通。
- Contiv等插件也提供了丰富的网络功能和策略支持。
3. CNI插件的工作原理
CNI插件操作于Linux网络命名空间层面，为容器创建并配置虚拟网络接口设备（如veth pair），并将一端放置到容器的网络命名空间中，另一端则连接到宿主机或其他网络基础设施。插件通过读取和解析JSON格式的配置文件（通常存储在/etc/cni/net.d/目录下），了解如何为容器建立网络连接。
4. CNI模型的优点
- 标准化：CNI模型提供了一个标准化的接口规范，使得不同供应商或开发者可以开发自己的网络插件。
- 灵活性：Kubernetes集群可以利用不同的CNI插件来满足不同应用场景下的网络需求。
- 可扩展性：CNI模型支持多种网络模型和功能，使得Kubernetes网络解决方案具有高度的可扩展性。
- 高效性：CNI插件通过直接操作Linux网络命名空间来配置容器网络，提高了网络通信的效率。
5. 常见的CNI插件比较
| 插件名称 | 典型特征 | 适用场景 |
|---|---|---|
| Flannel | 使用vxlan等协议构建Overlay网络 | 适用于需要跨主机网络通信的场景 |
| Calico | 提供纯三层的网络模型，通过BGP协议广播路由信息 | 适用于需要高性能网络通信和复杂网络策略的场景 |
| Weave Net | 简单易用的Overlay网络插件 | 适用于需要快速部署和扩展的场景 |
| Contiv | 提供了丰富的网络功能和策略支持 | 适用于需要高度定制化网络解决方案的场景 |
综上所述，K8S中的CNI模型提供了灵活、可扩展的机制，使得集群能够利用不同的网络方案来满足不同应用场景下的网络需求。通过选择合适的CNI插件和配置网络策略，用户可以轻松地管理和控制容器之间的网络通信。
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