技术

如何使用RedisTemplate访问Redis数据结构 MySQL重要知识点 OAuth2认证授授权流程 分布式锁 服务调用 MQ的介绍 SpringCloud 使用链 Eureka 的点对点通信 介绍Eureka RabbitMQ与其它MQ的对比 Springboot 启动过程分析 Springboot 入门 Linux内存管理 自定义CNI IPAM 扩展Kubernetes 副本一致性 spring redis 源码分析 kafka实践 spring kafka 源码分析 Linux进程调度 让kafka支持优先级队列 Codis源码分析 Redis源码分析 C语言学习 《趣谈Linux操作系统》笔记 Kubernetes安全机制 jvm crash分析 Prometheus 学习 Kubernetes监控 Kubernetes 控制器模型 容器日志采集 容器狂占cpu怎么办? 容器狂打日志怎么办? Kubernetes资源调度-scheduler 时序性数据库介绍及对比 influxdb入门 maven的基本概念 《Apache Kafka源码分析》——server Kubernetes objects之编排对象 源码分析体会 自动化mock AIOps说的啥 从DevOps中挖掘docker的价值 《数据结构与算法之美》——算法新解 Kubernetes源码分析——controller mananger Kubernetes源码分析——apiserver Kubernetes源码分析——kubelet Kubernetes整体结构 ansible学习 Kubernetes源码分析——从kubectl开始 jib源码分析之Step实现 kubernetes实践 线程排队 jib源码分析之细节 从一个签名框架看待机制和策略 跨主机容器通信 jib源码分析及应用 docker环境下的持续构建 docker环境下的持续发布 一个容器多个进程 kubernetes yaml配置 marathon-client 源码分析 《持续交付36讲》笔记 程序猿应该知道的 mybatis学习 无锁数据结构和算法 《Container-Networking-Docker-Kubernetes》笔记 活用linux 命令 为什么很多业务程序猿觉得数据结构和算法没用? 串一串一致性协议 当我在说PaaS时,我在说什么 《数据结构与算法之美》——数据结构笔记 swagger PouchContainer技术分享体会 harbor学习 用groovy 来动态化你的代码 《深入剖析kubernetes》笔记 精简代码的利器——lombok 学习 java 语言的动态性 rxjava3——背压 rxjava2——线程切换 spring cloud 初识 JVM4——《深入拆解java 虚拟机》笔记 《how tomcat works》笔记 commons-pipeline 源码分析 hystrix 学习 rxjava1——概念 Redis 学习 TIDB 学习 分布式计算系统的那些套路 Storm 学习 AQS3——论文学习 Unsafe Spark Stream 学习 linux 文件系统 mysql 批量操作优化 《自己动手写docker》笔记 java8 实践 中本聪比特币白皮书 细读 区块链泛谈 比特币 大杂烩 总纲——如何学习分布式系统 forkjoin 泛谈 hbase 泛谈 看不见摸不着的cdn是啥 《jdk8 in action》笔记 程序猿视角看网络 calico 问题排查 bgp初识 mesos 的一些tips mesos 集成 calico calico AQS2——粗略的代码分析 我们能用反射做什么 web 跨域问题 《clean code》笔记 compensable-transaction 源码分析 硬件对软件设计的影响 elasticsearch 初步认识 mockito简介及源码分析 线上用docker要解决的问题 《Apache Kafka源码分析》——Producer与Consumer 停止容器 dns隐藏的一个坑 《mysql技术内幕》笔记2 《mysql技术内幕》笔记1 log4j学习 为什么netty比较难懂? 回溯法 apollo client源码分析及看待面向对象设计 java系并发模型的发展 从一个marathon的问题开始的 docker 环境(主要运行java项目)常见问题 Scala的一些梗 OpenTSDB 入门 spring事务小结 事务一致性 javascript应用在哪里 netty中的future和promise 《netty in action》读书笔记 netty对http2协议的解析 ssl证书是什么东西 一些tricky的code http那些事 苹果APNs推送框架pushy apple 推送那些事儿 编写java框架的几大利器 JVM3——java内存模型 java concurrent 工具类 java exception java io涉及到的一些linux知识 network channel network byte buffer 测试环境docker化实践 通用transport层框架pigeon netty(七)netty在框架中的使用套路 Nginx简单使用 《Linux内核设计的艺术》小结 从Go并发编程模型想到的 mesos深入 Macvlan Linux网络源代码学习2 《docker源码分析》小结 对web系统的一些理解 docker中涉及到的一些linux知识 hystrix学习 Linux网络源代码学习 Docker网络五,docker网络的回顾 zookeeper三重奏 数据库的一些知识 Spark 泛谈 commons-chain netty(六)netty回顾 Thrift基本原理与实践(三) Thrift基本原理与实践(二) Thrift基本原理与实践(一) Future 回调 Docker0.1.0源码分析 基于spring boot和Docker搭建微服务 通过Docker Plugin来扩展Docker Engine java gc Docker网络四,基于Centos搭建Docker跨主机网络 google guava的一些理解 Jedis源码分析 Redis概述 Docker回顾 深度学习是个什么鬼 Docker网络三,基于OVS实现Docker跨主机网络 Linux网络命令操作 JTA与TCC 换个角度看待设计模式 Scala初识 netty(四)netty对http协议的实现(废弃) netty(三)netty框架泛谈 向Hadoop学习NIO的使用 以新的角度看数据结构 AQS1——并发相关的硬件与内核支持 使用Ubuntu要做的一些环境准备 Docker网络二,libnetwork systemd 简介 那些有用的sql语句 异构数据库表在线同步 spring aop 实现原理简述——背景知识 quartz 源码分析 基于docker搭建测试环境(二) spring aop 实现原理简述 我们编程的那些潜意识 自己动手写spring(八) 支持AOP 自己动手写spring(七) 类结构设计调整 分析log日志 一次代码调试的过程 自己动手写spring(六) 支持FactoryBean 自己动手写spring(九) 总结 自己动手写spring(五) bean的生命周期管理 自己动手写spring(四) 整合xml与注解方式 自己动手写spring(三) 支持注解方式 自己动手写spring(二) 创建一个bean工厂 自己动手写spring(一) 使用digester varnish 简单使用 docker volume 关于docker image的那点事儿 基于docker搭建测试环境 分布式配置系统 JVM2——JVM和传统OS对比 git spring rmi和thrift maven/ant/gradle使用 再看tcp mesos简介 缓存系统——具体组件 缓存系统 java nio的多线程扩展 多线程设计模式/《Concurrency Models》笔记 回头看Spring IOC IntelliJ IDEA使用 Java泛型 vagrant 使用 Go 常用的一些库 Netty(一)初步了解 java mina Golang开发环境搭建(Windows下) java nio入门 ibatis自动生成类和文件 Python初学 Goroutine 调度模型猜想 一些编程相关的名词 虚拟网络 《程序员的自我修养》小结 VPN(Virtual Private Network) Hadoop安装与调试 Kubernetes持久化存储 Kubernetes 其它特性 访问Kubernetes上的服务 Kubernetes副本管理 Kubernetes pod 组件 使用etcd + confd + nginx做动态负载均衡 nginx安装与简单使用 在CoreOS集群上搭建Kubernetes 如何通过fleet unit files 来构建灵活的服务 CoreOS 安装 定制自己的boot2docker.iso CoreOS 使用 Go初学 JVM1——jvm小结 硬币和扑克牌问题 LRU实现 virtualbox 使用 os->c->java 多线程 容器类概述 zabbix 使用 zabbix 安装 Linux中的一些点 关于集群监控 ThreadLocal小结 我对Hadoop的认识 haproxy安装 docker快速入门

标签


Macvlan

2017年01月13日

简介

建议先看下前文 虚拟网络

抠一抠概念

Macvlan and ipvlan are Linux network drivers that exposes underlay or host interfaces directly to VMs or Containers running in the host.

那么问题来了,什么是network driver?

A network device driver is a device driver that enables a network device to communicate between the computer and operating system as well as with other network computers and network devices.

Device driver

In computing, a device driver is a computer program that operates or controls a particular type of device that is attached to a computer.[1] A driver provides a software interface to hardware devices, enabling operating systems and other computer programs to access hardware functions without needing to know precise details about the hardware being used.

A driver communicates with the device through the computer bus or communications subsystem to which the hardware connects. When a calling program invokes a routine in the driver, the driver issues commands to the device. Once the device sends data back to the driver, the driver may invoke routines in the original calling program. Drivers are hardware dependent and operating-system-specific. They usually provide the interrupt handling required for any necessary asynchronous time-dependent hardware interface.

网卡 ==> computer bus ==> network driver ==> Subroutine/子程序 ==> calling program

也就是network driver 在网卡 与操作系统之间,从这个角度看,跟磁盘驱动、鼠标驱动类似了。

macvlan 在虚拟化中的概念

要跟mac based vlan 有所区分,参见虚拟网络

Macvlan, MACVLAN or MAC-VLAN allows you to configure multiple Layer 2 (i.e. Ethernet MAC) addresses on a single physical interface. Macvlan allows you to configure sub-interfaces (also termed slave devices) of a parent, physical Ethernet interface (also termed upper device), each with its own unique (randomly generated) MAC address, and consequently its own IP address. Applications, VMs and containers can then bind to a specific sub-interface to connect directly to the physical network, using their own MAC and IP address. 基于物理机网卡 physical interface 创建多个 sub-interface,拥有自己的MAC and IP ,直接接入physical network。

Macvlan and IPvlan basics 讲清了macvlan sub-interface 和 vlan-sub-interface 的异同

  物理网卡 vlan sub-interface macvlan sub-interface
mac/ip   all sub-interfaces have same mac address(ip 手动/自动配) each sub-interface will get unique mac and ip address
    each sub-interface belongs to a different L2 domain using vlan(发的包自带vlan id,是数据帧的一部分) exposed directly in underlay network
配置文件 独立的网络接口配置文件 保存在临时文件/proc/net/vlan/config,重启会丢失 独立的网络接口配置文件
一般格式 eth0 eth0.1 eth0:1

vlan sub-interface他们没有自己的配置文件,他们只是通过将物理网加入不同的VLAN而生成的VLAN虚拟网卡。如果将一个物理网卡添加到多个VLAN当中去的话,就会有多个VLAN虚拟网卡出现。

macvlan 本身跟vlan 没啥关系,如果不考虑虚拟化的概念,甚至可以理解为一个物理机插了多个网卡。但在容器里面通常跟vlan 结合使用(因为一个宿主机的上百个容器可能属于不同的vlan)。 Following picture shows an example where macvlan sub-interface works together with vlan sub-interface. Containers c1, c2 are connected to underlay interface ethx.1 and Containers c3, c4 are connected to underlay interface ethx.2.

为啥vlan 要有个sub interface?基于IEEE 802.1Q附加的VLAN信息,就像在传递物品时附加的标签。因此,它也被称作“标签型VLAN(Tagging VLAN)”。 IEEE 802.1QIEEE 802.1Q, often referred to as Dot1q, is the networking standard that supports virtual LANs (VLANs) on an IEEE 802.3 Ethernet network. The standard defines a system of VLAN tagging for Ethernet frames and the accompanying procedures to be used by bridges and switches in handling such frames. 这种vlan 和 MAC Based VLAN 没啥关系(因为vlan sub-interface 的mac 地址都一样),一种说法是vlan 的划分方式太多(基于交换机port、基于mac地址、基于ip地址等),各家交换机各搞各的也不统一,不能互通,干脆弄一个802.1Q 协议统一下,让数据包带标签吧。交换机发现数据帧里有vlan tag(物理机接口 要能给 数据帧打tag,所以要sub-interface)就按vlan tag 来,没有vlan tag 就按自家支持的 vlan 划分方法来。

Docker Networking: macvlans with VLANs

One macvlan, one Layer 2 domain and one subnet per physical interface, however, is a rather serious limitation in a modern virtualization solution. 这个说的是物理机时代,一个host 两个网卡,每个网卡属于不同的vlan(属于同一个vlan的话还整两个网卡干啥),而两个vlan 不可以是同一个网段。参见程序猿视角看网络

a Docker host sub-interface can serve as a parent interface for the macvlan network. This aligns perfectly with the Linux implementation of VLANs(这个表述用的有感觉,linux 对vlan的实现), where each VLAN on a 802.1Q trunk connection is terminated on a sub-interface of the physical interface. You can map each Docker host interface to a macvlan network, thus extending the Layer 2 domain from the VLAN into the macvlan network.

Docker macvlan driver automagically creates host sub interfaces when you create a new macvlan network with sub interface as a parent。vlan sub interface 创建完毕后,以其为parent 创建macvlan sub interface 由 macvlan driver 自动完成。

整体思路

以下实现基于docker1.13,物理机使用192.168.0.0/16网段,容器使用172.31.0.0/16网段。

  1. docker host,自定义ipam plugin负责ip地址管理,每个docker host运行一个ipam plugin,并根据ipam plugin创建local scope的macvlan network。
  2. 创建容器时使用macvlan网络
  3. 外置交换机负责容器之间、host之间、容器与host之间的连通性。

MACVLAN可以从一个主机接口虚拟出多个macvtap,且每个macvtap设备都拥有不同的mac地址(对应不同的linux字符设备)。

docker macvlan 用802.1q模式,对于一个交换机端口来说:

  1. 物理机和容器的数据包属于不同的vlan,so, 交换机端口设置为trunk;
  2. 物理机和容器的数据包属于不同的网段,so,在交换机的三层加一层路由,打通物理机和容器的两个网段。

macvlan网络

设置路由器或交换机

Docker Networking: macvlans with VLANs

本小节是2018.12.17补充,所以网段部分对不上

if you happen to have a Cisco IOS router

router(config)# interface fastEthernet 0/0
router(config-if)# no shutdown

router(config)# interface fastEthernet 0/0.10
router(config-subif)# encapsulation dot1Q 10
router(config-subif)# ip address 10.0.10.1 255.255.255.0
router(config-subif)# ipv6 address 2001:db8:babe:10::1/64

router(config)# interface fastEthernet 0/0.20
router(config-subif)# encapsulation dot1Q 20
router(config-subif)# ip address 10.0.20.1 255.255.255.0
router(config-subif)# ipv6 address 2001:db8:babe:20::1/64

…or Cisco Layer 3 Switch…

switch# configure terminal
switch(config)# vlan 10
switch(config)# vlan 20

switch(config)# interface fastEthernet0/0
switch(config-if)# switchport mode trunk
switch(config-if)# switchport trunk native vlan 1

switch(config)# interface vlan 10
switch(config-if)# ip address 10.0.10.1 255.255.255.0
switch(config-if)# ipv6 address 2001:db8:babe:10::1/64

switch(config)# interface vlan 20
switch(config-if)# ip address 10.0.20.1 255.255.255.0
switch(config-if)# ipv6 address 2001:db8:babe:20::1/64

可以看到,从交换机的角度看,也是与linux 类似的ip命令,配置ip、网段等。

物理机创建vlan的sub interface

使用802.1q vlan时,我们发出去的数据包,要有802.1q中的vlan tag。为了不影响物理网卡的正常使用,就是只有基于sub interface(eth1.10)来发送802.1q package。

  1. Load the 802.1q module into the kernel.

    sudo modprobe 8021q

  2. Create a new interface that is a member of a specific VLAN, VLAN id 10 is used in this example. Keep in mind you can only use physical interfaces as a base, creating VLAN’s on virtual interfaces (i.e. eth0:1) will not work. We use the physical interface eth1 in this example. This command will add an additional interface next to the interfaces which have been configured already, so your existing configuration of eth1 will not be affected.

    sudo vconfig add eth1 10

  3. Assign an address to the new interface.

    sudo ip addr add 10.0.0.1/24 dev eth0.10

  4. Starting the new interface.

    sudo ip link set up eth0.10

基于sub interface创建docker macvlan 网络

docker network  create  -d macvlan \
    --subnet=172.31.0.0/16 \
    --gateway=172.31.0.1 \
    -o parent=eth0.10 macvlan10

创建容器,指定使用macvlan网络

docker run --net=macvlan10 -it --name macvlan_test5 --rm alpine /bin/sh

引用

MAC VLAN 配置简介

交换机IP-MAC-PORT绑定和DHCP Snooping的应用