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| Flannel是 CoreOS 團隊針對 Kubernetes 設計的一個覆蓋網絡（Overlay Network）工具，其目的在于幫助每一個使用 Kuberentes 的 CoreOS 主機擁有一個完整的子網。 |
Flannel是一種基于overlay網絡的跨主機容器網絡解決方案，也就是將TCP數據包封裝在另一種網絡包里面進行路由轉發和通信，Flannel是CoreOS開發,專門用于docker多機互聯的一個工具,讓集群中的不同節點主機創建的容器都具有全集群唯一的虛擬ip地址，Flannel使用go語言編寫。
Flannel為每個host分配一個subnet，容器從這個subnet中分配IP，這些IP可以在host間路由，容器間無需使用nat和端口映射即可實現跨主機通信
每個subnet都是從一個更大的IP池中劃分的，flannel會在每個主機上運行一個叫flanneld的agent，其職責就是從池子中分配subnet
Flannel使用etcd存放網絡配置、已分配 的subnet、host的IP等信息
Flannel數據包在主機間轉發是由backend實現的，目前已經支持UDP、VxLAN、host-gw、AWS VPC和GCE路由等多種backend
容器直接使用目標容器的ip訪問，默認通過容器內部的eth0發送出去。
報文通過veth pair被發送到vethXXX。
vethXXX是直接連接到虛擬交換機docker0的，報文通過虛擬bridge docker0發送出去。
查找路由表，外部容器ip的報文都會轉發到flannel0虛擬網卡，這是一個P2P的虛擬網卡，然后報文就被轉發到監聽在另一端的flanneld。
flanneld通過etcd維護了各個節點之間的路由表，把原來的報文UDP封裝一層，通過配置的iface發送出去。
報文通過主機之間的網絡找到目標主機。
報文繼續往上，到傳輸層，交給監聽在8285端口的flanneld程序處理。
數據被解包，然后發送給flannel0虛擬網卡。
查找路由表，發現對應容器的報文要交給docker0。
docker0找到連到自己的容器，把報文發送過去。
節點名稱 IP地址 安裝軟件 docker1 192.168.198.133 etcd、flannel、docker docker2 192.168.198.130 flannel、docker
etcd下載地址： https://github.com/coreos/etcd/releases
啟動 命令：
etcd -name etcd1 -data-dir /var/lib/etcd --advertise-client-urls http://192.168.198.133:2379,http://127.0.0.1:2379 --listen-client-urls http://192.168.198.133:2379,http://127.0.0.1:2379 &
flannel下載地址： https://github.com/coreos/flannel/releases
添加flannel網絡配置信息到etcd：
etcdctl --endpoints http://127.0.0.1:2379 set /coreos.com/network/config '{"Network": "10.0.0.0/16", "SubnetLen": 24, "SubnetMin": "10.0.1.0","SubnetMax": "10.0.20.0", "Backend": {"Type": "vxlan"}}'
Network：用于指定Flannel地址池
SubnetLen：用于指定分配給單個宿主機的docker0的ip段的子網掩碼的長度
SubnetMin：用于指定最小能夠分配的ip段
SudbnetMax：用于指定最大能夠分配的ip段，在上面的示例中，表示每個宿主機可以分配一個24位掩碼長度的子網，可以分配的子網從10.0.1.0/24到10.0.20.0/24，也就意味著在這個網段中，最多只能有20臺宿主機
Backend：用于指定數據包以什么方式轉發，默認為udp模式，host-gw模式性能最好，但不能跨宿主機網絡
# cat /etc/systemd/system/flanneld.service [Unit] Description=Flanneld Documentation=https://github.com/coreos/flannel After=network.target Before=docker.service [Service] User=root ExecStartPost=/usr/local/bin/mk-docker-opts.sh ExecStart=/usr/local/bin/flanneld \ --etcd-endpoints="http://192.168.198.133:2379" \ --iface=192.168.198.133 \ --ip-masq=true \ --etcd-prefix=/coreos.com/network Restart=on-failure Type=notify LimitNOFILE=65536 [Install] WantedBy=multi-user.target
# systemctl daemon-reload # systemctl start flanneld
Flannel啟動過程解析：
從etcd中獲取network的配置信息,劃分subnet，并在etcd中進行注冊,將子網信息記錄到/run/flannel/subnet.env中,Flannel必須先于Docker啟動。
查看etcd中的數據：
# etcdctl ls /coreos.com/network/subnets /coreos.com/network/subnets/10.0.18.0-24
查看docker1的flannel網卡信息：
38: flannel.1:mtu 1450 qdisc noqueue state UNKNOWN group default link/ether 1a:8e:8b:09:d6:d4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 10.0.18.0/32 scope global flannel.1 valid_lft forever preferred_lft forever inet6 fe80::188e:8bff:fe09:d6d4/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
可以看到flannel0網卡的地址和etcd存儲的地址一樣，這樣flannel網絡配置完成
Docker安裝完成以后，需要修改其啟動參數以使其能夠使用flannel進行IP分配，以及網絡通訊
在Flannel運行之后，會生成一個環境變量文件，包含了當前主機要使用flannel通訊的相關參數，如下：
# cat /run/flannel/subnet.env FLANNEL_NETWORK=10.0.0.0/16 FLANNEL_SUBNET=10.0.18.1/24 FLANNEL_MTU=1450 FLANNEL_IPMASQ=true
可以使用flannel提供的 腳本將subnet.env轉寫成Docker啟動參數，創建好的啟動參數默認生成在/run/docker_opts.env文件中：
# /opt/flannel/mk-docker-opts.sh -c # cat /run/docker_opts.env DOCKER_OPTS=" --bip=10.0.18.1/24 --ip-masq=false --mtu=1450" 修改docker的服務啟動文件如下： # vim /lib/systemd/system/docker.service EnvironmentFile=/run/docker_opts.env ExecStart=/usr/bin/dockerd $DOCKER_OPTS -H fd://
重啟docker
systemctl daemon-reload systemctl restart docker
這時可以看到docker0的ip已經位于flannel網卡的網段之中：
3: docker0:mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default link/ether 02:42:de:a3:d8:7d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 10.0.18.1/24 brd 10.0.18.255 scope global docker0 valid_lft forever preferred_lft forever inet6 fe80::42:deff:fea3:d87d/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever 38: flannel.1:mtu 1450 qdisc noqueue state UNKNOWN group default link/ether 1a:8e:8b:09:d6:d4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 10.0.18.0/32 scope global flannel.1 valid_lft forever preferred_lft forever inet6 fe80::188e:8bff:fe09:d6d4/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
root@ubuntu:~# docker run -it busybox / # ip a 1: lo:mtu 65536 qdisc noqueue qlen 1000 link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 inet 127.0.0.1/8 scope host lo valid_lft forever preferred_lft forever 39: eth0@if40:mtu 1450 qdisc noqueue link/ether 02:42:0a:00:12:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 10.0.18.2/24 brd 10.0.18.255 scope global eth0 valid_lft forever preferred_lft forever / # ping 10.0.12.2 PING 10.0.12.2 (10.0.12.2): 56 data bytes 64 bytes from 10.0.12.2: seq=0 ttl=62 time=0.803 ms
root@ubuntuserver:~/flannel# docker exec -it b4d /bin/bash root@b4d65fdc02a3:/usr/local/apache2# ip a 1: lo:mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000 link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 inet 127.0.0.1/8 scope host lo valid_lft forever preferred_lft forever 5: eth0@if6:mtu 1450 qdisc noqueue state UP group default link/ether 02:42:0a:00:0c:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff inet 10.0.12.2/24 brd 10.0.12.255 scope global eth0 valid_lft forever preferred_lft forever root@b4d65fdc02a3:/usr/local/apache2# root@b4d65fdc02a3:/usr/local/apache2# root@b4d65fdc02a3:/usr/local/apache2# ping 10.0.18.2 PING 10.0.18.2 (10.0.18.2) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 10.0.18.2: icmp_seq=1 ttl=62 time=0.794 ms 64 bytes from 10.0.18.2: icmp_seq=2 ttl=62 time=0.957 ms
此時的網絡數據包流向如圖：
host-gw bakcend是flannel的另一個backend。與vxlan不同，host-gw不會封裝數據包，而是在主機的路由表中創建到其他主機的subnet的路由條目，從而實現容器網絡跨主機通信。需要說明的是，host-gw不能跨宿主機網絡通信，或者說跨宿主機網絡通信需要物理路由支持。
修改etcd如下：
etcdctl --endpoints http://127.0.0.1:2379 set /coreos.com/network/config '{"Network": "10.0.0.0/16", "SubnetLen": 24, "SubnetMin": "10.0.1.0","SubnetMax": "10.0.20.0", "Backend": {"Type": "host-gw"}}'
重啟flanneld與docker：
systemctl restart flanneld docker
可以在宿主機上查看到路由條目：
root@ubuntu:~# ip route default via 192.168.198.2 dev ens33 proto dhcp metric 100 10.0.12.0/24 via 192.168.198.130 dev ens33 10.0.18.0/24 dev docker0 proto kernel scope link src 10.0.18.1 linkdown 169.254.0.0/16 dev ens33 scope link metric 1000 192.168.198.0/24 dev ens33 proto kernel scope link src 192.168.198.133 metric 100
原文來自： https://www.linuxprobe.com/flannel.html
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