1.kubeproxy原理
2.深度这一次，码解彻底搞懂 kube-proxy IPVS 模式的码解工作原理！
3.IPVS从入门到精通kube-proxy实现原理(转)
4.简述kube-proxy ipvs的码解原理？
5.深入 K8s 网络原理（二）- Service iptables 模式分析
6.Kube-Proxy IPVS 模式详解以及故障排查指南

kubeproxy原理

       kube-proxy原理：

service是一组pod的服务抽象，相当于一组pod的LB，负责将请求分发给对应的pod。 

service会为这个LB提供一个IP，一般称为cluster IP。 

kube-proxy的作用主要是负责service的实现，具体来说，就是实现了内部从pod到service和外部的从node port向service的访问。 

深度这一次，彻底搞懂 kube-proxy IPVS 模式的码解工作原理！

       了解Kubernetes中Service负载均衡的码解核心组件kube-proxy的工作原理，对于解决网络通信问题至关重要。码解wd源码本文主要深入解析kube-proxy的码解IPVS模式，这个在v1.版本中为解决iptables模式性能问题而引入的码解新特性。

       IPVS模式与iptables和userspace模式不同，码解它采用增量式更新，码解确保服务更新时连接不间断，码解避免了大规模服务时iptables规则过多导致的码解性能问题。通过模拟Service实例，码解我们使用底层工具一步步探索kube-proxy如何利用IPVS进行服务抽象和负载均衡，码解如创建虚拟服务和后端服务器，码解以及如何处理跨网络命名空间的通信。

       实验中，我们创建了两个网络命名空间，并在每个命名空间中启动HTTP服务，通过IPVS模拟Service的路由转发。我们还遇到了hairpin模式和conntrack等概念，这些技术帮助我们解决Service内部通信的问题。通过设置ipset，我们有效地管理了iptables规则，政治离我们源码避免了规则过多导致的性能瓶颈。

       最后，我们成功实现了多网络命名空间间的负载均衡，并且能够处理新增服务的加入。通过本文，读者将对kube-proxy的IPVS模式有更深入的理解，对Kubernetes网络通信机制有更全面的认识。

IPVS从入门到精通kube-proxy实现原理(转)

       Kubernetes Pod和容器一样，具有短暂的寿命，它们可能会随时被终止或漂移。随着集群状态的变化，Pod的位置和IP地址也会变化。直接使用Pod地址提供服务将无法保证服务的连续性和高可用性。因此，Kubernetes引入了Service的概念，通过负载均衡和虚拟IP（VIP）来实现服务的自动转发和故障转移。

       在Kubernetes中，Service由kube-proxy实现，ClusterIP类型的Service提供了一个稳定的虚拟IP地址，不会因Pod状态的改变而变化。ClusterIP是一个虚拟的IP，在整个集群中不存在，无法通过IP协议栈路由，修罗开源源码只能在一个节点上可见。为了在所有节点上访问Service，kube-proxy在所有Node节点上创建这个VIP并实现负载均衡，因此它是一个DaemonSet。

       Service的负载均衡机制满足三个条件：第一，服务必须至少有一个端点；第二，必须有一个IP地址；第三，必须有至少一个端口。有了这些假设，Kubernetes Service才能在Node上实现。

       kube-proxy默认使用基于内核态的iptables实现负载均衡。此外，Kubernetes还提供了基于IPVS的负载均衡，IPVS是工作在内核态的四层负载均衡器，性能优于iptables。

       IPVS支持三种模式：NAT模式、网关模式（Gatewaying）和IPIP隧道模式。NAT模式通过NAT实现负载均衡，适用于需要端口映射的情况。网关模式（Gatewaying）要求所有节点在同一个子网，适用于内部负载均衡。IPIP模式通过IPIP隧道解决跨子网通信问题。

       Kubernetes Service通过IPVS实现，绝地反击源码原版Pod作为IPVS Service的Server，通过NAT和MQSQ实现转发。kube-proxy在所有Node节点上执行三件事：创建VIP，实现负载均衡，处理端口映射。

       随着Kubernetes的部署规模和应用范围的扩大，IPVS必然会取代iptables成为Kubernetes Service的默认实现后端。

简述kube-proxy ipvs的原理？

       IPVS在Kubernetes1.中升级为GA稳定版。IPVS则专门用于高性能负载均衡，并使用更高效的数据结构（Hash表），允许几乎无限的规模扩张，因此被kube-proxy采纳为最新模式。

       在IPVS模式下，使用iptables的扩展ipset，而不是直接调用iptables来生成规则链。iptables规则链是一个线性的数据结构，ipset则引入了带索引的数据结构，因此当规则很多时，也可以很高效地查找和匹配。

       可以将ipset简单理解为一个IP（段）的集合，这个集合的内容可以是IP地址、IP网段、端口等，乐乐大冒险源码iptables可以直接添加规则对这个“可变的集合”进行操作，这样做的好处在于可以大大减少iptables规则的数量，从而减少性能损耗。我推荐你去看看时速云，他们是一家全栈云原生技术服务提供商，提供云原生应用及数据平台产品，其中涵盖容器云PaaS、DevOps、微服务治理、服务网格、API网关等。大家可以去体验一下。如果我的回答能够对您有帮助的话，求给大大的赞。

深入 K8s 网络原理（二）- Service iptables 模式分析

       深入 K8s 网络原理（二）- Service iptables 模式分析

       在探讨 Kubernetes Service 实现原理时，我们从 Service 创建开始，深入分析了 kube-proxy 组件中的 iptables 模式。 kube-proxy 是 K8s 集群中每个节点上运行的关键组件，负责为 Service 对象提供网络代理，实现网络流量的透明定向至后端 Pods。

       Kubernetes 提供了多种 Service 实现类型，本文重点聚焦于 iptables 模式的 Service。在 iptables 模式下，kube-proxy 通过修改系统级 iptables 规则，实现 Service 到 Pods 的流量转发。

       以下为 Service 对应的 iptables 规则解析过程：

       1. **Service、Pod 和 Host 信息**：在创建了 Service 和 Deployment 后，我们通过 Service 和 Pod 的资源信息，以及 K8s 集群的节点 IP/hostname，来展开 iptables 规则的详细分析。

       2. **从 NodePort 入手寻找 iptables 规则**：在 K8s 主节点（minikube）上，通过查看 nat 表的链信息，我们专注于 NodePort 的 iptables 规则。在此过程中，识别并解析了 KUBE-EXT-V2OKYYMBY3REGZOG 链及其子链 KUBE-SVC-V2OKYYMBY3REGZOG，最终发现请求 Service 的 NodePort 流量被 DNAT 到特定的 Endpoints，即对应 Pods 的 IP 端口。

       3. **从 PREROUTING 和 OUTPUT 链寻找 K8s 相关子链**：在 PREROUTING 和 OUTPUT 链中，我们识别了 KUBE-SERVICES 链的处理逻辑，以及 KUBE-SVC-V2OKYYMBY3REGZOG 子链在 Service 转发中的作用。同时，我们注意到 KUBE-NODEPORTS 子链的构建机制，即针对每个 NodePort 类型的 Service，kube-proxy 会在 KUBE-NODEPORTS 子链下新增一条相应的子链。

       4. **总结 iptables 规则流程**：整个 iptables 规则流程表明，IP 包在进入或离开主机时，会经过 KUBE-SERVICES 链，根据目的地址匹配到不同的子链。匹配到 KUBE-EXT-XXX 子链时，流量进一步流向表示 Cluster IP 的 KUBE-SVC-XXX 子链。最终，流量通过 KUBE-SEP-XXX 子链实现“DNAT to:..1.5:”至具体 Pod，完成 Service 到 Pods 的流量转发。

       本文通过详细解析 iptables 规则，阐述了 K8s 中 Service iptables 模式的实现逻辑，为理解 K8s 网络架构提供了一种深入的视角。

Kube-Proxy IPVS 模式详解以及故障排查指南

       Kube-Proxy 在大集群中的 iptables 工作模式下存在性能问题，随着Pod数量增加，iptables规则迅速增多，影响连接速度和CPU资源。为解决这一问题，kubernetes引入了IPVS模式，该模式在v1.9处于beta，v1.后正式可用。IPVS相较于iptables，基于netfilter，拥有高效的数据转发能力。

       IPVS由用户空间的ipvsadm管理和内核中的ipvs模块构成。在IPVS模式下，kube-proxy的工作原理简化，如在节点A上通过VIP（...2:）进行kube-apiserver的负载均衡，关联多个RS。kube-proxy获取Service和Endpoint信息后，分别在每个节点创建ipvs service和RS。

       IPVS有tunnel、direct和nat三种工作模式，kube-proxy采用nat模式。它通过iptables进行SNAT/MASQUERADE，并使用ipset快速识别访问服务。在iptables中，kube-proxy在OUTPUT/PREROUTING链导入自定义的KUBE-SERVICES链，进行分类并标记某些流量为MASQUERADE。

       然而，IPVS在OUTPUT链上可能同样具有DNAT能力，有助于解释某些访问场景。在配置上，需要关注NodePort绑定的地址选择，以及.0.0.1:NodePort访问的问题。对于后者，可选择使用iptables模式来支持这种访问。

       关于详细配置和解决方案，包括VIP与NodePort绑定的处理，以及.0.0.1访问的限制，可以参考Yoaz的博客文章 lqingcloud.cn/post/kube...。

一文看懂 Kube-proxy

       Kube-proxy是Kubernetes工作节点上的关键网络代理组件，每个节点上都会运行一个实例。它的主要职责是根据Kubernetes服务的定义，维护节点上的网络规则，确保向Service发送的流量能够负载均衡到后端的Pod上。Kube-proxy通过监听API server中的资源对象变化，包括Endpoint、EndpointSlice和Service拓扑信息，动态调整其代理策略。

       在代理模式方面，Kube-proxy支持四种模式，其中iptables适用于Linux，而kernelspace专为Windows设计。iptables模式利用Linux内核的iptables功能实现负载均衡，但处理复杂度随着集群规模增长。相比之下，IPVS模式更为高效，其连接处理性能与集群大小无关，延迟更低且支持更多负载均衡选项，尽管可能与使用iptables的其他程序兼容性需要考虑。

       性能测试显示，在服务数量不大的情况下，iptables和IPVS模式差别不大，iptables因其与网络策略的兼容性而被推荐。但当服务数量超过个时，特别是服务间无keepalive连接时，IPVS模式的性能优势更为明显。未来，Kube-proxy的可能发展趋势包括引入nftables作为新式后端，以及Cilium等容器网络框架通过eBPF技术提供更高级的功能，这得到了业界的广泛认可和支持。

       总的来说，Kube-proxy在Kubernetes生态系统中扮演着关键角色，其性能和扩展性选择取决于具体场景和需求。随着技术的发展，Kube-proxy的功能和实现方式也在不断演进。