কিভাবে একটি Kubernetes পড একটি IP ঠিকানা পাবেন?

বিঃদ্রঃ. অনুবাদ: লিঙ্কডইন-এর একজন এসআরই প্রকৌশলীর দ্বারা লেখা এই নিবন্ধটি কুবারনেটেস-এর অভ্যন্তরীণ যাদু সম্পর্কে বিশদ বিবরণ দেয় - আরও স্পষ্টভাবে, CRI, CNI এবং kube-apiserver-এর মিথস্ক্রিয়া - যেটি ঘটে যখন পরবর্তী পডকে একটি IP ঠিকানা বরাদ্দ করা প্রয়োজন।

মৌলিক প্রয়োজনীয়তা এক কুবারনেটস নেটওয়ার্ক মডেল প্রতিটি পডের নিজস্ব আইপি ঠিকানা থাকতে হবে এবং ক্লাস্টারের অন্য কোনো পড অবশ্যই সেই ঠিকানায় যোগাযোগ করতে সক্ষম হবে। অনেক নেটওয়ার্ক "প্রোভাইডার" (ফ্ল্যানেল, ক্যালিকো, ক্যানাল, ইত্যাদি) আছে যেগুলো এই নেটওয়ার্ক মডেল বাস্তবায়নে সাহায্য করে।

যখন আমি প্রথম Kubernetes-এর সাথে কাজ শুরু করি, তখন এটা আমার কাছে সম্পূর্ণরূপে পরিষ্কার ছিল না যে কীভাবে পডগুলি তাদের আইপি ঠিকানাগুলি পায়। এমনকি পৃথক উপাদানগুলি কীভাবে কাজ করে তা বোঝার সাথেও, তাদের একসাথে কাজ করা কল্পনা করা কঠিন ছিল। উদাহরণস্বরূপ, আমি জানতাম যে সিএনআই প্লাগইনগুলি কীসের জন্য, কিন্তু সেগুলিকে ঠিক কীভাবে বলা হয়েছিল তা আমার ধারণা ছিল না। অতএব, আমি এই নিবন্ধটি লেখার সিদ্ধান্ত নিয়েছি বিভিন্ন নেটওয়ার্ক উপাদান সম্পর্কে জ্ঞান ভাগ করে নেওয়ার জন্য এবং কীভাবে তারা কুবারনেটস ক্লাস্টারে একসাথে কাজ করে, যা প্রতিটি পডের নিজস্ব অনন্য আইপি ঠিকানা পেতে দেয়।

কুবারনেটসে নেটওয়ার্কিং সংগঠিত করার বিভিন্ন উপায় রয়েছে, ঠিক যেমন কন্টেইনারগুলির জন্য বিভিন্ন রানটাইম বিকল্প রয়েছে। এই প্রকাশনা ব্যবহার করবে পশমী কাপড় একটি ক্লাস্টারে একটি নেটওয়ার্ক সংগঠিত করতে এবং একটি কার্যকরী পরিবেশ হিসাবে - ধারক. আমি অনুমানও করছি যে আপনি জানেন যে কনটেইনারগুলির মধ্যে নেটওয়ার্কিং কীভাবে কাজ করে, তাই আমি কেবলমাত্র প্রসঙ্গের জন্য এটিকে সংক্ষেপে স্পর্শ করব।

কিছু মৌলিক ধারণা

কন্টেইনার এবং নেটওয়ার্ক: একটি সংক্ষিপ্ত ওভারভিউ

ইন্টারনেটে প্রচুর চমৎকার প্রকাশনা রয়েছে যা ব্যাখ্যা করে যে কীভাবে কনটেইনারগুলি নেটওয়ার্কের মাধ্যমে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে। অতএব, আমি শুধুমাত্র মৌলিক ধারণাগুলির একটি সাধারণ ওভারভিউ দেব এবং নিজেকে একটি পদ্ধতিতে সীমাবদ্ধ করব, যার মধ্যে একটি লিনাক্স ব্রিজ তৈরি করা এবং প্যাকেজগুলিকে এনক্যাপসুলেট করা জড়িত। বিশদ বিবরণ বাদ দেওয়া হয়েছে, যেহেতু কন্টেইনার নেটওয়ার্কিং বিষয়টি নিজেই একটি পৃথক নিবন্ধের যোগ্য। কিছু বিশেষভাবে অন্তর্দৃষ্টিপূর্ণ এবং শিক্ষামূলক প্রকাশনার লিঙ্ক নীচে প্রদান করা হবে.

এক হোস্টে পাত্রে

একই হোস্টে চলমান কন্টেইনারগুলির মধ্যে আইপি ঠিকানাগুলির মাধ্যমে যোগাযোগ সংগঠিত করার একটি উপায় হল একটি লিনাক্স ব্রিজ তৈরি করা। এই উদ্দেশ্যে, ভার্চুয়াল ডিভাইসগুলি Kubernetes (এবং ডকার) এ তৈরি করা হয়েছে ভেথ (ভার্চুয়াল ইথারনেট). ভেথ ডিভাইসের এক প্রান্ত কন্টেইনারের নেটওয়ার্ক নামস্থানের সাথে সংযোগ করে, অন্যটি লিনাক্স ব্রিজ হোস্ট নেটওয়ার্কে।

একই হোস্টের সমস্ত পাত্রে ভেথের এক প্রান্ত একটি সেতুর সাথে সংযুক্ত থাকে যার মাধ্যমে তারা IP ঠিকানাগুলির মাধ্যমে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করতে পারে। লিনাক্স ব্রিজটির একটি আইপি ঠিকানাও রয়েছে এবং এটি অন্যান্য নোডের জন্য নির্ধারিত পড থেকে প্রস্থান ট্র্যাফিকের জন্য একটি গেটওয়ে হিসাবে কাজ করে।

বিভিন্ন হোস্ট উপর পাত্রে

প্যাকেট এনক্যাপসুলেশন হল একটি পদ্ধতি যা আইপি ঠিকানা ব্যবহার করে বিভিন্ন নোডের পাত্রে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করতে দেয়। Flannel এ, প্রযুক্তি এই সুযোগের জন্য দায়ী। vxlan, যা মূল প্যাকেটটিকে একটি UDP প্যাকেটে "প্যাকেজ" করে এবং তারপর এটিকে তার গন্তব্যে পাঠায়।

একটি Kubernetes ক্লাস্টারে, Flannel একটি vxlan ডিভাইস তৈরি করে এবং সেই অনুযায়ী প্রতিটি নোডে রুট টেবিল আপডেট করে। একটি ভিন্ন হোস্টে একটি কন্টেইনারের জন্য নির্ধারিত প্রতিটি প্যাকেট vxlan ডিভাইসের মধ্য দিয়ে যায় এবং একটি UDP প্যাকেটে অন্তর্ভুক্ত থাকে। গন্তব্যে, নেস্টেড প্যাকেটটি বের করা হয় এবং পছন্দসই পডে পাঠানো হয়।

দ্রষ্টব্য: কনটেইনারগুলির মধ্যে নেটওয়ার্ক যোগাযোগ সংগঠিত করার এটি শুধুমাত্র একটি উপায়।

CRI কি?

CRI (কন্টেইনার রানটাইম ইন্টারফেস) একটি প্লাগইন যা কুবেলেটকে বিভিন্ন কন্টেইনার রানটাইম পরিবেশ ব্যবহার করতে দেয়। CRI API বিভিন্ন রানটাইমে তৈরি করা হয়েছে, যাতে ব্যবহারকারীরা তাদের পছন্দের রানটাইম বেছে নিতে পারেন।

CNI কি?

প্রকল্প সিএনআই একটি হয় স্পেসিফিকেশন লিনাক্স কন্টেইনারগুলির জন্য একটি সর্বজনীন নেটওয়ার্ক সমাধান সংগঠিত করতে। উপরন্তু, এটি অন্তর্ভুক্ত প্লাগইন, একটি পড নেটওয়ার্ক সেট আপ করার সময় বিভিন্ন ফাংশনের জন্য দায়ী। CNI প্লাগইন হল একটি এক্সিকিউটেবল ফাইল যা স্পেসিফিকেশন মেনে চলে (আমরা নিচে কিছু প্লাগইন নিয়ে আলোচনা করব)।

পডগুলিতে IP ঠিকানা বরাদ্দ করার জন্য নোডগুলিতে সাবনেটের বরাদ্দ

যেহেতু একটি ক্লাস্টারের প্রতিটি পডের একটি আইপি ঠিকানা থাকতে হবে, তাই এই ঠিকানাটি অনন্য কিনা তা নিশ্চিত করা গুরুত্বপূর্ণ। প্রতিটি নোডকে একটি অনন্য সাবনেট বরাদ্দ করে এটি অর্জন করা হয়, যেখান থেকে সেই নোডের পডগুলিকে আইপি ঠিকানা বরাদ্দ করা হয়।

নোড আইপিএএম কন্ট্রোলার

যখন nodeipam একটি পতাকা পরামিতি হিসাবে পাস --controllers kube-নিয়ন্ত্রক-ব্যবস্থাপক, এটি ক্লাস্টার CIDR থেকে প্রতিটি নোডের জন্য একটি পৃথক সাবনেট (podCIDR) বরাদ্দ করে (যেমন, ক্লাস্টার নেটওয়ার্কের জন্য IP ঠিকানাগুলির পরিসর)। যেহেতু এই পডসিআইডিআরগুলি ওভারল্যাপ করে না, তাই প্রতিটি পডের জন্য একটি অনন্য আইপি ঠিকানা বরাদ্দ করা সম্ভব হয়।

একটি কুবারনেটস নোডকে একটি পডসিআইডিআর বরাদ্দ করা হয় যখন এটি ক্লাস্টারের সাথে প্রাথমিকভাবে নিবন্ধিত হয়। নোডগুলির পডসিআইডিআর পরিবর্তন করতে, আপনাকে তাদের নিবন্ধনমুক্ত করতে হবে এবং তারপরে কুবারনেটস নিয়ন্ত্রণ স্তর কনফিগারেশনে উপযুক্ত পরিবর্তন করে তাদের পুনরায় নিবন্ধন করতে হবে। আপনি নিম্নলিখিত কমান্ড ব্যবহার করে একটি নোডের পডসিআইডিআর প্রদর্শন করতে পারেন:

$ kubectl get no <nodeName> -o json | jq '.spec.podCIDR'
10.244.0.0/24

কুবেলেট, কন্টেইনার রানটাইম এবং সিএনআই প্লাগইন: এটি কীভাবে কাজ করে

প্রতি নোডের জন্য একটি পড নির্ধারণে অনেক প্রস্তুতিমূলক পদক্ষেপ জড়িত। এই বিভাগে, আমি শুধুমাত্র তাদের উপর ফোকাস করব যেগুলি সরাসরি একটি পড নেটওয়ার্ক সেট আপ করার সাথে সম্পর্কিত।

একটি নির্দিষ্ট নোডে একটি পডের সময়সূচী করা ঘটনাগুলির নিম্নলিখিত শৃঙ্খলকে ট্রিগার করে:

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী: কনটেইনারড সিআরআই প্লাগইনগুলির আর্কিটেকচার.

কন্টেইনার রানটাইম এবং CNI প্লাগইনগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া

প্রতিটি নেটওয়ার্ক প্রদানকারীর নিজস্ব CNI প্লাগইন আছে। কন্টেইনারের রানটাইম এটি চালু হওয়ার সাথে সাথে পডের জন্য নেটওয়ার্ক কনফিগার করতে এটি চালায়। কনটেইনারডের ক্ষেত্রে, প্লাগইন দ্বারা সিএনআই প্লাগইন চালু করা হয় কন্টেনারড সিআরআই.

তাছাড়া, প্রতিটি প্রদানকারীর নিজস্ব এজেন্ট আছে। এটি সমস্ত Kubernetes নোডে ইনস্টল করা আছে এবং পডের নেটওয়ার্ক কনফিগারেশনের জন্য দায়ী। এই এজেন্টটি হয় CNI কনফিগারেশনের সাথে অন্তর্ভুক্ত করা হয় অথবা স্বাধীনভাবে নোডে তৈরি করে। কনফিগারেশন CRI প্লাগইনকে কোন CNI প্লাগইনকে কল করতে হবে তা সেট করতে সাহায্য করে।

সিএনআই কনফিগারের অবস্থান কাস্টমাইজ করা যেতে পারে; ডিফল্টরূপে এটা আছে /etc/cni/net.d/<config-file>. ক্লাস্টার অ্যাডমিনিস্ট্রেটররাও প্রতিটি ক্লাস্টার নোডে CNI প্লাগইন ইনস্টল করার জন্য দায়ী। তাদের অবস্থানও কাস্টমাইজযোগ্য; ডিফল্ট ডিরেক্টরি - /opt/cni/bin.

কন্টেইনারড ব্যবহার করার সময়, বিভাগে প্লাগইন কনফিগারেশন এবং বাইনারিগুলির জন্য পাথ সেট করা যেতে পারে [plugins.«io.containerd.grpc.v1.cri».cni] в ধারক কনফিগারেশন ফাইল.

যেহেতু আমরা আমাদের নেটওয়ার্ক প্রদানকারী হিসাবে ফ্ল্যানেল ব্যবহার করছি, আসুন এটি সেট আপ সম্পর্কে একটু কথা বলি:

• ফ্লানেল্ড (ফ্ল্যানেলের ডেমন) সাধারণত একটি ক্লাস্টারে একটি ডেমনসেট হিসাবে ইনস্টল করা হয় install-cni যেমন init ধারক.
• Install-cni সৃষ্টি করে CNI কনফিগারেশন ফাইল (/etc/cni/net.d/10-flannel.conflist) প্রতিটি নোডে।
• Flanneld একটি vxlan ডিভাইস তৈরি করে, API সার্ভার থেকে নেটওয়ার্ক মেটাডেটা পুনরুদ্ধার করে এবং পড আপডেটগুলি নিরীক্ষণ করে। সেগুলি তৈরি হওয়ার সাথে সাথে এটি ক্লাস্টার জুড়ে সমস্ত পডগুলিতে রুট বিতরণ করে।
• এই রুটগুলি পডগুলিকে আইপি ঠিকানাগুলির মাধ্যমে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করার অনুমতি দেয়।

ফ্ল্যানেলের কাজ সম্পর্কে আরও বিস্তারিত তথ্যের জন্য, আমি নিবন্ধের শেষে লিঙ্কগুলি ব্যবহার করার পরামর্শ দিই।

কনটেইনারড সিআরআই প্লাগইন এবং সিএনআই প্লাগইনগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়াটির একটি চিত্র এখানে রয়েছে:

আপনি উপরে দেখতে পাচ্ছেন, কুবেলেট পড তৈরি করতে কন্টেইনারড সিআরআই প্লাগইনকে কল করে, যা পরে পডের নেটওয়ার্ক কনফিগার করতে সিএনআই প্লাগইনকে কল করে। এটি করার সময়, নেটওয়ার্ক প্রদানকারীর CNI প্লাগইন নেটওয়ার্কের বিভিন্ন দিক কনফিগার করতে অন্যান্য মূল CNI প্লাগইনগুলিকে কল করে।

CNI প্লাগইনগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া

বিভিন্ন সিএনআই প্লাগইন রয়েছে যার কাজ হোস্টের কন্টেইনারগুলির মধ্যে নেটওয়ার্ক যোগাযোগ স্থাপনে সহায়তা করা। এই নিবন্ধটি তাদের তিনটি নিয়ে আলোচনা করবে।

CNI প্লাগইন ফ্ল্যানেল

নেটওয়ার্ক প্রদানকারী হিসেবে ফ্ল্যানেল ব্যবহার করার সময়, Containerd CRI কম্পোনেন্ট কল করে CNI প্লাগইন ফ্ল্যানেলCNI কনফিগারেশন ফাইল ব্যবহার করে /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist.

$ cat /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist
{
  "name": "cni0",
  "plugins": [
    {
      "type": "flannel",
      "delegate": {
         "ipMasq": false,
        "hairpinMode": true,
        "isDefaultGateway": true
      }
    }
  ]
}

Flannel CNI প্লাগইন Flanneld এর সাথে একত্রে কাজ করে। স্টার্টআপের সময়, ফ্ল্যানেল এপিআই সার্ভার থেকে পডসিআইডিআর এবং অন্যান্য নেটওয়ার্ক-সম্পর্কিত বিবরণ পুনরুদ্ধার করে এবং সেগুলিকে একটি ফাইলে সংরক্ষণ করে /run/flannel/subnet.env.

FLANNEL_NETWORK=10.244.0.0/16 
FLANNEL_SUBNET=10.244.0.1/24
FLANNEL_MTU=1450 
FLANNEL_IPMASQ=false

Flannel CNI প্লাগইন থেকে ডেটা ব্যবহার করে /run/flannel/subnet.env সিএনআই ব্রিজ প্লাগইন কনফিগার করতে এবং কল করতে।

সিএনআই প্লাগইন ব্রিজ

এই প্লাগইনটিকে নিম্নলিখিত কনফিগারেশনের সাথে বলা হয়:

{
  "name": "cni0",
  "type": "bridge",
  "mtu": 1450,
  "ipMasq": false,
  "isGateway": true,
  "ipam": {
    "type": "host-local",
    "subnet": "10.244.0.0/24"
  }
}

যখন প্রথমবার ডাকা হয়, তখন এটি একটি লিনাক্স ব্রিজ তৈরি করে «name»: «cni0», যা কনফিগারে নির্দেশিত হয়। তারপর প্রতিটি পোদের জন্য একটি ভেথ জোড়া তৈরি করা হয়। এর এক প্রান্ত কন্টেইনারের নেটওয়ার্ক নামস্থানের সাথে সংযুক্ত, অন্যটি হোস্ট নেটওয়ার্কের লিনাক্স সেতুতে অন্তর্ভুক্ত। সিএনআই প্লাগইন ব্রিজ হোস্ট নেটওয়ার্কের একটি লিনাক্স ব্রিজের সাথে সমস্ত হোস্ট কন্টেইনারকে সংযুক্ত করে।

ভেথ জোড়া সেট আপ করার পরে, ব্রিজ প্লাগইন হোস্ট-স্থানীয় IPAM CNI প্লাগইনকে কল করে। আইপিএএম প্লাগইন প্রকারটি সিএনআই কনফিগারে কনফিগার করা যেতে পারে যা সিআরআই প্লাগইন ফ্ল্যানেল সিএনআই প্লাগইন কল করতে ব্যবহার করে।

হোস্ট-স্থানীয় IPAM CNI প্লাগইন

সেতু সিএনআই কল হোস্ট-স্থানীয় IPAM প্লাগইন CNI নিম্নলিখিত কনফিগারেশন সহ:

{
  "name": "cni0",
  "ipam": {
    "type": "host-local",
    "subnet": "10.244.0.0/24",
    "dataDir": "/var/lib/cni/networks"
  }
}

হোস্ট-স্থানীয় IPAM প্লাগইন (IP Address Management - IP ঠিকানা ব্যবস্থাপনা) সাবনেট থেকে কন্টেইনারের জন্য আইপি ঠিকানা ফেরত দেয় এবং বিভাগে নির্দিষ্ট ডিরেক্টরিতে হোস্টে বরাদ্দকৃত আইপি সঞ্চয় করে dataDir - /var/lib/cni/networks/<network-name=cni0>/<ip>. এই ফাইলটিতে সেই ধারকটির আইডি রয়েছে যেখানে এই আইপি ঠিকানাটি বরাদ্দ করা হয়েছে৷

হোস্ট-স্থানীয় IPAM প্লাগইন কল করার সময়, এটি নিম্নলিখিত ডেটা প্রদান করে:

{
  "ip4": {
    "ip": "10.244.4.2",
    "gateway": "10.244.4.3"
  },
  "dns": {}
}

সারাংশ

কুবে-কন্ট্রোলার-ম্যানেজার প্রতিটি নোডে একটি পডসিআইডিআর বরাদ্দ করে। প্রতিটি নোডের পডগুলি বরাদ্দ করা পডসিআইডিআর পরিসরের ঠিকানা স্থান থেকে IP ঠিকানাগুলি গ্রহণ করে৷ যেহেতু নোডের পডসিআইডিআরগুলি ওভারল্যাপ করে না, তাই সমস্ত পড অনন্য আইপি ঠিকানাগুলি পায়।

Kubernetes ক্লাস্টার অ্যাডমিনিস্ট্রেটর কুবেলেট, কন্টেইনার রানটাইম, নেটওয়ার্ক প্রদানকারী এজেন্ট কনফিগার করে এবং ইনস্টল করে এবং প্রতিটি নোডে CNI প্লাগইন কপি করে। স্টার্টআপের সময়, নেটওয়ার্ক প্রদানকারী এজেন্ট একটি CNI কনফিগারেশন তৈরি করে। যখন একটি পড একটি নোডে নির্ধারিত হয়, তখন কুবেলেট এটি তৈরি করতে CRI প্লাগইনকে কল করে। এরপরে, কন্টেইনারড ব্যবহার করা হলে, কনটেইনারড সিআরআই প্লাগইন পডের নেটওয়ার্ক কনফিগার করার জন্য সিএনআই কনফিগারে নির্দিষ্ট করা সিএনআই প্লাগইনকে কল করে। ফলস্বরূপ, পড একটি আইপি ঠিকানা পায়।

এই সমস্ত মিথস্ক্রিয়াগুলির সমস্ত সূক্ষ্মতা এবং সূক্ষ্মতা বুঝতে আমার কিছুটা সময় লেগেছে। আমি আশা করি এই অভিজ্ঞতা আপনাকে কুবারনেটস কীভাবে কাজ করে তা আরও ভালভাবে বুঝতে সাহায্য করবে। আমি কিছু সম্পর্কে ভুল হলে, আমার সাথে যোগাযোগ করুন Twitter অথবা ঠিকানায় [ইমেল সুরক্ষিত]. আপনি যদি এই নিবন্ধের দিক বা অন্য কিছু নিয়ে আলোচনা করতে চান তবে নির্দ্বিধায় যোগাযোগ করুন। আমি আপনার সাথে চ্যাট করতে চাই!

রেফারেন্স

কন্টেইনার এবং নেটওয়ার্ক

• একটি কন্টেইনার নেটওয়ার্কিং ওভারভিউ
• ডিমিস্টিফাইং কন্টেইনার নেটওয়ার্কিং

ফ্ল্যানেল কিভাবে কাজ করে?

• ফ্ল্যানেল নেটওয়ার্কিং ডেমিস্টিফাই
• ফ্ল্যানেল সহ কুবারনেটস - নেটওয়ার্কিং বোঝা

সিআরআই এবং সিএনআই

• সিআরআই প্লাগইন আর্কিটেকচার
• সিএনআই বিশেষত্ব
• সিএনআই প্লাগইন

অনুবাদক থেকে PS

আমাদের ব্লগেও পড়ুন:

• «কুবারনেটসে নেটওয়ার্কিংয়ের জন্য ক্যালিকো: ভূমিকা এবং সামান্য অভিজ্ঞতা";
• "কুবারনেটসে নেটওয়ার্কিং এর একটি সচিত্র নির্দেশিকা": অংশ 1 এবং 2 (নেটওয়ার্ক মডেল, ওভারলে নেটওয়ার্ক), অংশ 3 (পরিষেবা এবং ট্রাফিক প্রক্রিয়াকরণ);
• «কন্টেইনার নেটওয়ার্কিং ইন্টারফেস (CNI) - নেটওয়ার্ক ইন্টারফেস এবং লিনাক্স কন্টেইনারগুলির জন্য স্ট্যান্ডার্ড».

উত্স: www.habr.com