Resolver problemas de acceso a la red para las cápsulas K3S en Rancher

Comprensión de las limitaciones de la red POD en K3s 🛜

Al configurar un clúster de Kubernetes con Rancher y K3s, las redes pueden convertirse en un gran desafío. Un problema común surge cuando los nodos de los trabajadores pueden llegar a redes externas, pero las vainas que se ejecutan dentro de esos nodos están restringidas. Esto puede ser frustrante, especialmente cuando sus nodos tienen las rutas adecuadas configuradas, pero sus cápsulas permanecen aisladas.

Este escenario a menudo se encuentra en entornos donde los nodos de los trabajadores son parte de una arquitectura de red más amplia. Por ejemplo, sus nodos de trabajadores pueden pertenecer a la subred 192.168.1.x y pueden acceder a otra subred, como 192.168.2.x, a través de rutas estáticas. Sin embargo, las cápsulas que se ejecutan en esos nodos no pueden comunicarse con máquinas en 192.168.2.x.

El desafío aquí radica en cómo Kubernetes administra las redes y cómo el tráfico fluye de las cápsulas a destinos externos. Sin la configuración adecuada, los POD pueden solo acceder a recursos dentro de la red de su propio nodo, dejando inalcanzables máquinas externas. Comprender por qué esto sucede es crucial para encontrar una solución.

En este artículo, exploraremos por qué las vainas enfrentan estas restricciones de red y cómo permitirles acceder a subredes externas. A través de pasos prácticos y ejemplos del mundo real, lo ayudaremos a cerrar esta brecha de conectividad. ¡Vamos a sumergirnos! 🚀

Asegurar la conectividad de redes cruzadas para las vainas K3S

Al implementar K3s Con el ranchero, pueden surgir problemas de redes cuando los POD deben comunicarse con máquinas fuera de su subred inmediata. Los scripts proporcionados abordan este problema modificando las reglas de enrutamiento y la configuración de NAT (traducción de direcciones de red). Un script clave usa iptables Para aplicar una regla de disfrazamiento, asegurando que el tráfico de POD parezca provenir del nodo de trabajadores en sí. Esto permite que las máquinas externas respondan a las cápsulas, superando el aislamiento de red predeterminado.

Otro enfoque implica agregar rutas estáticas manualmente. Los nodos de los trabajadores a menudo tienen acceso a otras redes a través de rutas estáticas, pero las cápsulas de Kubernetes no heredan estas rutas de forma predeterminada. Al ejecutar un script que agrega explícitamente una ruta a 192.168.2.x a través de la puerta de enlace del nodo, nos aseguramos de que las vainas puedan alcanzar esas máquinas. Esto es esencial en entornos donde múltiples redes internas deben comunicarse, como empresas con VLAN separadas para diferentes departamentos.

Para automatizar el proceso, un Kubernetes Daemonset se puede implementar. Esto garantiza que las configuraciones de red se aplican de manera consistente en todos los nodos en el clúster. El Daemonset ejecuta un contenedor privilegiado que ejecuta comandos de red, lo que lo convierte en una solución escalable. Este método es particularmente útil al administrar una gran flota de nodos de trabajadores, donde la configuración manual de cada nodo no sería práctica. Imagine una aplicación basada en la nube que necesita acceso a una base de datos heredadas alojada en otra subred: esta configuración garantiza una conectividad perfecta.

Finalmente, las pruebas son cruciales. El script proporcionado implementa una cápsula simple de Busybox que intenta hacer ping a una máquina externa. Si el ping tiene éxito, confirma que la solución de conectividad está funcionando. Este tipo de verificación del mundo real es invaluable en entornos de producción, donde las configuraciones de red rotas pueden conducir a interrupciones del servicio. Al combinar estos enfoques, NAT, rutas estáticas, automatización de Kubernetes y pruebas en vivo, creamos una solución robusta para el acceso a la red en grupos K3s. 🚀

#!/bin/bash
# Enable IP forwarding
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
# Add NAT rule to allow pods to access external networks
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.42.0.0/16 -o eth0 -j MASQUERADE
# Persist iptables rule
iptables-save > /etc/iptables/rules.v4
# Restart networking service
systemctl restart networking

#!/bin/bash
# Add a static route to allow pods to reach 192.168.2.x
ip route add 192.168.2.0/24 via 192.168.1.1 dev eth0
# Verify the route
ip route show
# Make the route persistent
echo "192.168.2.0/24 via 192.168.1.1 dev eth0" >> /etc/network/interfaces
# Restart networking
systemctl restart networking

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: k3s-network-fix
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: network-fix
  template:
    metadata:
      labels:
        app: network-fix
    spec:
      hostNetwork: true
      containers:
      - name: network-fix
        image: alpine
        command: ["/bin/sh", "-c"]
        args:
        - "ip route add 192.168.2.0/24 via 192.168.1.1"
        securityContext:
          privileged: true

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: network-test
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    command: ["sh", "-c", "ping -c 4 192.168.2.10"]
  restartPolicy: Never

Optimización de redes K3s para comunicación múltiple

Un aspecto crucial pero a menudo pasado por alto de Redes de K3s es el papel de la interfaz de red de contenedores (CNI) en la gestión de la conectividad POD. Por defecto, K3s usa la franela como su CNI, lo que simplifica las redes pero puede no admitir el enrutamiento avanzado fuera del cuadro. En los casos en que las cápsulas necesitan acceder a recursos fuera de su subred principal, reemplazar la franela con un CNI más rico en características como Calico o Cilium puede proporcionar flexibilidad adicional y opciones de enrutamiento personalizadas.

Otro factor importante es la resolución DNS. Incluso si el enrutamiento está configurado correctamente, los POD aún pueden tener dificultades para conectarse a servicios externos debido a la configuración incorrecta de DNS. Kubernetes generalmente se basa en COREDNS, lo que puede no resolver automáticamente los nombres de host de las redes externas. La configuración de la configuración de DNS personalizada dentro del clúster puede ayudar a garantizar una comunicación sin problemas entre pods y máquinas en otras subredes, mejorando tanto la accesibilidad como el rendimiento.

Las consideraciones de seguridad también juegan un papel clave. Al extender el acceso a la POD más allá de la red local, las reglas de firewall y las políticas de la red deben ajustarse cuidadosamente para evitar exponer los recursos confidenciales. La implementación de las políticas de red de Kubernetes puede restringir el tráfico innecesario al tiempo que permite las conexiones requeridas. Por ejemplo, un servicio web que se ejecuta en una cápsula puede necesitar acceso a una base de datos remota, pero no debe tener acceso sin restricciones a todas las máquinas externas. La gestión de estas políticas mejora efectivamente la seguridad mientras se mantiene la conectividad necesaria. 🔐