Cilium 镜像文档

概述

Cilium是一款基于eBPF数据平面的网络、可观测性和安全解决方案。它提供简单的扁平L3网络，支持多集群跨域部署（原生路由或覆盖网络模式），具备L7协议感知能力，可基于与网络地址解耦的身份安全模型实施L3-L7网络策略。Cilium实现了Pod间及外部服务的分布式负载均衡，能完全替代kube-proxy，通过eBPF高效哈希表支持近乎无限扩展，同时提供集成的入口/出口网关、带宽管理、服务网格等高级功能，以及深度网络与安全可见性监控。

eBPF是Cilium的技术基础，支持在Linux内核的网络IO、应用套接字、跟踪点等集成点动态插入eBPF字节码，实现安全、网络和可观测性逻辑，兼具高效性与灵活性。

核心功能与特性

协议感知的安全策略

透明保护和安全API，支持REST/HTTP、gRPC、Kafka等现代应用协议的细粒度控制，超越传统L3/L4防火墙：

• 过滤HTTP请求（如允许GET /public/.*，拒绝其他）
• 控制Kafka消息（如允许service1生产topic1，service2消费topic1）
• 验证HTTP头（如要求X-Token: [0-9]+）

基于身份的服务通信安全

为共享相同安全策略的应用容器组分配安全身份，关联网络数据包，在接收节点验证身份，避免传统基于IP/端口的防火墙在容器动态扩缩容时的规模限制。身份管理通过键值存储实现。

外部服务访问控制

支持基于标签的集群内部访问控制，同时通过传统CIDR-based安全策略（入站/出站）限制容器与外部服务的访问，控制IP范围级别的访问权限。

简化网络模型

提供扁平L3网络，支持跨多集群连接，IP分配采用主机范围分配器（无需主机间协调），支持两种多节点网络模型：

• 覆盖网络（Overlay）：基于封装的虚拟网络（VXLAN、Geneve等），基础设施要求低，仅需主机间IP连通性。
• 原生路由（Native Routing）：利用Linux主机路由表，适用于IPv6网络、云网络路由器或已有路由守护进程的场景。

分布式负载均衡

完全替代kube-proxy，通过eBPF高效哈希表实现分布式负载均衡：

• 南北向：优化性能，可附加到XDP，支持直接服务器返回（DSR）和Maglev一致性哈希。
• 东西向：在Linux内核套接字层（如TCP连接时）执行服务到后端转换，避免低层逐包NAT开销。

带宽管理

通过基于EDT（最早 departure 时间）的eBPF速率限制实现带宽管理，减少应用传输尾延迟，避免多队列NIC下的锁定问题，优于传统HTB/TBF方法。

可观测性与监控

提供深度网络与安全可见性：

• 带元数据的事件监控（如丢包时提供发送者/接收者标签信息）
• Prometheus指标导出，集成现有仪表板
• Hubble：Cilium专用可观测平台，提供服务依赖图、操作监控、基于流日志的应用与安全可见性。

架构与版本支持

架构支持

Cilium镜像支持AMD64和AArch64架构。

稳定版本

社区维护最近三个次要版本的稳定版，更早版本视为EOL。所有镜像包含SPDX格式的软件物料清单（SBOM），详情见Cilium SBOM。升级请参考Cilium升级指南。

开发版本

提供快照、早期候选版本（RC）和CI容器镜像（基于main分支构建），仅用于开发测试，不建议生产环境使用。测试升级请参考开发版Cilium升级指南。

使用场景

• API保护：细粒度控制HTTP/gRPC/Kafka等协议请求（方法、路径、主题、头信息等）。
• 服务间通信安全：基于身份而非IP/端口的服务访问控制，适应容器动态扩缩容。
• 外部服务访问控制：通过CIDR策略限制容器与外部服务的IP范围访问。
• 负载均衡替代：替代kube-proxy，提供更高性能和扩展性的eBPF负载均衡。
• 带宽管理：控制容器出口流量带宽，优化传输延迟。
• 多集群网络：跨集群的覆盖网络或原生路由连接，实现统一网络平面。

部署与配置

Cilium推荐通过Helm chart部署（Artifact Hub地址：[***]

• 安装Cilium
• 配置指南

社区与支持

• Slack：加入Cilium Slack频道与开发者和用户交流。
• 特别兴趣小组（SIG）：详情见Special Interest Groups。
• 开发者会议：每周Zoom会议，时间和纪要见Cilium文档。
• 直播：每周eCHO直播（eBPF & Cilium Office Hours），内容及建议见eCHO仓库。

许可证

• 用户空间组件：Apache License, Version 2.0
• BPF代码模板：双许可证 GPL-2.0-only 和 BSD-2-Clause（可选择任一许可证条款）