kube-router Docker镜像文档

一、镜像概述和主要用途

kube-router 是一款面向 Kubernetes 的分布式负载均衡器、防火墙和路由器。作为 Kubernetes 集群网络的核心组件，其主要用途是为容器化应用提供统一的网络策略管理、服务负载均衡及跨节点网络路由能力。kube-router 仅处理控制路径逻辑，数据路径依赖 Linux 内核原生组件（如 iptables、ipvs、ipsets、iproute2 等）实现，确保低资源占用和稳定的网络性能。

二、核心功能和特性

2.1 核心功能

• Kubernetes NetworkPolicy 强制执行
  实现 Kubernetes NetworkPolicy 规则的分布式 enforcement，支持基于 Pod 标签、命名空间、IP 地址段等条件的网络访问控制，保障集群网络安全。

• Kubernetes Load* IPAM 控制器**
  提供 Load*** 类型服务的 IP 地址管理（IPAM）能力，动态分配和管理外部访问 IP，简化 Load*** 服务的配置流程。

• 基于 IPVS/LVS 的服务代理
  采用 IPVS（IP Virtual Server）/LVS 技术实现服务代理，支持 ClusterIP、NodePort、Load*** 等服务类型，相比传统 iptables 方案具有更高的并发性能和更优的负载均衡算法（如轮询、加权轮询、最少连接等）。

• 服务发现与负载均衡
  集成服务发现机制，自动关联 Kubernetes Service 与后端 Pod，结合 IPVS 实现高效的流量分发，确保服务访问的高可用性和稳定性。

• BGP 路由通告与 Pod 间连接
  通过 BGP（Border Gateway Protocol）协议实现跨节点 Pod 路由通告，支持 Pod 间直接通信，无需额外 overlay 网络封装，降低网络延迟。

2.2 技术特性

• 轻量级架构：控制路径与数据路径分离，控制平面仅处理配置逻辑，数据平面依赖 Linux 内核组件，资源占用低。
• 内核级性能：数据路径基于 ipvs、iptables 等内核模块，转发效率接近物理网络设备。
• 分布式部署：以 DaemonSet 形式部署于每个节点，无中心节点，避免单点故障。

三、使用场景和适用范围

3.1 典型使用场景

• 需要精细化网络策略的 Kubernetes 集群：需通过 NetworkPolicy 限制 Pod 间通信（如多租户隔离、微服务访问控制）。
• 高并发服务负载场景：ClusterIP/NodePort 服务流量大，需 IPVS 提供比 iptables 更高的转发性能。
• BGP 网络架构的集群：依赖 BGP 协议实现跨节点 Pod 路由（如裸金属集群、混合云环境）。
• 简化 Load* 服务配置**：需自动管理 Load*** 服务的外部 IP 分配与回收。

3.2 适用范围

• Kubernetes 版本：支持 Kubernetes v1.16+（具体版本兼容性请参考官方文档）。
• 节点环境：Linux 内核版本 4.19+（需支持 ipvs、iptables、ipset 等模块）。
• 网络模型：适用于 Calico、Flannel 等 CNI 插件的集群，或作为独立 CNI 插件部署。

四、使用方法和配置说明

4.1 部署方式

kube-router 通常以 Kubernetes DaemonSet 形式部署，确保每个节点运行一个实例。以下为简化的 DaemonSet 部署示例（完整配置请参考 官方 GitHub 仓库）：

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: kube-router
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: kube-router
spec:
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: kube-router
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: kube-router
    spec:
      hostNetwork: true
      tolerations:
      - effect: NoSchedule
        operator: Exists
      containers:
      - name: kube-router
        image: cloudnativelabs/kube-router:latest  # 替换为具体版本镜像
        args:
        - --run-router=true
        - --run-firewall=true
        - --run-service-proxy=true
        - --kubeconfig=/var/lib/kube-router/kubeconfig
        securityContext:
          privileged: true
        volumeMounts:
        - name: kubeconfig
          mountPath: /var/lib/kube-router
          readOnly: true
        - name: lib-modules
          mountPath: /lib/modules
          readOnly: true
        - name: xtables-lock
          mountPath: /run/xtables.lock
          readOnly: false
      volumes:
      - name: kubeconfig
        configMap:
          name: kube-router-cfg
      - name: lib-modules
        hostPath:
          path: /lib/modules
      - name: xtables-lock
        hostPath:
          path: /run/xtables.lock
          type: FileOrCreate

4.2 核心配置参数

kube-router 配置主要通过容器启动参数（args）指定，关键参数说明如下（完整参数见 官方文档）：

4.3 验证部署

部署完成后，可通过以下命令验证 kube-router 运行状态：

# 检查 DaemonSet 状态
kubectl get daemonset -n kube-system kube-router

# 查看 Pod 日志
kubectl logs -n kube-system <kube-router-pod-name>

五、参考资料

• kube-router 官方 GitHub 仓库
• Kubernetes NetworkPolicy 文档
• IPVS 官方文档