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使用网关DNAT规则直接访问Pod

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在游戏、P2P等场景中需要在客户端直接访问Pod,传统方式下通过为Pod分配EIP访问Pod。但是这种方式存在一些问题,比如EIP数量限制、安全管理等。本文介绍如何使用公网NAT网关的DNAT方式暴露访问入口给Pod,这种方式只需在NAT网关上配置EIP,从而节省EIP数量。

索引

前提条件

  • 已创建ACK托管版或专有版集群,集群网络插件选择Terway。详细信息,请参见创建Kubernetes托管版集群创建Kubernetes专有版集群

  • 您需要在VPC中创建NAT网关后再使用natgw控制器,如何创建NAT网关请参见创建和管理公网NAT网关实例

  • DNAT规则需要公网 IP、公网端口、私网端口、私网IP来建立映射。关于DNAT原理请参见通过公网NAT网关DNAT功能实现ECS对外提供服务

    • 公网IP: 为公网NAT网关上配置的EIP。

    • 公网端口:为natgw控制器配置文件中配置的portRangeStartportRangeEnd范围,由natgw控制器自动分配,分配后信息在Pod同名CR poddnats.alibabacloud.com中记录。

    • 私网端口:为Pod Annotations中配置的Pod监听的端口。

    • 私网IP: 为Pod IP。

使用限制

  • 不支持ACK Serverless集群、ACK边缘托管版和ASI 集群。

  • 配置条目数受限于NAT网关能力,使用约束请参见DNAT功能FAQ

Pod配置

您可以使用以下Pod Annotations配置:

Pod Annotations

Value

k8s.aliyun.com/pod-dnat

为Pod开启DNAT能力,取值为空。

k8s.aliyun.com/pod-dnat-expose-port

Pod监听端口,多个端口使用逗号分隔,例如: '80,443'。

k8s.aliyun.com/pod-dnat-expose-protocol

协议类型,支持tcpudp,默认tcp

k8s.aliyun.com/pod-dnat-fixed

为有状态容器启用配置保持。

重要

安全组配置:Pod所属的安全组中需要开放入方向的允许规则,规则中的端口为暴露Pod的端口。

在ack-extend-network-controller中启用DNAT功能

ack-extend-network-controller需要访问阿里云OpenAPI来创建资源,您需要在RAM中配置相应的权限,然后在应用市场中安装ack-extend-network-controller,并通过注解为指定Pod创建和关联DNAT 。

步骤一:配置DNAT所需的RAM权限

  • 对于ACK集群:

    1. 登录容器服务管理控制台,在左侧导航栏单击集群

    2. 集群列表页面,单击目标集群名称,然后在左侧导航栏,选择集群信息

    3. 集群信息页面,单击集群资源页签,然后单击Worker RAM角色右侧链接。

    4. 在RAM角色页面的权限管理页签,在权限策略列,单击目标权限策略名称。

    5. 权限策略页面的策略内容页签,单击修改策略内容,然后在脚本编辑页签下,将以下策略内容增加到脚本中。

      {
            "Effect": "Allow",
            "Action": [
              "ecs:DescribeNetworkInterfaces",
              "vpc:DescribeNatGateways",
              "vpc:DescribeForwardTableEntries",
              "vpc:CreateForwardEntry",
              "vpc:DescribeEipAddresses",
              "vpc:DeleteForwardEntry",
              "vpc:DescribeRouteTableList",
              "vpc:DescribeRouteEntryList"
            ],
            "Resource": [
              "*"
            ],
            "Condition": {}
          }
    6. 策略内容添加完成后,单击继续编辑基本信息,然后单击确定

  • 对于ACK Serverless集群

    请为RAM用户生成访问密钥(AccessKey)。具体操作,请参见创建RAM用户创建自定义权限策略

步骤二:为ack-extend-network-controller组件开启natgw控制器

安装ack-extend-network-controller组件,并且开启natgw控制器。您可以在ACK应用市场中选择安装,请参见应用市场

natgw控制器配置参数如下。

clusterID: "c11ba338192xxxxxxx"          # 请按实际情况填写。
regionID: "cn-hangzhou"                  # 请按实际情况填写。
vpcID: "vpc-bp1rkq0zxxxxxx"              # 请按实际情况填写。
enableControllers:
  - natgw                                  # 启用DNAT。

networkController:
  natGwPool:
    - natgwId: "< nat gateway id. >"                   # nat 公网网关ID。
      zoneId: "< nat gateway zone id. cn-hangzhou-j >" # nat 公网网关可用区ID。
      portRangeStart: 512                              # 起始端口。
      portRangeEnd: 1024                               # 结束端口。
      eips:
        - "<auto config all nat gateway eips if not config. 0.0.0.0 >"  # 使用公网网关EIP,如不设置,则使用网关上配置的全部EIP。

credential:                               # 使用AK/SK,ACK集群推荐使用RamRole模式配置。
  accessKey: ""
  accessSecret: ""

使用自定义资源跟踪配置

创建Pod后,控制器会创建Pod同名的自定义资源。以下示例将为Pod配置DNAT规则,将Pod 80端口暴露到公网。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: example
  labels:
    app: example
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: example
  template:
    metadata:
      labels:
        app: example
      annotations:
        k8s.aliyun.com/pod-dnat: ""
        k8s.aliyun.com/pod-dnat-expose-port: "80"
    spec:
      containers:
      - name: example
        image: nginx

执行如下命令,读取poddnats.alibabacloud.com中的分配信息来获取Pod的外部地址和端口。

kubectl get poddnats -oyaml example-6cd498d7b-9****

预期输出:

apiVersion: alibabacloud.com/v1
kind: PodDNAT
metadata:
  creationTimestamp: "2022-09-20T03:26:44Z"
  finalizers:
  - natgw-controller
  generation: 2
  name: example-6cd498d7b-9****
  namespace: default
  ownerReferences:
  - apiVersion: v1
    blockOwnerDeletion: true
    kind: Pod
    name: example-6cd498d7b-9****
    uid: 7af54e1c-eeb7-4fd0-b070-ff99ddbd****
  resourceVersion: "357150"
  uid: 2fad9bb7-cc84-46b4-b6eb-5d15f06c****
spec:
  eni: eni-xxx
  externalIP: 114.55.**.**
  internalIP: 172.16.**.**
  portMapping:
  - externalPort: "512"
    internalPort: "80"
  protocol: tcp
  tableId: ngw-xxx
  vswitch: vsw-xxx
  zoneID: cn-hangzhou-k
status:
  entries:
  - externalIP: 114.55.**.**
    externalPort: "512"
    forwardEntryId: fwd-xxx
    internalIP: 172.16.**.**
    internalPort: "80"
    ipProtocol: tcp

其中

  • externalPort:是公网端口,由控制器在端口范围中分配。

  • externalIP:是NAT网关的公网IP,也是外部访问的地址。

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