kube-proxy-amd64 镜像文档

1. 镜像概述和主要用途

kube-proxy-amd64 是 Kubernetes 集群核心组件之一，针对 AMD64 架构的网络代理镜像。其核心功能是在集群每个节点上维护网络规则，实现 Kubernetes Service 资源的流量转发、负载均衡及网络隔离，是 Service 网络模型的关键实现载体。

2. 核心功能和特性

2.1 Service 代理

• 支持所有 Kubernetes Service 类型：ClusterIP（集群内部访问）、NodePort（节点端口暴露）、Load***（云负载均衡集成）、ExternalName（外部服务映射）。
• 实现 Service 虚拟 IP（VIP）到后端 Pod IP 的流量路由。

2.2 流量转发与负载均衡

• 基于后端 Pod 健康状态动态调整转发目标，剔除异常 Pod。
• 支持轮询（Round Robin）、会话亲和性（Session Affinity）等负载均衡策略。

2.3 网络规则管理

• 自动创建/维护节点本地 iptables 或 IPVS 规则，实现流量拦截与转发。
• 动态响应 Service/Pod 资源变更（如 Pod 扩缩容、Service 标签更新），实时更新网络规则。

2.4 高性能模式支持

• 提供 iptables（默认，适用于中小规模集群）和 IPVS（适用于大规模集群，支持更复杂调度算法）两种转发模式。
• IPVS 模式支持最小连接数（lc）、源 IP 哈希（sh）、加权轮询（wrr）等高级调度算法。

3. 使用场景和适用范围

3.1 部署环境

• 必选场景：所有 Kubernetes 集群（单节点/多节点、物理机/虚拟机/云环境），需在每个节点以 DaemonSet 形式部署。
• 依赖条件：需与 Kubernetes API Server 通信，获取 Service/Pod 元数据；需配合容器网络插件（如 Calico、Flannel、Cilium）工作，确保 Pod 网络可达。

3.2 适用规模

• 小规模集群（<100 节点）：推荐 iptables 模式。
• 大规模集群（>100 节点）：推荐 IPVS 模式以提升性能。

4. 使用方法和配置说明

4.1 部署方式

kube-proxy 通常通过 Kubernetes DaemonSet 部署（而非直接 docker run），确保每个节点运行一个实例。部署由 kubeadm 或集群安装工具自动完成，也可手动定义 DaemonSet 资源。

4.2 核心配置参数

通过命令行参数或配置文件（kube-proxy-config.yaml）配置，常用参数如下：

4.3 环境变量

容器运行时依赖以下环境变量（通常由 Kubernetes 自动注入）：

4.4 模式选择与配置

4.4.1 iptables 模式（默认）

• 原理：基于 Linux iptables 规则实现流量转发，依赖内核 netfilter 模块。
• 优势：部署简单，依赖少，适用于中小规模集群。
• 配置：无需额外参数（默认启用），或显式指定 --proxy-mode=iptables。

4.4.2 IPVS 模式

• 原理：基于 Linux IPVS 内核模块，通过虚拟服务器（VS）和真实服务器（RS）实现转发，支持更高效的流量调度。
• 优势：更低延迟、更高吞吐量，支持动态权重调整，适合大规模集群。
• 前置条件：节点需加载 IPVS 内核模块（ip_vs、ip_vs_rr、ip_vs_wrr 等）。
• 配置：

  bash
  # 启动时指定模式及调度算法
  --proxy-mode=ipvs --ipvs-scheduler=lc
  

5. 部署示例

5.1 DaemonSet 部署 YAML（简化版）

yaml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: kube-proxy
  namespace: kube-system
spec:
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: kube-proxy
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: kube-proxy
    spec:
      containers:
      - name: kube-proxy
        image: k8s.gcr.io/kube-proxy-amd64:v1.24.0  # 需匹配集群版本
        command:
        - /usr/local/bin/kube-proxy
        - --config=/var/lib/kube-proxy/config.conf  # 配置文件路径
        - --hostname-override=$(NODE_NAME)
        env:
        - name: NODE_NAME
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: spec.nodeName
        volumeMounts:
        - name: kubeconfig
          mountPath: /var/lib/kube-proxy
        - name: xtables-lock
          mountPath: /run/xtables.lock
      volumes:
      - name: kubeconfig
        configMap:
          name: kube-proxy
      - name: xtables-lock
        hostPath:
          path: /run/xtables.lock
          type: FileOrCreate

5.2 查看运行状态

bash
# 查看 kube-proxy  Pod 状态（kube-system 命名空间）
kubectl get pods -n kube-system -l k8s-app=kube-proxy

# 查看日志（替换 <pod-name>）
kubectl logs -n kube-system <pod-name> kube-proxy

# 检查节点 iptables/IPVS 规则（以 iptables 为例）
iptables -t nat -L KUBE-SERVICES

6. 注意事项

• 版本匹配：镜像版本必须与 Kubernetes 集群版本严格一致（如 v1.24.0 集群需使用 v1.24.0 镜像），避免兼容性问题。
• 内核依赖：IPVS 模式需节点内核支持 IPVS 模块，可通过 lsmod | grep ip_vs 验证，缺失模块需手动加载或升级内核。
• 网络插件协同：kube-proxy 仅负责 Service 转发，Pod 网络连通性需依赖 Calico、Flannel 等网络插件实现。
• 资源限制：生产环境建议为 kube-proxy 配置资源限制（如 CPU 100m、内存 256Mi），避免占用过多节点资源。