Ack集群Terway网络场景下的vSwitch扩容

1、Terway 网络介绍

Terway是阿里云开源的基于专有网络 VPC 的容器网络接口CNI(Container Network Interface)插件，支持基于Kubernetes标准的网络策略来定义容器间的访问策略。可以通过使用Terway网络插件实现Kubernetes集群内部的网络互通

Terway网络插件将原生的弹性网卡分配给Pod实现Pod网络，支持基于Kubernetes标准的网络策略(Network Policy)来定义容器间的访问策略，并兼容Calico的网络策略

在Terway网络插件中，每个Pod都拥有自己网络栈和IP地址。同一台ECS内的Pod之间通信，直接通过机器内部的转发，跨ECS的Pod通信，报文通过VPC的弹性网卡直接转发。由于不需要使用VxLAN等的隧道技术封装报文，因此Terway模式网络具有较高的通信性能

一句话总结，Terway最大的特点就是借助于云上ECS服务器的特性，将pod与node的网络进行了拉平，同时使用VPC下vSwitch中的ip

2、问题现象

由于使用了Terway网络模式，随着node机器和pod数量的增多，每分配一个ip出去都需要消耗掉vpc下vsw的可用ip。如果某短时间业务快速增长，导致pod大量消耗可用ip，这个时候就有可能因前期规划不充足导致vSwitch的可用ip不足

这个时候新创建的pod状态为ContainerCreating，describe查看pod提示error allocate ip...，这个时候查看Pod所在节点的Terway的日志，会有下面内容

Message: The specified VSwitch "vsw-xxxxx" has not enough IpAddress.

提示没有足够的ip，这个时候基本都是由于交换机的ip不够用，登录到交换机的控制台可以查看到这个节点所在的交换机的可用ip数，如果很少甚至为0，就表示需要扩容了

3、扩容操作

3.1 新增交换机并配置 NAT

在专有网络管理控制台对应的VPC创建新的vSwitch，该vSwitch必须与IP资源不足的vSwitch在同一个区域。这是因为Terway分配给pod ip时的策略是，分配node所在可用区中的vSwitch对应的ip，因此，扩容就需要扩容同一可用区的交换机

在初始化集群新建交换机以及扩容交换机的时候都应该考虑，因Pod密度越来越大，为了满足Pod对IP地址日益增长的需求，建议创建给Pod使用的vSwitch的网络位小于等于19，即每个网段中至少包含8192个可用IP地址

Ack集群Terway网络场景下的vSwitch扩容

vSwitch创建完成后，需要对这个vSwitch配置NAT策略，以便访问外部网络。

Ack集群Terway网络场景下的vSwitch扩容

3.2 配置集群的 Terway

配置集群的Terway，添加上面创建的vSwitch到Terway的ConfigMap配置中。

kubectl -n kube-system edit cm eni-config

配置样例参考Terway 配置参考[1]，部分内容说明如下：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: eni-config
namespace: kube-system
data:
10-terway.conf: |-
{
"cniVersion": "0.3.0",
"name": "terway",
"type": "terway"
}
disable_network_policy: "true"
eni_conf: |-
{
"version": "1", # 版本
"max_pool_size": 80, # 资源池最大水位
"min_pool_size": 20, # 资源池最小水位
"credential_path": "/var/addon/token-config",
"vswitches": {"cn-shanghai-f":["vsw-AAA", "vsw-BBB"]}, # 关联的虚拟交换机(ENI多IP模式)，添加vsw-BBB到VSwitches部分，其中vsw-AAA是已经存在的且IP资源不足的VSwitch
"eni_tags": {"ack.aliyun.com":"xxxxxxxxx"},
"service_cidr": "172.16.0.0/16", # 服务CIDR
"security_group": "sg-xxxxxxx", # 安全组ID
"vswitch_selection_policy": "ordered"
}

上面配置参数中，资源池水位的配置值。Terway使用底层虚拟化底层的网络资源打通容器网络，网络资源的创建和释放需要一系列的API调用，如果在Pod创建销毁时频繁调用API会导致Pod配置时间较长。Terway通过池化的方式对资源进行缓存，当小于资源的池的最小水位时自动补充资源，在大于资源池最大水位时开始释放资源，这样保障了高效的资源利用和分配的效率。

相当于预先分配了ip，具体设置可以考虑到所在机器节点规格支持的最大eni辅助网卡个数以及最大pod数灵活设置。

3.3 重启 terway

重启所有Terway的pod以便快速刷新缓存生效。

# kubectl -n kube-system delete pod -l app=terway-eniip
# kubectl -n kube-system get pod | grep terway

重启后检查异常的pod是否正常获取了ip即可。

当排查某个pod的ip分配相关问题时，也可以通过进入到所在节点的terway pod中，执行命令行，查看当前已分配的 ip 情况，以及已经从vSwitch分配得来后，暂时空闲的ip情况。

# terway-cli mapping
Status | Pod Name | Res ID | Factory Res ID
Normal | node-problem-detector-l5h52 | 00:16:10:48:3e:37.10.244.18.167 | 00:16:10:48:3e:37.10.244.18.167
...
Idle | | 00:16:10:48:3e:37.10.244.18.132 | 00:16:10:48:3e:37.10.244.18.132
Idle | | 00:16:10:48:3e:37.10.244.18.18 | 00:16:10:48:3e:37.10.244.18.18
Idle | | 00:16:10:48:3e:37.10.244.18.54 | 00:16:10:48:3e:37.10.244.18.54