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Spiderpool 是 CNCF 的一个 Sandbox 项目。
Spiderpool 提供了一个 Kubernetes 的 underlay 和 RDMA 网络解决方案, 它能运行在裸金属、虚拟机和公有云上。
Spiderpool 是一个 kubernetes 的 underlay 和 RDMA 网络解决方案,它增强了 Macvlan CNI、 ipvlan CNI 和 SR-IOV CNI 的功能,满足了各种网络需求,使得 underlay 网络方案可应用在裸金属、虚拟机和公有云环境中,可为网络 I/O 密集性、低延时应用带来优秀的网络性能,包括存储、中间件、AI 等应用。详细的文档可参考文档站。
Spiderpool 社区将最新的三个 Spiderpool 补丁版本视为稳定版本,并定期维护。之前较旧的 Spiderpool 补丁版本将被视为 EOL(过时版本)。
如需升级到新的补丁版本,请参阅 Spiderpool 升级指南。
下面列出的是当前维护的发布分支及其最新发布的补丁的发布说明:
发布分支 | 发行说明 |
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release-v0.9 | Release Notes |
release-v0.8 | Release Notes |
release-v0.7 | Release Notes |
underlay CNI 主要指 macvlan、ipvlan、SR-IOV 等能够直接访问宿主机二层网络的 CNI 技术,它有如下优势:
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macvlan、ipvlan、SR-IOV 是承载 RDMA 网络加速的重要技术,RDMA 能为 AI 应用、延时敏感型应用、网络 I/O 密集型应用带来极大的性能提升,其网络性能大幅超过 overlay 网络解决方案。
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区别于基于 veth 虚拟网卡的 CNI 解决方案,underlay 网络数据包避免了宿主机的三层网络转发,没有隧道封装开销,因此,它们能为应用提供了优秀的网络性能,包括优秀的网络吞吐量、低延时,节省了 CPU 的网络转发开销。
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可直接对接 underlay 二层 VLAN 网络,应用可进行二层、三层网络通信,可进行组播、多播通信,数据包可受防火墙管控。
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数据包携带 Pod 的真正 IP 地址,应用可直接基于 Pod IP 进行南北向通信,多云网络天然连通。
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underlay CNI 可基于宿主机不同的父网卡来创建虚拟机接口,因此可为存储、观测性等网络开销大的应用提供隔离的子网。
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简化安装和使用
当前开源社区对于 underlay CNI 和 RDMA 的使用,需要手动安装 Multus CNI 、RDMA、SR-IOV 等诸多相关组件,Spiderpool 简化了安装流程和运行 POD 数量,对相关的 CRD 进行了封装,提供了各种场景的完备文档,使得使用、管理更加便捷。
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基于 CRD 的双栈 IPAM 能力
提供了独享、共享的 IP 地址池,支持设置各种亲和性,为中间件等有状态应用和 kubevirt 等固定 IP 地址值,为无状态应用固定 IP 地址范围,自动化管理独享的 IP 池,优秀的 IP 回收避免 IP 泄露等。并且,具备优秀的 IPAM 分配性能。
Spiderpool IPAM 组件能够为任何支持第三方 IPAM 的 main CNI 使用,不仅包含了 Macvlan CNI、ipvlan CNI 和 SR-IOV CNI, 也包括了 calico 和 weave 作为静态 IP 场景使用。
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underlay 和 overlay CNI 的多网卡接入
它包括了 “Pod 插入多个 underlay CNI 网卡”、“Pod 插入一个 overlay CNI 和 多个 underlay CNI 网卡”两种场景,Pod 具备多种 CNI 网卡,Spiderpool 能够为多个 underlay CNI 网卡定制不同的 IP 地址,调协所有网卡之间的策略路由,以确保请求向和回复向数据路径一致而避免丢包,它能够为 cilium、calico 和 kubevirt 等项目进行增强。
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增强的网络连通性
众所周知,原生的 macvlan ipvlan SR-IOV 存在诸多通信限制。但是,Spiderpool 打通 Pod 和宿主机的连通性,确保 Pod 健康检测工作正常,并可通过 kube-proxy 或 eBPF kube-proxy replacement 使得 Pod 访问 service,支持 Pod 的 IP 冲突检测、网关可达性检测等。多集群网络可基于相同的 underlay 网络或者 Submariner 实现连通。
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eBPF 增强
kube-proxy replacement 技术极大加速了访问 service 场景,同节点上的 socket 短路技术加速了本地 Pod 的通信效率。相比 kube proxy 解析方式,网络延时有最大 25% 的改善,网络吞吐有 50% 的提高。
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RDMA
提供了基于 RoCE、infiniband 场景下的 RDMA 解决方案,POD 能够独享或共享使用 RDMA 设备,适合 AI 等网络性能需求高的应用。
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网络双栈支持
Spiderpool 组件和其提供的所有功能,支持 ipv4-only、ipv6-only、dual-stack 场景。
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优秀的网络延时和吞吐量性能
Spiderpool 在网络延时和吞吐量方面表现出色,超过了 overlay CNI,可参考 性能报告。
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指标
Spiderpool 基于 underlay CNI 提供了比 overlay CNI 还优越的网络性能,可参考 性能报告。具体可应用在如下:
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支持运行在裸金属、虚拟机、各大公有云厂商等环境,尤其为混合云提供了统一的 underlay CNI 解决方案。
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传统的主机应用。它们希望直接使用 underlay 网络进行通信,例如直接访问 underlay 多子网、多播、组播、二层网络通信等,它们不能接受 overlay 网络的 NAT,希望进行无缝移植的 Kubernetes。
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中间件、数据存储、日志观测、AI 训练等网络 I/O 密集性应用。
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网络延时敏感型应用。
功能 | macvlan | ipvlan | SR-IOV |
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Service By Kubeproxy | Beta | Beta | Beta |
Service By Kubeproxy Replacement | Alpha | Alpha | Alpha |
Network Policy | In-plan | Alpha | In-plan |
Bandwidth | In-plan | Alpha | In-plan |
RDMA | Alpha | Alpha | Alpha |
IPAM | Beta | Beta | Beta |
Multi-Cluster | Alpha | Alpha | Alpha |
Egress Policy | Alpha | Alpha | Alpha |
多网卡和路由调谐 | beta | beta | beta |
适用场景 | 裸金属 | 裸金属和虚拟机 | 裸金属 |
关于所有的功能规划,具体可参考 roadmap。
可参考 Blogs。
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使用了 Spiderpool 项目的用户。
可参考开发搭建文档。
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