《CNI specification》翻译

Posted 2020-10-03 Monster-Z

Overview

本文提出了一个通用的基于插件的Linux容器网络解决方案，容器网络接口，CNI。它脱胎于旨在满足大多数rtk网络设计的rtk Networking Proposal。

首先，我们对如下两个名词进行具体的定义：

• container可以认为是与Linux network namespace是同义的。而一个network namespace具体对应什么，则与具体的容器运行时有关：例如，在rtk中，每个pod运行在一个单独的network namespace中。但是在docker中，network namespace存在于每个独立的Docker容器中
• network代表了一组可以独立寻址并且可以互相交互的实体。这些实体既可以是一个单独的容器（如上所述），一台机器，或者其他什么网络设备（例如，一台路由器）。container可以加入一个或多个network，也可以从一个或多个network中移除。

本文旨在说明容器运行时和插件之间的接口。同时，可能还有些众所周知的字段，runtime也想传递给底层的插件，不过这些内容并不在本文中进行描述。

 

General consideration

首先容器运行时需要为container新建一个network namespace。之后，它需要决定该container属于哪些network，对于每个network还需要确定对应执行哪些插件。network configuration是以JSON格式存在的，很容易被存储在文件中。配置中需要包含一些必须的字段，例如，"name"，“type”以及相应的插件必须的字段。同时，network configuration允许其中的字段在不同的调用间发生改变。因此，存在一个可选的"args"字段用于存放异变的信息。最后，容器运行时通过顺序地调用相应的插件来创建相应的network。当container的生命周期结束时，运行时再以相反的顺序调用插件，将它们从networks中移除。

 

CNI Plugin

Overview

每个CNI插件都是以一个能被容器管理系统（比如，rkt或者Docker）调用的可执行文件的形式存在的。

CNI插件负责将一个network interface插入container network namespace（比如，veth pair的其中一端）并且在宿主机中做一些必要的配置（例如将veth的另一端加入bridge中）。接着通过调用适当的IPAM插件，将IP赋给interface并且设置路由。

Parameters

CNI插件支持如下三种操作：

• 将container加入network（Add）：
  • Parameters:
    • Version. 调用者使用的CNI 配置的版本信息
    • Container ID. 这个字段是可选的，但是建议使用，在容器活着的时候要求该字段全局唯一的。比如，存在IPAM的环境可能会要求每个container都分配一个独立的ID，这样每一个IP的分配都能和一个特定的容器相关联。例如，在appc implementations中，container ID其实就是pod ID
    • Network namespace path. 这个字段表示要加入的network namespace的路径。例如，/proc/[pid]/ns/net或者对于该目录的bind-mount/link。
    • Network configuration. 这是一个JSON文件用于描述container可以加入的network，具体内容在下文中描述
    • Extra arguments. 该字段提供了可选的机制，从而允许基于每个容器进行CNI插件的简单配置
    • Name of the interface inside the container. 该字段提供了在container （network namespace）中的interface的名字；因此，它也必须符合Linux对于网络命名的限制
  • Result:
    • Interface list. 根据插件的不同，这个字段可以包括sandbox (container or hypervisor) interface的name，以及host interface的name，每个interface的hardware address，以及interface所在的sandbox（如果存在的话）的信息。
    • IP configuration assigned to each interface. IPv4和/或者IPv6地址，gateways以及为sandbox或host interfaces中添加的路由
    • DNS inormation. 包含nameservers，domains，search domains和options的DNS information的字典