CNI网络插件calico到底是干什么的？一共包含哪些部分？使用场景是什么？底层原理是什么？

想象一下，有一个很大的乐高积木城，里面有很多乐高小人（容器）住在不同的房子（节点）里。这些乐高小人想要互相交流、传递玩具（数据），就需要有道路和交通规则来保证他们能安全、快速地到达对方的房子。Calico就是这个乐高积木城的交通规划师，它负责给乐高小人们规划道路，制定交通规则，让他们能在积木城里自由地走动，并且不会发生碰撞（数据冲突）。

2. 拆分Calico的各个部分

• Felix：Felix就像是每个房子（节点）里的交通管理员。它负责在每个节点上管理网络接口、配置路由规则和执行访问控制策略。比如，它会告诉乐高小人从哪个门出去，走哪条路能最快到达目的地，并且阻止那些没有通行证（不符合访问规则）的乐高小人进入房子。
• etcd：etcd是一个存储中心，就像乐高积木城的地图仓库。它存储了整个积木城的网络拓扑信息、节点信息以及交通规则（网络策略）等。所有的交通管理员（Felix）都需要从这个地图仓库里获取信息，来知道整个积木城的布局和交通规则，以便更好地指挥乐高小人。
• BIRD：BIRD是一个智能的交通指挥员，它负责在不同的房子（节点）之间传递交通信息，让每个房子里的交通管理员（Felix）都能了解到其他房子的情况。它通过一种特殊的语言（路由协议）与其他房子的交通指挥员交流，告诉它们哪些路是可以走的，哪些路是堵住了的，这样乐高小人们就能选择最佳的路线来互相访问。

3. 使用场景

• 容器网络隔离：在一个大型的应用系统中，可能有很多不同的容器，有些容器是属于敏感信息的，比如存储用户密码的容器，有些容器是对外提供服务的，比如网站服务器容器。Calico可以通过设置网络策略，让只有特定的容器能够访问敏感信息的容器，其他容器则无法访问，就像在乐高积木城里，给不同区域设置了不同的通行证，只有持有相应通行证的乐高小人才能进入特定区域，保证了敏感信息的安全。
• 多节点容器通信：当容器分布在不同的节点上时，Calico能够确保它们之间可以高效、安全地通信。就像乐高小人住在不同的房子里，Calico会规划好从一个房子到另一个房子的最佳路线，让乐高小人们能够顺利地互相访问，传递玩具（数据）。
• 网络性能优化：Calico可以根据网络的实际使用情况，动态地调整路由和网络策略，以提高网络性能。比如，如果某条道路（网络链路）上的乐高小人太多了，造成了拥堵，Calico会及时发现并调整交通规则，让乐高小人们选择其他更畅通的道路，从而提高整个积木城的交通效率（网络性能）。

4. 底层原理

• 网络拓扑构建：Calico首先会通过etcd存储中心收集整个集群的网络拓扑信息，包括节点的位置、容器的分布等。这就好比交通规划师要先了解乐高积木城的整体布局，知道每个房子的位置和里面住了多少乐高小人，才能规划出合理的道路和交通规则。
• 路由配置：基于收集到的网络拓扑信息，Calico的BIRD组件会通过路由协议在各个节点之间交换路由信息，为容器之间的通信建立路由表。这就像交通指挥员们互相沟通，告诉彼此哪些路可以到达哪些房子，然后每个交通管理员（Felix）根据这些信息在自己的房子里设置好相应的路标，让乐高小人们知道该怎么走。
• 访问控制：Calico通过Felix在每个节点上配置iptables规则来实现访问控制策略。iptables就像是一个个关卡，Felix会根据交通规则（网络策略）决定哪些乐高小人可以通过关卡，哪些需要被拦住。比如，如果一个乐高小人没有携带正确的通行证（不符合访问规则），iptables关卡就会把它拦住，不让它进入房子或者通过道路。

5. 总结

CNI网络插件Calico在Kubernetes集群中扮演着重要的角色，它就像一个交通规划师，通过Felix、etcd和BIRD等组件，为容器构建网络拓扑、配置路由和实施访问控制，确保容器之间能够安全、高效地通信。在容器网络隔离、多节点容器通信和网络性能优化等场景中，Calico都发挥着关键作用。通过理解Calico的工作原理和各个部分的作用，我们就能更好地利用它来管理Kubernetes集群中的网络，让整个集群像一个有序的乐高积木城一样，高效运转。