Azure Stack Edge Pro GPU 裝置上的 Kube 網路

適用於：Azure Stack Edge Pro - GPUAzure Stack Edge Pro 2Azure Stack Edge Pro RAzure Stack Edge Mini R

您設定計算角色時，Azure Stack Edge Pro GPU 裝置上會建立 Kube 叢集。 一旦建立了 Kube 叢集，就可以在 Pod 的 Kube 叢集中部署容器化應用程式。 在 Kube 叢集中，Pod 有多種不同網路使用方式。

本文大致介紹 Kube 叢集中的網路功能，尤其是與 Azure Stack Edge Pro GPU 裝置相關的情境。

網路需求

以下範例是部署至 Kube 叢集的典型雙層式應用程式。

• 這個應用程式具備網頁伺服器前端，後端則為資料庫應用程式。
• 每個 Pod 都會獲派一組 IP，但這些 IP 可以在 Pod 重新開機和容錯移轉時變更。
• 每個應用程式皆由多個 Pod 所組成，且所有 Pod 複本的流量都應有負載平衡。

上述案例會產生下列網路需求：

• 對外應用程式需要透過名稱或 IP 位址，由 Kube 叢集外部的應用程式使用者存取。
• 以 Kube 叢集中的應用程式為例，此處的前端和後端 Pod 必須能夠彼此通訊。

為了滿足上述兩個需求，我們導入了 Kube 服務。

網路服務

Kube 服務有兩種：

• 叢集 IP 服務：請將此服務視為替應用程式 Pod 提供固定端點。 任何與這些服務相關聯的 Pod 皆無法從 Kube 叢集外部存取。 與這些服務搭配使用的 IP 位址來自私人網路中的位址空間。

  若您公開 Kube 叢集中的 Pod 是為了當作其他 Pod 的存取途徑，而非外部公開的負載平衡器服務，請參閱如何將 Kube 服務公開為叢集 IP 服務以供內部通訊。

• 負載平衡器 IP：類似叢集 IP 服務，但相關聯的 IP 來自外部網路，而且可以從 Kube 叢集外部存取。

Kube 網路設定

用於 Kube 節點和外部服務的 IP 位址是透過裝置本機 UI 中的 [計算] 頁面所提供的。

IP 指派用於：

• Kube 節點 IP：此 IP 範圍用於 Kube 主機和背景工作節點。 Kube 節點彼此通訊時會使用這些 IP。
• Kube 外部服務 IP：此 IP 範圍用於在 Kube 叢集外公開的外部服務 (也稱為 Load Balancer 服務)。

Kube 網路元件

Calico、Metallb 與核心 DNS 都是為了支援網路功能而安裝在 Azure Stack Edge Pro GPU 上的元件。

• Calico 會為每個 Pod 指派一個私人 IP 範圍中的 IP 位址，並為其設定網路功能，讓節點上的 Pod 可以彼此通訊。
• Metallb 會在叢集內 Pod 上執行，並將 IP 位址指派給 load balancer 類型服務。 負載平衡器 IP 位址選自本機 UI 所提供的服務 IP 範圍。
• 核心 DNS 附加元件會設定將服務名稱對應至叢集 IP 位址的 DNS 記錄。

您連線至裝置的 PowerShell 介面後，可以看到上述網路元件在 Kube 叢集上執行。

網路介面、交換器

您的裝置可作為構成基礎結構叢集的單一節點組態。 Kube 叢集與基礎結構叢集分開，且部署在基礎結構叢集之上。 Kube 叢集擁有一個主要節點和一個背景工作節點， 這兩個 Kube 節點都是執行應用程式和雲端工作流程的虛擬機器。

主要和背景工作 VM 各有兩個網路介面，一個連線至內部虛擬交換器，另一個則連線至外部虛擬交換器。

• 外部虛擬交換器：透過本機 UI 中的 [計算] 頁面啟用裝置連接埠進行計算時，便會建立此交換器。 這是用於計算基礎結構的交換器，舉例來說，此交換器會用於您在裝置上部署的虛擬機器。

• 內部虛擬交換器：此交換器為裝置原廠預設設定的一部分。 內部虛擬交換器會透過以預設閘道設定的連接埠，使用網路位址轉譯 (NAT) 路由傳送流量。 舉例來說，此交換器會將所有 IoT 執行階段要求從 VM 路由傳送至 Azure 入口網站。

網路路由

針對您裝置上的 Kube VM，您可以藉由新增路由設定以路由傳送流量。 路由設定是包含下列欄位的路由表項目：

參數	描述
Destination	IP 位址或 IP 位址前置碼。
前置長度	對應至目的地位址或位址範圍的前置長度。
下一個躍點	封包轉送的目標 IP 位址。
介面	轉送 IP 封包的網路介面。
計量	路由計量會決定用於連線至目的地的慣用網路介面。

變更計算網路上的路由

使用 Add-HcsNetRoute Cmdlet 修改 Kube 背景工作和主要 VM 上的路由。 請考慮下圖的配置。

• 連線至網際網路的連接埠 2 是輸出流量的所需路徑。
• 您已在連接埠 3 上啟用計算程序，因此網路介面上已建立外部虛擬交換器。
• 連接埠 3 會連線至私人網路，其中的相機和感應器會將原始資料饋送至 Azure Stack Edge 裝置進行處理。

如果您在私人網路的環境中設定了閘道，請考慮為 Kube 主要和背景工作 VM 設定自訂路由，以確保 VM 只能針對相關流量與閘道通訊。 這種做法可讓您掌握在計算網路上流動的流量，而非您可能已在 Azure Stack Edge 裝置上設定的其他連接埠。 舉例來說，您可能希望所有其他網際網路對應流量流向裝置上其他實體連接埠， 這時便可讓網際網路對應流量通往連接埠 2。

此外，請將下列事項列入考量：

• 如果您有一般子網路，便不需要將這些路由新增至私人網路。 您可以在私人網路上有多個子網路時 (視情況) 新增這些路由。
• 您只能將這些路由新增至 Kube 主要和背景工作 VM，不能新增至裝置 (Windows 主機)。
• 新增此路由之前，不需先設定 Kube 計算程序， 但您還是可以在設定 Kube 計算程序之後新增或更新路由。
• 您只能透過裝置的 PowerShell 介面新增路由設定，不能透過本機 UI 新增。
• 請確定您要使用的網路介面具備靜態設定。

新增路由設定

若要將自訂路由新增至私人網路，請按以下範例使用 Cmdlet：

Add-HcsNetRoute -InterfaceAlias <Port number> -DestinationPrefix <Destination IP address or IP address prefix> -NextHop <IP address of next hop> -RouteMetric <Route metric number> 

以下為範例輸出。

Add-HcsNetRoute -InterfaceAlias "Port3" -DestinationPrefix "192.168.20.0/24" -NextHop "192.168.20.1" -RouteMetric 100 

上述命令會在定義目的地子網路 192.168.20.0/24 的路由表中建立一個項目，將下一個躍點指定為 192.168.20.1，並將此路由項目指派為 100 的路由計量。 路由計量越低，指派給路由的優先順序越高。

檢查路由設定

請使用此 Cmdlet 檢查您在裝置上新增的所有自訂路由設定。 這些路由不包含裝置上已存在的所有系統路由或預設路由。

Get-HcsNetRoute -InterfaceAlias <Port number>

移除路由設定

請使用此 Cmdlet 移除您在裝置上新增的所有自訂路由設定。

Remove-HcsNetRoute -InterfaceAlias <Port number> -DestinationPrefix <Destination IP or IP prefix>

具有多個網路介面的路由

如果已連結多個裝置連接埠，則不支援使用 NIC Teaming 或交換器內嵌小組 (SET) 在 Hyper-V 環境中將數張實體網路介面卡組成單一虛擬網路介面卡。

下一步

若要在 Azure Stack Edge Pro GPU 上設定 Kube 網路，請參閱：

• 透過 IoT Edge 在 Azure Stack Edge Pro GPU 上對外公開無狀態應用程式 (機器翻譯)。

• 透過 kuebctl 在 Azure Stack Edge Pro GPU 上對外公開無狀態應用程式 (機器翻譯)。