【网络技术】什么是CNI

1 基础介绍

1.1 概念介绍

CNI（Container Network Interface）是一个用于容器网络的规范和接口，它定义了一组标准的API和插件，用于在容器运行时创建、配置和管理网络。

详细一点说，是定义了一组标准接口和数据格式，用于让容器运行时（如Docker、Kubernetes等）与网络插件（如Calico、Flannel、Weave等）进行交互。

CNI的设计初衷是为了解决容器网络的多样性和复杂性，使得容器可以灵活地与各种网络环境集成。

CNI规范和接口定义了一组标准的API，包括以下几个主要接口：

1. add：用于在容器中创建网络接口和配置网络参数。
   
2. delete：用于删除容器中的网络接口和清除网络配置。
   
3. check：用于检查网络配置是否正确。
   
4. version：用于获取CNI插件的版本信息。
   

CNI插件是实现上述接口的二进制程序，它们可以被容器运行时调用，以实现容器的网络连接和通信。

CNI插件可以通过配置文件的方式进行配置，例如使用JSON格式的配置文件，指定网络类型、IP地址分配、路由等参数。

CNI的优势：是它可以让容器运行在各种不同的网络环境中，而不需要对应用程序进行修改。

CNI插件可以根据不同的网络环境，动态地创建和配置网络接口，使得容器和宿主机可以共享网络资源，并且可以互相通信。

总的来说，CNI是容器网络中一个重要的规范和接口，它可以让容器在各种不同的网络环境中运行，并且可以方便地进行网络管理和配置

2 CNI插件的作用

CNI插件的作用是为容器分配IP地址、配置网络路由、实现网络隔离和安全策略等。

它通过调用网络插件提供的接口，将容器连接到网络中。通过使用CNI插件，用户可以为不同的容器选择不同的网络插件，并灵活地配置网络选项。

这使得CNI插件成为了容器网络管理的标准解决方案之一。

CNI组成

CNI插件的架构非常简单，它由三个主要组件组成：

1. CNI插件二进制文件：CNI插件二进制文件是实际的网络插件，用于管理容器网络。
   
2. CNI配置文件：CNI配置文件是用于配置CNI插件的JSON文件，它包括网络参数、IP地址、路由和端口映射等信息。
   
3. CNI运行时：CNI运行时是容器运行时调用CNI插件的框架，它根据CNI配置文件中的信息调用对应的CNI插件，并将结果返回给容器运行时。
   

3 插件举例

这里列举几个常用的CNI插件：

1. Flannel：Flannel是一个最初由CoreOS开发的CNI插件，它可以为容器提供全覆盖的SDN（Software Defined Networking）网络，支持多种后端网络和数据平面。
   
2. Calico：Calico是一个开源的容器网络和安全解决方案，它可以为容器提供高性能、高可靠性的网络连接和安全管理，支持多种网络拓扑和安全策略。
3. Cilium：Cilium是一个基于eBPF（extended Berkeley Packet Filter）技术的CNI插件，它可以为容器提供高性能的网络连接和安全管理，支持多种网络拓扑和应用层安全策略。
   
4. Weave Net：Weave Net是一个由Weaveworks开发的CNI插件，它可以为容器提供全覆盖的SDN网络，支持多种后端网络和数据平面，同时还提供了一些高级网络功能，例如多租户网络、跨云网络等。
   

总的来说，CNI插件提供了一种灵活、可扩展的容器网络管理解决方案，使得用户可以根据自己的需求选择不同的网络插件，并根据需要进行配置和管理。

这些CNI插件都是开源的，并且都可以与主流的容器平台（例如Docker和Kubernetes）集成使用。它们都具有不同的优势和特点，可以根据具体的场景和需求进行选择和配置。

4 测试

使用ifconfig、ip、ping等命令可以测试网络连接和IP地址分配是否正确。以下是一些常用的命令及其用法：

ifconfig命令

ifconfig命令可以显示和配置网络接口的信息。运行命令ifconfig可以列出所有的网络接口及其IP地址、MAC地址、网络状态等信息。例如：

• apache
• Copy

$ ifconfig
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.1.100  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.1.255
        ether 52:54:00:12:34:56  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 499  bytes 98341 (96.0 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 270  bytes 30653 (29.9 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
```
上述命令输出了eth0接口的IP地址、子网掩码、广播地址、MAC地址等信息。可以通过修改网络配置文件或使用ifconfig命令来配置和管理网络接口。

ip命令

ip命令是Linux系统中一个更加强大和灵活的网络管理工具，可以用来显示和配置网络接口、路由、ARP表等信息。

例如，运行命令ip addr show可以列出所有网络接口的IP地址和状态信息。运行命令ip route show可以列出当前的路由表。例如：

• apache
• Copy

$ ip addr show
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 52:54:00:12:34:56 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.1.100/24 brd 192.168.1.255 scope global dynamic eth0
       valid_lft 86296sec preferred_lft 86296sec
    inet6 fe80::5054:ff:fe12:3456/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
```
上述命令输出了lo和eth0接口的IP地址和状态信息。可以通过修改网络配置文件或使用ip命令来配置和管理网络接口。

ping命令

ping命令可以测试网络连接是否正常。

例如，运行命令ping 8.8.8.8可以测试与Google公共DNS服务器的网络连接是否正常。

例如：

• basic
• Copy

$ ping 8.8.8.8
PING 8.8.8.8 (8.8.8.8) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=1 ttl=117 time=5.24 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=2 ttl=117 time=5.30 ms
64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=3 ttl=117 time=5.20 ms
^C
--- 8.8.8.8 ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2003ms
rtt min/avg/max/mdev = 5.203/5.247/5.303/0.051 ms
```
上述命令输出了与Google公共DNS服务器的三次ping操作的结果。可以根据ping命令的输出来判断网络连接是否正常。

总的来说，ifconfig、ip、ping等命令是Linux系统中常用的网络管理和测试命令，可以用来测试网络连接和IP地址分配是否正确。可以根据具体的测试需求和网络配置来选择适当的命令和参数。