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本文分享自华为云社区《容器网络Cilium入门系列之DualStack双栈特性分析-云社区-华为云》，作者： 可以交个朋友。

一 、 关于IPV6/IPV4 双栈

目前很多公司开始将自己的业务由ipv4切换成ipv6，或者ipv4,ipv6共存。

ipv4 ipv6共存（DualStack）有两种方式:

• 一个网卡上有两个IP地址，一个是ipv4，一个是ipv6。标准实现方式。
• 两个同样功能的网卡接口，一个提供ipv4，一个提供ipv6。通过负载均衡机制，将对应地址的请求发送到对应的网卡。

目前k8s集群已经支持ipv4/ipv6双栈，从1.21的alpha版本到如今1.23的stable版本。

同样cilium cni也对双栈技术做了实现，是一个inCluster层面的实现，如果数据流量要进出集群，就需要平台级的实现。

二 、Cilium DualStack 双栈环境搭建

依旧是kind快速搭建k8s集群

#1-setup-env.sh #! /bin/bash date set -v # 1.prep nocNI env cat <<EOF |kind create cluster --name=cilium-dual-stack --image=kindest/node:v1.23.4 --config=- kind: Cluster apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4 networking: disableDefaultCNI: true #kind 默认使用rancher cni，我们不需要该cni ipFamily: dual nodes: - role: control-plane - role: worker - role: worker EOF # 2. remove taints controller_node=`kubectl get nodes --no-headers -o custom-columns=NAME:.metadata.name |grep control-plane` kubectl taint nodes $controller_node node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule- kubectl get nodes -owide # 3. install cni helm repo add cilium https://helm.cilium.io > /dev/null 2>&1 helm repo update > /dev/null 2>&1 helm install cilium cilium/cilium --set k8sServiceHost=$controller_node --set k8sServicePort=6443 --version 1.13.0-rc5 \ --namespace kube-system --set debug.enabled=true --set debug.verbose=datapath --set monitorAggregation=none \ --set ipam.mode=kubernetes --set cluster.name=cilium-dual-stack --set tunnel=vxlan --set kubeProxyReplacement=disabled \ --set ipv6.enabled=true #4. install necessary tools for i in $(docker ps -a --format "table {{.Names}}" |grep cilium-dual-stack) do echo $i #docker cp ./bridge $i:/opt/cni/bin/ docker cp /usr/bin/ping $i:/usr/bin/ping docker exec -it $i bash -c "sed -i -e 's/jp.archive.ubuntu.com\|archive.ubuntu.com\|security.ubuntu.com/old-releases.ubuntu.com/g' /etc/apt/sources.list" docker exec -it $i bash -c "apt-get -y update > /dev/null && apt-get -y install net-tools tcpdump lrzsz > /dev/null 2>&1" done 

其中关键配置有:

• ipFamily: dual 创建集群需要为集群开启双栈配置
• set kubeProxyReplacement=disabled 双栈依赖kube-proxy
• set ipv6.enabled=true ipv4是默认开启的，ipv6需要手动开启
• set tunnel=vxlan vxlan模式下，安装更简单

部署demo应用

apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: app labels: app: app spec: replicas: 2 selector: matchLabels: app: app template: metadata: labels: app: app spec: containers: - name: nettool image: burlyluo/nettool securityContext: privileged: true --- apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: app spec: ipFamilyPolicy: PreferDualStack ipFamilies: - IPv6 - IPv4 type: ClusterIP selector: app: app ports: - name: app port: 8080 targetPort: 80 

集群搭建成功：

确认IPv4 IPv6 双栈启用成功

Pod:

service:

三 、Cilium DualStack 模式分析

IPv4 模式下分析pod内的路由规则

pod出网需要经过eth0网卡，下一跳地址是10.244.1.3,下一跳是宿主机上的cilium_host网卡

IPv6 模式下pod内的路由规则

ip -6 route show

它的下一跳所在的地址fd00:10:244:1::20f3 不一定在宿主机的命名空间里面，所在在主机上找不到对应的网卡接口

IPv6模式下的ping测

pod-a IPv6 地址: fd00:10:244:1::89bc

pod-b IPv6 地址: fd00:10:244:2::3573

pod内eth0网卡抓包分析数据包

源Mac: f2:65:2b:03:4c:22 为源pod的eth0网卡的mac地址;

源

IPv6: fd00:10:244:1::89bc 为源pod的IPv6地址

目标IPv6: fd00:10:244:2::3573 为目标pod的IPv6地址

目标Mac: 8a:be:1f:9b:eb:9d 为源pod所在宿主机上的lxc网卡

所以即使在pod内查看IPv6的路由规则，找不到对应的下一跳位置，也不影响数据报文的封装。

类似于calico的169.254.1.1，这个地址不一定要有，但是数据包往上面发的时候，只要有一个hook能劫持，并且让其他网卡回复对应的mac地址就行了。

这样在封装报文的时候，srcMac srcIP，dstMac，dstIP 都具备了，这样一个数据包才能完整的发送出去。

整个流程差不多就是 根据容器内IPv6的下一跳 抓包找到对应的mac地址，然后根据mac地址的来源做一个推理。

IPv6 的优点

一个数据包如果到达IP层才能感知可以丢包，但是IPv6 在二层就能感知到，不是自己的包就可以丢掉。

提供了更多的IP地址，但是复杂性也增加了。

service的双栈

fd00:10:96::94f8 为IPv6的clusterIP; 10.96.247.62 为IPv4的clusterIP

可以进入容器进行service 的IPv4和IPv6 地址的解析进行验证：

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