` Verwaltung von IP-Adressen in Docker und Kubernetes - Interlir networks marketplace
bgunderlay bgunderlay bgunderlay

Verwaltung von IP-Adressen in Docker und Kubernetes

Da die Containerisierung zu einer zentralen Komponente der modernen Anwendungsentwicklung wird, ist eine effiziente IP-Adressverwaltung (IPAM) in Umgebungen wie Docker und Kubernetes von entscheidender Bedeutung. Container benötigen eindeutige IP-Adressen, um miteinander und mit externen Systemen zu kommunizieren. Wenn Sie wissen, wie diese IP-Adressen effektiv verwaltet werden, ist sichergestellt, dass Anwendungen skalierbar und sicher bleiben und in dynamischen Umgebungen optimal funktionieren.

Warum die IP-Adressverwaltung in Containern wichtig ist

In herkömmlichen Netzwerken beinhaltet die Verwaltung von IP-Adressen die Zuweisung von statischen oder dynamischen IPs an physische Geräte. In containerisierten Umgebungen, in denen Instanzen kurzlebig sind, ist die Notwendigkeit einer automatisierten, dynamischen IP-Zuweisung unabdingbar. Eine effektive IP-Adressverwaltung in Docker und Kubernetes stellt dies sicher:

  • Nahtlose Kommunikation zwischen Containern.
  • Effiziente Skalierbarkeit des Netzwerks beim Hoch- und Herunterfahren neuer Container.
  • Minimiertes Risiko von IP-Adresskonflikten.
  • Eindeutige Weiterleitung des externen Datenverkehrs zum richtigen containerisierten Dienst.

Container haben im Gegensatz zu herkömmlichen virtuellen Maschinen einzigartige Netzwerkanforderungen, die eine gut strukturierte IPAM-Strategie erfordern.

IP-Adressen in Docker verwalten

Docker bietet mehrere Netzwerkoptionen, die jeweils unterschiedliche Möglichkeiten zur Verwaltung und Zuweisung von IP-Adressen an Container bieten.

Docker Networking Übersicht

Docker bietet vier primäre Netzwerkmodelle:

  1. Brücken-Netzwerk

Das Standardnetzwerk für Docker-Container auf einem einzelnen Host. Die Container erhalten eine IP-Adresse aus dem für das Bridge-Netzwerk definierten Subnetz, was die Kommunikation mit anderen Containern auf derselben Bridge ermöglicht.

  1. Host-Netzwerk

Umgeht die Netzwerkisolierung und verwendet den Netzwerk-Stack des Host-Rechners. Container teilen sich die gleiche IP-Adresse wie der Host.

  1. Overlay-Netzwerk

Wird in Docker Swarm-Umgebungen verwendet. Dies ermöglicht Containern, die auf verschiedenen Docker-Hosts laufen, miteinander zu kommunizieren, indem sie IP-Adressen aus einem Overlay-Netzwerk erhalten.

  1. Macvlan Netzwerk

Ermöglicht es Containern, ihre eigene eindeutige IP-Adresse aus dem Subnetz des Hosts zu erhalten. Der Container erscheint als physisches Gerät im Netzwerk.

Wie Docker IP-Adressen verwaltet

Standardmäßig weist Docker den Containern IP-Adressen aus einem internen Subnetz zu, wenn das Bridge-Netzwerk verwendet wird. Das Bridge-Netzwerk verwendet IPAM (IP Address Management), um IP-Adressen automatisch zuzuweisen.

Zum Beispiel, wenn Sie ein Docker-Bridge-Netzwerk erstellen:

docker network create –subnet=192.168.0.0/16 my_custom_network

Docker weist jedem mit diesem Netzwerk verbundenen Container IP-Adressen aus dem Subnetz 192.168.0.0/16 zu. Die Zuweisung von IP-Adressen in Docker wird von IPAM-Treibern gehandhabt, die den IP-Bereich und die Art der Adressenzuweisung festlegen.

Docker verwendet die folgenden Methoden zur Verwaltung von IP-Adressen:

Statische IP-Zuweisung

Sie können einem Container bei Bedarf manuell eine IP-Adresse zuweisen. Dies ist nützlich für Container, die eine feste IP-Adresse benötigen, um mit Legacy-Systemen zu interagieren.

docker run –net my_custom_network –ip 192.168.1.5 nginx

Dynamische IP-Zuweisung

Standardmäßig weist Docker IP-Adressen dynamisch aus dem IP-Pool des Netzwerks zu, so dass keine Konflikte auftreten.

IP-Adressen mit Docker Compose verwalten

Wenn Sie Docker Compose verwenden, können Sie in der Datei docker-compose.yml benutzerdefinierte IP-Adressbereiche und Subnetzmasken definieren.

Version: ‚3‘

Dienstleistungen:

  Web:

    Bild: nginx

    Netzwerke:

      mein_netz:

        ipv4_Adresse: 192.168.1.10

Netzwerke:

  mein_netz:

    ipam:

      Konfiguration:

        – Teilnetz: 192.168.1.0/24

Mit dieser Einrichtung erhält der nginx-Container eine statische IP-Adresse innerhalb des benutzerdefinierten Netzwerks.

Verwalten von IP-Adressen in Kubernetes

Wie Docker verwendet auch Kubernetes IPAM, um IP-Adressen für Pods, Dienste und Knoten zu verwalten. Kubernetes-Netzwerke sind jedoch komplexer, da die Netzwerke auf mehreren Ebenen verwaltet werden müssen, einschließlich Pods, Diensten und clusterweiter Kommunikation.

Kubernetes-Vernetzungsmodell

Kubernetes abstrahiert die meisten Netzwerkkomplexitäten und stellt sicher, dass:

  • Jeder Pod erhält seine eigene IP-Adresse.
  • Pods können miteinander kommunizieren, ohne NAT (Network Address Translation) zu verwenden.
  • Container innerhalb desselben Pods teilen sich denselben Netzwerk-Namensraum und dieselbe IP.

Kubernetes hat zwei Hauptkomponenten von IPAM:

  1. Pod IP-Verwaltung

Jeder Pod in Kubernetes erhält seine eigene eindeutige IP-Adresse. Diese IP-Adressen werden in der Regel von dem verwendeten Container Network Interface (CNI)-Plugin zugewiesen.

  1. Dienst IP Management

Kubernetes-Dienste erhalten eine virtuelle IP (ClusterIP), die für den Lastausgleich des Datenverkehrs zu Pods verwendet wird.

Container-Netzwerkschnittstelle (CNI) Plugins

Kubernetes kümmert sich nicht selbst um die Vernetzung, sondern delegiert diese Aufgabe an CNI-Plugins. Diese Plugins sind für die Zuweisung von IP-Adressen an Pods und die Verwaltung von Netzwerkrouten zuständig.

Beliebte CNI-Plugins sind:

  • Kattun

Bietet IP-Adressverwaltung, Durchsetzung von Netzwerkrichtlinien und Routing.

  • Flanell

Weist den Pods IP-Adressen zu und verwaltet die Kommunikation zwischen den Pods.

  • Weben

Ermöglicht die automatische Zuweisung von IP-Adressen für Kubernetes-Pods und übernimmt die Vernetzung zwischen den Knoten.

Wie Kubernetes IP-Adressen verwaltet

Kubernetes verwendet ein Netzwerk-CIDR (Classless Inter-Domain Routing), um Pod-IP-Adressen zuzuweisen. Wenn Sie einen Kubernetes-Cluster einrichten, können Sie den Pod-CIDR-Bereich definieren:

kubeadm init –pod-network-cidr=192.168.0.0/16

Jeder Pod erhält eine IP-Adresse aus diesem CIDR-Bereich, und CNI-Plugins verwalten die Zuweisung.

Statische IPs für Kubernetes-Pods konfigurieren

Kubernetes ermöglicht es, Diensten statische IPs zuzuweisen. Von der Zuweisung statischer IPs an Pods wird jedoch abgeraten, da Pods kurzlebig sind. Stattdessen bieten Dienste eine stabile Möglichkeit, auf Pods zuzugreifen, auch wenn sich die Pod-IPs ändern.

In bestimmten Fällen kann es jedoch erforderlich sein, einem Dienst eine statische IP zuzuweisen:

apiVersion: v1

Art: Dienstleistung

Metadaten:

  Name: Mein Dienst

spez:

  Typ: ClusterIP

  clusterIP: 10.96.0.100

  Häfen:

    – Protokoll: TCP

      Hafen: 80

      targetPort: 80

  Selektor:

    app: my-app

In diesem Beispiel erhält der Dienst eine statische IP innerhalb des IP-Bereichs des Clusters (10.96.0.100).

Vergleich der IP-Adressverwaltung von Docker und Kubernetes

MerkmalDockerKubernetes
Standard-IP-ZuweisungAutomatisch über ein Brückennetz oder ein Overlay-NetzAutomatisch über CNI-Plugins
Statische IP-ZuweisungFür einzelne Behälter möglichEntmutigt für Hülsen, verwendet für Dienstleistungen
Umfang der VernetzungTypischerweise innerhalb eines einzelnen Hosts oder SchwarmsClusterweit, über mehrere Knoten hinweg
IPAM-VerwaltungVon Docker verwaltet (mit benutzerdefinierten IPAM-Treibern)Wird von CNI-Plugins verwaltet
KommunikationsmodellErfordert eine explizite Netzwerkeinrichtung für die Host-übergreifende KommunikationPod-zu-Pod-Kommunikation ohne NAT

Bewährte Praktiken für die Verwaltung von IP-Adressen in Containern

  1. Verwendung von Overlay-Netzwerken für Umgebungen mit mehreren Hosts

In Docker verwenden Sie Overlay-Netzwerke, um sicherzustellen, dass Container auf verschiedenen Hosts nahtlos miteinander kommunizieren können.

  1. Einsatz von CNI-Plugins

Verwenden Sie in Kubernetes CNI-Plugins wie Calico oder Flannel, um die Pod-zu-Pod-Kommunikation und das IP-Management zu vereinfachen.

  1. Vermeiden Sie statische IPs für Pods

Kubernetes-Pods sind so konzipiert, dass sie kurzlebig sind. Anstatt den Pods statische IPs zuzuweisen, sollten Sie Kubernetes-Dienste verwenden, um einen stabilen Zugriff zu ermöglichen.

  1. IP-Auslastung überwachen

Behalten Sie Ihren IP-Adresspool im Auge, um eine Erschöpfung zu vermeiden. Dies ist besonders wichtig in großen Umgebungen, in denen Hunderte von Containern oder Pods betrieben werden.

Schlussfolgerung

Die Verwaltung von IP-Adressen in containerisierten Umgebungen wie Docker und Kubernetes erfordert ein klares Verständnis dafür, wie das Netzwerk in diesen Systemen abstrahiert und gesteuert wird. Docker bietet durch seine Netzwerkoptionen Flexibilität bei statischen und dynamischen IP-Zuweisungen, während Kubernetes CNI-Plugins nutzt, um IPAM automatisch zu handhaben. Das Verständnis dieser Mechanismen ermöglicht es Netzwerkadministratoren, die Containerkommunikation zu optimieren, die Sicherheit zu verbessern und IP-Konflikte sowohl in Docker- als auch in Kubernetes-Umgebungen zu vermeiden.

Alexander Timokhin

CCO

Alexander Timokhin

CCO

    Ready to get started?

    Articles
    Wie man IP-Adressen kauft
    Wie man IP-Adressen kauft

    Die Erschöpfung der IPv4-Adressen ist ein dringendes Problem, und Unternehmen erkennen

    More
    Die große IP-Raum-Neuverteilung
    Die große IP-Raum-Neuverteilung

    Die effiziente Nutzung des bestehenden IPv4-Adressraums ist ein möglicher Ansatz,

    More
    INTERLIR: IPv4-Adressbroker und Marktplatz für Netzwerke
    INTERLIR: IPv4-Adressbroker und Marktplatz für Netzwerke

    InterLIR GmbH ist eine Marktplatzlösung, die sich zum Ziel gesetzt hat, Netzwerkverfügbarkeitsprobleme

    More
    Wie monetarisiere ich ein IP-Netzwerk?
    Wie monetarisiere ich ein IP-Netzwerk?

    Auch wenn Sie nicht vorhaben, Ihr IPv4-Netzwerk zu verkaufen, gibt es immer noch

    More
    Was ist eine IPv4-Adresse?
    Was ist eine IPv4-Adresse?

    Eine Internet Protocol (IP)-Adresse ist eine eindeutige Kennung, die jedem mit dem

    More
    Verkauf von IPv4-Adressen
    Verkauf von IPv4-Adressen

    Die steigende Nachfrage nach IP-Blöcken hat die Preise in die Höhe getrieben und

    More
    IPv4-Auktion
    IPv4-Auktion

    Ist es sicher, IP-Adressen in einer Auktion zu kaufen und zu verkaufen? Immerhin

    More
    IP-Adressen-Ruf
    IP-Adressen-Ruf

    Netzwerk-IP-Adressen variieren und erfordern eine fachkundige Beratung für Netzwerkbetreiber.

    More
    Umfassender Leitfaden zu IP-Blocklisten: Schutz Ihres Netzwerks und Verbesserung der Sicherheit
    Umfassender Leitfaden zu IP-Blocklisten: Schutz Ihres Netzwerks und Verbesserung der Sicherheit

    Einführung Im heutigen digitalen Umfeld ist der Schutz der Netzwerksicherheit von

    More
    IPv4 Preisentwicklungen
    IPv4 Preisentwicklungen

    In einer Ära, die von digitaler Konnektivität vorangetrieben wird, hat der Wert

    More