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将多个网络接口连接到容器组（pod）

默认情况下，Amazon VPC CNI 插件为每个容器组（pod）分配一个 IP 地址。此 IP 地址连接到一个弹性网络接口，该接口负责处理容器组（pod）的所有传入和传出流量。要提高带宽和每秒数据包速率性能，您可以使用 VPC CNI 的多 NIC 功能配置多宿主容器组（pod）。多宿主容器组（pod）是使用多个网络接口（和多个 IP 地址）的单个 Kubernetes 容器组（pod）。通过运行多宿主容器组（pod），您可以使用并发连接将其应用程序流量分散到多个网络接口。这对于人工智能（AI）、机器学习（ML）和高性能计算（HPC）使用案例特别有用。

下图显示一个在使用多个网络接口卡（NIC）的 Worker 节点上运行的多宿主容器组（pod）。

背景

在 Amazon EC2 上，弹性网络接口是 VPC 中的逻辑联网组件，表示虚拟网卡。对于许多 EC2 实例类型，网络接口在硬件中共享一个网络接口卡（NIC）。此单个 NIC 具有最大带宽和每秒数据包速率。

如果启用了多 NIC 功能，则 VPC CNI 不会像默认那样批量分配 IP 地址。相反，新容器组（pod）启动后，VPC CNI 会按需为每个网卡上的网络接口分配一个 IP 地址。这种行为可降低因使用多宿主容器组（pod）而增加的 IP 地址耗尽率。由于 VPC CNI 按需分配 IP 地址，因此在启用多 NIC 功能的实例上，容器组（pod）可能需要更长的时间才能启动。

注意事项

IPv6 注意事项

使用量

在 VPC CNI 中启用多 NIC 功能并且 aws-node 容器组（pod）重新启动后，您可以将每个工作负载配置为多宿主。以下是带有所需注解的 YAML 配置示例：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: orders-deployment
  namespace: ecommerce
  labels:
    app: orders
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: orders
  template:
    metadata:
      annotations:
         k8s.amazonaws.com/nicConfig: multi-nic-attachment
      labels:
        app: orders
    spec:
...

常见问题

1。什么是网络接口卡（NIC）？

网络接口卡（NIC），也简称网卡，是一种支持底层云计算硬件网络连接的物理设备。在现代 EC2 服务器中，这指的是 Nitro 网卡。弹性网络接口（ENI）是该底层网卡的虚拟表示。

某些 EC2 实例类型有多个 NIC，以提升带宽和数据包速率性能。对于此类实例，您可以将辅助 ENI 分配给其他网卡。例如，ENI #1 可以作为连接到网卡索引 0 的 NIC 的接口，而 ENI #2 可以作为连接到单独网卡索引的 NIC 的接口。

2. 什么是多宿主容器组（pod）？

多宿主容器组（pod）是具有多个网络接口（也意味着多个 IP 地址）的单个 Kubernetes 容器组（pod）。每个容器组（pod）网络接口都关联一个弹性网络接口（ENI），而这些 ENI 是底层 Worker 节点上独立 NIC 的逻辑表示。通过多个网络接口，多宿主容器组（pod）具有额外的数据传输容量，从而也提升了其数据传输速率。

3. 为什么应该使用此功能？

如果您需要在基于 Kubernetes 的工作负载中扩展网络性能，可以使用多 NIC 功能运行多宿主容器组（pod），这些容器组（pod）与连接 ENA 设备的所有底层 NIC 相连。通过将应用程序流量分布到多个并发连接，利用额外的网卡可以提高应用程序的带宽容量和数据包速率性能。这对于人工智能（AI）、机器学习（ML）和高性能计算（HPC）使用案例特别有用。

4. 如何使用此功能？

5. 如何将我的工作负载配置为在支持的 Worker 节点上使用多个 NIC？

要使用多宿主容器组（pod），您需要添加以下注解：k8s.amazonaws.com/nicConfig: multi-nic-attachment。这会将底层实例中每个 NIC 的 ENI 连接到容器组（pod）（容器组（pod）与 NIC 之间是一对多映射）。

如果缺少此注解，VPC CNI 会假设您的容器组（pod）只需要 1 个网络接口，并从任何可用 NIC 上的 ENI 为其分配一个 IP。

6. 此功能支持哪些网络接口适配器？

如果至少有一个 ENA 连接到底层网卡用于传输 IP 流量，则可以使用任何网络接口适配器。有关 ENA 的更多信息，请参阅《Amazon EC2 用户指南》中的弹性网络适配器（ENA）。

支持的网络设备配置：

7. 我可以查看集群中的某个节点是否支持 ENA 吗？

是的，您可以使用 Amazon CLI 或 EC2 API 来检索有关集群中 EC2 实例的网络信息。这将提供有关该实例是否支持 ENA 的详细信息。在以下示例中，将 <your-instance-id> 替换为节点的 EC2 实例 ID。

Amazon CLI 示例：

aws ec2 describe-instances --instance-ids <your-instance-id> --query "Reservations[].Instances[].EnaSupport"

输出示例：

[ true ]

8. 我可以查看与容器组（pod）关联的不同 IP 地址吗？

这不太容易。但您可以从节点使用 nsenter 运行常用网络工具（例如 ip route show）并查看其他 IP 地址和接口。

9. 我可以控制控制容器组（pod）的网络接口数量吗？

不可以。当您的工作负载配置为在支持的实例上使用多个 NIC 时，单个容器组（pod）会自动从该实例上的每个网卡获得一个 IP 地址。或者，单宿主容器组（pod）将有一个网络接口连接到实例上的一个 NIC。

10. 我可以将容器组（pod）配置为使用特定的 NIC 吗？

不可以，不支持此功能。如果某个容器组（pod）有相关注解，则 VPC CNI 会自动将其配置为使用 Worker 节点上带有 ENA 适配器的每个 NIC。

11. 此功能可以与其他 VPC CNI 联网功能结合使用吗？

可以，VPC CNI 中的多 NIC 功能可以与自定义联网和增强型子网发现功能结合使用。但是，多宿主容器组（pod）不会使用自定义子网或安全组。相反，VPC CNI 会将 IP 地址和网络接口分配给与节点具有相同子网和安全组配置的多宿主容器组（pod）。有关自定义联网功能的更多信息，请参阅 使用自定义网络在备用子网中部署容器组（pod）。

VPC CNI 中的多 NIC 功能不适用且无法与容器组（pod）的安全组结合使用。

12. 我可以将网络策略与此功能结合使用吗？

可以，您可以将 Kubernetes 网络策略与多 NIC 结合使用。Kubernetes 网络策略可限制进出容器组（pod）的网络流量。有关使用 VPC CNI 应用网络策略的更多信息，请参阅通过 Kubernetes 网络策略限制容器组（pod）流量。

13. EKS 自动模式下是否启用了多 NIC 支持？

EKS 自动模式集群不支持多 NIC。