k8s网络-iptables
iptables 通常就是指linux上的防火墙,主要分为netfilter和iptables两个组件。netfilter为内核空间的组件，iptables为用户空间的组件，提供添加，删除查询防火墙规则的功能。
kubernetes的service通过iptables来做后端pod的转发和路由，下面来跟踪具体的规则。
service
有如下的映射关系
clusterip:port
podip:port
10.99.143.177:80
10.25.88.123:8097
iptables
先看DNAT
[nat]->[PREROUTING]->[KUBE-SERVICES]
[KUBE-SERVICES]->[KUBE-SVC-7RUAH544RSSBQYKK]
[KUBE-SVC-7RUAH544RSSBQYKK]->[KUBE-SEP-IWORYNCAYHBSQHXU
[KUBE-SEP-IWORYNCAYHBSQHXU]->[DNAT ]
如果在集群中通过cluster_ip:port 是如何访问到frontend 172.18.1.22:80
解决方法： 要进行DNAT转换，因为数据包是经过本地协议发出 会经过nat的OUTPUT chain. 目的是访问cluster_ip:port时可以访问到pod ip。
再看SNAT
[POSTROUTING ]->[KUBE-POSTROUTING]
[KUBE-POSTROUTING ]->[MASQUERADE]
MASQUERADE和SNAT的功能类似，只是SNAT需要明确指明源IP的的值，MASQUERADE会根据网卡IP自动更改，所以更实用一些 作者：xiao_b4b1 链接：https://www.jianshu.com/p/1be9b096a691 来源：简书 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
VXLAN，即 Virtual Extensible LAN（虚拟可扩展局域网），是 Linux 内核本身就支持的一种网络虚似化技术。所以说，VXLAN 可以完全在内核态实现上述封装和解封装的工作，从而通过与前面相似的“隧道”机制，构建出覆盖网络（Overlay Network）
上述基于 VTEP 设备进行“隧道”通信的流程，我也为你总结成了一幅图，如下所示：
集群内部通过cluster ip 访问到Pod
数据包是通过本地协议发出的，然后需要更改NAT表，k8s只能在OUTPUT这个链上来动手
到达OUPUT chain后，要经过kube-services这个k8s自定义的链
匹配到下面链
目的地址是 10.99.143.177，目的端口是80打标签，标签后的packet进行SNAT，目的就是为了伪装所有访问 Service Cluster IP 的外部流量。
再看 KUBE-SVC-S27PVMR2Y2LGB2LU， 发现了probability，实现了svc能够随机访问到后端
接着进入KUBE-SEP-TGUVYLKE635FZMAF
然后在KUBE-POSTROUTING链时，只对打上了标签的packet进行SNAT
至此，一个访问cluster ip 最终访问到Pod的流程走完了
集群外部通过node ip 访问到Pod
根据iptables, 肯定是对PREROUTING链动手脚
然后又调到KUBE-SERVICES这个chain上去了，但是因为根据具体的destination 地址，只能匹配到下面˙这条chain
然后这里注意，2条规则并不是匹配完第一条，就不匹配第二条了，iptables匹配完第一条不匹配第二条是对于prerouting/input/output/postrouting 的规则，自定义的规则最终都会append到这4个chain上的, 也就是在内核中实际上是不同的chain。
第一条就是目的端口是30784的packet进行SNAT，第二条就不用说了。SNAT的目的前面已经说了，SNAT之后进入pod的packet的source地址是容器网关地址，抓包可以验证。
经过上面的描述，应该对网络packet数据转发有一个比较清楚的认识
总结
k8s中报文到本机某进程的报文：PREROUTING --> INPUT
出去的报文;由本机的某进程发出报文（通常为响应报文）：OUTPUT --> POSTROUTING
1.DNAT
集群内部通过cluster ip 访问到Pod，更改NAT表，在OUTPUT链上来动手
集群外部通过node ip 访问到Pod，是对PREROUTING链动手脚
【OUTPUT】-->【k8s自定义的链-KUBE-SERVICES】--(查找到ClusterIP)-->[自定义链-KUBE-SVC-7RUxxxxxxYKK]--负载->[KUBE-SEP-IWORYxxxxxxxxQHXU】-->【DNAT到pod】
进行DNAT转换会经过nat的OUTPUT chain. 目的是访问cluster_ip:port时可以访问到pod ip。
2.SNAT
[POSTROUTING ]->[KUBE-POSTROUTING]->[MASQUERADE]
2.1 POSTROUTING ]链
2.2 [KUBE-POSTROUTING]链
kube-proxy通过iptables 转发，会修改filter和nat表
filter表
filter表通过OUTPUT链规定所有的出报文都要经过KUBE-SERVICES，如果一个Service没有对应的endpoint，则拒绝将报文发出
查看filter:iptables -L -n -t filter
nat表
nat表中设置的规则比较多，查看nat表命令:iptables -L -n -t nat
1、在PREROUTING阶段，将所有报文转发到KUBE-SERVICES
2、在OUTPUT阶段，将所有报文转发到KUBE-SERVICES
3、在POSTROUTING阶段，将所有报文转发到KUBE-POSTROUTING
nat表中主要增加了如下几个链-规则
1）KUBE-SERVICES
每个Service的每个服务端口都会在Chain KUBE-SERVICES中有一条对应的规则，发送到clusterIP的报文，将会转发到对应的Service的规则链，没有命中ClusterIP的，转发到KUBE-NODEPORTS。
只有发送到被kubernetes占用的端口的报文才会进入KUBE-MARK-MASQ打上标记，并转发到对应的服务规则链
2）KUBE-SVC-7RUxxxxxxYKK
每一个SERVICE，又将报文提交到了各自的KUBE-SEP-XXX
3）KUBE-SEP--IWORYxxxxxxxxQHXU
最后在KUBE-SEP-XX中完整了最终的DNAT，将目的地址转换成了POD的IP和端口。
这里的KUBE-MARK-MASQ为报文打上了标记，表示这个报文是由kubernetes管理的，Kuberntes将会对它进行NAT转换
4）KUBE-NODEPORTS
KUBE-NODEPORT中，根据目的端口，将报文转发到对应的Service的规则链，然后就如同在“Chain KUBE-SERVICES”中的过程，将报文转发到了对应的POD。
5）KUBE-POSTROUTING
这里表示k8s管理的报文(也就是被标记了0x4000的报文)，在离开Node（物理机）的时候需要进行SNAT转换。
也就是POD发出的报文
报文处理流程图
集群内部通过clusterIP访问到pod的流程
iptables模式下kube-proxy转发规则
filter表
filter表通过OUTPUT链规定所有的出报文都要经过KUBE-SERVICES，如果一个Service没有对应的endpoint，则拒绝将报文发出 查看filter:iptables -L -n -t filter
nat表
1.nat表的PREROUTING链
流量到达防火墙后进入路由表前会先进入PREROUTING链，所以首先对PREROUTING阶段进行分析 nat表的PREROUTING链–》经过cali-PREROUTING后，流量全部进入到了KUBE-SERVICES链
2.k8s自定义KUBE-SERVICES链
KUBE-SERVICES链如下：
目的地址是clusterIP的有两条链，对应两种流量：
源地址不是PodIP，目的地址是clusterIP的流量，先经过KUBE-MARK-MASQ链，再转发到KUBE-SVC-BJMxxxxxZHCFRZ
源地址是PodIP，目的地址是clusterIP的流量（集群内部流量）直接转发到KUBE-SVC-BJMxxxxxRZHCFRZ链 上面针对的是
另外，在KUBE-SERVICES链最后还有一条链，对应访问NodePort的流量：
3.KUBE-MARK-MASQ链
KUBE-MARK-MASQ链给途径的流量打了个0x4000标记
4.KUBE-SVC-BJM46V3U5RZHCFRZ链
途径KUBE-SVC-BJM46xxxxxxZ链的流量会以各50%的概率（statistic mode random probability 0.50000000000）转发到两个endpoint后端链KUBE-SEP-P7XP4GxxxxxZRK6和KUBE-SEP-HY3xxxxxZQYRP中
5.KUBE-NODEPORTS链
先通过KUBE-MARK-MASQ链打了个标记0x4000，然后转到KUBE-SVC-BJM46V3UxxxxxZFRZ链
总结
Kubernetes 通过 kube-proxy 组件来实现这些功能，每台计算节点上都运行一个 kube-proxy 服务，通过复杂的 iptables 规则在 Pod 和 Service 之间进行各种过滤和 NAT。如果你登入某个计算节点的终端输入 iptables-save，就会看到 kube-proxy 和其他程序在 iptables 规则表中插入的规则。其中最主要的链是 KUBE-SERVICES，KUBE-SVC-* 和 KUBE-SEP-*。
KUBE-SERVICES链是访问集群内服务的数据包入口点，它会根据匹配到的目标IP:port将数据包分发到相应的KUBE-SVC-*链。KUBE-SVC-*链相当于一个负载均衡器，它会将数据包平均分发到KUBE-SEP-*链。每个KUBE-SVC-*链后面的KUBE-SEP-*链都和 Service 后面的 Endpoint 数量一样。KUBE-SEP-*链通过DNAT将目标从 Service 的 IP:port 替换为 Endpoint 的 IP:port，从而将流量转发到相应的 Pod。
所有在内核中由 Netfilter 的特定框架做的连接跟踪模块称作 conntrack（connection tracking）。在 DNAT 的过程中，conntrack 使用状态机来启动并跟踪连接状态。为什么需要记录连接的状态呢？因为 iptables 需要记住数据包的目标地址被改成了什么，并且在返回数据包时再将目标地址改回来。除此之外 iptables 还可以依靠 conntrack 的状态（cstate）来决定数据包的命运。其中最主要的四个 conntrack 状态是：
NEW: 匹配连接的第一个包，这表示 conntrack 对该数据包的信息一无所知。通常发生在收到SYN数据包时。ESTABLISHED: 匹配连接的响应包及后续的包，conntrack 知道该数据包属于一个已建立的连接。通常发生在 TCP 握手完成之后。RELATED: RELATED 状态有点复杂，当一个连接与另一个已经是ESTABLISHED的连接有关时，这个连接就被认为是 RELATED。这意味着，一个连接要想成为 RELATED，必须首先有一个已经是ESTABLISHED的连接存在。这个 ESTABLISHED 连接再产生一个主连接之外的新连接，这个新连接就是 RELATED 状态了。INVALID: 匹配那些无法识别或没有任何状态的数据包，conntrack 不知道如何去处理它。该状态在分析 Kubernetes 故障的过程中起着重要的作用。
TCP 连接在 Pod 和 Service 之间的工作流程如下图所示：
TCP 连接的生命周期：
左边的客户端发送数据包到 Service：
192.168.0.2:80数据包通过本地节点的 iptables 规则，目的地址被改为 Pod 的地址：
10.0.1.2:80提供服务的 Pod（Server Pod）处理完数据包后返回响应包给客户端：
10.0.0.2数据包到达客户端所在的节点后，被 conntrack 模块识别并将源地址改为
192.169.0.2:80客户端接收到响应包
整个流程看起来工作的很完美。
有两条链，对应两种流量：
源地址不是Pod自身IP的流量首先转发到KUBE-MARK-MASQ链，然后会打上0x4000标记，然后再做DNAT。 源地址是Pod自身IP的流量直接做DNAT，将目的ip和port转换为对应pod的ip和port。
####小结 从上面4步可以看出，经过PREROUTING的分为4种流量:
参考文章：
Iptables: http://www.zsythink.net/archives/1199
k8s iptables:https://blog.csdn.net/u011563903/article/details/86692694
博客：https://blog.csdn.net/qq_36183935/article/details/90734847
比较好：https://fuckcloudnative.io/posts/kube-proxy-subtleties-debugging-an-intermittent-connection-reset/
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