Calico 介绍
Calico 是一套开源的网络及安全方案，用于容器和宿主机之前的网络连接，可以用在kubernetes、OpenShift等PaaS平台上。实际上，Calico 项目提供的 BGP 网络解决方案，与 Flannel 的 host-gw 模式几乎一样。也就是说，Calico也是基于路由表实现容器数据包转发，但不同于Flannel使用flanneld进程来维护路由信息的做法，而Calico项目使用BGP协议来自动维护整个集群的路由信息。
- BGP 边界网关协议（Border Gateway Protocol, BGP）：是互联网上一个核心的去中心化自治路由协议。
- Route Reflector 模式（RR）（路由反射）：Calico 维护的网络在默认是（Node-to-Node Mesh）全互联模式，Calico集群中的节点之间都会相互建立连接，用于路由交换。但是随着集群规模的扩大，mesh模式将形成一个巨大服务网格，连接数成倍增加。这时就需要使用 Route Reflector（路由器反射）模式解决这个问题。
- IPIP模式：把 IP 层封装到 IP 层的一个 tunnel。作用其实基本上就相当于一个基于IP层的网桥！一般来说，普通的网桥是基于mac层的，根本不需 IP，而这个 ipip 则是通过两端的路由做一个 tunnel，把两个本来不通的网络通过点对点连接起来。
Calico 架构
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- Felix：calico的核心组件，运行在每个节点上。主要的功能有接口管理、路由规则、ACL规则和状态报告
- 接口管理：Felix为内核编写一些接口信息，以便让内核能正确的处理主机endpoint的流量。特别是主机之间的ARP请求和处理ip转发。
- 路由规则：Felix负责主机之间路由信息写到linux内核的转发信息库FIB（Forwarding Information Base），保证数据包可以在主机之间相互转发。
- ACL规则：Felix负责将ACL策略写入到linux内核中，保证主机endpoint的为有效流量不能绕过calico的安全措施。
- 状态报告：Felix负责提供关于网络健康状况的数据。特别是，它报告配置主机时出现的错误和问题。这些数据被写入etcd，使其对网络的其他组件和操作人员可见。
- Etcd：保证数据一致性的数据库，存储集群中节点的所有路由信息。为保证数据的可靠和容错建议至少三个以上etcd节点。
- 协调器插件Orchestrator plugin：负责允许kubernetes原生云平台方便管理Calico，可以通过各自的API来配置Calico网络实现无缝集成。如kubernetes的cni网络插件。
- BGP客户端Bird：Calico在每个节点上的都会部署一个BGP客户端，它的作用是将Felix的路由信息读入内核，并通过BGP协议在集群中分发。当Felix将路由插入到Linux内核FIB中时，BGP客户端将获取这些路由并将它们分发到部署中的其他节点。这可以确保在部署时有效地路由流量。
- BGP Router Reflector：大型网络仅仅使用 BGP client 形成 mesh 全网互联的方案就会导致规模限制，所有节点需要 N^2 个连接，为了解决这个规模问题，可以采用 BGP 的 Router Reflector 的方法，使所有 BGP Client 仅与特定 RR 节点互联并做路由同步，从而大大减少连接数。
- Calicoctl：calico 命令行管理工具。
网络协议
BGP（border gateway protocol）边界网关路由协议是在自治系统间自动交换无环路的路由信息，通过交换带有自治系统号序列属性的路径可达信息，来构造自治系统的拓扑图，从而消除路由环路并实施用户配置的路由策略。
BGP是基于策略的路由协议，其策略通过丰富的路径属性(attributes)进行控制。BGP工作在应用层，在传输层采用可靠的TCP作为传输协议（BGP传输路由的邻居关系建立在可靠的TCP会话的基础之上）。在路径传输方式上，BGP类似于距离矢量路由协议。
- 全互联模式(node-to-node mesh)
全互联模式，每一个BGP Speaker都需要和其他BGP Speaker建立BGP连接，这样BGP连接总数就是N^2，如果数量过大会消耗大量连接。如果集群数量超过100台官方不建议使用此种模式。 - 路由反射模式Router Reflection（RR）
RR模式 中会指定一个或多个BGP Speaker为RouterReflection，它与网络中其他Speaker建立连接，每个Speaker只要与Router Reflection建立BGP就可以获得全网的路由信息。在calico中可以通过Global Peer实现RR模式。
