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使用Golang编写自定义K8s CNI插件入门_探索底层网络包转发

P粉602998670

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发布时间:2026-02-15 13:19:03

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来源于php中文网

原创

cni插件必须实现add和del命令,因为kubelet仅在pod创建/销毁时通过stdin传入json配置,并依赖exit code和stdout响应:add需返回含ip4字段的标准json并退出0,del也须退出0,否则pod卡在containercreating;未清理会导致veth、ip、iptables残留。

使用golang编写自定义k8s cni插件入门_探索底层网络包转发

为什么 CNI 插件必须实现 ADDDEL 两个命令?

因为 kubelet 不会调用你的插件“启动服务”,它只在 Pod 创建/销毁时,通过标准输入传入 JSON 配置,并期望你用 exit code + stdout 响应——ADD 成功返回 0 并输出 IP 分配结果,DEL 成功也返回 0,失败则返回非 0。没实现这两个,kubelet 就卡在 “ContainerCreating”。

  • ADD 必须返回 {"ip4": {"ip": "10.244.1.10/24", "gateway": "10.244.1.1"}} 这类结构,否则 kubelet 解析失败,报 failed to parse CNI result
  • DEL 虽然不强制要求做清理,但若跳过(比如直接 exit 0),宿主机上 veth peer、IP 地址、iptables 规则都会残留,几小时后 ip link 里堆满 vethxxxx,网络不通
  • Golang 里别用 os.Args[1] 硬判断命令名,CNI 规范允许通过环境变量 CNI_COMMAND 读取,更可靠

怎么让容器网络真正走通:veth pair + namespace + 路由三步缺一不可

光配好 IP 不行,容器 netns 是隔离的,宿主机看不到容器内网卡,容器也看不到宿主机路由。必须手动把 veth 一端塞进容器 netns,另一端配 IP 并加路由。

  • 创建 veth pair 后,用 syscall.Setns 切到容器 netns(需先 os.Open("/proc/[pid]/ns/net")),再用 netlink.LinkSetNsFd 把 veth peer 移入——Golang 标准库不支持,得用 github.com/vishvananda/netlink
  • 宿主机侧 veth 接口要配 gateway IP(如 10.244.1.1),并开启 sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1,否则流量出不去
  • 容器内默认路由必须设为宿主机侧 veth IP:ip route add default via 10.244.1.1 dev eth0;漏掉这句,ping 8.8.8.8 会卡在 “no route to host”

plugin.go 里最容易被忽略的错误处理点

不是 panic 或 log.Fatal 就算处理了——CNI 插件崩溃或没输出,kubelet 会等 30 秒超时,然后重试,反复拉起进程,CPU 占满,日志刷屏。

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  • 所有 netlink 操作必须检查 error,比如 netlink.LinkAdd 失败时可能因设备名已存在,要先 LinkByName 查重,不能直接覆盖
  • 读取 stdin 的 JSON 必须用 io.ReadAll(os.Stdin),别用 bufio.Scanner(默认 64KB 缓冲,CNI 配置超长时截断,解析失败)
  • 写 stdout 用 json.NewEncoder(os.Stdout).Encode(result),别手拼字符串——字段名大小写、空格、换行都影响 kubelet 解析,常见错是返回 {ip4: {...}}(小写 ip4)而非规范要求的 ip4

调试时怎么快速定位是插件问题还是 CNI 配置问题?

别一上来就改 Go 代码。先用 cni-plugin 命令行模式复现,绕过 kubelet 干扰。

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  • 手动构造 JSON 输入:echo '{"cniVersion":"1.0.0","name":"mynet","type":"mycni","ipMasq":true,"ipam":{"type":"host-local","subnet":"10.244.1.0/24"}}' | sudo ./mycni ADD /var/run/mycontainer/netns
  • 检查输出是否含 "ip4" 字段且 exit code 为 0;失败时看 stderr,常见是 failed to open netns "/var/run/..."(路径错或权限不足)或 link already exists(上次 DEL 没清理)
  • 对比 /etc/cni/net.d/10-mynet.conflist 里的 type 字段和插件文件名是否一致,不一致会导致 kubelet 找不到二进制,报 no valid plugins found

网络包转发本身不难,难的是每一步都在不同 namespace、不同权限上下文里执行,少一个 Setns、漏一条 ip route、错一个 JSON key,整条链就断了。调试时盯着 ip linkip netns exec 看实时变化,比读日志快得多。

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