对于一般系统管理员而言，使用用户配置的基础架构 (UPI) 部署 Red Hat Openshift Container Platform V4 有一定的难度。为此，我编写了一份指南，其中介绍了使用 UPI 在 IBM Z/LinuxONE 硬件上部署 OpenShift 的基础知识。
但是，其中并没有详细介绍 install-config.yaml 配置文件中的 OpenShift 内部网络部分，而这是 UPI 安装方法的关键部分。这就是我要在本简短教程中介绍的内容。
学习目标
本教程可帮助您更好地了解 OpenShift 软件定义网络 (SDN) 的工作方式。它将展示如何配置 OpenShift SDN，以及如何使用示例来了解 install-config.yaml 的网络部分。
前提条件
要完成本教程，您需要具备网络方面的中级知识，因为我将要介绍软件定义网络以及 CIDR 块、子网和网络包封装 (VxLAN)。另外还建议您掌握 OpenShift 架构方面的中级知识。
OpenShift Container Platform 使用软件定义网络 (SDN) 方法提供一个统一集群网络，而 OpenShift Container Platform 集群中的 pod 就是通过这个网络进行通信的。此 pod 网络由 OpenShift SDN 建立和维护，后者使用 Open vSwitch (OVS) 配置了一个重叠网络。
图 1. 两个不同节点上的 pod 间流量
预估时间
完成本教程大约需要 15 分钟。
步骤
在使用 UPI 方法安装 OpenShift 的过程中，核对表中有一项是编辑 install-config.yaml 文件。此文件包含多个部分，但我将只处理网络部分。
OpenShift 使用以下两种类型的网络：外部网络和内部网络 (SDN)。以下各部分介绍了如何配置内部网络，以及有关如何根据需要调整此配置的所有详细信息。
图 2. OpenShift 网络
我们来从样本 install-config.yaml 文件开始：
apiVersion: v1
baseDomain: <domain>
compute:
- architecture: s390x
hyperthreading: Enabled
name: worker
replicas: 0
controlPlane:
architecture: s390x
hyperthreading: Enabled
name: master
replicas: 3
metadata:
name: <cluster_name>
networking:
clusterNetwork:
- cidr: 10.128.0.0/14
hostPrefix: 23
networkType: OpenShiftSDN
serviceNetwork:
- 172.30.0.0/16
platform:
none: {}
fips: false
pullSecret: '<pull-secret>'
sshKey: '<ssh-public-key>'
现在，让我们仅关注此配置文件的网络部分，该部分又分为两个主要部分。第一个主要部分是 clusterNetwork：
clusterNetwork:
- cidr: 10.128.0.0/14
hostPrefix: 23
clusterNetwork 定义了要用于 OpenShift 集群中所有已创建 pod 的 IP 地址块。(注意：此块不得与现有物理网络重叠。）
但 hostPrefix: 23 是什么呢？这是分配给每个节点的子网前缀长度。例如，如果将 hostPrefix 设置为 23，那么会为每个节点分配给定 cidr 中的一个 /23 子网，该子网允许 510 (2^(32 – 23) – 2) 个 pod IP 地址。
我们来通过使用 Web 控制台并查询 OpenShift 集群上的一些工作负载来用事实检验这一点：
- 从左侧菜单中选择 Pods，然后选择 liberty-1-qwqpt pod。验证此 pod 的 IP 是否为 10.128.2.12：
图 3. 选择 pod
注意：这些 Pod 使用的 IP 范围与 CIDR 配置在 install-config-yaml 文件的 clusterNetwork 部分中定义的 IP 范围相同。
现在，可以查看网络部分的另一个部分：
networkType: OpenShiftSDN
serviceNetwork:
- 172.30.0.0/16
用事实检验的时刻到来了！使用 OpenShift Web 控制台，从左侧菜单中选择 Networking -> Services，然后选择 Liberty 服务。验证此服务的 IP 是否为 172.30.115.26。
图 4. 验证服务 IP
如果要从集群外部访问此应用程序，该怎么做？很简单：从左侧菜单中，选择 Routes -> Create Route。然后为路由设置一个名称，选择一个服务和一个目标端口，然后单击 Create 按钮，如图 5 所示：
图 5. 创建路由
在创建路由后，应用程序的标准域名 (FQDN) 将在 Location 下显示为一个超链接，单击该超链接后，将打开默认浏览器，并且允许您从集群外部访问应用程序。
图 6. 标准域名
您可能想知道此路由的 IP 是什么。实际上，它与 DNS 基础架构所定义的负载均衡器的 IP 相同。（还记得吗？）
图 7 是 OpenShift 网络（这不是内部集群网络）的直观表示：
图 7. OpenShift 网络
现在可以查看和深入研究 OpenShift 内部集群的直观表示了，但在此之前，我们来先将应用程序扩展到 2 个 pod。在左侧菜单中选择 Deployment Configs，接着选择应用程序的部署配置名称（在此例中为 liberty），然后在 Overview 选项卡下，使用 Deployment Config Overview 下的箭头将应用程序扩展到 2 个 pod：
图 8. 扩展应用程序
可以通过从左侧菜单中选择 Pods 来验证该应用程序是否已扩展到 2 个 pod：
图 9. 验证是否扩展了 pod 数量
现在，选择第二个 pod，然后验证其 IP 地址：
图 10. 验证第二个 pod 的 IP 地址
您可以看到已为新 pod 分配了 IP 地址 10.131.0.46，该地址在配置文件中指定的范围内。
图 11 提供了服务 IP 以及两个 pod 的 IP 地址的直观表示：
图 11. 服务 IP 以及 pod 的 IP 地址
结束语
本教程向您展示了如何在 install-config.yaml 文件的网络部分中定义集群内部 IP 范围，并通过示例演示了 pod 和服务如何从中受益。
注意：对于在 Red Hat CoreOS 安装过程中为 OpenShift 集群中的实际节点（例如 master0、master1、worker0 和 worker1）定义的 IP 地址，它们所属的 IP 范围与 OpenShift 内部使用的 IP 范围（针对 clusterNetwork 和 serviceNetwork）不同，因为它们会将 IP 范围用于外部网络。
致谢：感谢 Brad Hinson 和 Shanna Chan 为本教程做出的贡献。
本文翻译自：Start working with Red Hat OpenShift 4 networks（2020-08-11）