Raven
1. 背景介绍
在边缘计算中，边-边和边-云通信是常见的网络通信场景，在OpenYurt中，我们开发了Raven项目提供边-边、边-云容器网络与主机网络通信的解决方案。 在OpenYurt集群中，位于不同物理区域的Pod可能需要使用Pod IP、Service IP 或Service name与其他Pod通信，虽然这些Pod位于单个K8s集群中，但它们处于不同物理区域（网络域）中，无法直接通信。因此，Raven项目被开发来解决这一问题。
2. 整体架构
如下图所示，目前Raven的架构主要包含以下两个组件：
- Yurt Manager：标准的Kubernetes控制器，以Deployment的方式部署在部分云上节点中，负责监控边缘节点状态，为每一个边缘节点池选取跨边流量的出口作为网关节点，并能够在当前网关节点失活的情况下完成切换，所有的跨边流量都将由各个边缘节点池的网关完成转发；
- Raven Agent：以DaemonSet的方式部署，运行在集群的每一个节点，它根据每个节点的角色（gateway or non-gateway）在节点上配置路由信息或VPN隧道信息；
Tunnel 模式
Proxy 模式
上述两个组件通过一个Gateway CRD 来交换配置路由和建立VPN隧道的必要信息，如下图所示：
更多实现细节可以参考Raven项目的代码仓库：
3. 特性及优势
特性：
- 无侵入：对原生的K8s CNI网络无侵入，仅劫持跨边流量进行转发
- 安全：使用成熟稳定的IPsec技术对跨边流量进行加密
优势：
- Raven在跨边流量的处理上会尽量利用边缘本身的网络能力，尽可能地创建边-边的VPN隧道，不会把所有的跨边流量都通过云上中心端转发
- Raven对在同一边缘节点池的流量不进行劫持，复用集群本身的CNI能力
4. 版本记录
Raven Controller Manager版本：
| 版本号 | 镜像地址 | 发布时间 | 发布内容 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| v0.1.0 | openyurt/raven-controller-manager:v0.1.0 | 2022.05 | 首次发布 | 支持 Gateway Node 选举 |
| v0.2.0 | openyurt/raven-controller-manager:v0.2.0 | 2022.12 | 增加特性 | 支持多 Pod CIDRs 支持Calico |
| v0.3.0 | openyurt/raven-controller-manager:v0.3.0 | 2023.01 | 增加特性 | 支持节点 IP 转发 |
注：Raven组件需要的控制器在YurtManager被重构，包含以下控制器 GatewayDNSController、GatewayPickupController、GatewayInternalServiceController、GatewayPublicServiceController. 详情请看Yurt-Manager
Raven Agent版本：
| 版本号 | 镜像地址 | 发布 时间 | 发布内容 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| v0.1.0 | openyurt/raven-agent:v0.1.0 | 2022.05 | 首次发布 | 支持 IPSec 作为VPN 后端 |
| v0.2.0 | openyurt/raven-agent:v0.2.0 | 2022.12 | 增加特性 | 支持WireGuard作为VPN后端 支持Calico |
| v0.3.0 | openyurt/raven-agent:v0.3.0 | 2023.01 | 增加特性 | 支持节点 IP 转发 |
| v0.4.0 | openyurt/raven-agent:0.4.0 | 2023.11 | 增加特性 | 支持主机网络七层代理 |
| v0.4.1 | openyurt/raven-agent:0.4.1 | 2024.3 | 增加特性 | 支持三层隧道模式NAT穿越 |
5. 未来计划
- 支持IPVS后端的流量转发 【issue #16】
- 支持NAT穿越 【issue #13】
- 支持分布式路由决策 【issue #14】
- 路由路径的cost计算
- 根据cost计算最短路径
- 在路径更改期间保持网络连接处于active状态
欢迎感兴趣的同学加入我们，贡献代码！！！