以 ipvs 模式 运行kube-proxy

前提条件：
确保IPVS需要内核模块
ip_vs
ip_vs_rr
ip_vs_wrr
ip_vs_sh
nf_conntrack_ipv4
检查已编译到节点内核中
grep -e ipvs -e nf_conntrack_ipv4 /lib/modules/$(uname -r)/modules.builtin

是否被加载
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4

to check loaded modules, use

lsmod | grep -e ipvs -e nf_conntrack_ipv4

or

cut -f1 -d " " /proc/modules | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4

注：
linux kernel 4.19版本已经将nf_conntrack_ipv4 更新为 nf_conntrack， 而 kube-proxy 1.13 以下版本，强依赖 nf_conntrack_ipv4。 解决方式：
1、降级内核到 4.18
2、升级kube-proxy到 1.13+ （推荐，无需重启机器，影响小）

升级kube-proxy：
1、下载bin文件
https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/CHANGELOG-1.13.md#node-binaries
wget https://dl.k8s.io/v1.13.2/kubernetes-node-linux-amd64.tar.gz

2、解压后替换 kube-proxy文件，更新配置，完成重启
tar -zxvf kubernetes-node-linux-amd64.tar.gz
mv /usr/local/bin/kube-proxy /usr/local/bin/kube-proxy.1.12.3
cp kubernetes/node/bin/kube-proxy /usr/local/bin/

配置文件更新如下：

/etc/systemd/system/kube-proxy.service

...
--proxy-mode=ipvs
...

systemctl restart kube-proxy.service # 重启服务

3、 查看日志确认没有异常
journalctl -u kube-proxy.service
日志中输出：
server_others.go:189] Using ipvs Proxier. 表示配置ipvs模式成功

接下来验证 ipvs 规则：
（需提前安装好 ipvsadm 管理工具）
#ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
-> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 172.17.0.1:30443 rr
-> 10.244.0.23:443 Masq 1 0 0
TCP 172.17.0.1:36142 rr
-> 10.244.1.4:9090 Masq 1 0 0
TCP 172.17.0.1:39000 rr
-> 10.244.0.25:9090 Masq 1 0 0
TCP 172.17.0.1:39001 rr
-> 10.244.2.13:9093 Masq 1 0 0
TCP 10.68.0.1:443 rr

我们可以看到有相关的规则，表示service 已经开始使用ipvs 进行流量负载均衡了。

4、压力测试：
简单启动nginx 服务， 暴露nodeport
#kubectl create deployment nginxtest --image=nginx:1.12
#kubectl expose deployment nginxtest --port=80 --type=NodePort

#kubectl get svc nginxtest
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
nginxtest NodePort 10.68.10.190 <none> 80:35896/TCP 84s
#kubectl get deployments nginxtest
NAME DESIRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
nginxtest 1 1 1 1 118s

使用ab进行测试：
#ab -c 100 -n 100000 http://10.68.10.190/
#ab -c 100 -n 100000 http://10.188.1.201:35896/

如无异常，则表示ipvs功能正常可用了。

踩的一些坑：
#使用ab测试，发现有许多耗时非常大的请求，有时也会失败。 查看dmesg日志后发现有如下日志输出：

net_ratelimit: 544 callbacks suppressed
nf_conntrack: nf_conntrack: table full, dropping packet

-------》 提示 nf_conntrack: table full，增加如下值到 sysctl.conf中。 kube-proxy 默认会调整到 131072
net.netfilter.nf_conntrack_max=1048576
net.nf_conntrack_max=1048576

apr_socket_recv: Connection reset by peer 

-------》 ab测试的时候出现，这个主要防止 syn***的， 内网我们可以打开 echo " net.ipv4.tcp_syncookies = 0" >> /etc/sysctl.conf && sysctl -p

参考文献： https://kubernetes.io/zh/blog/2018/07/09/ipvs-based-in-cluster-load-balancing-deep-dive/
https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/pkg/proxy/ipvs/README.md#run-kube-proxy-in-ipvs-mode
https://testerhome.com/topics/7509