K8s CNI 网络插件

Kubernetes 的网络模型要求每个 Pod 都拥有独立的 IP，并能在不同节点间互通。CNI（Container Network Interface）便是实现这一模型的标准接口，kubelet 在创建 Pod 时会调用配置好的 CNI 插件来完成网卡与 IP 的分配。下面整理了社区常见的 CNI 插件以及性能测评与选型建议。

主流 CNI 插件

社区中比较活跃、可生产使用的 CNI 插件主要有以下这些：

• Antrea：基于 Open vSwitch（OVS）的 CNI，与 VMware vSphere 生态结合紧密。
• amazon-vpc-cni-k8s：AWS 官方插件，直接复用 VPC 的 ENI 为 Pod 分配 IP，非 Overlay 方案。
• Calico：纯三层（BGP）方案，支持丰富的 NetworkPolicy，是生产环境最常见的选择之一。
• Canal：Flannel 负责网络打通、Calico 负责策略的组合方案。
• Cilium：基于 eBPF 的数据平面，可替代 kube-proxy，可观测性（Hubble）与 L7 策略能力突出。
• Contiv-VPP：基于 FD.io VPP 的用户态高性能数据平面。
• Flannel：最简单、最轻量的 Overlay 方案，k3s 等默认使用。
• Kube-router：使用 IPVS 做 Service Proxy、BGP 做路由，单二进制集成多种网络能力。
• Kube-OVN：基于 OVN 的 SDN 方案，提供了丰富的 OVN 特性。
• Weave Net：自带加密的 Mesh Overlay 方案，但上游公司 Weaveworks 已于 2024 年初停止运营，新部署不再推荐。
• 阿里云 Terway：阿里云 ACK 自研 CNI，基于 ENI 直连 VPC，支持 eBPF 加速与 NetworkPolicy。

此外还有面向多网卡或特殊硬件场景的扩展插件：Multus-CNI（Intel 主导，支持给一个 Pod 挂多块网卡）、CNI-Genie（华为，支持多 CNI 选择）、galaxy（腾讯 TKEStack）、以及 sriov-cni（为 Pod 提供 SR-IOV VF 与 DPDK 能力）。

CNI 性能

ITNEXT 网站对不同 CNI 插件做过两份较为公开、被广泛引用的性能测评，分别针对 10Gbit/s 和 40Gbit/s 网络：

• Benchmark results of Kubernetes network plugins (CNI) over 10Gbit/s network (Updated: August 2020)
• Benchmark results of Kubernetes network plugins (CNI) over 40Gbit/s network [2024]

根据测评结论，作者给出的选型建议如下：

• 小规模集群：推荐使用 Kube-router（发展迅速），轻量级、高效，支持广泛的架构（amd64、arm64、riscv64 等）；如果追求稳定、省事，可以考虑 Flannel 或 Canal 作为替代方案。
• 标准集群：Cilium 是首选，其次是 Calico 或 Antrea。Cilium 的优势在于可观测性、易于排查的 CLI、基于 eBPF 的 kube-proxy 替代方案，以及完善的文档。
• 高性能集群：Calico 或 Calico VPP，在性能与流量加密方面表现突出。

需要说明的是，性能测评结果会随内核版本、CNI 版本、流量模型差异而变化，以上建议应结合自身场景做小规模验证后再落地。

参考

综合资料

• CNCF Landscape
• Kubernetes CNI 介绍 - Feisky’s Notes
• CNI 规范定义（SPEC.md）
• CNI 官方文档
• Kubernetes CNI 插件选型和应用场景探讨 - KubeSphere
• 腾讯云容器网络概述
• The Ultimate Guide To Using Calico, Flannel, Weave and Cilium - Platform9

原理与深入

• 循序渐进理解 CNI 机制与 Flannel 工作原理
• 深入浅出运维可观测工具（一）：聊聊 eBPF 的前世今生
• 酷壳 - EBPF 介绍
• Introducing the Calico eBPF dataplane - Tigera
• What is Kube-Proxy and why move from iptables to eBPF? - Isovalent

多 CNI 与硬件扩展

• Multi CNI：Intel 方案 Multus-CNI
• Multi CNI：华为 CNI-Genie
• Multi CNI：腾讯 tkestack 的 galaxy
• sriov-cni：为 Pod 提供 SR-IOV 功能与 DPDK 驱动配置，提供具体的 VF 功能

性能测评

• Benchmark results of Kubernetes network plugins (CNI) over 10Gbit/s network (Updated: August 2020)
• Benchmark results of Kubernetes network plugins (CNI) over 40Gbit/s network [2024]