IPv4/IPv6 雙堆疊
Kubernetes v1.23 [穩定]IPv4/IPv6 雙堆疊網路讓您能夠將 IPv4 和 IPv6 位址同時分配給 Pod 和 服務。
從 1.21 版開始，預設會為您的 Kubernetes 叢集啟用 IPv4/IPv6 雙堆疊網路，允許同時指派 IPv4 和 IPv6 位址。
支援的功能
您 Kubernetes 叢集上的 IPv4/IPv6 雙堆疊提供下列功能
- 雙堆疊 Pod 網路（每個 Pod 指派單一 IPv4 和 IPv6 位址）
- 啟用 IPv4 和 IPv6 的服務
- 透過 IPv4 和 IPv6 介面進行 Pod 叢集外出口路由（例如網際網路）
先決條件
若要使用 IPv4/IPv6 雙堆疊 Kubernetes 叢集，需要下列先決條件
Kubernetes 1.20 或更新版本
如需搭配舊版 Kubernetes 使用雙堆疊服務的資訊，請參閱該 Kubernetes 版本的說明文件。
供應商支援雙堆疊網路（雲端供應商或其他供應商必須能夠為 Kubernetes 節點提供可路由的 IPv4/IPv6 網路介面）
支援雙堆疊網路的 網路外掛程式。
設定 IPv4/IPv6 雙堆疊
若要設定 IPv4/IPv6 雙堆疊，請設定雙堆疊叢集網路指派
- kube-apiserver
--service-cluster-ip-range=<IPv4 CIDR>,<IPv6 CIDR>
- kube-controller-manager
--cluster-cidr=<IPv4 CIDR>,<IPv6 CIDR>--service-cluster-ip-range=<IPv4 CIDR>,<IPv6 CIDR>--node-cidr-mask-size-ipv4|--node-cidr-mask-size-ipv6預設為 IPv4 的 /24 和 IPv6 的 /64
- kube-proxy
--cluster-cidr=<IPv4 CIDR>,<IPv6 CIDR>
- kubelet
--node-ip=<IPv4 IP>,<IPv6 IP>- 裸機雙堆疊節點（未定義
--cloud-provider旗標的雲端供應商的節點）需要此選項。如果您使用雲端供應商並選擇覆寫雲端供應商選擇的節點 IP，請設定--node-ip選項。 - （舊版內建雲端供應商不支援雙堆疊
--node-ip。）
- 裸機雙堆疊節點（未定義
注意
IPv4 CIDR 的範例：10.244.0.0/16（雖然您會提供自己的位址範圍）
IPv6 CIDR 的範例：fdXY:IJKL:MNOP:15::/64（這顯示格式，但不是有效的位址 - 請參閱 RFC 4193）
服務
您可以建立可以使用 IPv4、IPv6 或兩者的 服務。
服務的位址系列預設為第一個服務叢集 IP 範圍的位址系列（透過 kube-apiserver 的 --service-cluster-ip-range 旗標設定）。
當您定義服務時，您可以選擇性地將其設定為雙堆疊。若要指定您想要的行為，請將 .spec.ipFamilyPolicy 欄位設定為下列其中一個值
SingleStack：單堆疊服務。控制平面會為服務配置叢集 IP，使用第一個設定的服務叢集 IP 範圍。PreferDualStack：啟用雙堆疊時，為服務配置 IPv4 和 IPv6 叢集 IP。如果未啟用或不支援雙堆疊，則會回復為單堆疊行為。RequireDualStack：啟用雙堆疊時，從 IPv4 和 IPv6 位址範圍配置服務.spec.clusterIPs。如果未啟用或不支援雙堆疊，則服務 API 物件建立會失敗。- 根據
.spec.ipFamilies陣列中第一個元素的位址系列，從.spec.clusterIPs清單中選取.spec.clusterIP。
- 根據
如果您想要定義用於單堆疊的 IP 系列，或定義雙堆疊的 IP 系列順序，您可以選擇透過在服務上設定選用欄位 .spec.ipFamilies 來選擇位址系列。
注意
.spec.ipFamilies 欄位是有條件可變的：您可以新增或移除次要 IP 位址系列，但無法變更現有服務的主要 IP 位址系列。您可以將 .spec.ipFamilies 設定為下列任何陣列值
["IPv4"]["IPv6"]["IPv4","IPv6"]（雙堆疊）["IPv6","IPv4"]（雙堆疊）
您列出的第一個系列會用於舊版 .spec.clusterIP 欄位。
雙堆疊服務組態情境
這些範例示範各種雙堆疊服務組態情境的行為。
新服務上的雙堆疊選項
此服務規格未明確定義
.spec.ipFamilyPolicy。當您建立此服務時，Kubernetes 會從第一個設定的service-cluster-ip-range為服務指派叢集 IP，並將.spec.ipFamilyPolicy設定為SingleStack。（沒有選擇器的服務和具有選擇器的 無頭服務 行為方式相同。）apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service labels: app.kubernetes.io/name: MyApp spec: selector: app.kubernetes.io/name: MyApp ports: - protocol: TCP port: 80此服務規格在
.spec.ipFamilyPolicy中明確定義PreferDualStack。當您在雙堆疊叢集上建立此服務時，Kubernetes 會為服務指派 IPv4 和 IPv6 位址。控制平面會更新服務的.spec以記錄 IP 位址指派。欄位.spec.clusterIPs是主要欄位，包含兩個指派的 IP 位址；.spec.clusterIP是次要欄位，其值是從.spec.clusterIPs計算而來。- 對於
.spec.clusterIP欄位，控制平面會記錄與第一個服務叢集 IP 範圍的位址系列相同的 IP 位址。 - 在單堆疊叢集上，
.spec.clusterIPs和.spec.clusterIP欄位都只列出一個位址。 - 在啟用雙堆疊的叢集上，在
.spec.ipFamilyPolicy中指定RequireDualStack的行為與PreferDualStack相同。
apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service labels: app.kubernetes.io/name: MyApp spec: ipFamilyPolicy: PreferDualStack selector: app.kubernetes.io/name: MyApp ports: - protocol: TCP port: 80- 對於
此服務規格在
.spec.ipFamilies中明確定義IPv6和IPv4，並在.spec.ipFamilyPolicy中定義PreferDualStack。當 Kubernetes 在.spec.clusterIPs中指派 IPv6 和 IPv4 位址時，.spec.clusterIP會設定為 IPv6 位址，因為這是.spec.clusterIPs陣列中的第一個元素，覆寫預設值。apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service labels: app.kubernetes.io/name: MyApp spec: ipFamilyPolicy: PreferDualStack ipFamilies: - IPv6 - IPv4 selector: app.kubernetes.io/name: MyApp ports: - protocol: TCP port: 80
現有服務上的雙堆疊預設行為
這些範例示範了在叢集上新啟用雙堆疊，且叢集已存在服務時的預設行為。（將現有叢集升級到 1.21 或更高版本將啟用雙堆疊。）
當在叢集上啟用雙堆疊時，現有的服務（無論是
IPv4或IPv6）會由控制平面設定.spec.ipFamilyPolicy為SingleStack，並設定.spec.ipFamilies為現有服務的位址族系。現有服務的叢集 IP 位址將儲存在.spec.clusterIPs中。apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service labels: app.kubernetes.io/name: MyApp spec: selector: app.kubernetes.io/name: MyApp ports: - protocol: TCP port: 80您可以使用 kubectl 來檢查現有的服務，以驗證此行為。
kubectl get svc my-service -o yamlapiVersion: v1 kind: Service metadata: labels: app.kubernetes.io/name: MyApp name: my-service spec: clusterIP: 10.0.197.123 clusterIPs: - 10.0.197.123 ipFamilies: - IPv4 ipFamilyPolicy: SingleStack ports: - port: 80 protocol: TCP targetPort: 80 selector: app.kubernetes.io/name: MyApp type: ClusterIP status: loadBalancer: {}當在叢集上啟用雙堆疊時，現有的具選擇器的無頭服務（Headless Service）會由控制平面設定
.spec.ipFamilyPolicy為SingleStack，並設定.spec.ipFamilies為第一個服務叢集 IP 位址範圍（透過 kube-apiserver 的--service-cluster-ip-range標誌設定）的位址族系，即使.spec.clusterIP設定為None也是如此。apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service labels: app.kubernetes.io/name: MyApp spec: selector: app.kubernetes.io/name: MyApp ports: - protocol: TCP port: 80您可以使用 kubectl 來檢查現有的具選擇器的無頭服務，以驗證此行為。
kubectl get svc my-service -o yamlapiVersion: v1 kind: Service metadata: labels: app.kubernetes.io/name: MyApp name: my-service spec: clusterIP: None clusterIPs: - None ipFamilies: - IPv4 ipFamilyPolicy: SingleStack ports: - port: 80 protocol: TCP targetPort: 80 selector: app.kubernetes.io/name: MyApp
在單堆疊和雙堆疊服務之間切換
服務可以從單堆疊變更為雙堆疊，也可以從雙堆疊變更為單堆疊。
若要將服務從單堆疊變更為雙堆疊，請將
.spec.ipFamilyPolicy從SingleStack變更為PreferDualStack或RequireDualStack，視需要而定。當您將此服務從單堆疊變更為雙堆疊時，Kubernetes 會指派遺失的位址族系，使該服務現在同時具有 IPv4 和 IPv6 位址。編輯服務規格，將
.spec.ipFamilyPolicy從SingleStack更新為PreferDualStack。變更前
spec: ipFamilyPolicy: SingleStack變更後
spec: ipFamilyPolicy: PreferDualStack若要將服務從雙堆疊變更為單堆疊，請將
.spec.ipFamilyPolicy從PreferDualStack或RequireDualStack變更為SingleStack。當您將此服務從雙堆疊變更為單堆疊時，Kubernetes 只會保留.spec.clusterIPs陣列中的第一個元素，並將.spec.clusterIP設定為該 IP 位址，並將.spec.ipFamilies設定為.spec.clusterIPs的位址族系。
無選擇器的無頭服務
對於無選擇器的無頭服務，且未明確設定 .spec.ipFamilyPolicy 的情況下，.spec.ipFamilyPolicy 欄位預設為 RequireDualStack。
Service 類型 LoadBalancer
若要為您的服務佈建雙堆疊負載平衡器
- 將
.spec.type欄位設定為LoadBalancer - 將
.spec.ipFamilyPolicy欄位設定為PreferDualStack或RequireDualStack
注意
若要使用雙堆疊LoadBalancer 類型服務，您的雲端供應商必須支援 IPv4 和 IPv6 負載平衡器。對外流量
如果您想要啟用對外流量，以便從 Pod 連接到叢集外部的目的地（例如，公共網際網路），而該 Pod 使用非公開路由的 IPv6 位址，則您需要啟用 Pod 以透過透明代理或 IP 偽裝等機制使用公開路由的 IPv6 位址。ip-masq-agent 專案支援在雙堆疊叢集上進行 IP 偽裝。
注意
請確保您的 CNI 供應商支援 IPv6。Windows 支援
Windows 上的 Kubernetes 不支援單堆疊「僅限 IPv6」網路。但是，支援 Pod 和節點的 IPv4/IPv6 雙堆疊網路以及單族系服務。
您可以搭配 l2bridge 網路使用 IPv4/IPv6 雙堆疊網路。
注意
Windows 上的 Overlay (VXLAN) 網路不支援雙堆疊網路。您可以在Windows 網路功能主題中閱讀更多關於 Windows 不同網路模式的資訊。