通过容器网络接口插件无关的元数据代理实现 Kubernetes 中的时序应用

应用程序部署在云环境中主要由 Kubernetes 调度的微服务主导。Kubernetes 提供了安全的环境、网络、存储、隔离、调度以及许多其他抽象，这些抽象可以轻松扩展以满足我们的需求。时序应用（TSAs）对计算和网络有特殊要求。在 Kubernetes 中部署 TSAs 是一个挑战，因为由容器网络接口（CNI）插件实现的网络并不了解时序网络所需的流量特征。即使网络接口支持 TSN 功能（例如：调度流量），且修改后的 CNI 插件对该接口具有了解，基于 Linux 的 pod 网络隔离也会删除 TSN 协议工作所需的元数据。我们提出了 TSN 元数据代理，这是一个简单架构，允许任何 TSA 微服务无需修改即可使用物理 NIC 的 TSN 功能。该架构紧密集成到 Kubernetes 网络模型中，与流行的 CNI 插件兼容，并支持 ClusterIP、NodePort 或 LoadBalancer 等服务，无需额外配置。与以往方案不同，本架构无需绕过 Linux 内核网络堆栈、直接访问物理 NIC、为 TSA 微服务提升特权，甚至无需修改 TSA。