Kubernetes 1.23：双栈 IPv4/IPv6 网络达到 GA

"Kubernetes 何时支持 IPv6？" 自 Kubernetes v1.9 首次添加 IPv6 的 alpha 支持以来，这个问题被问到的频率越来越高。虽然 Kubernetes 自 v1.18 以来就支持纯 IPv6 集群，但那时还无法从 IPv4 迁移到 IPv6。最终，IPv4/IPv6 双栈网络在 Kubernetes v1.23 中达到了通用可用性 (GA)。

双栈网络对您意味着什么？让我们来看一下……

服务 API 更新

服务在 1.20 之前是单栈的，因此要使用两种 IP 家族，需要为每种 IP 家族创建一个服务。在 1.20 中，服务经过重新实现，允许同时使用两种 IP 家族，从而简化了用户体验，这意味着单个服务可以处理 IPv4 和 IPv6 工作负载。双栈负载均衡可以在运行任意 IPv4 和 IPv6 组合的服务之间进行。

服务 API 现在包含支持双栈的新字段，取代了原来的单个 ipFamily 字段。

• 您可以通过将 ipFamilyPolicy 设置为以下三个选项之一来选择 IP 家族：SingleStack、PreferDualStack 或 RequireDualStack。服务可以在单栈和双栈之间切换（在一定限制内）。
• 将 ipFamilies 设置为已分配的家族列表，可以设置所用家族的顺序。
• clusterIPs 包含之前的 clusterIP 但允许多个条目，因此不再需要为两种 IP 家族中的每一种运行重复的服务。相反，您可以在两种 IP 家族中分配集群 IP 地址。

请注意，Pod 也是双栈的。对于给定的 Pod，无法在同一家族中设置多个 IP 地址。

默认行为仍为单栈

从 1.20 版本开始，随着双栈服务作为 alpha 功能的重新实现，Kubernetes 的底层网络已经包含了双栈功能，无论集群是否配置了启用双栈功能的特性标志。

Kubernetes 1.23 移除了该特性标志，作为该功能升级到稳定版的一部分。如果您想配置双栈网络，它始终可用。您可以将集群网络配置为单栈 IPv4、单栈 IPv6 或 IPv4/IPv6 双栈。

虽然服务是根据您的配置设置的，但 Pod 默认使用 CNI 插件设置的任何内容。如果您的 CNI 插件分配了单栈 IP，除非 `ipFamilyPolicy` 指定 PreferDualStack 或 RequireDualStack，否则您将是单栈的。如果您的 CNI 插件分配了双栈 IP，`pod.status.PodIPs` 默认为双栈。

尽管双栈是可行的，但并非强制使用。文档中的示例展示了双栈服务配置中可能存在的各种情况。

立即尝试双栈

虽然上游 Kubernetes 现在支持 双栈网络 作为 GA 或稳定功能，但每个供应商对双栈 Kubernetes 的支持可能有所不同。节点需要配置可路由的 IPv4/IPv6 网络接口。Pod 需要是双栈的。网络插件负责为 Pod 分配 IP 地址，因此集群使用的网络插件需要支持双栈。一些容器网络接口 (CNI) 插件支持双栈，kubenet 也是如此。

双栈的生态系统支持正在增加；您可以使用 kubeadm 创建双栈集群，使用 KIND 在本地尝试双栈集群，并在云提供商中部署双栈集群（检查 CNI 或 kubenet 可用性的文档后）。

参与 SIG Network

SIG-Network 希望从社区的双栈网络经验中学习，以了解不断变化的需求和您的用例。来自 KubeCon NA 2021 的 SIG-Network 更新视频 总结了 SIG 的最新更新，包括双栈在 1.23 版本中稳定发布。

当前的 SIG-Network KEPs 和 GitHub 上的 问题 说明了 SIG 的重点领域。 双栈 API 服务器 是一个可以考虑贡献的领域。

SIG-Network 会议 是一个友好、温馨的场所，供您与社区建立联系并分享您的想法。期待您的加入！

致谢

双栈网络功能代表了众多 Kubernetes 贡献者的工作。感谢所有贡献代码、经验报告、文档、代码审查以及介于两者之间的所有内容的人。Bridget Kromhout 在Kubernetes 中的双栈网络中详细介绍了这项社区工作。Tim Hockin 和 Khaled (Kal) Henidak 在 2019 年 (IPv4/IPv6 双栈 Kubernetes 的漫漫长路) 以及 Lachlan Evenson 在 2021 年 (我们来了：Kubernetes 中的双栈网络) 的 KubeCon 主题演讲中讲述了双栈之旅，历时五年，代码量巨大。

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