Kubernetes(k8s) 中如何配置 Pod 的静态 IP 地址？

Question

Accepted Answer

在 Kubernetes 中，Pod 默认通过 CNI 插件动态分配 IP 地址，原生不支持静态 IP 配置。但可通过以下方法实现类似静态 IP 的效果：

CNI 插件定制：
- 使用支持 IP 预留的 CNI（如 Calico），通过 cni.projectcalico.org/ipAddrs Annotation 指定固定 IP。
- 示例 YAML 片段：
```
annotations:
cni.projectcalico.org/ipAddrs: "["10.10.0.100"]"
```
StatefulSet + Headless Service：
- StatefulSet 提供稳定的网络标识（如 pod-name-0.svc），但 IP 仍可能变化，需配合 CNI 的 IP 持久化配置。
云平台保留 IP：
- 在云环境（如 AWS/GCP）中，可将弹性 IP 绑定到 Pod 所在 Node，通过 hostNetwork: true 暴露，但需谨慎处理端口冲突。
Kube-OVN 等高级 CNI：
- 部分 CNI（如 Kube-OVN）支持子网划分和静态 IP 分配，需在 Pod 定义中指定 static-ip 参数。

注意事项：

静态 IP 通常用于特定场景（如遗留系统集成），多数情况下建议遵循 Kubernetes 动态 IP 设计原则。

Answer

在Kubernetes中，Pod默认采用动态IP分配机制，但若需静态IP，可通过以下方案实现：

CNI插件定制：如Calico/Cilium等支持固定IP的CNI插件，通过Pod注解（如cni.projectcalico.org/ipAddrs: '["10.10.0.100"]'）指定IP。
StatefulSet+Headless Service：结合StatefulSet的稳定标识和Headless Service的DNS解析，虽IP仍可能变化，但可通过服务名访问。
云厂商方案：部分云平台（如Azure/GCP）支持通过Annotation直接绑定静态IP。
网络策略约束：需确保IP未被占用且属于集群CIDR范围，并通过NetworkPolicy限制IP冲突风险。注意：静态IP违背K8s设计理念，可能导致运维复杂性，建议优先使用Service抽象层而非依赖Pod IP。

Answer

在 Kubernetes 中，Pod 的 IP 地址默认由 CNI 插件动态分配，无法直接通过原生配置实现完全静态 IP。实际场景中可通过以下方式实现近似效果：

StatefulSet + Headless Service：通过 StatefulSet 固定 Pod 名称和网络标识，结合 Headless Service 提供稳定 DNS 记录，但 IP 仍可能在重建时变化。
CNI 插件扩展：例如 Calico 支持通过 cni.projectcalico.org/ipAddrs 注解预留指定 IP，需提前在 IPAM 中配置固定池并确保 IP 未被占用。
云厂商方案：如 AWS ENI 直通、GCP 静态内部 IP，需结合厂商特定配置实现 Pod 级固定 IP。
第三方工具：如 Multus 多网卡方案或 Metallb（针对 LoadBalancer 类型），可辅助实现 IP 稳定性。注意事项：静态 IP 需严格管理 IP 池，避免冲突；Pod 重建或节点故障时仍需结合调度策略保障 IP 一致性，可能引入运维复杂度。

Answer

在 Kubernetes 中，Pod 默认使用动态 IP，但可通过以下方式实现静态 IP：

使用 StatefulSet 并搭配 Headless Service，结合支持固定 IP 的 CNI 插件（如 Calico、Cilium）；
在 Pod 的 annotations 中指定 IP（需 CNI 插件支持，例如 Calico 的 cni.projectcalico.org/ipAddrs）。

延伸知识点：Calico 的静态 IP 配置 Calico 的 IPAM 支持为 Pod 分配固定 IP。操作步骤：

创建 IP 池：定义 CIDR 范围，禁用自动分配；
在 Pod 的 annotations 中添加 cni.projectcalico.org/ipAddrs: ["10.0.0.5"]；
确保 Pod 调度到具有该 IP 池的节点。此机制通过 Calico 的 CNI 插件拦截 IP 分配请求，优先使用注解中的 IP，若冲突则启动失败。需注意 IP 需在池内且未被占用。

Answer

在 Kubernetes 中，Pod 默认使用动态 IP 分配机制，但可通过以下方式实现类似静态 IP 的效果：

StatefulSet + Headless Service：通过 StatefulSet 部署 Pod，结合无头服务（ClusterIP: None）可为 Pod 提供稳定的网络标识（如 pod-name.service-name.namespace.svc.cluster.local），但 IP 仍可能变化。
CNI 插件定制：通过 Calico、Cilium 等 CNI 插件配置 IPAM（IP 地址管理），为特定 Pod 预留 IP 池或固定 IP。例如，Calico 可通过 cni.projectcalico.org/ipAddrs 注解直接指定 IP。
云厂商方案：AWS/GCP/Azure 等云平台提供的 CNI 插件（如 AWS VPC CNI）支持为 Pod 分配 VPC 内固定 IP，需结合节点安全组和注释配置。
第三方工具：如 kube-static-ip 等工具可通过 Webhook 或 Controller 实现 IP 绑定。需注意：静态 IP 可能导致 IP 冲突或网络策略复杂化，建议仅在必要时（如合规要求或外部依赖）使用，并确保 IP 池管理规范。