隨著雲端技術的普及，越來越多的企業選擇將其應用程式和服務部署在 Google Kubernetes Engine (GKE) 上。然而，隨著這些應用的擴展，企業開始面臨私有 IPv4 地址的枯竭問題。特別是對於使用 RFC 1918 地址空間的大型組織來說，私有 IP 地址正變得越來越稀缺，這直接影響了應用程式的擴展性。

許多企業正在探討解決這個問題的方法，其中一個常見的解決方案就是轉向 IPv6，這可以提供更多的地址空間。然而，並不是每個企業或應用都能馬上轉換到 IPv6。這時，Class E IPv4 地址空間（240.0.0.0/4）成為了另一個潛在的解決方案。雖然這些地址根據 RFC 5735 和 RFC 1112 被保留供未來使用，但在某些情況下，它們已經可以解決 IP 地址枯竭的問題，幫助企業持續發展。

文章重點

什麼是 Class E 地址？它真的能用嗎？

許多人對 Class E 地址空間存在誤解，認為這些地址不能與其他 Google 服務通信，或可能會遇到性能限制。但事實並非如此。根據 Google Cloud VPC 的文件，Class E 地址已被包含在有效的 IPv4 地址範圍內。這意味著，許多 Google 管理的服務已經可以通過私有連接方式使用 Class E 地址。

當然，Class E 地址無法在互聯網上路由或公開廣播，但這並不妨礙您在 Google Cloud 的私有環境中使用。企業可以透過 NAT（網絡地址轉換）或 IP 偽裝，將 Class E 地址轉換為公有或私有 IPv4 地址，以便與 Google Cloud 之外的服務通信。

使用 Class E 地址的優點

選擇使用 Class E 地址空間的企業，能夠從中獲得多項優勢：

1. 龐大的地址空間：相較於傳統的 RFC 1918 私有地址，Class E 提供了約 26.84 億個地址，這對於需要大量 IP 地址來支援擴展的企業尤為有利。
2. 擴展與成長的靈活性：使用 Class E 地址，企業可以不受 IP 地址限制，自由擴展其應用程式和服務。這在流量高峰期尤為關鍵，能確保系統穩定運行。
3. 資源效率：優化 IP 地址分配策略可以避免地址衝突，並且有效使用資源，從而降低成本和簡化管理。
4. 未來趨勢：雖然並非所有操作系統都支持 Class E 地址，但隨著對更多 IP 地址需求的增加，這一空間的採用率預計會提高。企業若提前採用 Class E，將為未來擴展提供更好的準備。

使用 Class E 地址時需要注意什麼？

儘管 Class E 地址提供了豐富的資源，但在使用時還是有一些需要注意的地方：

• 操作系統相容性：並非所有操作系統都能夠支持 Class E 地址，因此在部署前需要確認所使用的操作系統與工具是否相容。
• 網路設備與軟體支援：在部署 Class E 地址之前，確保您的網路設備（如路由器、防火牆）和與 IP 地址交互的軟體已支持 Class E。
• 遷移過程的計劃：如果您的企業目前使用的是 RFC 1918 地址空間，則遷移到 Class E 需要精細的計劃和執行，以避免服務中斷。

Snap 的成功案例：如何解決 IP 地址枯竭

Snap 作為大型企業，在其 GKE 叢集中部署了數十萬個 Pods。由於 RFC 1918 地址的短缺，Snap 的擴展能力受到了極大的限制。在轉向 IPv6 的過程中，Snap 選擇了雙棧架構，將 IPv6 與 Class E IPv4 結合使用。這一方案幫助 Snap 解決了 IP 地址枯竭的問題，並為其未來數年的業務擴展提供了足夠的 IP 空間。

Snap 的軟體工程經理 Mahmoud Ragab 表示：「引入 IPv4 Class-E 地址空間使我們的 IP 容量翻倍，解決了擴展性問題，並消除了地址枯竭和子網管理的問題。我們的大型應用程式，包括機器學習工作負載，現在在多個區域的 Class-E 地址空間上運行順暢。」

如何在 GKE 中配置 Class E 地址

如果您想在 GKE 中使用 Class E 地址來解決 IP 地址枯竭問題，可以參考以下步驟：

1. 新建叢集
   • 創建 VPC 原生叢集，並使用 Class E 範圍的次要範圍來為 pods 和服務分配 IP 地址。
   • 可選擇配置 IP 偽裝，以將 Pod 的 IP 地址轉換為節點的 IP 地址。
2. 遷移現有叢集
   • 對於現有叢集，可以為新的節點池添加 Class E 地址範圍，並將工作負載從舊的節點池遷移到使用 Class E 地址的新節點池。

從 Class E 過渡到 IPv6

對於面臨 IP 地址枯竭的企業，現在採用 IPv6 和 Class E 地址的雙棧架構是一個聰明的選擇。這不僅可以立即擴展可用的 IP 地址池，還能為未來過渡到純 IPv6 架構鋪平道路。

如需了解更多關於 GKE 網路的最佳實踐，請參考相關資源，讓您的企業在雲端時代中走在前端。

原網址:https://cloud.google.com/blog/products/containers-kubernetes/how-class-e-addresses-solve-for-ip-address-exhaustion-in-gke