Kube-Router网络策略中双栈IPSet的Bug分析与修复

在Kube-Router项目中发现了一个关于网络策略IPSet处理的Bug，该Bug主要影响双栈（IPv4/IPv6）环境下的网络策略实现。本文将深入分析这个Bug的成因、影响以及修复方案。

问题背景

Kube-Router使用两个独立的ipsetHandler分别处理IPv4和IPv6协议：

• nsc.ipSetHandlers[v1.IPv4Protocol]
• nsc.ipSetHandlers[v1.IPv6Protocol]

理论上，这两个处理器应该各自管理对应IP家族的IPSet集合。然而在实际实现中，两个处理器都同时跟踪了两种IP家族的IPSet，这导致了IPSet恢复时出现数据不一致的问题。

Bug详细分析

当Kube-Router执行IPSet恢复操作时，会先后调用两个ipsetHandler的恢复方法。由于两个处理器都处理相同的IPSet集合，最终生效的是后执行的IPv6处理器的数据。更严重的是，IPv6处理器在处理IPv4 IPSet时使用了错误的IP地址。

具体表现为：

1. 初始部署时，IPv4和IPv6 IPSet都包含正确的服务器IP
2. 当服务器Pod被删除并重新创建后
3. IPv6 IPSet保持正确，但IPv4 IPSet要么为空，要么保留了旧的IP地址
4. 导致客户端无法通过服务名称访问新创建的Pod

问题根源

通过日志分析可以清楚地看到问题所在。IPv6处理器在恢复IPv4 IPSet时使用了旧的IPv4地址（如10.42.1.6），而正确的应该是新的IPv4地址（如10.42.1.7）。这表明IPSet处理逻辑中存在IP家族隔离不彻底的问题。

修复方案

修复的核心思想是确保每个ipsetHandler只处理对应IP家族的IPSet集合。具体包括：

1. 严格分离IPv4和IPv6处理器的职责范围
2. 确保IPv4处理器只处理IPv4 IPSet
3. 确保IPv6处理器只处理IPv6 IPSet
4. 避免IPSet集合被重复处理

验证与测试

修复后，通过以下步骤验证功能正常：

1. 部署客户端、服务端、服务和网络策略
2. 验证客户端可以通过服务名称访问服务端
3. 检查IPSet确认包含正确的IPv4和IPv6地址
4. 删除并重新创建服务端Pod
5. 确认客户端仍能正常访问，且IPSet更新为新的IP地址

总结

这个Bug揭示了在双栈环境下网络策略实现时需要特别注意IP家族的严格隔离。Kube-Router的修复确保了网络策略在IPv4/IPv6双栈环境中的正确实现，为生产环境提供了更可靠的网络策略保障。对于使用Kube-Router的用户，建议及时更新到包含此修复的版本，以确保网络策略功能的稳定性。