Parte 3: Modos de red

Versiones compatibles: Calico v3.29+ / Kubernetes 1.28+ Última actualización: February 23, 2026

Descripción general

Calico admite varios modos de red para adaptarse a diferentes requisitos de infraestructura, necesidades de rendimiento y restricciones operativas. Esta sección profundiza en cada modo de red y te ayuda a elegir y configurar el modo óptimo para tu entorno.

Resumen de los modos de red

Comparación de modos de red de Calico

Modo IPIP

IP-in-IP (IPIP) es el modo de encapsulación predeterminado de Calico. Envuelve el paquete IP original dentro de otro paquete IP para la comunicación entre subredes.

Estructura de paquete IPIP

Standard IP Packet (1500 bytes MTU):
┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Ethernet │    IP Header (20B)    │  TCP/UDP  │     Payload      │
│   (14B)  │ Src: 192.168.1.10     │   (20B)   │   (up to 1460B)  │
│          │ Dst: 192.168.2.10     │           │                   │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────┘

IPIP Encapsulated Packet (1500 bytes outer MTU):
┌───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Ethernet │  Outer IP (20B)   │  Inner IP (20B)   │ TCP/UDP │    Payload     │
│   (14B)  │ Src: 10.0.1.10    │ Src: 192.168.1.10 │  (20B)  │ (up to 1440B)  │
│          │ Dst: 10.0.1.11    │ Dst: 192.168.2.10 │         │                │
│          │ Proto: 4 (IPIP)   │                   │         │                │
└───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                                ▲
                                │
                         20 bytes overhead
                         Effective MTU: 1480

Opciones del modo IPIP

Modo	Descripción	Caso de uso
Siempre	Todo el tráfico de Pod a Pod se encapsula	Entornos de nube, configuración sencilla
CrossSubnet	Solo se encapsula el tráfico entre subredes	Entornos híbridos, rendimiento optimizado
Nunca	IPIP deshabilitado (usar con enrutamiento Direct)	On-premises con BGP

Modo IPIP CrossSubnet

CrossSubnet es una optimización que encapsula únicamente el tráfico que cruza límites L3:

Configuración de IPPool de IPIP

yaml

apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: IPPool
metadata:
  name: default-ipv4-ippool
spec:
  cidr: 192.168.0.0/16
  blockSize: 26                    # /26 = 64 IPs per block
  ipipMode: Always                 # Options: Always, CrossSubnet, Never
  vxlanMode: Never
  natOutgoing: true
  nodeSelector: all()
---
# CrossSubnet mode for optimized performance
apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: IPPool
metadata:
  name: crosssubnet-ippool
spec:
  cidr: 10.244.0.0/16
  blockSize: 26
  ipipMode: CrossSubnet
  vxlanMode: Never
  natOutgoing: true
  nodeSelector: all()

Interfaz de túnel IPIP

bash

# View IPIP tunnel interface on a node
ip link show tunl0

# Expected output:
# tunl0@NONE: <NOARP,UP,LOWER_UP> mtu 1480 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
#     link/ipip 0.0.0.0 brd 0.0.0.0

# View IPIP routes
ip route | grep tunl0

# Expected output:
# 192.168.2.0/26 via 10.0.1.11 dev tunl0 proto bird onlink
# 192.168.3.0/26 via 10.0.1.12 dev tunl0 proto bird onlink

Diagrama de flujo de paquetes IPIP

Modo VXLAN

VXLAN (Virtual Extensible LAN) es un protocolo de overlay estándar de la industria que encapsula tramas de capa 2 en paquetes UDP.

Estructura de paquete VXLAN

VXLAN Encapsulated Packet:
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Outer    │ Outer IP (20B)   │  UDP (8B)  │ VXLAN  │ Inner    │ Inner IP │ TCP/ │ Pay- │
│ Ethernet │ Src: 10.0.1.10   │ Src: rand  │ Header │ Ethernet │  (20B)   │ UDP  │ load │
│  (14B)   │ Dst: 10.0.1.11   │ Dst: 4789  │  (8B)  │  (14B)   │          │(20B) │      │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                                                      ▲
                                                      │
                                               50 bytes overhead
                                               Effective MTU: 1450

Componentes de VXLAN

Componente	Descripción
VTEP	Endpoint de túnel VXLAN: punto de encapsulación/desencapsulación
VNI	Identificador de red VXLAN (Calico usa un VNI fijo)
Puerto UDP	4789 (asignado por IANA)
Multicast/Unicast	Calico usa unicast con VTEP de pares conocidos

Configuración de IPPool de VXLAN

yaml

apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: IPPool
metadata:
  name: vxlan-ippool
spec:
  cidr: 10.244.0.0/16
  blockSize: 26
  ipipMode: Never
  vxlanMode: Always                # Options: Always, CrossSubnet, Never
  natOutgoing: true
  nodeSelector: all()
---
# VXLAN CrossSubnet mode
apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: IPPool
metadata:
  name: vxlan-crosssubnet-ippool
spec:
  cidr: 10.245.0.0/16
  blockSize: 26
  ipipMode: Never
  vxlanMode: CrossSubnet
  natOutgoing: true
  nodeSelector: all()

Configuración de interfaz VXLAN

bash

# View VXLAN interface
ip link show vxlan.calico

# Expected output:
# vxlan.calico: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1450 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default
#     link/ether 66:5b:5c:5d:5e:5f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

# View VXLAN FDB (Forwarding Database)
bridge fdb show dev vxlan.calico

# Expected output:
# 66:a1:a2:a3:a4:a5 dst 10.0.1.11 self permanent
# 66:b1:b2:b3:b4:b5 dst 10.0.1.12 self permanent

# View VXLAN routes
ip route | grep vxlan

# Expected output:
# 10.244.1.0/26 via 10.244.1.0 dev vxlan.calico onlink
# 10.244.2.0/26 via 10.244.2.0 dev vxlan.calico onlink

Flujo de paquetes VXLAN

Modo Direct/sin encapsulación

El modo de enrutamiento Direct usa enrutamiento IP nativo sin encapsulación, lo que proporciona el mejor rendimiento posible.

Requisitos para el modo Direct

Requisito	Descripción
Adyacencia L2	Los Nodes deben estar en la misma red L2, O
Enrutamiento BGP	Los routers externos deben aprender las rutas de Pod mediante BGP
Propagación de rutas	La red física debe enrutar los CIDR de Pod

Topología del modo Direct

Configuración de IPPool del modo Direct

yaml

apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: IPPool
metadata:
  name: direct-routing-pool
spec:
  cidr: 192.168.0.0/16
  blockSize: 26
  ipipMode: Never                  # Disable IPIP
  vxlanMode: Never                 # Disable VXLAN
  natOutgoing: true
  nodeSelector: all()

Configuración de BGP para el modo Direct

yaml

# Global BGP configuration
apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: BGPConfiguration
metadata:
  name: default
spec:
  logSeverityScreen: Info
  nodeToNodeMeshEnabled: true      # Full mesh for small clusters
  asNumber: 64512
---
# Peer with ToR switches
apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: BGPPeer
metadata:
  name: rack1-tor
spec:
  peerIP: 10.0.1.1
  asNumber: 65001
  nodeSelector: rack == 'rack1'
---
apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: BGPPeer
metadata:
  name: rack2-tor
spec:
  peerIP: 10.0.2.1
  asNumber: 65001
  nodeSelector: rack == 'rack2'

Rutas del modo Direct

bash

# View routes on a node in direct mode
ip route

# Expected output (no tunnel interfaces):
# default via 10.0.1.1 dev eth0
# 10.0.1.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 10.0.1.10
# 192.168.1.0/26 dev cali123456 scope link           # Local pods
# 192.168.1.64/26 via 10.0.1.11 dev eth0 proto bird  # Node 2 pods
# 192.168.2.0/26 via 10.0.1.1 dev eth0 proto bird    # Rack 2 via ToR
# 192.168.2.64/26 via 10.0.1.1 dev eth0 proto bird   # Rack 2 via ToR

Comparación de modos

IPIP vs VXLAN vs Direct

Característica	IPIP	VXLAN	Direct
Protocolo	Protocolo IP 4	Puerto UDP 4789	IP nativo
Sobrecarga	20 bytes	50 bytes	0 bytes
MTU	1480	1450	1500
Compatible con firewall	Puede necesitar protocolo IP 4	Paso de UDP	Nativo
Descarga de hardware	Limitada	Mejor compatibilidad	Compatibilidad completa
Requisito L2	No	No	Sí (o BGP)
Multicast	No es necesario	No es necesario (unicast)	No es necesario
Rendimiento	Bueno	Bueno	Mejor
Complejidad	Baja	Baja	Media

Comparación de benchmarks de rendimiento

Test Environment:
- Nodes: 3x c5.xlarge (AWS)
- Network: 10 Gbps
- Tool: iperf3 TCP, 60 second test

Results (TCP throughput, single stream):

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    Throughput (Gbps)                        │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Direct Mode      ████████████████████████████████  9.41     │
│ IPIP Mode        ███████████████████████████████   9.12     │
│ VXLAN Mode       ██████████████████████████████    8.89     │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

Latency (microseconds, p99):

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    Latency (μs)                             │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Direct Mode      ████                              45       │
│ IPIP Mode        █████                             52       │
│ VXLAN Mode       ██████                            61       │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

CPU Usage (% per Gbps):

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    CPU (% per Gbps)                         │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Direct Mode      ███                               2.1      │
│ IPIP Mode        ████                              2.8      │
│ VXLAN Mode       █████                             3.4      │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

Comparación de flujo de paquetes

Compatibilidad con proveedores de nube

Proveedor	IPIP	VXLAN	Direct	Recomendado
AWS EC2	Sí	Sí	Con enrutamiento VPC	VXLAN o IPIP CrossSubnet
AWS EKS	Sí	Sí	Limitado	VXLAN (predeterminado)
Azure	Sí	Sí	Con UDR	VXLAN
GCP	Sí	Sí	Con rutas VPC	IPIP CrossSubnet
On-Premises	Sí	Sí	Sí (BGP)	Direct (con BGP)
Bare Metal	Sí	Sí	Sí	Direct (con BGP)
OpenStack	Sí	Sí	Sí	Depende de la configuración de neutron

Configuración específica para AWS

yaml

# For AWS EC2/EKS with VXLAN
apiVersion: operator.tigera.io/v1
kind: Installation
metadata:
  name: default
spec:
  kubernetesProvider: EKS
  cni:
    type: Calico
  calicoNetwork:
    bgp: Disabled                  # AWS VPC doesn't support BGP
    ipPools:
    - cidr: 10.244.0.0/16
      encapsulation: VXLAN
      natOutgoing: Enabled
      nodeSelector: all()

On-Premises con BGP

yaml

# For on-premises with BGP peering
apiVersion: operator.tigera.io/v1
kind: Installation
metadata:
  name: default
spec:
  kubernetesProvider: ""
  cni:
    type: Calico
  calicoNetwork:
    bgp: Enabled
    ipPools:
    - cidr: 192.168.0.0/16
      encapsulation: None          # Direct routing
      natOutgoing: Enabled
      nodeSelector: all()

Guía de migración de modos

Migración de IPIP a VXLAN

bash

# Step 1: Create new VXLAN IPPool
cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: IPPool
metadata:
  name: vxlan-pool
spec:
  cidr: 10.245.0.0/16
  blockSize: 26
  ipipMode: Never
  vxlanMode: Always
  natOutgoing: true
  nodeSelector: all()
EOF

# Step 2: Disable old IPIP pool (prevents new allocations)
calicoctl patch ippool default-ipv4-ippool -p '{"spec": {"disabled": true}}'

# Step 3: Rolling restart workloads to get new IPs
kubectl rollout restart deployment -n <namespace>

# Step 4: After all pods migrated, delete old pool
calicoctl delete ippool default-ipv4-ippool

Migración de Overlay a Direct

yaml

# Step 1: Ensure BGP is configured
apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: BGPConfiguration
metadata:
  name: default
spec:
  nodeToNodeMeshEnabled: true
  asNumber: 64512
---
# Step 2: Configure BGP peers (for external routing)
apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: BGPPeer
metadata:
  name: tor-peer
spec:
  peerIP: 10.0.0.1
  asNumber: 65001
---
# Step 3: Create direct mode IPPool
apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: IPPool
metadata:
  name: direct-pool
spec:
  cidr: 192.168.0.0/16
  ipipMode: Never
  vxlanMode: Never
  natOutgoing: true

Guía de optimización de MTU

Cálculo de MTU por modo

Modo	MTU base	Sobrecarga	MTU efectiva	Configuración
Direct	1500	0	1500	No se necesita ningún cambio
IPIP	1500	20	1480	`ipipMTU: 1480`
VXLAN	1500	50	1450	`vxlanMTU: 1450`
WireGuard	1500	60	1440	`wireguardMTU: 1440`
IPIP + WireGuard	1500	80	1420	Sobrecarga combinada

Configuración de MTU

yaml

apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: FelixConfiguration
metadata:
  name: default
spec:
  # Auto-detect MTU (recommended)
  mtuIfacePattern: ^((en|wl|eth).*|bond[0-9]+)$

  # Or set explicit values
  ipipMTU: 1480
  vxlanMTU: 1450
  wireguardMTU: 1440

Configuración de Jumbo Frames

yaml

# For networks supporting jumbo frames (MTU 9000)
apiVersion: projectcalico.org/v3
kind: FelixConfiguration
metadata:
  name: default
spec:
  ipipMTU: 8980              # 9000 - 20 (IPIP overhead)
  vxlanMTU: 8950             # 9000 - 50 (VXLAN overhead)

Verificación de MTU

bash

# Check interface MTU
ip link show | grep mtu

# Test path MTU
ping -M do -s 1472 <destination-pod-ip>   # For 1500 MTU
ping -M do -s 1452 <destination-pod-ip>   # For IPIP (1480 MTU)
ping -M do -s 1422 <destination-pod-ip>   # For VXLAN (1450 MTU)

# Check for MTU issues in tcpdump
tcpdump -i eth0 'icmp[icmptype] == 3 and icmp[icmpcode] == 4'

Diagrama de flujo de decisión

Resumen

Elegir el modo de red adecuado es fundamental para un rendimiento óptimo de Calico:

Modo IPIP: Opción predeterminada para entornos de nube, fácil de configurar
Modo VXLAN: Mejor compatibilidad con firewall, protocolo de overlay estándar
Modo Direct: Máximo rendimiento para entornos on-premises con infraestructura BGP

Consideraciones clave:

Despliegues en la nube: Usa VXLAN o IPIP CrossSubnet
On-premises con BGP: Usa el modo Direct para obtener el mejor rendimiento
Entornos mixtos: IPIP o VXLAN CrossSubnet proporcionan un buen equilibrio
Rendimiento crítico: Modo Direct con la configuración BGP adecuada

Anterior: Parte 2 - Análisis profundo de la arquitectura de Calico

Volver a la descripción general de Calico

Cuestionario

Para comprobar lo que has aprendido en este capítulo, prueba el Cuestionario de modos de red.

Laboratorios integrales de observabilidad

Cuestionario de ArgoCD en detalle

Cuestionario de Istio detallado

Cuestionario de Linkerd detallado

Cuestionario de Cilium Service Mesh detallado

Profundización en Cilium

Profundización en Calico

Métricas

Registro

Trazado

Alertas

Laboratorios de observabilidad

ArgoCD

Gestión del tráfico

Seguridad

Observabilidad

Resiliencia

Avanzado

Guía comparativa

Métricas

Registro

Trazado

Alertas

Parte 3: Modos de red ​

Descripción general ​

Resumen de los modos de red ​

Modo IPIP ​

Estructura de paquete IPIP ​

Opciones del modo IPIP ​

Modo IPIP CrossSubnet ​

Configuración de IPPool de IPIP ​

Interfaz de túnel IPIP ​

Diagrama de flujo de paquetes IPIP ​

Modo VXLAN ​

Estructura de paquete VXLAN ​

Componentes de VXLAN ​

Configuración de IPPool de VXLAN ​

Configuración de interfaz VXLAN ​

Flujo de paquetes VXLAN ​

Modo Direct/sin encapsulación ​

Requisitos para el modo Direct ​

Topología del modo Direct ​

Configuración de IPPool del modo Direct ​

Configuración de BGP para el modo Direct ​

Rutas del modo Direct ​

Comparación de modos ​

IPIP vs VXLAN vs Direct ​

Comparación de benchmarks de rendimiento ​

Comparación de flujo de paquetes ​

Compatibilidad con proveedores de nube ​

Configuración específica para AWS ​

On-Premises con BGP ​

Guía de migración de modos ​

Migración de IPIP a VXLAN ​

Migración de Overlay a Direct ​

Guía de optimización de MTU ​

Cálculo de MTU por modo ​

Configuración de MTU ​

Configuración de Jumbo Frames ​

Verificación de MTU ​

Diagrama de flujo de decisión ​

Resumen ​

Cuestionario ​

Parte 3: Modos de red

Descripción general

Resumen de los modos de red

Modo IPIP

Estructura de paquete IPIP

Opciones del modo IPIP

Modo IPIP CrossSubnet

Configuración de IPPool de IPIP

Interfaz de túnel IPIP

Diagrama de flujo de paquetes IPIP

Modo VXLAN

Estructura de paquete VXLAN

Componentes de VXLAN

Configuración de IPPool de VXLAN

Configuración de interfaz VXLAN

Flujo de paquetes VXLAN

Modo Direct/sin encapsulación

Requisitos para el modo Direct

Topología del modo Direct

Configuración de IPPool del modo Direct

Configuración de BGP para el modo Direct

Rutas del modo Direct

Comparación de modos

IPIP vs VXLAN vs Direct

Comparación de benchmarks de rendimiento

Comparación de flujo de paquetes

Compatibilidad con proveedores de nube

Configuración específica para AWS

On-Premises con BGP

Guía de migración de modos

Migración de IPIP a VXLAN

Migración de Overlay a Direct

Guía de optimización de MTU

Cálculo de MTU por modo

Configuración de MTU

Configuración de Jumbo Frames

Verificación de MTU

Diagrama de flujo de decisión

Resumen

Cuestionario