第23章 MetalLB を使用した負荷分散

MetalLB の使用は、ベアメタルクラスター、またはベアメタルのようなインフラストラクチャーがある場合や、外部 IP アドレスを使用したアプリケーションへのフォールトトレラントがあるアクセスが必要な場合に役立ちます。

ネットワークインフラストラクチャーを設定し、外部 IP アドレスのネットワークトラフィックがクライアントからクラスターのホストネットワークにルーティングされるようにする必要があります。

MetalLB Operator を使用して MetalLB をデプロイした後、タイプ LoadBalancer のサービスを追加すると、MetalLB はプラットフォームネイティブなロードバランサーを提供します。

MetalLB Operator は、2 つのカスタムリソースについて独自の namespace を監視します。

MetalLB カスタムリソースをクラスターに追加し、Operator は MetalLB、Bare MetalLB ソフトウェアコンポーネント、controller および 講演者 をデプロイした後に、実行を開始します。

MetalLB Operator のインストール時に、metallb-operator-controller-manager デプロイメントは Pod を起動します。Pod は Operator の実装です。Pod は、MetalLB カスタムリソースおよび AddressPool カスタムリソースへの変更の有無を監視します。

Operator が MetalLB のインスタンスを起動すると、controller デプロイメントと speaker のデーモンセットが開始します。

レイヤー 2 モードでは、1 つのノードの speaker Pod が、サービスの外部 IP アドレスをホストネットワークに公開します。ネットワークの観点からは、ノードで複数の IP アドレスがネットワークインターフェイスに割り当てられるように見えます。

speaker Pod は、IPv4 サービスの ARP 要求と IPv6 の NDP 要求に応答します。

レイヤー 2 モードでは、サービス IP アドレスのすべてのトラフィックは 1 つのノードを介してルーティングされます。トラフィックがノードに入ると、CNI ネットワークプロバイダーのサービスプロキシーはトラフィックをサービスのすべての Pod に配信します。

サービスのすべてのトラフィックがレイヤー 2 モードで単一のノードを通過するので、より厳密な意味で、MetalLB はレイヤー 2 のロードバランサーを実装しません。むしろ、MetalLB はレイヤー 2 のフェイルオーバーメカニズムを実装しているため、speaker Pod が利用できなくなったときに、別のノードの speaker Pod がサービス IP アドレスをアナウンスできます。

ノードが使用できなくなると、フェイルオーバーが自動的に行われます。他のノードの speaker Pod は、ノードが使用できないことを検出し、障害が発生したノードから、新しい speaker Pod とノードがサービス IP アドレスの所有権を取得します。

前述のグラフは、MetalLB に関する以下の概念を示しています。