7.4. 使用 MetalLB 进行负载平衡

流程

1. 创建一个文件，如 ipaddresspool.yaml，其内容类似以下示例：

   apiVersion: metallb.io/v1beta1
   kind: IPAddressPool
   metadata:
     namespace: metallb-system
     name: doc-example
     labels: 

   1

   
       zone: east
   spec:
     addresses:
     - 203.0.113.1-203.0.113.10
     - 203.0.113.65-203.0.113.75
   # ...

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   1

   分配给 IPAddressPool 的该标签可通过 BGPAdvertisement CRD 中的 ipAddressPoolSelectors 来引用，以将 IPAddressPool 与广告关联。

2. 应用 IP 地址池的配置：

   $ oc apply -f ipaddresspool.yaml

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验证

1. 输入以下命令来查看地址池：

   $ oc describe -n metallb-system IPAddressPool doc-example

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   输出示例

   Name:         doc-example
   Namespace:    metallb-system
   Labels:       zone=east
   Annotations:  <none>
   API Version:  metallb.io/v1beta1
   Kind:         IPAddressPool
   Metadata:
     ...
   Spec:
     Addresses:
       203.0.113.1-203.0.113.10
       203.0.113.65-203.0.113.75
     Auto Assign:  true
   Events:         <none>

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2. 确认输出中已存在地址池名称，如 doc-example，以及 IP 地址范围。

流程

1. 创建一个文件，如 ipaddresspool-vlan.yaml，该文件类似以下示例：

   apiVersion: metallb.io/v1beta1
   kind: IPAddressPool
   metadata:
     namespace: metallb-system
     name: doc-example-vlan
     labels:
       zone: east 

   1

   
   spec:
     addresses:
     - 192.168.100.1-192.168.100.254 

   2

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   1

   分配给 IPAddressPool 的该标签可通过 BGPAdvertisement CRD 中的 ipAddressPoolSelectors 来引用，以将 IPAddressPool 与广告关联。

   2

   此 IP 范围必须与分配给您网络上的 VLAN 的子网匹配。要支持第 2 层 (L2) 模式，IP 地址范围必须与集群节点位于同一个子网中。

2. 应用 IP 地址池的配置：

   $ oc apply -f ipaddresspool-vlan.yaml

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3. 为确保此配置适用于您需要将 spec gatewayConfig.ipForwarding 设置为 Global 的 VLAN。

   1. 运行以下命令来编辑网络配置自定义资源 (CR)：

      $ oc edit network.operator.openshift/cluster

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   2. 更新 spec.defaultNetwork.ovnKubernetesConfig 部分，将 gatewayConfig.ipForwarding 设置为 Global。它应该类似如下：

      Example

      ...
      spec:
        clusterNetwork:
          - cidr: 10.128.0.0/14
            hostPrefix: 23
        defaultNetwork:
          type: OVNKubernetes
          ovnKubernetesConfig:
            gatewayConfig:
              ipForwarding: Global
      ...

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流程

1. 使用自定义资源创建 IP 地址池：

   apiVersion: metallb.io/v1beta1
   kind: IPAddressPool
   metadata:
     namespace: metallb-system
     name: pool1
   spec:
     addresses:
       - 4.4.4.100-4.4.4.200
       - 2001:100:4::200-2001:100:4::400

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2. 通过在 BGPAdvertisement 自定义资源中定义 .spec.nodeSelector 值，控制 pool1 广告的 IP 地址来自集群中的哪些节点：

   apiVersion: metallb.io/v1beta1
   kind: BGPAdvertisement
   metadata:
     name: example
   spec:
     ipAddressPools:
     - pool1
     nodeSelector:
     - matchLabels:
         kubernetes.io/hostname: NodeA
     - matchLabels:
         kubernetes.io/hostname: NodeB

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流程

1. 创建 IP 地址池。

   1. 创建一个文件，如 ipaddresspool.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: IPAddressPool
      metadata:
        namespace: metallb-system
        name: doc-example-l2
      spec:
        addresses:
          - 4.4.4.0/24
        autoAssign: false

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   2. 应用 IP 地址池的配置：

      $ oc apply -f ipaddresspool.yaml

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2. 创建 L2 广告。

   1. 创建一个文件，如 l2advertisement.yaml，内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: L2Advertisement
      metadata:
        name: l2advertisement
        namespace: metallb-system
      spec:
        ipAddressPools:
         - doc-example-l2

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   2. 应用配置：

      $ oc apply -f l2advertisement.yaml

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流程

1. 创建 IP 地址池。

   1. 创建一个文件，如 ipaddresspool.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: IPAddressPool
      metadata:
        namespace: metallb-system
        name: doc-example-l2-label
        labels:
          zone: east
      spec:
        addresses:
          - 172.31.249.87/32

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   2. 应用 IP 地址池的配置：

      $ oc apply -f ipaddresspool.yaml

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2. 使用 ipAddressPoolSelectors 创建 L2 广告广告 IP。

   1. 创建一个文件，如 l2advertisement.yaml，内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: L2Advertisement
      metadata:
        name: l2advertisement-label
        namespace: metallb-system
      spec:
        ipAddressPoolSelectors:
          - matchExpressions:
              - key: zone
                operator: In
                values:
                  - east

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   2. 应用配置：

      $ oc apply -f l2advertisement.yaml

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流程

1. 创建 IP 地址池。

   1. 创建一个文件，如 ipaddresspool.yaml，并输入类似以下示例的配置详情：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: IPAddressPool
      metadata:
        namespace: metallb-system
        name: doc-example-l2
      spec:
        addresses:
          - 4.4.4.0/24
        autoAssign: false

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   2. 为 IP 地址池应用配置，如下例所示：

      $ oc apply -f ipaddresspool.yaml

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2. 使用 接口 选择器创建 L2 广告广告 IP。

   1. 创建一个 YAML 文件，如 l2advertisement.yaml，并输入类似以下示例的配置详情：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: L2Advertisement
      metadata:
        name: l2advertisement
        namespace: metallb-system
      spec:
        ipAddressPools:
         - doc-example-l2
         interfaces:
         - interfaceA
         - interfaceB

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   2. 为公告应用配置，如下例所示：

      $ oc apply -f l2advertisement.yaml

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流程

1. 创建一个文件，如 bgppeer.yaml，其内容类似以下示例：

   apiVersion: metallb.io/v1beta2
   kind: BGPPeer
   metadata:
     namespace: metallb-system
     name: doc-example-peer
   spec:
     peerAddress: 10.0.0.1
     peerASN: 64501
     myASN: 64500
     routerID: 10.10.10.10

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2. 应用 BGP peer 的配置：

   $ oc apply -f bgppeer.yaml

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流程

1. 创建地址池 pool1。

   1. 创建一个文件，如 ipaddresspool1.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: IPAddressPool
      metadata:
        namespace: metallb-system
        name: pool1
      spec:
        addresses:
          - 4.4.4.100-4.4.4.200
          - 2001:100:4::200-2001:100:4::400

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   2. 为 IP 地址池 pool1 应用配置：

      $ oc apply -f ipaddresspool1.yaml

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2. 创建地址池 pool2。

   1. 创建一个文件，如 ipaddresspool2.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: IPAddressPool
      metadata:
        namespace: metallb-system
        name: pool2
      spec:
        addresses:
          - 5.5.5.100-5.5.5.200
          - 2001:100:5::200-2001:100:5::400

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   2. 为 IP 地址池 pool2 应用配置：

      $ oc apply -f ipaddresspool2.yaml

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3. 创建 BGP peer1。

   1. 创建一个文件，如 bgppeer1.yaml，内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta2
      kind: BGPPeer
      metadata:
        namespace: metallb-system
        name: peer1
      spec:
        peerAddress: 10.0.0.1
        peerASN: 64501
        myASN: 64500
        routerID: 10.10.10.10

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   2. 应用 BGP peer 的配置：

      $ oc apply -f bgppeer1.yaml

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4. 创建 BGP peer2。

   1. 创建一个文件，如 bgppeer2.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta2
      kind: BGPPeer
      metadata:
        namespace: metallb-system
        name: peer2
      spec:
        peerAddress: 10.0.0.2
        peerASN: 64501
        myASN: 64500
        routerID: 10.10.10.10

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   2. 应用 BGP peer2 的配置：

      $ oc apply -f bgppeer2.yaml

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5. 创建 BGP 广告 1。

   1. 创建一个文件，如 bgpadvertisement1.yaml，内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: BGPAdvertisement
      metadata:
        name: bgpadvertisement-1
        namespace: metallb-system
      spec:
        ipAddressPools:
          - pool1
        peers:
          - peer1
        communities:
          - 65535:65282
        aggregationLength: 32
        aggregationLengthV6: 128
        localPref: 100

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   2. 应用配置：

      $ oc apply -f bgpadvertisement1.yaml

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6. 创建 BGP 广告 2。

   1. 创建一个文件，如 bgpadvertisement2.yaml，内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: BGPAdvertisement
      metadata:
        name: bgpadvertisement-2
        namespace: metallb-system
      spec:
        ipAddressPools:
          - pool2
        peers:
          - peer2
        communities:
          - 65535:65282
        aggregationLength: 32
        aggregationLengthV6: 128
        localPref: 100

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   2. 应用配置：

      $ oc apply -f bgpadvertisement2.yaml

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1. 定义 BGP peer 并添加网络 VRF 实例。
2. 为 MetalLB 指定 IP 地址池。
3. 为 MetalLB 配置 BGP 路由广告，以使用指定的 IP 地址池以及与 VRF 实例关联的 BGP 对等点公告路由。
4. 部署服务来测试配置。

流程

1. 创建 BGPPeer 自定义资源 (CR)：

   1. 创建一个文件，如 frrviavrf.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta2
      kind: BGPPeer
      metadata:
        name: frrviavrf
        namespace: metallb-system
      spec:
        myASN: 100
        peerASN: 200
        peerAddress: 192.168.130.1
        vrf: ens4vrf 

      1

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      1

      指定要与 BGP peer 关联的网络 VRF 实例。MetalLB 可以公告服务并根据 VRF 中的路由信息做出路由决策。

      注意

      您必须在 NodeNetworkConfigurationPolicy CR 中配置此网络 VRF 实例。如需更多信息，请参阅附加资源。

   2. 运行以下命令，应用 BGP peer 的配置：

      $ oc apply -f frrviavrf.yaml

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2. 创建一个 IPAddressPool CR：

   1. 创建一个文件，如 first-pool.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: IPAddressPool
      metadata:
        name: first-pool
        namespace: metallb-system
      spec:
        addresses:
        - 192.169.10.0/32

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   2. 运行以下命令，为 IP 地址池应用配置：

      $ oc apply -f first-pool.yaml

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3. 创建 BGPAdvertisement CR：

   1. 创建一个文件，如 first-adv.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: BGPAdvertisement
      metadata:
        name: first-adv
        namespace: metallb-system
      spec:
        ipAddressPools:
          - first-pool
        peers:
          - frrviavrf 

      1

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      1

      在本例中，MetalLB 将来自 first-pool IP 地址池的 IP 地址范围公告给 frrviavrf BGP peer。

   2. 运行以下命令，应用 BGP 公告的配置：

      $ oc apply -f first-adv.yaml

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4. 创建一个 Namespace, Deployment, 和 Service CR:

   1. 创建一个文件，如 deploy-service.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: v1
      kind: Namespace
      metadata:
        name: test
      ---
      apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      metadata:
        name: server
        namespace: test
      spec:
        selector:
          matchLabels:
            app: server
        template:
          metadata:
            labels:
              app: server
          spec:
            containers:
            - name: server
              image: registry.redhat.io/ubi9/ubi
              ports:
              - name: http
                containerPort: 30100
              command: ["/bin/sh", "-c"]
              args: ["sleep INF"]
      ---
      apiVersion: v1
      kind: Service
      metadata:
        name: server1
        namespace: test
      spec:
        ports:
        - name: http
          port: 30100
          protocol: TCP
          targetPort: 30100
        selector:
          app: server
        type: LoadBalancer

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   2. 运行以下命令，为命名空间、部署和服务应用配置：

      $ oc apply -f deploy-service.yaml

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验证

1. 运行以下命令来识别 MetalLB speaker pod：

   $ oc get -n metallb-system pods -l component=speaker

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   输出示例

   NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   speaker-c6c5f   6/6     Running   0          69m

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2. 运行以下命令，在 speaker pod 中验证 BGP 会话的状态是否为 Established，替换变量以匹配您的配置：

   $ oc exec -n metallb-system <speaker_pod> -c frr -- vtysh -c "show bgp vrf <vrf_name> neigh"

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   输出示例

   BGP neighbor is 192.168.30.1, remote AS 200, local AS 100, external link
     BGP version 4, remote router ID 192.168.30.1, local router ID 192.168.30.71
     BGP state = Established, up for 04:20:09
   
   ...

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3. 运行以下命令验证该服务是否已正确公告：

   $ oc exec -n metallb-system <speaker_pod> -c frr -- vtysh -c "show bgp vrf <vrf_name> ipv4"

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流程

1. 创建 IP 地址池。

   1. 创建一个文件，如 ipaddresspool.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: IPAddressPool
      metadata:
        namespace: metallb-system
        name: doc-example-bgp-community
      spec:
        addresses:
          - 203.0.113.200/30
          - fc00:f853:ccd:e799::/124

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   2. 应用 IP 地址池的配置：

      $ oc apply -f ipaddresspool.yaml

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2. 创建名为 community1 的社区别名。

   apiVersion: metallb.io/v1beta1
   kind: Community
   metadata:
     name: community1
     namespace: metallb-system
   spec:
     communities:
       - name: NO_ADVERTISE
         value: '65535:65282'

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3. 创建一个名为 doc-example-bgp-peer 的 BGP peer。

   1. 创建一个文件，如 bgppeer.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta2
      kind: BGPPeer
      metadata:
        namespace: metallb-system
        name: doc-example-bgp-peer
      spec:
        peerAddress: 10.0.0.1
        peerASN: 64501
        myASN: 64500
        routerID: 10.10.10.10

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   2. 应用 BGP peer 的配置：

      $ oc apply -f bgppeer.yaml

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4. 创建一个带有社区别名的 BGP 广告。

   1. 创建一个文件，如 bgpadvertisement.yaml，内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: BGPAdvertisement
      metadata:
        name: bgp-community-sample
        namespace: metallb-system
      spec:
        aggregationLength: 32
        aggregationLengthV6: 128
        communities:
          - NO_ADVERTISE 

      1

      
        ipAddressPools:
          - doc-example-bgp-community
        peers:
          - doc-example-peer

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      1

      在这里指定 CommunityAlias.name，而不是社区自定义资源 (CR) 名称。

   2. 应用配置：

      $ oc apply -f bgpadvertisement.yaml

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流程

1. 创建一个文件，如 bfdprofile.yaml，其内容如下：

   apiVersion: metallb.io/v1beta1
   kind: BFDProfile
   metadata:
     name: doc-example-bfd-profile-full
     namespace: metallb-system
   spec:
     receiveInterval: 300
     transmitInterval: 300
     detectMultiplier: 3
     echoMode: false
     passiveMode: true
     minimumTtl: 254

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2. 为 BFD 配置集应用配置：

   $ oc apply -f bfdprofile.yaml

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流程

1. 创建一个 <service_name>.yaml 文件。在文件中，确保将 spec.type 字段设置为 LoadBalancer。

   有关如何请求 MetalLB 分配给服务的外部 IP 地址的信息，请参考示例。

2. 创建服务：

   $ oc apply -f <service_name>.yaml

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   输出示例

   service/<service_name> created

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流程

1. 创建一个 NodeNetworkConfigurationPolicy CR 来定义 VRF 实例：

   1. 创建一个文件，如 node-network-vrf.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: nmstate.io/v1
      kind: NodeNetworkConfigurationPolicy
      metadata:
        name: vrfpolicy 

      1

      
      spec:
        nodeSelector:
          vrf: "true" 

      2

      
        maxUnavailable: 3
        desiredState:
          interfaces:
          - name: ens4vrf 

      3

      
            type: vrf 

      4

      
            state: up
            vrf:
              port:
              - ens4 

      5

      
              route-table-id: 2 

      6

      
          - name: ens4 

      7

      
            type: ethernet
            state: up
            ipv4:
              address:
              - ip: 192.168.130.130
                prefix-length: 24
              dhcp: false
              enabled: true
          routes: 

      8

      
            config:
            - destination: 0.0.0.0/0
              metric: 150
              next-hop-address: 192.168.130.1
              next-hop-interface: ens4
              table-id: 2
          route-rules: 

      9

      
            config:
            - ip-to: 172.30.0.0/16
              priority: 998
              route-table: 254 

      10

      
            - ip-to: 10.132.0.0/14
              priority: 998
              route-table: 254
            - ip-to: 169.254.0.0/17
              priority: 998
              route-table: 254

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      1

      策略的名称。

      2

      这个示例将策略应用到带有 vrf:true 标签的所有节点。

      3

      接口的名称。

      4

      接口的类型。这个示例创建了一个 VRF 实例。

      5

      VRF 附加到的节点接口。

      6

      VRF 的路由表 ID 的名称。

      7

      与 VRF 关联的接口的 IPv4 地址。

      8

      定义网络路由的配置。next-hop-address 字段定义路由的下一跃点的 IP 地址。next-hop-interface 字段定义路由的传出接口。在本例中，VRF 路由表是 2，它引用您在 EgressService CR 中定义的 ID。

      9

      定义额外的路由规则。ip-to 字段必须与 Cluster Network CIDR、Service Network CIDR 和 Internal Masquerade 子网 CIDR 匹配。您可以运行以下命令来查看这些 CIDR 地址规格的值： oc describe network.operator/cluster。

      10

      计算路由时使用的 Linux 内核的主路由表的 ID 为 254。

   2. 运行以下命令来应用策略：

      $ oc apply -f node-network-vrf.yaml

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2. 创建 BGPPeer 自定义资源 (CR)：

   1. 创建一个文件，如 frr-via-vrf.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta2
      kind: BGPPeer
      metadata:
        name: frrviavrf
        namespace: metallb-system
      spec:
        myASN: 100
        peerASN: 200
        peerAddress: 192.168.130.1
        vrf: ens4vrf 

      1

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      1

      指定要与 BGP peer 关联的 VRF 实例。MetalLB 可以公告服务并根据 VRF 中的路由信息做出路由决策。

   2. 运行以下命令，应用 BGP peer 的配置：

      $ oc apply -f frr-via-vrf.yaml

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3. 创建一个 IPAddressPool CR：

   1. 创建一个文件，如 first-pool.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: IPAddressPool
      metadata:
        name: first-pool
        namespace: metallb-system
      spec:
        addresses:
        - 192.169.10.0/32

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   2. 运行以下命令，为 IP 地址池应用配置：

      $ oc apply -f first-pool.yaml

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4. 创建 BGPAdvertisement CR：

   1. 创建一个文件，如 first-adv.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: metallb.io/v1beta1
      kind: BGPAdvertisement
      metadata:
        name: first-adv
        namespace: metallb-system
      spec:
        ipAddressPools:
          - first-pool
        peers:
          - frrviavrf 

      1

      
        nodeSelectors:
          - matchLabels:
              egress-service.k8s.ovn.org/test-server1: "" 

      2

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      1

      在本例中，MetalLB 将来自 first-pool IP 地址池的 IP 地址范围公告给 frrviavrf BGP peer。

      2

      在本例中，EgressService CR 将出口流量的源 IP 地址配置为使用负载均衡器服务 IP 地址。因此，您必须指定负载均衡器节点返回流量，以便为来自 pod 的流量使用相同的返回路径。

   2. 运行以下命令，应用 BGP 公告的配置：

      $ oc apply -f first-adv.yaml

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5. 创建一个 EgressService CR：

   1. 创建一个文件，如 egress-service.yaml，其内容类似以下示例：

      apiVersion: k8s.ovn.org/v1
      kind: EgressService
      metadata:
        name: server1 

      1

      
        namespace: test 

      2

      
      spec:
        sourceIPBy: "LoadBalancerIP" 

      3

      
        nodeSelector:
          matchLabels:
            vrf: "true" 

      4

      
        network: "2" 

      5

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      1

      指定出口服务的名称。EgressService 资源的名称必须与您要修改的负载均衡器服务的名称匹配。

      2

      指定出口服务的命名空间。EgressService 的命名空间必须与您要修改的负载均衡器服务的命名空间匹配。egress 服务是命名空间范围的。

      3

      这个示例将 LoadBalancer 服务入口 IP 地址分配为出口流量的源 IP 地址。

      4

      如果为 sourceIPBy 规格指定 LoadBalancer，则单一节点处理 LoadBalancer 服务流量。在本例中，只有标签 vrf: "true" 的节点才能处理服务流量。如果没有指定节点，OVN-Kubernetes 会选择一个 worker 节点来处理服务流量。当选择节点时，OVN-Kubernetes 以以下格式标记节点： egress-service.k8s.ovn.org/<svc_namespace>-<svc_name>: ""。

      5

      指定出口流量的路由表 ID。确保值与 NodeNetworkConfigurationPolicy 资源中定义的 route-table-id ID 匹配，例如 route-table-id: 2。

   2. 运行以下命令，为出口服务应用配置：

      $ oc apply -f egress-service.yaml

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验证

1. 运行以下命令，验证您可以访问 MetalLB 服务后运行的 pod 的应用程序端点：

   $ curl <external_ip_address>:<port_number> 

   1

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   1

   更新外部 IP 地址和端口号，以适合您的应用程序端点。

2. 可选：如果您将 LoadBalancer 服务入口 IP 地址指定为出口流量的源 IP 地址，请使用 tcpdump 等工具分析外部客户端接收的数据包，以此验证此配置。