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11.3. 在 SR-IOV 网络中为 LACP 状态监控配置 PF Status Relay Operator

使用 PF Status Relay Operator 为使用 pod 级别绑定到 SR-IOV 网络的工作负载启用链路聚合控制协议(LACP)状态监控。Operator 监控物理功能(PF)上的 LACP 状态，并在检测到上游失败时更改附加虚拟功能(VF)的链接状态。使用此方法，您可以检测附加到 PF 的 VF 上的故障，以确保及时切换到备份网络路径，确保工作负载的高可用性。

以下场景演示了如何为 SR-IOV 网络配置和验证 LACP 状态监控：

  • 在 worker 节点上创建主机级别的 NIC 绑定并配置 LACP。
  • 定义 SR-IOV 网络策略以在绑定接口上创建虚拟功能(VF)。
  • 部署 PF Status Relay Operator 以监控 PF 并监控 LACP 状态。
  • 在进行上游交换机失败时，验证使用这些 VF 的 pod 是否自动切换到备份网络路径。

以下场景演示了如何为 SR-IOV 网络配置和验证 LACP 状态监控。此场景使用每个节点上有两个端口的 SR-IOV 网卡( worker-0 和 worker-1 )，两个端口都连接到共享交换机，以支持 LACP 绑定。

先决条件

  • 节点必须具有支持 SR-IOV 的 NIC。
  • SR-IOV Network Operator 已安装。
  • 已安装 PF Status Relay Operator。
  • 连接到 worker 节点的物理交换机端口被配置为带有快速轮询率的 LACP。
  • linkState 设置为 auto 或 disable 用于您要监控的 SR-IOV VF。Operator 会忽略将 linkState 设置为 enable 的 VF。SR-IOV VF 的默认值为 linkState: auto。

流程

  1. 通过创建一个 namespace.yaml 文件来创建项目命名空间，如下例所示：

    namespace.yaml 文件示例

    apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  labels:
    kubernetes.io/metadata.name: sriov-operator-tests
    pod-security.kubernetes.io/audit: privileged
    pod-security.kubernetes.io/enforce: privileged
    pod-security.kubernetes.io/warn: privileged
    security.openshift.io/scc.podSecurityLabelSync: "false"
  name: sriov-operator-tests
    1

    1
    部署高可用性 pod 的命名空间。

  2. 运行以下命令来应用命名空间： 

    $ oc apply -f namespace.yaml

  3. 配置主机级别的 LACP 绑定：

    1. 为 worker-0 节点上的 ens5f0 接口定义 NodeNetworkConfigurationPolicy 资源的 YAML 文件：

      nncpBondF0Worker0.yaml 文件示例

      apiVersion: nmstate.io/v1
kind: NodeNetworkConfigurationPolicy
metadata:
  name: example-bond-f0
spec:
  nodeSelector:
    kubernetes.io/hostname: worker-0
      1 
      
  desiredState:
    interfaces:
      - name: example-bond-f0
        description: example-bond-f0
        type: bond
        state: up
        mtu: 9216
        link-aggregation:
          mode: 802.3ad
      2 
      
          options:
            miimon: '100'
            lacp_rate: 'fast'
      3 
      
            min_links: '1'
          port:
            - ens5f0
      4 
      
      - name: ens5f0
        type: ethernet
        state: up
        mtu: 9216

      1
      创建绑定接口的节点。
      2
      您必须将 LACP 模式设置为 802.3ad，以便在绑定上启用 LACP。
      3
      您必须在接口和交换机中设置 LACP 速率 fast。fast 速率每秒发送 LACP 数据包。
      4
      要包含在绑定中的 PF。

    2. 为 worker-0 节点上的 ens5f1 接口创建定义 NodeNetworkConfigurationPolicy 资源的 YAML 文件：

      nncpBondF1Worker0.yaml 文件示例

      apiVersion: nmstate.io/v1
kind: NodeNetworkConfigurationPolicy
metadata:
  name: example-bond-f1
spec:
  nodeSelector:
    kubernetes.io/hostname: worker-0
      1 
      
  desiredState:
    interfaces:
      - name: example-bond-f1
        description: example-bond-f1
        type: bond
        state: up
        mtu: 9216
        link-aggregation:
          mode: 802.3ad
      2 
      
          options:
            miimon: '100'
            lacp_rate: 'fast'
      3 
      
            min_links: '1'
          port:
            - ens5f1
      4 
      
      - name: ens5f1
        type: ethernet
        state: up
        mtu: 9216

      1
      创建绑定接口的节点。
      2
      您必须将 LACP 模式设置为 802.3ad，以便在绑定上启用 LACP。
      3
      您必须在接口和交换机中设置 LACP 速率 fast。fast 速率每秒发送 LACP 数据包。
      4
      要包含在绑定中的 PF。

    3. 运行以下命令来应用资源： 

      $ oc apply -f nncpBondF0Worker0.yaml
$ oc apply -f nncpBondF1Worker0.yaml

  4. 为绑定接口创建 SR-IOV 网络 VF：

    1. 为 worker-0 节点上的 ens5f0 接口定义 SriovNetworkNodePolicy 资源的 YAML 文件：

      sriovnetworkpolicy-port1.yaml 文件示例

      apiVersion: sriovnetwork.openshift.io/v1
kind: SriovNetworkNodePolicy
metadata:
  name: sriovnetpolicy-port-0
  namespace: openshift-sriov-network-operator
spec:
  deviceType: netdevice
  nicSelector:
    pfNames:
      - ens5f0
      1 
      
  nodeSelector:
    kubernetes.io/hostname: worker-0
      2 
      
  numVfs: 10
      3 
      
  priority: 99
  resourceName: resourceport0
      4

      1
      要从中创建 VF 的 PF。
      2
      创建 VF 的节点。
      3
      要在 PF 上创建的 VF 数量。
      4
      pod 用于请求这些 VF 的资源名称。

    2. 为 worker-0 节点上的 ens5f1 接口定义 SriovNetworkNodePolicy 资源的 YAML 文件：

      sriovnetworkpolicy-port2.yaml 文件示例

      apiVersion: sriovnetwork.openshift.io/v1
kind: SriovNetworkNodePolicy
metadata:
  name: sriovnetpolicy-port-1
  namespace: openshift-sriov-network-operator
spec:
  deviceType: netdevice
  nicSelector:
    pfNames:
      - ens5f1
      1 
      
  nodeSelector:
    kubernetes.io/hostname: worker-0
      2 
      
  numVfs: 10
      3 
      
  priority: 99
  resourceName: resourceport1
      4

      1
      要从中创建 VF 的 PF。
      2
      创建 VF 的节点。
      3
      要在 PF 上创建的 VF 数量。
      4
      pod 用于请求这些 VF 的资源名称。

    3. 运行以下命令来应用资源： 

      $ oc apply -f sriovnetworkpolicy-port1.yaml
$ oc apply -f sriovnetworkpolicy-port2.yaml

  5. 配置 PF Status Relay Operator：

    1. 创建定义 PFLACPMonitor 资源的 YAML 文件。这个示例文件将 Operator 配置为监控 worker-0 节点上的 ens5f0 和 ens5f1 绑定接口：

      pflacpmonitor.yaml 文件示例

      apiVersion: pfstatusrelay.openshift.io/v1alpha1
kind: PFLACPMonitor
metadata:
  namespace: openshift-pf-status-relay-operator
  labels:
    app.kubernetes.io/name: pf-status-relay-operator
  name: pflacpmonitor-worker-0
spec:
  interfaces:
    - ens5f0
      1 
      
    - ens5f1
  pollingInterval: 1000
      2 
      
  nodeSelector:
    kubernetes.io/hostname: worker-0
      3

      1
      要监控的 PF 列表。
      2
      轮询间隔，以毫秒为单位检查受监控接口上的 LACP 状态。最小值为 1000。
      3
      目标接口的节点。
      重要

      仅使用一个 PFLACPMonitor 自定义资源来监控节点上的每个网络接口。如果您创建以同一接口为目标的多个资源，PF Status Relay Operator 不会处理冲突的配置。

    2. 运行以下命令来应用 PFLACPMonitor 资源： 

      $ oc apply -f pflacpmonitor.yaml

验证

  1. 检查 PF Status Relay Operator 的日志，以验证它是否监控 LACP 状态： 

    $ oc logs -n openshift-pf-status-relay-operator <pf_status_relay_operator_pod_name>

    输出示例

    {"time":"2025-07-24T13:35:54.653201692Z","level":"INFO","msg":"lacp is up","interface":"ens5f0"}
{"time":"2025-07-24T13:35:54.65347273Z","level":"INFO","msg":"vf link state was set","id":0,"state":"auto","interface":"ens5f0"}
...

  2. 应用 SriovNetwork 资源，使 VF 可用于在 sriov-operator-tests 命名空间中使用：

    1. 为 ens5f0 上创建的 VF 定义 SriovNetwork 资源的 YAML 文件：

      sriovnetwork-port1.yaml 文件示例

      apiVersion: sriovnetwork.openshift.io/v1
kind: SriovNetwork
metadata:
  name: sriovnetwork-port0
  namespace: openshift-sriov-network-operator
spec:
  capabilities: '{ "mac": true }'
  networkNamespace: sriov-operator-tests
  resourceName: resourceport0

    2. 为 ens5f1 上创建的 VF 定义 SriovNetwork 资源的 YAML 文件：

      sriovnetwork-port2.yaml 文件示例

      apiVersion: sriovnetwork.openshift.io/v1
kind: SriovNetwork
metadata:
  name: sriovnetwork-port1
  namespace: openshift-sriov-network-operator
spec:
  capabilities: '{ "mac": true }'
  networkNamespace: sriov-operator-tests
  resourceName: resourceport1

    3. 运行以下命令来应用资源： 

      $ oc apply -f sriovnetwork-port1.yaml
$ oc apply -f sriovnetwork-port2.yaml

  3. 定义使用 SR-IOV VF 的高可用性 pod：

    1. 应用 NetworkAttachmentDefinition 资源，以使用两个 SR-IOV 网络创建 active-backup 绑定：

      nad-bond.yaml 文件示例

      apiVersion: k8s.cni.cncf.io/v1
kind: NetworkAttachmentDefinition
metadata:
  name: nad-bond-1
  namespace: sriov-operator-tests
spec:
  config: |-
    {"type": "bond", "cniVersion": "0.3.1", "name": "bond-net1",
    "mode": "active-backup", "failOverMac": 1, "linksInContainer": true, "miimon": "100", "mtu": 1450,
    "links": [{"name": "net1"},{"name": "net2"}], "capabilities": {"ips": true}, "ipam": {"type": "static"}}

      • linksInContainer: true 在 pod 的网络命名空间中创建绑定。
      • mode：active-backup 将绑定配置为使用 active-backup 模式。

      • links 指定要包含在绑定中的 pod 级别接口。

        重要

        PF Status Relay Operator 为 pod 级别绑定提供 LACP 状态监控，且只为 mode: active-backup 配置。

    2. 运行以下命令来应用 NetworkAttachmentDefinition 资源： 

      $ oc apply -f nad-bond.yaml

    3. 创建定义使用 active-backup 模式的绑定接口中的 VF 的 Pod 资源的 YAML 文件：

      client-bond.yaml 文件示例

      apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: client-bond
  namespace: sriov-operator-tests
  annotations:
    k8s.v1.cni.cncf.io/networks: |-
      1 
      
      [{
          "name": "sriovnetwork-port0",
          "interface": "net1",
          "mac": "<mac_address>"
        },{
          "name": "sriovnetwork-port1",
          "interface": "net2",
          "mac": "<mac_address>"
        },{
          "name": "nad-bond-1",
          "interface": "bond0",
          "ips": ["192.168.10.254/24","2001:100::254/64"],
          "mac": "<mac_address>"
      }]
spec:
  nodeName: worker-0
  containers:
    - name: client-bond
      image: quay.io/nginx/nginx-unprivileged
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 3650d"]
      securityContext:
        privileged: true
      command: ["/bin/sleep", "3650d"]

      1
      该注解请求三个网络：两个 SR-IOV VF、net1 和 net2，以及一个绑定，bond0 使用它们。

    4. 运行以下命令来应用 Pod 资源： 

      $ oc apply -f client-bond.yaml

  4. 检查故障切换机制：

    1. 运行以下命令登录到 client-bond pod： 

      $ oc rsh -n sriov-operator-tests client-bond

    2. 运行以下命令，检查 pod 级别绑定的初始状态： 

      sh-4.4# cat /proc/net/bonding/bond0

      输出示例

      [root@client-bond-tlb /]# cat /proc/net/bonding/bond0
...

Bonding Mode: transmit load balancing
Transmit Hash Policy: layer2 (0)
Primary Slave: None
Currently Active Slave: net1
MII Status: up
MII Polling Interval (ms): 100
Up Delay (ms): 0
Down Delay (ms): 0
Peer Notification Delay (ms): 0

Slave Interface: net1
MII Status: up
Speed: 25000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: AA:BB:CC:DD:EE:FF
Slave queue ID: 0

Slave Interface: net2
MII Status: up
Speed: 25000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: BB:CC:DD:EE:FF:GG

      • net1 和 net2 接口都已启动。
    3. 退出 pod shell。
    4. 在上游物理交换机上模拟 LACP 失败。要模拟此场景，您可以在要测试故障的交换机端口上过滤 LACP 流量。这样可确保物理链接在 LACP 轮询失败时保留。要执行此操作的命令取决于供应商。

    5. 通过重新登录 client-bond pod 并再次检查绑定状态来验证 pod 中的故障切换： 

      sh-4.4# cat /proc/net/bonding/bond0

      输出示例

      ...

Bonding Mode: transmit load balancing
Transmit Hash Policy: layer2 (0)
Primary Slave: None
Currently Active Slave: net2
MII Status: up
MII Polling Interval (ms): 100
Up Delay (ms): 0
Down Delay (ms): 0
Peer Notification Delay (ms): 0

Slave Interface: net1
MII Status: down
Speed: Unknown
Duplex: Unknown
Link Failure Count: 1
Permanent HW addr: AA:BB:CC:DD:EE:FF
Slave queue ID: 0

Slave Interface: net2
MII Status: up
Speed: 25000 Mbps
Duplex: full
Link Failure Count: 0
Permanent HW addr: BB:CC:DD:EE:FF:GG
Slave queue ID: 0

      • net1 接口已关闭，net2 接口现在是活跃的接口。

        client-bond pod 检测到链路状态更改，并切换到备份网络路径。

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