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32.9. 将服务配置为使用 MetalLB

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作为集群管理员,当添加类型为 LoadBalancer 的服务时,您可以控制 MetalLB 如何分配 IP 地址。

32.9.1. 请求特定 IP 地址

与其他一些负载均衡器实施一样,MetalLB 接受服务规格中的 spec.loadBalancerIP 字段。

如果请求的 IP 地址位于任何地址池中,MetalLB 会分配请求的 IP 地址。如果请求的 IP 地址不在任何范围内,MetalLB 会报告警告。

特定 IP 地址的服务 YAML 示例

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: <service_name>
  annotations:
    metallb.universe.tf/address-pool: <address_pool_name>
spec:
  selector:
    <label_key>: <label_value>
  ports:
    - port: 8080
      targetPort: 8080
      protocol: TCP
  type: LoadBalancer
  loadBalancerIP: <ip_address>

如果 MetalLB 无法分配请求的 IP 地址,服务报告的 EXTERNAL-IP 会报告 <pending>,运行 oc describe service <service_name> 会包括一个类似以下示例的事件。

当 MetalLB 无法分配请求的 IP 地址时的示例

  ...
Events:
  Type     Reason            Age    From                Message
  ----     ------            ----   ----                -------
  Warning  AllocationFailed  3m16s  metallb-controller  Failed to allocate IP for "default/invalid-request": "4.3.2.1" is not allowed in config

32.9.2. 从特定池中请求 IP 地址

要从特定范围分配 IP 地址,但您不关注特定的 IP 地址,您可以使用 metallb.universe.tf/address-pool 注解从指定地址池中请求 IP 地址。

来自特定池的 IP 地址的服务 YAML 示例

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: <service_name>
  annotations:
    metallb.universe.tf/address-pool: <address_pool_name>
spec:
  selector:
    <label_key>: <label_value>
  ports:
    - port: 8080
      targetPort: 8080
      protocol: TCP
  type: LoadBalancer

如果您为 <address_pool_name> 指定的地址池不存在,MetalLB 会尝试从允许自动分配的池中分配 IP 地址。

32.9.3. 接受任何 IP 地址

默认情况下,地址池配置为允许自动分配。MetalLB 从这些地址池中分配 IP 地址。

若要接受任何为自动分配配置的池的 IP 地址,不需要特殊注释或配置。

接受任何 IP 地址的服务 YAML 示例

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: <service_name>
spec:
  selector:
    <label_key>: <label_value>
  ports:
    - port: 8080
      targetPort: 8080
      protocol: TCP
  type: LoadBalancer

32.9.4. 共享特定 IP 地址

默认情况下,服务不共享 IP 地址。但是,如果您需要在单个 IP 地址上并置服务,可以通过向服务添加 metallb.universe.tf/allow-shared-ip 注解来启用选择性 IP 共享。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: service-http
  annotations:
    metallb.universe.tf/address-pool: doc-example
    metallb.universe.tf/allow-shared-ip: "web-server-svc"  1
spec:
  ports:
    - name: http
      port: 80  2
      protocol: TCP
      targetPort: 8080
  selector:
    <label_key>: <label_value>  3
  type: LoadBalancer
  loadBalancerIP: 172.31.249.7  4
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: service-https
  annotations:
    metallb.universe.tf/address-pool: doc-example
    metallb.universe.tf/allow-shared-ip: "web-server-svc"
spec:
  ports:
    - name: https
      port: 443
      protocol: TCP
      targetPort: 8080
  selector:
    <label_key>: <label_value>
  type: LoadBalancer
  loadBalancerIP: 172.31.249.7
1
metallb.universe.tf/allow-shared-ip 注解指定相同的值。此值被称为 共享键(sharing key)
2
为服务指定不同的端口号。
3
如果您必须指定 externalTrafficPolicy: local,以便服务将流量发送到同一组 pod,则指定相同的 pod 选择器。如果您使用 cluster 外部流量策略,则 pod 选择器不需要相同。
4
可选:如果您指定了上述三个项目,MetalLB 可能会将服务在同一 IP 地址上并置。若要确保服务共享 IP 地址,请指定要共享的 IP 地址。

默认情况下,Kubernetes 不允许多协议负载均衡器服务。此限制通常会导致无法运行需要同时侦听 TCP 和 UDP 的服务(如 DNS)。要解决 Kubernetes 使用 MetalLB 的这一限制,请创建两个服务:

  • 对于一个服务,请为第二个服务指定 TCP 和 指定 UDP。
  • 在两个服务中,指定相同的 pod 选择器。
  • 指定相同的共享密钥和 spec.loadBalancerIP 值,以将 TCP 和 UDP 服务在同一 IP 地址上并置。

32.9.5. 使用 MetalLB 配置服务

您可以将负载平衡服务配置为使用地址池中的外部 IP 地址。

先决条件

  • 安装 OpenShift CLI (oc) 。
  • 安装 MetalLB Operator 并启动 MetalLB。
  • 至少配置一个地址池。
  • 配置网络,将流量从客户端路由到集群的主机网络。

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

    输出示例

    service/<service_name> created

验证

  • 描述该服务:

    $ oc describe service <service_name>

    输出示例

    Name:                     <service_name>
    Namespace:                default
    Labels:                   <none>
    Annotations:              metallb.universe.tf/address-pool: doc-example  1
    Selector:                 app=service_name
    Type:                     LoadBalancer  2
    IP Family Policy:         SingleStack
    IP Families:              IPv4
    IP:                       10.105.237.254
    IPs:                      10.105.237.254
    LoadBalancer Ingress:     192.168.100.5  3
    Port:                     <unset>  80/TCP
    TargetPort:               8080/TCP
    NodePort:                 <unset>  30550/TCP
    Endpoints:                10.244.0.50:8080
    Session Affinity:         None
    External Traffic Policy:  Cluster
    Events:  4
      Type    Reason        Age                From             Message
      ----    ------        ----               ----             -------
      Normal  nodeAssigned  32m (x2 over 32m)  metallb-speaker  announcing from node "<node_name>"

    1
    如果您从特定池请求 IP 地址,则会显示该注释。
    2
    服务类型必须表示 LoadBalancer
    3
    如果服务被正确分配,load-balancer ingress 字段会指示外部 IP 地址。
    4
    events 字段显示分配给声明外部 IP 地址的节点名称。如果出现错误,Event 字段会指示错误的原因。
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