MetalLB 新手攻略：零壓力實現無縫部署

延續上篇的內容，在了解了MetalLB的基本概念之後，我們就進入實際上部署的動作，還沒看過的可以到以下連結先有個基本概念：

讓我們一步一步建構出我們需要的服務

本篇針對部署一個最基本的MetalLB的做法，共分成四個部分來進行說明：

1. 安裝前確認
2. 部署
3. 測試
4. 結論

1.安裝前確認

跟據官網目前文件上所寫的需求如下：

• K8S 版本在1.13.0以上，並且沒有安裝其他的Loadbalancer
• 相容於MetalLB的CNI(參考：https://metallb.universe.tf/installation/network-addons/)，我的環境是使用Calico，屬於”大部分”功能相容。
• 配置給MetalLB分配的數個IP位址
• 如果使用BGP模式，確認硬體是否支援(本篇使用L2模式)
• 使用L2模式時，確認每個節點的7946 Port允許通過(TCP/UDP)，memberlist功能使用。
• 在v0.13.0版之後，MetalLB也支援CRD的方式，如果還是用configmap的方式，可以用以下方式進行轉換：

2.部署

確認了所有預先需求後，就可以開始進行安裝，官方的安裝方式有YAML, Helm, Operator的方式，為了能更清楚元件的內容到底是在做什麼，本篇選擇最基本的YAML方式進行部署作業，實務上可以使用Helm或是Operator的方式來進行部署，在管理上會更加容易(由其是像OpenShift等等商用解決方案)。

#---------------------------------------------------------
# (option) 如果kube-proxy使用ipvs mode，要記得去修成strict arp
#---------------------------------------------------------
[lb01]# kubectl edit configmap -n kube-system kube-proxy
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
mode: "ipvs"
ipvs:
  strictARP: true

#---------------------------------------------------------
# S2-1. 取得YAML
#---------------------------------------------------------
[master]# wget https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.13.7/config/manifests/metallb-native.yaml
[master]# wget https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.13.7/config/manifests/metallb-frr.yaml

#---------------------------------------------------------
# S2-2. 執行
#---------------------------------------------------------
[master]# kubectl create ns metallb-system
[master]# kubectl apply -f metallb-native.yaml -n metallb-system
[master]# kubectl apply -f metallb-frr.yaml -n metallb-system

#---------------------------------------------------------
# S2-3. 建立IP-Pool
#---------------------------------------------------------
[master]# vim ipv4-pool.yaml
apiVersion: metallb.io/v1beta1
kind: IPAddressPool
metadata:  
  name: first-pool  
  namespace: metallb-system
spec:  
   addresses:  #可分配的 IP 地址,可以指定多个，包括 ipv4、ipv6
   - 172.20.175.140-172.20.175.150

[master]# kubectl apply -f ipv4-pool.yaml

建立好的IP Pool

#---------------------------------------------------------
# S2-4. 建立L2-Advertrisement，與ipv4pool binding
# L2模式的工作方式是回應本地網路的ARP request，將node MAC提供給客戶端
# (如果不設定與ipaddresspool綁定，預設L2Advertisement會關聯所有可用的IPAdressPool)
#---------------------------------------------------------
[master]# vim L2advertisement.yaml
apiVersion: metallb.io/v1beta1
kind: L2Advertisement
metadata:  
  name: example  
  namespace: metallb-system
spec:  
  ipAddressPools:  
  - first-pool 
  
[master]# kubectl apply -f L2advertment.yaml

綁定

到此就完成了MetalLB L2模式的基本建置，接下來進行測試，確認是否可以正常以”loadbalancer”的Type取得IP位址。

3.測試

#---------------------------------------------------------
# S3-1. 建立nginx service
#---------------------------------------------------------
[master]# vim nginx-deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: docker.io/nginx:latest
        ports:
        - containerPort: 80

[master]# kubectl create -f nginx-deployment.yaml
[master]# kubectl get all

#---------------------------------------------------------
# S3-2. 建立nginx svc
#---------------------------------------------------------
[master]# vim nginx-svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx2
  labels:
    app: nginx
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
  - name: nginx-port
    protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
  type: LoadBalancer

[master]# kubectl create -f nginx-svc.yaml

#---------------------------------------------------------
# S3-3. 確認是否已分配externalIP
#---------------------------------------------------------
[master]# kubectl get svc nginx
[master]# curl http://<externalip>
=> 可以訪問表示服務正常

確認功能正常，可以從IP Pool取得IP

4.結論

總結而言，使用MetalLB的最大好處在於為Kubernetes集群提供了強大的負載均衡功能，使服務更可靠、可擴展，且更易於管理。對於正式環境上的應用時，建議進行詳細的規劃和測試，確保它符合應用需求與管理需求，因為它也是屬於基礎架構的一環，如果出現問題可能會直接影響服務，記得注意應未來的擴展和負載增長議題。

當然，相較於Cloud Loadbalancer，還是有一些缺點如下：

1. MetalLB可能不如某些雲端提供的負載均衡服務功能強大，並且可能無法滿足某些高級需求，如全球負載均衡。
2. 需要一定的網路知識：配置MetalLB可能需要一定的網路知識，尤其是在BGP模式下。
3. 安全性：如果不正確配置，MetalLB可能會導致安全風險，因為它公開了一些Kubernetes服務，這需要謹慎的設定。

最後，以下網頁有列出一些類似的產品/工具供大家參考：

綜合上一篇的基本介紹，相信大家都已經可以建構出基本的MetalLB服務，對於沒有上公有雲環境的我，使用MetalLB讓我在地端也可以在這個部分使用到類似公有雲服務的功能，同時在提供服務時，也更為方便對外暴露位址。

好了，本篇就分享到這邊為止，如果對您有任何幫助，也請給我鼓勵，那我們就下期再見囉!!

References:

• https://www.lixueduan.com/posts/cloudnative/01-metallb/