Автор статьи: Рустем Галиев
IBM Senior DevOps Engineer & Integration Architect. Официальный DevOps ментор и коуч в IBM
Привет, Хабр! Сегодня мы узнаем, как использовать MetalLB в качестве балансировщика нагрузки, который будет выдавать внешние IP-адреса, которые для сервисов Kubernetes настроены на тип LoadBalancer.
Понимание балансировки нагрузки MetalLB
Балансировка нагрузки — это метод, с помощью которого входящий сетевой трафик направляется на заданный сервер из массива из нескольких серверов. Трафик направляется в соответствии с сервером, который лучше всего подходит для обработки запроса. Балансировщик нагрузки используется для обеспечения равномерного потока трафика в масштабе.
MetalLB — это продукт для балансировки нагрузки, который обычно используется для кластеров Kubernetes, размещенных на компьютерах без операционной системы. Тем не менее, MetalLB хорошо работает, чтобы обеспечить возможности балансировки нагрузки для Kubernetes в Docker (KinD).
Первым делом устанавливаем утилиту sipcalc
Утилита sipcalc, как описано в руководстве, это:
«калькулятор IP-подсети, состоящий из двух частей. Консольная версия на основе простого текста и веб-аналог (cgi) ... Sipcalc в своей простейшей форме принимает IP-адрес и маску подсети в командной строке и выводит информацию о подсети. Sipcalc поддерживает адреса IPv4 и IPv6».
Здесь вы будете использовать sipcalc для определения диапазона IP-адресов, которые MetalLB будет использовать в качестве пула, из которого будут назначаться внешние IP-адреса.
Шаг 1. Убедимся, что кластер Kubernetes запущен и работает. Выполните следующую команду:
kubectl get node -o wide
NAME STATUS ROLES AGE VERSION INTERNAL-IP EXTERNAL-IP OS-IMAGE KERNEL-VERSION CONTAINER-RUNTIME
kind-control-plane Ready master 2m59s v1.19.1 172.19.0.3 <none> Ubuntu Groovy Gorilla (development branch) 4.4.0-185-generic containerd://1.4.0
kind-worker Ready <none> 2m23s v1.19.1 172.19.0.2 <none> Ubuntu Groovy Gorilla (development branch) 4.4.0-185-generic containerd://1.4.0
kind-worker2 Ready <none> 2m23s v1.19.1 172.19.0.4 <none> Ubuntu Groovy Gorilla (development branch) 4.4.0-185-gener
Шаг 2: Установим sipcalc.
sudo apt install sipcalc -y
Установка MetalLB
Теперь мы установим балансировщик нагрузки MetalLB.
Шаг 1: Устанавливаем необходимое пространство имен Kubernetes.kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.9.4/manifests/namespace.yaml
Шаг 2: Устанавливаем MetalLB.kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/metallb/metallb/v0.9.4/manifests/metallb.yaml
Шаг 3: Устанавливаем необходимый секрет Kubernetes.kubectl create secret generic -n metallb-system memberlist --from-literal=secretkey="$(openssl rand -base64 128)"
Определение диапазона IP-адресов
Целью этого шага является определение диапазона IP-адресов, которые будут служить пулом, из которого MetalLB будет использовать внешний IP-адрес.
Шаг 1: Мы узнаем IP-адреса, используемые нодами в кластере Kubernetes.kubectl get nodes -o wide
Вы получите результат, аналогичный следующему:
NAME STATUS ROLES AGE VERSION INTERNAL-IP EXTERNAL-IP OS-IMAGE KERNEL-VERSION CONTAINER-RUNTIME
kind-control-plane Ready master 11m v1.19.1 172.19.0.2 <none> Ubuntu Groovy Gorilla (development branch) 4.4.0-193-generic containerd://1.4.0
kind-worker Ready <none> 11m v1.19.1 172.19.0.4 <none> Ubuntu Groovy Gorilla (development branch) 4.4.0-193-generic containerd://1.4.0
kind-worker2 Ready <none> 11m v1.19.1 172.19.0.3 <none> Ubuntu Groovy Gorilla (development branch) 4.4.0-193-generic containerd://1.4.0
Шаг 2: Находим CIDR бридж в кластере.
Бесклассовая адресация (англ. Classless Inter-Domain Routing, англ. CIDR) — метод IP-адресации, позволяющий гибко управлять пространством IP-адресов, не используя жёсткие рамки классовой адресации.ip a s
Вы должны получить что-то по типу:
...
4: br-956cdadd3d33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default
link/ether 02:42:8b:33:c3:fb brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 172.19.0.1/16 brd 172.19.255.255 scope global br-956cdadd3d33
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fc00:f853:ccd:e793::1/64 scope global
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::42:8bff:fe33:c3fb/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::1/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
…Шаг 3: Мы используем инструмент sipcalc, чтобы найти диапазон IP-адресов, которые может использовать MetalLB.sipcalc 172.19.0.1/16
Где
172.19.0.1/16 — это CIDR, обнаруженный с помощью ip as s.
-[ipv4 : 172.19.0.1/16] - 0
[CIDR]
Host address - 172.19.0.1
Host address (decimal) - 2886926337
Host address (hex) - AC130001
Network address - 172.19.0.0
Network mask - 255.255.0.0
Network mask (bits) - 16
Network mask (hex) - FFFF0000
Broadcast address - 172.19.255.255
Cisco wildcard - 0.0.255.255
Addresses in network - 65536
Network range - 172.19.0.0 - 172.19.255.255
Usable range - 172.19.0.1 - 172.19.255.254Создание ConfigMap
Мы назначаем Kubernetes ConfigMap кластеру Kubernetes.
Нам потребуется создать специальный Kubernetes ConfigMap, потому что балансировщик нагрузки MetalLB использует ConfigMap в качестве механизма поиска. MetalLB проверит ConfigMap, чтобы найти диапазон IP-адресов, которые он может использовать для реализации балансировки нагрузки между балансировщиком нагрузки и составляющими службами. Часть данных конфигурации в ConfigMap, которая интересует MetalLB, называется data.config.addresses.
Шаг 1: Мы пишем файл metallb-config.yaml
nano metallb-config.yaml
Шаг 2: Добавляем следующий конфиг:
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
namespace: metallb-system
name: config
data:
config: |
address-pools:
- name: default
protocol: layer2
addresses:
- 172.19.255.1-172.19.255.250172.19.255.1-172.19.255.250 — это IP-адреса, определенные на шагах выше.
Обратите внимание, что Вам потребуется ввести диапазон IP-адресов, уникальный для вашего инстанса.
Шаг 3: Сохраняем содержимое и выходим.
Ctrl+O, Ctrl+X
Шаг 4: Мы применяем ConfigMap к кластеру Kubernetes.kubectl apply -f metallb-config.yaml
Установка приложения Kubernetes
Мы устанавливаем набор веб-серверов nginx в качестве деплоймента Kubernetes, представленного ранее установленным балансировщиком нагрузки MetalLB.
Шаг 1: Создадим деплоймент Kubernetes с 3 репликами.kubectl create deploy nginx --replicas=3 --image nginx
Шаг 2: Создаем сервис типа LoadBalancer и привязываем его к подам.kubectl expose deploy nginx --port 80 --type LoadBalancer
Шаг 3: Мы проверяем, что поды были созданы.kubectl get service
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 12m3s
nginx LoadBalancer 10.96.203.31 172.19.255.1 80:32168/TCP 14sОбратите внимание, что служба с именем nginx имеет внешний IP-адрес; в данном случае 172.19.255.1.
Доступ к приложению Kubernetes
Цель состоит в том, чтобы протестировать демонстрационное приложение, работающее в кластере KinD, с помощью его URL-адреса с балансировкой нагрузки.
Мы получим доступ к приложению с помощью curl.
Помните. Для привязки внешнего IP-адреса к базовому развертыванию требуется некоторое время.
Шаг 1: Получаем внешний IP-адрес.kubectl get services
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 18m
nginx LoadBalancer 10.96.203.31 172.19.255.1 80:32168/TCP 6m44sОбратите внимание, что служба с именем nginx имеет внешний IP-адрес; в данном случае 172.19.255.1.
Шаг 2: Вызываем сервис на основе внешнего IP-адреса, присвоенного балансировщиком нагрузки, в данном случае:curl 172.19.255.1
На выходе вы получите домашнюю страницу nginx в формате HTML, как показано ниже:
Поздравляем! Вы установили балансировщик нагрузки MetalLB в кластер KinD!
В заключение хочу порекомендовать вам бесплатный урок, на котором мои коллеги из OTUS пошагово покажут как написать распределенное и отказоустойчивое in-memory хранилище данных, используя фреймворк Tarantool Cartridge.
