Metallb - 贫苦 K8S 用户的负载均衡支持
简介
在私有网络上运行 Kubernetes，和御三家相比，对 LoadBalancer 类型的服务的支持应该是众多表面差异中最醒目的一个了。类型为 LoadBalancer 的服务在 Kubernetes 中并没有直接支持，NodePort 和 ExternalIP 方案让很多私有云用户成为了 K8S 世界中的二等公民。接下来介绍的 Metallb，就给私有 Kubernetes 用户带来了一个方便、可用（而且不太成熟）的软件解决方案。
该项目发布于 2017 年底，当前处于 Beta 阶段。
Metallb 会在 Kubernetes 内运行，监控服务对象的变化，一旦察觉有新的 LoadBalancer 服务运行，并且没有可申请的负载均衡器之后，就会完成两部分的工作：
地址分配
用户需要在配置中提供一个地址池，Metallb 将会在其中选取地址分配给服务。
地址广播
根据不同配置，Metallb 会以二层（ARP/NDP）或者 BGP 的方式进行地址的广播。
支持范围
不支持 IPVS
| 网络插件 | 兼容性 |
| Calico | 部分支持（有附加文档） |
| Flannel | 支持 |
| Kube-router | 不支持（正在跟进） |
| Romana | 支持（有附加文档） |
| Weave Net | 支持 |
一个小测试
安装
Metallb 支持 Helm 和 YAML 两种安装方法，这里我们使用第二种：
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/google/metallb/v0.7.1/manifests/metallb.yaml
很简单，Metallb 就会开始安装，会生成自己的命名空间以及 RBAC 配置。
$ kubectl get pods -n metallb-system
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
controller-b7896bf94-g449l 1/1 Running 0 51m
speaker-mt6kd 1/1 Running 0 51m
speaker-sqbn4 1/1 Running 0 51m
配置
接下来我们要生成一个 Configmap 文件，为 Metallb 设置网址范围以及协议相关的选择和配置，这里以一个简单的二层配置为例：
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
namespace: metallb-system
name: config
data:
config: |
address-pools:
- name: my-ip-space
protocol: layer2
addresses:
- 10.211.55.240/28
注意：这里的 IP 地址范围需要跟集群实际情况相对应。
使用 kubectl apply 命令应用之后，使用 kubectl logs -f [metallb-controller-pod] 会看到配置更新过程。
测试
创建一个 Nginx 的服务，服务类型为 LoadBalancer：
apiVersion: apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
spec:
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1
ports:
- name: http
containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx
spec:
ports:
- name: http
port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
app: nginx
type: LoadBalancer
服务创建运行之后，可以列出服务信息：
kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kube-dns ClusterIP 10.96.0.10 <none> 53/UDP,53/TCP 7d
nginx LoadBalancer 10.96.245.212 10.211.55.240 80:32207/TCP 54m
这里就发现，LoadBalancer 类型的服务，分配到了我们地址池中的第一个 IP。
用 curl http://10.211.55.240 验证，就会发现返回了 Nginx 的欢迎信息。
补充
除了这里提到的一点点简单配置之外，Metallb 的配置能力还是比较强大的，这点可以参考官网，其中谈及了不少较为务实的案例，另外还提到了部分 Issue 供用户参考。