MetalLB在单节点Kubernetes集群中的典型配置问题分析

问题背景

在Kubernetes集群中使用MetalLB作为负载均衡器时，一个常见的配置问题是服务IP无法在集群外部访问。本文以Raspberry Pi 5单节点集群为例，详细分析该问题的成因和解决方案。

环境配置

• Kubernetes版本：v1.29.0
• MetalLB版本：v0.13.12
• 网络插件：Flannel
• 操作系统：Ubuntu 23.10
• 硬件平台：Raspberry Pi 5单节点

问题现象

用户配置了IP地址池(192.168.7.40-192.168.7.49)并创建了LoadBalancer类型的服务，指定使用192.168.7.43作为服务IP。服务在集群节点内部可以访问，但在同一局域网(192.168.7.0/24)的其他设备上无法访问。

根本原因分析

1. 缺少Advertisement配置：MetalLB需要L2Advertisement或BGPAdvertisement资源来告知如何对外宣告服务IP。这是MetalLB工作流程中的关键环节。

2. 网络接口配置：用户尝试手动将服务IP添加到节点的网络接口，虽然临时解决了问题，但这违背了MetalLB的设计原则。

3. 单节点环境特殊性：在单节点集群中，网络流量的处理方式与多节点集群有所不同，需要特别注意MetalLB的配置。

正确配置方案

1. 创建L2Advertisement资源

对于大多数家庭或实验室环境，L2模式是最简单直接的解决方案。需要创建如下资源：

apiVersion: metallb.io/v1beta1
kind: L2Advertisement
metadata:
  name: main-l2-advertisement
  namespace: metallb-system
spec:
  ipAddressPools:
  - main

2. 完整的IP地址池配置

确保IP地址池配置完整且正确：

apiVersion: metallb.io/v1beta1
kind: IPAddressPool
metadata:
  name: main
  namespace: metallb-system
spec:
  addresses:
  - 192.168.7.40-192.168.7.49
  autoAssign: true

3. 服务定义优化

服务定义中可以简化注解，使用更标准的配置方式：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: whoami-lb
  namespace: test
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: whoami
  type: LoadBalancer
  loadBalancerIP: 192.168.7.43

验证步骤

1. 应用所有配置后，检查MetalLB控制器日志，确认没有错误信息。
2. 在节点上使用ip a命令查看网络接口，确认MetalLB自动添加了服务IP。
3. 从局域网其他设备ping服务IP(192.168.7.43)，确认可达性。
4. 通过curl测试服务端口(80)，验证服务功能。

总结

MetalLB作为Kubernetes的负载均衡器解决方案，在单节点环境中同样适用，但需要特别注意完整配置所有必要的CRD资源。L2Advertisement是使服务IP在局域网中可访问的关键配置。避免手动配置节点网络接口，让MetalLB自动管理IP地址分配和宣告，才能确保系统的稳定性和可维护性。

对于初学者，建议在配置完成后使用MetalLB提供的诊断工具检查配置状态，并详细阅读控制器日志，这能帮助快速定位和解决大多数常见问题。