了解 MetalLB

术语

术语	说明
VIP	虚拟 IP 地址（VIP）是 MetalLB 为 LoadBalancer 类型内部路由分配的 IP 地址，为外部流量访问集群内服务提供统一的访问入口。
ARP	地址解析协议（ARP）用于将网络层的 IP 地址映射到数据链路层的 MAC 地址。
GARP	免费 ARP（GARP）是一种特殊的 ARP 请求，用于通知网络中其他节点 IP 地址与 MAC 地址的绑定关系。与普通 ARP 请求不同，GARP 不等待响应，而是主动将信息发送到网络中。
ARP Responder	MetalLB 的一个组件，负责通过将 VIP 映射到节点的 MAC 地址来响应 ARP 请求。当节点需要与 VIP 通信时，会发送 ARP 请求以获取对应的 MAC 地址。每个可用节点都有一个 ARP Responder，响应这些请求，将 VIP 映射到该节点的 MAC 地址。
Controller	MetalLB 的一个组件，负责从外部地址池动态分配 VIP 用于 LoadBalancer 类型的内部路由。Controller 监听集群中内部路由的创建和删除事件，以便按需分配或释放 VIP。
Speaker	MetalLB 的一个组件，根据策略或算法决定节点是否承载 VIP 并发送 GARP。它确保节点间达到一定的负载均衡，当某个节点不可用时，其他节点可以接管 VIP 并发送 GARP，从而实现高可用。

平台默认使用 MetalLB 的 ARP 模式，具体实现流程和原理如下：

MetalLB 的 Controller 组件从外部地址池中选择一个 IP 地址，分配给 LoadBalancer 类型的内部路由作为 VIP。
MetalLB 根据算法选择一个可用节点承载该 VIP，并转发流量。
该节点上的 Speaker 组件主动发送 GARP，在所有节点间建立 VIP 与 MAC 地址的映射关系。
- 同一子网内的节点在获知 VIP 与可用节点 MAC 地址的映射后，访问 VIP 时会直接与该节点通信。
- 不同子网的节点则先将流量路由到本子网的网关，再由网关转发到承载 VIP 的节点。
当该节点发生故障时，MetalLB 会选择另一个可用节点承载 VIP，从而保证高可用。
流量到达节点后，Kube-Proxy 会将流量转发到对应的 Pod。

MetalLB 对所有对应外部地址池的可用节点与 VIP 进行哈希，并根据特定算法排序，选择第一个可用节点作为 VIP 的承载节点。

创建外部地址池并添加可用节点。所有可用节点保持备份关系，即只有承载 VIP 的节点可以转发流量，需承担该外部地址池中所有 VIP 的全部流量。

公式为：外部地址池数量 = ceil(n-vip / n-node)，其中 ceil 表示向上取整。

注意：若使用虚拟机，则虚拟机数量 = 外部地址池数量 * n。此处 n 必须大于 2，最多允许一个节点故障。

某公司有 10 个 VIP，每个可用节点可承载 5 个 VIP，允许一个节点故障，如何规划外部地址池数量和可用节点数量？

分析：

需要两个外部地址池和四个可用节点。