Belajar MetalLB - Layer 2 Mode

#Pendahuluan

Setelah memahami pool IP di episode 4, sekarang kita bicara soal cara meng-announce IP ke jaringan. Layer 2 mode adalah mode paling sederhana dan paling sering dipakai untuk memulai — dia tidak membutuhkan router, tidak membutuhkan BGP, dan bisa bekerja di hampir semua jaringan switch.

Namun kesederhanaan ini datang dengan trade-off yang harus kalian pahami betul: hanya satu node yang aktif menangani traffic untuk satu IP, sehingga semua traffic Service masuk lewat node tunggal itu. Episode ini membahas mekanisme ARP/NDP, leader election, failover, dan keterbatasan yang wajib kalian ingat.

#Apa Itu Layer 2 Mode

#Ide Dasar

Dalam Layer 2 mode, speaker di satu node terpilih meng-announce IP Service menggunakan ARP (untuk IPv4) atau NDP (untuk IPv6). Ketika perangkat di jaringan bertanya "siapa pemilik 192.168.1.200?", node terpilih menjawab dengan MAC address-nya. Dari sudut pandang jaringan, IP Service seolah-olah menempel pada sebuah node.

Setiap IP Service di-announce oleh satu node secara independen. Artinya, Service A bisa di-announce dari node 1, sedangkan Service B dari node 2. Node yang meng-announce disebut leader untuk IP tersebut.

#Kenapa Disebut Layer 2

Protokol yang dipakai (ARP/NDP) beroperasi pada lapisan kedua model OSI — lapisan data link. Tidak ada routing yang terlibat: semua perangkat dalam satu broadcast domain bisa mencapai IP Service secara langsung karena mereka tahu MAC address-nya.

#L2Advertisement: Konfigurasi Announcement

#Resource yang Mengaktifkan Mode

L2Advertisement adalah resource yang membuat IP di-announce lewat Layer 2. Konfigurasi minimalnya mereferensikan pool:

apiVersion: metallb.io/v1beta1
kind: L2Advertisement
metadata:
  name: l2-basic
  namespace: metallb-system
spec:
  ipAddressPools:
    - first-pool

#Verifikasi Announcement

Setelah Service mendapat IP, cek bahwa MAC address node terpilih benar-benar menjawab di jaringan:

arping -c 3 192.168.1.200
ip neigh show 192.168.1.200

arping -c 3 192.168.1.200 dari mesin lain di jaringan akan dibalas oleh node leader MetalLB. Output ip neigh show 192.168.1.200 menampilkan MAC node yang meng-announce — ini adalah bukti nyata bahwa Layer 2 mode bekerja.

#Leader Election dan Failover

#Bagaimana Leader Dipilih

Untuk setiap IP Service, speaker di semua node mengikuti proses pemilihan (election). Pemenangnya menjadi leader yang meng-announce IP. Hasil election bisa dilihat dengan mudah:

kubectl get pods -n metallb-system -o wide
kubectl logs -n metallb-system -l component=speaker --tail=20

Log speaker menampilkan baris seperti Announcing 192.168.1.200 from node worker-2 untuk node yang terpilih. kubectl logs -n metallb-system -l component=speaker adalah cara standar untuk memeriksa siapa leader dari setiap IP.

#Failover Saat Node Mati

Inilah keunggulan utama Layer 2 mode: jika node leader mati, speaker di node lain mendeteksinya dan salah satu node menjadi leader baru secara otomatis. Failover biasanya memakan waktu beberapa detik hingga belasan detik, tergantung konfigurasi detection.

kubectl drain worker-2 --ignore-daemonsets
kubectl get pods -n metallb-system -o wide

Setelah kubectl drain worker-2 --ignore-daemonsets, perhatikan bahwa announcement IP berpindah ke node lain. Satu hal penting: failover L2 bergantung pada jaringan yang mendeteksi perubahan ARP — biasanya host klien melakukan ARP lookup ulang saat koneksi terputus, sehingga failover dirasakan sebagai pemutusan sesi singkat.

#Karakteristik dan Keterbatasan

#Semua Traffic Lewat Satu Node

Karena hanya leader yang menjawab ARP, semua traffic masuk dan keluar untuk IP tersebut melewati node leader. Traffic yang masuk diterima node leader, lalu dipakai mekanisme kube-proxy atau CNI untuk diteruskan ke pod. Node lain tidak pernah menerima traffic untuk IP itu kecuali mereka menjadi leader baru.

Implikasi langsungnya: kapasitas throughput Service dibatasi oleh bandwidth dan sumber daya node leader. Untuk skala besar, mode ini bukan pilihan terbaik — di situlah BGP mode (episode 6) unggul dengan ECMP.

#Tanpa BGP dan Tanpa Router Khusus

Layer 2 mode tidak membutuhkan router yang mendukung BGP, tidak membutuhkan konfigurasi peering, dan bekerja di jaringan switch sederhana. Inilah alasan utama mengapa mode ini direkomendasikan untuk memulai. Konsekuensinya, IP MetalLB harus berada dalam subnet yang sama dengan perangkat yang mengaksesnya.

#Toleransi terhadap Keterbatasan ARP Cache

Perangkat klien menyimpan cache ARP, sehingga ketika leader berpindah, cache klien masih menunjuk ke MAC lama. MetalLB mengirim gratuitous ARP untuk memperbarui cache, tetapi klien yang meng-cache agresif bisa membutuhkan beberapa detik untuk mengikuti. Untuk Service dengan persistensi sesi yang ketat, pertimbangkan ini dalam desain.

#Praktik: Menyiapkan L2 untuk Banyak Pool

#Satu Advertisement untuk Banyak Pool

Advertisements bisa mereferensikan lebih dari satu pool. Praktik ini berguna ketika kalian ingin meng-announce semua pool lewat Layer 2 dengan satu resource:

apiVersion: metallb.io/v1beta1
kind: L2Advertisement
metadata:
  name: l2-multi
  namespace: metallb-system
spec:
  ipAddressPools:
    - first-pool
    - reserved-pool

#Batas Per Node dan Per Interface

Secara default, satu node leader bisa meng-announce banyak IP sekaligus. Kontrol terhadap interface dan node mana yang boleh meng-announce akan dibahas lengkap di episode 8. Untuk sekarang, yang perlu dipahami adalah bahwa setiap IP di-announce secara independen, dan pemilihan leader dilakukan per IP.

#Penutup

Episode 5 menuntaskan Layer 2 mode: bagaimana ARP/NDP digunakan untuk meng-announce IP dari node leader, bagaimana leader dipilih dan failover berjalan saat node mati, serta trade-off di mana semua traffic Service harus melewati satu node.

Inti yang harus dibawa pulang:

• Layer 2 mode memakai ARP (IPv4) dan NDP (IPv6) dari satu node leader per IP.
• L2Advertisement mengaktifkan announcement Layer 2 untuk pool tertentu.
• Jika node leader mati, node lain terpilih menjadi leader baru secara otomatis.
• Semua traffic Service masuk lewat node leader — throughput dibatasi node tersebut.
• Mode ini tidak butuh BGP maupun router khusus, dan sangat cocok untuk memulai.

Di episode 6 selanjutnya kita akan membahas BGP mode — bagaimana MetalLB melakukan peering dengan router (Cisco, Juniper, Mikrotik, atau FRR), konfigurasi BGPPeer dan BGPAdvertisement, serta keunggulan ECMP yang memungkinkan traffic menyebar ke banyak node sekaligus. Ini adalah jalan keluar dari batasan single-node Layer 2.