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서비스, 로드밸런싱, 네트워킹

쿠버네티스의 네트워킹에 대한 개념과 리소스에 대해 설명한다.

쿠버네티스 네트워크 모델

클러스터의 모든 파드는 고유한 IP 주소를 갖는다. 이는 즉 파드간 연결을 명시적으로 만들 필요가 없으며 또한 컨테이너 포트를 호스트 포트에 매핑할 필요가 거의 없음을 의미한다. 이로 인해 포트 할당, 네이밍, 서비스 디스커버리, 로드 밸런싱, 애플리케이션 구성, 마이그레이션 관점에서 파드를 VM 또는 물리 호스트처럼 다룰 수 있는 깔끔하고 하위 호환성을 갖는 모델이 제시된다.

쿠버네티스는 모든 네트워킹 구현에 대해 다음과 같은 근본적인 요구사항을 만족할 것을 요구한다. (이를 통해, 의도적인 네트워크 분할 정책을 방지)

  • 파드는 NAT 없이 노드 상의 모든 파드와 통신할 수 있다.
  • 노드 상의 에이전트(예: 시스템 데몬, kubelet)는 해당 노드의 모든 파드와 통신할 수 있다.

참고: 파드를 호스트 네트워크에서 구동하는 것도 지원하는 플랫폼(예: 리눅스)에 대해서는, 파드가 노드의 호스트 네트워크에 연결되어 있을 때에도 파드는 여전히 NAT 없이 모든 노드의 모든 파드와 통신할 수 있다.

이 모델은 전반적으로 덜 복잡할 뿐만 아니라, 무엇보다도 VM에 있던 앱을 컨테이너로 손쉽게 포팅하려는 쿠버네티스 요구사항을 만족시킬 수 있다. 작업을 기존에는 VM에서 실행했었다면, VM은 IP주소를 가지며 프로젝트 내의 다른 VM과 통신할 수 있었을 것이다. 이는 동일한 기본 모델이다.

쿠버네티스 IP 주소는 파드 범주에 존재하며, 파드 내의 컨테이너들은 IP 주소, MAC 주소를 포함하는 네트워크 네임스페이스를 공유한다. 이는 곧 파드 내의 컨테이너들이 각자의 포트에 localhost로 접근할 수 있음을 의미한다. 또한 파드 내의 컨테이너들이 포트 사용에 있어 서로 협조해야 하는데, 이는 VM 내 프로세스 간에도 마찬가지이다. 이러한 모델은 "파드 별 IP" 모델로 불린다.

이것이 어떻게 구현되는지는 사용하는 컨테이너 런타임의 상세사항이다.

노드 자체의 포트를 파드로 포워드하도록 요청하는 것도 가능하지만(호스트 포트라고 불림), 이는 매우 비주류적인(niche) 동작이다. 포워딩이 어떻게 구현되는지도 컨테이너 런타임의 상세사항이다. 파드 자체는 호스트 포트 존재 유무를 인지할 수 없다.

쿠버네티스 네트워킹은 다음의 네 가지 문제를 해결한다.

클러스터 네트워킹은 클러스터에 네트워킹을 설정하는 방법과 관련된 기술에 대한 개요도 제공한다.


서비스

외부와 접하는 단일 엔드포인트 뒤에 있는 클러스터에서 실행되는 애플리케이션을 노출시키며, 이는 워크로드가 여러 백엔드로 나뉘어 있는 경우에도 가능하다.

인그레스(Ingress)

URI, 호스트네임, 경로 등과 같은 웹 개념을 이해하는 프로토콜-인지형(protocol-aware configuration) 설정 메커니즘을 이용하여 HTTP (혹은 HTTPS) 네트워크 서비스를 사용 가능하게 한다. 인그레스 개념은 쿠버네티스 API를 통해 정의한 규칙에 기반하여 트래픽을 다른 백엔드에 매핑할 수 있게 해준다.

인그레스 컨트롤러

클러스터 내의 인그레스가 작동하려면, 인그레스 컨트롤러가 실행되고 있어야 한다. 적어도 하나의 인그레스 컨트롤러를 선택하고 이를 클러스터 내에 설치한다. 이 페이지는 배포할 수 있는 일반적인 인그레스 컨트롤러를 나열한다.

엔드포인트슬라이스

엔드포인트슬라이스 API는 서비스가 대규모 백엔드를 처리할 수 있도록 확장할 수 있게 해주고, 클러스터가 정상적인 백엔드의 리스트를 효율적으로 업데이트 할 수 있도록 쿠버네티스가 사용하는 메커니즘이다.

네트워크 정책

IP 주소 또는 포트 수준(OSI 계층 3 또는 4)에서 트래픽 흐름을 제어하려는 경우, 네트워크 정책은 클러스터 내의 트래픽 흐름뿐만 아니라 파드와 외부 간의 규칙을 정의할 수 있도록 해준다. 클러스터는 반드시 네트워크 정책을 지원하는 네트워크 플러그인을 사용해야 한다.

서비스 및 파드용 DNS

워크로드는 DNS를 사용하여 클러스터 내의 서비스들을 발견할 수 있다; 이 페이지는 이것이 어떻게 동작하는지를 설명한다.

IPv4/IPv6 이중 스택

쿠버네티스는 단일 스택 IPv4 네트워킹, 단일 스택 IPv6 네트워킹 혹은 두 네트워크 패밀리를 활성화한 이중 스택 네트워킹 설정할 수 있도록 해준다. 이 페이지는 이 방법을 설명한다.

토폴로지 인지 힌트

토폴로지 인지 힌트 는 트래픽이 발생한 존 내에서 네트워크 트래픽을 유지하도록 처리하는 메커니즘을 제공한다. 클러스터의 파드간 동일한 존의 트래픽을 선호하는 것은 안전성, 성능(네트워크 지연 및 처리량) 혹은 비용 측면에 도움이 될 수 있다.

윈도우에서의 네트워킹

서비스 내부 트래픽 정책

클러스터 내의 두 파드가 통신을 하려고 하고 두 파드가 동일한 노드에서 실행되는 경우, _서비스 내부 트래픽 정책_을 사용하여 네트워크 트래픽을 해당 노드 안에서 유지할 수 있다. 클러스터 네트워크를 통한 왕복 이동을 피하면 안전성, 성능 (네트워크 지연 및 처리량) 혹은 비용 측면에 도움이 될 수 있다.

서비스 클러스터IP 할당

토폴로지 키를 사용하여 토폴로지-인지 트래픽 라우팅

최종 수정 March 22, 2023 at 10:58 PM PST: [ko] Update outdated files in dev-1.26-ko.1 (M58) (9908fdc61a)