소개

Kubernetes는 컨테이너 오케스트레이션을 혁신하여 기업이 규모에 맞게 응용 프로그램을 배포하고 관리할 수 있게 하였습니다. Kubernetes의 주요 구성요소 중 하나인 pod는 하나 이상의 강하게 결합된 컨테이너들의 논리적 그룹입니다. pod가 서로 통신하는 방식을 이해하는 것은 Kubernetes 클러스터에서 탄력적이고 확장 가능한 응용 프로그램을 구축하는 데 중요합니다. 이 블로그 게시물에서는 Kubernetes pod 간 통신에 대해 깊이 알아보고 다양한 통신 패턴과 기술을 탐구할 것입니다.

Pod 네트워킹 이해하기

쿠버네티스에서 Pods는 클러스터 내에서 고유한 IP 주소가 할당되어 직접 통신할 수 있습니다. 기본적으로 각 Pod는 격리되어 고유한 IP 주소를 가지며, 안전한 통신을 가능하게 하고 포트 충돌을 피할 수 있습니다. 이러한 IP 주소는 외부 액세스를 위해 특정 구성이 없는 한 쿠버네티스 클러스터 네트워크 내에서만 접근 가능합니다.

쿠버네티스 네트워킹 모델

동일 노드 내 Pod 간 통신: 동일한 노드에 여러 개의 Pod가 예약되면 localhost 또는 루프백 인터페이스를 사용하여 직접 통신할 수 있습니다. 이 통신은 주로 가상 이더넷(veth) 쌍 형태로 클러스터 내에 할당된 Pod의 IP 주소를 통해 이루어집니다. 이 통신은 네트워크 계층에서 발생하여 동일 노드의 Pod 간 높은 성능과 낮은 지연 시간 상호작용을 가능하게 합니다.
노드 간 Pod 간 통신: 클러스터 내 서로 다른 노드 간에 통신이 필요한 경우, 쿠버네티스는 다양한 네트워킹 솔루션인 Container Network Interfaces (CNIs) 및 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 기술을 활용합니다. 이러한 솔루션은 전체 클러스터를 가로지르는 가상 네트워크 오버레이를 생성하여 노드 간 Pod 간 통신을 가능하게 합니다. Calico, Flannel, Weave, Cilium 등이 인기 있는 CNIs 중 일부이며, 이러한 네트워킹 솔루션은 Pod의 IP 주소가 Reachable하도록 보장하며, 클러스터 내에서 Pod의 위치에 관계없이 투명한 네트워크 연결성을 제공합니다.

기본적으로 쿠버네티스 클러스터 내의 파드는 내부 IP 주소를 사용하여 서로 통신할 수 있습니다. 이 통신은 백그라운드의 컨테이너 런타임이나 네트워크 플러그인에서 제공하는 가상 네트워크 오버레이를 통해 이루어집니다. 내부 IP 주소는 쿠버네티스 클러스터 네트워킹 솔루션에 의해 할당되며 클러스터 내에서만 라우터링됩니다.

DNS 기반 서비스 검색

쿠버네티스는 클러스터 내에서 서비스 검색을 위한 내장 DNS 서비스를 제공합니다. 서비스들은 기본 파드를 추상화한 안정적인 엔드포인트 역할을 합니다. 각 서비스는 DNS 이름이 할당되며, 해당 서비스를 지원하는 파드의 IP 주소로 해석됩니다. 이 DNS 기반 접근 방식을 통해 파드는 개별 파드 IP 주소를 직접 참조하는 대신 서비스 이름을 사용하여 서로 통신할 수 있습니다.

서비스 로드 밸런싱

여러 개의 팟이 동일한 애플리케이션을 제공할 때, Kubernetes는 이러한 팟들 간의 트래픽을 분산하는 데 사용하는 내장된 로드 밸런싱 기능을 제공합니다. 서비스 객체를 생성하고 이를 일련의 팟과 연결함으로써, Kubernetes는 사용 가능한 팟들 사이에 들어오는 요청을 자동으로 로드 밸런싱합니다. 이 로드 밸런싱 메커니즘은 애플리케이션의 고가용성과 확장성을 보장합니다.

네트워크 정책

Kubernetes는 팟 간의 트래픽 흐름을 제어하기 위한 수단으로 네트워크 정책을 제공합니다. 네트워크 정책은 IP 주소, 포트 및 프로토콜과 같은 다양한 매개변수를 기반으로 어떤 팟이 서로 통신할 수 있는지를 지정하는 규칙을 정의합니다. 네트워크 정책을 시행함으로써, 애플리케이션의 네트워크 트래픽을 세분화하고 추가적인 보안 층을 추가할 수 있습니다.

외부 통신

Kubernetes 클러스터 바깥의 리소스와 통신해야 하는 팟이 자주 있습니다. 외부 서비스나 데이터베이스와 통신하는 방법을 용이하게 해주는 여러 메커니즘이 Kubernetes에서 제공됩니다. 한 가지 접근법은 서비스 유형이 "LoadBalancer" 또는 "NodePort"인 서비스를 사용하여 팟 또는 팟 세트를 노출하는 것으로, 외부 클라이언트가 팟에 액세스할 수 있게 합니다. 또 다른 옵션은 Ingress 컨트롤러를 사용하는 것인데, 이를 통해 외부 클러스터로부터 들어오는 트래픽을 정의된 규칙에 따라 적절한 팟으로 라우팅할 수 있습니다.

서비스 메쉬

고급 네트워킹 시나리오를 위해, 서비스 메쉬를 사용하여 팟 간 통신을 강화할 수 있습니다. Istio나 Linkerd와 같은 서비스 메쉬는 Kubernetes 클러스터 상단에 있는 레이어로써 트래픽 관리, 관찰가능성, 보안과 같은 기능을 제공합니다. 서비스 메쉬를 사용하면 고급 라우팅 규칙, 회로 차단, 분산 추적을 통해 팟 간 통신을 제어하고 모니터링할 수 있습니다.

예시

Kubernetes에서 pod 간 통신을 구성하는 방법을 보여드리기 위해 예제 사양을 살펴보겠습니다. 이 예제에서는 서비스를 사용하여 두 개의 파드를 생성하고 그들 간의 통신을 수립할 것입니다.

Pod A 생성: 먼저 간단한 웹 애플리케이션을 실행하는 Pod A를 생성해 보겠습니다. pod-a.yaml이라는 파일을 만들고 아래 내용을 추가하세요:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-a
spec:
  containers:
    - name: web-app
      image: your-web-app-image
      ports:
        - containerPort: 8080

"your-web-app-image"를 사용 중인 웹 애플리케이션의 적절한 이미지로 교체해 주세요. 이 사양은 지정된 포트 8080이 노출된 상태로 "pod-a"라는 이름의 파드를 생성합니다.

Pod B를 생성하세요: 이제 Pod A와 통신하는 클라이언트 Pod인 Pod B를 생성해 봅시다. pod-b.yaml이라는 파일을 만들고 다음 내용을 추가해 주세요:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-b
spec:
  containers:
    - name: client-app
      image: your-client-app-image
      command: ["sleep", "infinity"]

your-client-app-image를 사용하고 있는 클라이언트 어플리케이션에 해당하는 이미지로 변경해 주세요. 이 명세는 "pod-b"라는 이름의 pod를 생성하고, 해당 컨테이너를 실행하여 pod를 계속 실행 상태로 유지할 수 있는 무한 sleep 명령을 실행합니다.

서비스 생성하기: Pod A와 Pod B 간의 통신을 가능하게 하기 위해 안전한 엔드포인트로 작동하는 서비스를 생성할 것입니다. service.yaml이라는 파일을 만들고 다음 내용을 추가하세요:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: pod-service
spec:
  selector:
    app: web-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8080

이 구성은 "pod-service"라는 서비스를 생성하며, 이 서비스는 app: web-app 라벨을 가진 파드를 대상으로합니다 (우리가 Pod A에 추가 할 것입니다). 이 서비스는 포트 80을 노출하고 선택한 파드의 포트 8080으로 트래픽을 전달합니다.

설정 적용: 다음 명령을 사용하여 생성된 구성을 적용하십시오:

kubectl apply -f pod-a.yaml
kubectl apply -f pod-b.yaml
kubectl apply -f service.yaml

이제 쿠버네티스 클러스터에 Pod A, Pod B 및 서비스가 생성됩니다.

통신 테스트: 통신을 테스트하려면 Pod B에 접속하여 서비스의 DNS 이름을 사용하여 Pod A에 요청을 보낼 수 있습니다. 다음 명령어를 실행하세요:

kubectl exec -it pod-b -- sh

Pod B 쉘에 들어간 후에 curl과 같은 도구를 사용하여 Pod A에 요청을 보낼 수 있습니다. 서비스 명세서에서 다른 이름을 사용했다면 실제 서비스 이름으로 pod-service를 대체하세요.

curl pod-service

이 명령은 서비스로 요청을 보내어 트래픽을 로드 밸런싱하고 Pod A로 전달합니다.

여기까지입니다! 이제 쿠버네티스에서 서비스를 사용하여 pod 간 통신을 설정했습니다. 다양한 통신 패턴을 탐색하거나 네트워크 정책을 적용하거나 특정 요구 사항을 충족시키기 위해 추가적인 쿠버네티스 기능을 활용하여 이 예시를 확장할 수 있습니다.

결론

마크다운 형식으로 테이블 태그를 변경하세요.

쿠버네티스 Pod 간 통신 완벽 가이드 마스터하기 위한 모든 것

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