[따배쿠] Headless Service, Kube-Proxy

kubernetes

[따배쿠] Headless Service, Kube-Proxy

bbiyak2da 2024. 12. 8. 11:25

Headless Service

클러스터 내에서 Pod에 대한 DNS 이름을 제공하지만, ClusterIP를 할당하지 않는 서비스
주로 StatefulSet과 같은 상태 저장 애플리케이션에서 사용되며, 파드 간의 직접적인 통신을 가능하게 합니다.
Pod IP에 대해 DNS resolving service도 제공
- Service가 연결된 Pod의 endpoint로 DNS 레코드가 생성됨
- Pod의 DNS 주소 : pod-ip-addr.namespace.pod.cluster.local
type은 ClusterIP이나 clusterIP는 None

특징

ClusterIP 없음
- headless 서비스는 ClusterIP를 가지지 않으며, 대신 각 파드의 IP 주소를 직접 반환합니다. 이를 통해 클라이언트는 특정 파드에 직접 연결할 수 있습니다.
DNS 레코드
- headless 서비스는 DNS 쿼리를 통해 각 파드의 IP 주소를 반환합니다. 예를 들어, 서비스 이름이 my-service이고, 네임스페이스가 my-namespace인 경우, DNS 쿼리를 통해 my-service.my-namespace.svc.cluster.local로 요청하면 해당 서비스에 연결된 모든 파드의 IP 주소 목록이 반환됩니다.
로드 밸런싱 없음
- 헤드리스 서비스는 로드 밸런싱을 제공하지 않으며, 클라이언트는 반환된 IP 주소 중 하나를 선택하여 직접 연결해야 합니다.

예시

# Deployment로 Pod 생성 및 확인

root@master:~/Getting-Start-Kubernetes/7# vi deploy-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: webui
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: webui
  template:
    metadata:
      name: nginx-pod
      labels:
        app: webui
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.14

root@master:~/Getting-Start-Kubernetes/7# kubectl create -f deploy-nginx.yaml
deployment.apps/webui created

root@master:~/Getting-Start-Kubernetes/7# kubectl get pods -o wide
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS      AGE     IP                NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
testpod                 1/1     Running   1 (14m ago)   17h     192.168.104.2     node2   <none>           <none>
webui-5f67dcf6d-7rkcd   1/1     Running   0             4m13s   192.168.104.3     node2   <none>           <none>
webui-5f67dcf6d-nr2qj   1/1     Running   0             4m13s   192.168.104.4     node2   <none>           <none>
webui-5f67dcf6d-zfhlm   1/1     Running   0             4m13s   192.168.166.165   node1   <none>           <none>

# headless-nginx 파일 생성 및 배포

root@master:~/Getting-Start-Kubernetes/7# vi headless-nginx.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: headless-service
spec:
  type: ClusterIP
  clusterIP: None
  selector:
    app: webui
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80

root@master:~/Getting-Start-Kubernetes/7# kubectl create -f headless-nginx.yaml
service/headless-service created

# 확인

root@master:~/Getting-Start-Kubernetes/7# kubectl describe svc headless-service
Name:              headless-service
Namespace:         default
Labels:            <none>
Annotations:       <none>
Selector:          app=webui
Type:              ClusterIP
IP Family Policy:  SingleStack
IP Families:       IPv4
IP:                None
IPs:               None
Port:              <unset>  80/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         192.168.104.3:80,192.168.104.4:80,192.168.166.165:80
Session Affinity:  None
Events:            <none>

app=webui이라는 label을 가지는 pod 3개에 대해 headless service를 제공한다.

예시2

# pod 생성 (테스트 용도)

root@master:~/Getting-Start-Kubernetes/7# kubectl run testpod -it --image=centos:7 /bin/bash
If you don't see a command prompt, try pressing enter.

# pod의 DNS 서버 확인

[root@testpod /]# cat /etc/resolv.conf
search default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local lmmolpfs2h0erbppadumnuesna.syx.internal.cloudapp.net
nameserver 10.96.0.10
options ndots:5

10.96.0.10이 해당 pod의 DNS 서버임을 확인가능 (= master가 제공해주는 Core DNS의 IP)

# 확인

[root@testpod /]# curl 192-168-166-165.default.pod.cluster.local

Pod DNS 주소로 curl하면, nginx가 나온다.

Kube-proxy

Kube-Proxy는 Kubernetes에서 네트워크 동작을 관리하는 컴포넌트
Kube-Proxy는 모든 Worker Node에 하나씩 위치하고 있는데, Kubernetes의 오브젝트 중 모든 오브젝트에 하나씩 위치하는 오브젝트인 DaemonSet의 형태로 배포
기능
- Kube-proxy는 새로운 Cluster IP가 생성되거나 Pod이 추가될 때, 자신이 동작하고 있는 Node의 iptables에 룰을 추가하여 줍니다.
- 따라서, 클라이언트 요청은 kube-proxy가 받아서 iptables 룰을 참고하여 연결
- kube-proxy는 Service의 IP와 Port로 들어온 접속을 Service와 연결된 여러 Pod들에게 Load Balancing

또한, Node Port와 같은 Service를 통해 외부에 port를 노출시켜야 할 때, 그 port를 Listen하는 역할을 담당합니다.

# 확인

root@master:~/Getting-Start-Kubernetes/7# kubectl get pods --all-namespaces
NAMESPACE     NAME                                       READY   STATUS    RESTARTS       AGE
default       testpod                                    1/1     Running   1 (28s ago)    12m
default       webui-5f67dcf6d-7rkcd                      1/1     Running   0              23m
default       webui-5f67dcf6d-nr2qj                      1/1     Running   0              23m
default       webui-5f67dcf6d-zfhlm                      1/1     Running   0              23m
kube-system   calico-kube-controllers-5b9b456c66-slbt7   1/1     Running   4 (33m ago)    2d19h
kube-system   calico-node-22qcb                          1/1     Running   11 (33m ago)   34d
kube-system   calico-node-7lxq2                          1/1     Running   4 (33m ago)    2d19h
kube-system   calico-node-hqlgk                          1/1     Running   11 (33m ago)   34d
kube-system   coredns-55cb58b774-hn85c                   1/1     Running   4 (33m ago)    2d19h
kube-system   coredns-55cb58b774-wx9q6                   1/1     Running   4 (33m ago)    2d19h
kube-system   etcd-master                                1/1     Running   11 (33m ago)   34d
kube-system   kube-apiserver-master                      1/1     Running   11 (33m ago)   34d
kube-system   kube-controller-manager-master             1/1     Running   11 (33m ago)   34d
kube-system   kube-proxy-4gkx6                           1/1     Running   11 (33m ago)   34d
kube-system   kube-proxy-6xskg                           1/1     Running   4 (33m ago)    2d19h
kube-system   kube-proxy-bbl9f                           1/1     Running   11 (33m ago)   34d
kube-system   kube-scheduler-master                      1/1     Running   11 (33m ago)   34d
product       myweb                                      1/1     Running   6 (33m ago)    4d20h

kube-proxy가 3개 배포되어있는데, 이는 master / node1 / node2에서 DaemonSet 형태로 각각 동작한다.

kube-proxy mode

userspace
- 클라이언트의 서비스 요청을 iptables를 거쳐 kube-proxy가 받아서 연결
- k8s 초기 버전에 잠깐 사용
iptables (now)
- default kubernetes network mode
- kube-proxy는 service API 요청 시(ex. cluster ip 또는 node port 생성 요청), iptables rule 생성
- 클라이언트 연결은 kube-proxy가 받아서 iptables 룰을 통해 연결
IPVS
- 리눅스 커널이 지원하는 L4 로드밸런싱 기술을 이용
- 별도의 ipvs 지원 모듈을 설정한 후 적용 가능
- 지원 알고리즘 : round-robin, least connection, destination hashing, source hashing, shortest expected delay

참고 영상

https://www.youtube.com/watch?v=ilQSgu8qt0o&list=PLApuRlvrZKohaBHvXAOhUD-RxD0uQ3z0c&index=27