쿠버네티스 인 액션: ch5. 서비스

 

쿠버네티스 인 액션: 그림과 상세한 설명으로 명확하게 이해하는

마르코 룩샤 저 / 강인호,황주필,이원기,임찬식 역 | 에이콘출판사 | 2020년 03월 31일  

 

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서비스: 클라이언트가 파드를 검색하고 통신을 가능하게 함

 

서비스 소개

서비스(Service)는 동일한 서비스를 제공하는 파드 그룹에 지속적인 단일 접점을 만들려고 할 때 생성하는 리소스다. 쿠버네티스 환경에서는 아래와 같은 이유로 파드를 찾는 리소스가 필요하다.

• 파드는 일시적임, 장애로 제거되고 다시 생성되고 새로운 노드로 이동할 수 있음
• 쿠버네티스는 노드에 파드를 스케줄링한 후 파드가 시작되기 바로 전에 파드의 IP주소를 할당함. 따라서 클라이언트는 서버인 파드의 IP 주소를 미리 알 수 없음
• 여러 파드가 동일한 서비스를 제공할 때 클라이언트는 파드의 개별 IP 목록을 유지해야하는 불편함이 생길 수 있음

 

서비스 생성

• 서비스를 생성하는 방법
  • kubectl expose 명령어로 생성
  • YAML 디스크립터를 통한 서비스 생성

 

서비스 생성 YAML

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kubia
spec:
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080
  selector: # 레이블 셀렉터를(Label Selector)를 통해서 어떤 파드가 서비스에 속할지 정함
    app: kubia

 

서비스 조회

$ kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP   63s
kubia        ClusterIP   10.111.249.153   <none>        80/TCP    5s

 

서비스 연결 테스트

$ kubectl exec kubia-7nogl -- curl -5 <http://10.111.249.153>

 

서비스의 세션 어피니티 구성

동일한 명령을 여러번 실행하면 동일한 클라이언트에서 요청하더라도 서비스 프록시가 각 연결을 임의의 파드로 전달한다. 클라이언트의 모든 요청을 매번 같은 파드로 리디렉션 하려면 서비스의 세션 어피니티 속성을 ClientIP로 설정한다.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kubia
spec:
  sessionAffinity: ClientIP

 

동일한 서비스에서 여러 개의 포트 노출

하나의 서비스를 사용해 멀티 포트를 노출할 수 있다. 여러 포트가 있는 서비스를 만들 때는 각 포트의 이름을 지정해야한다.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kubia
spec:
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 8080
  - name: https
    port: 443
    targetPort: 8443
  selector:
    app: kubia

이름이 지정된 포트 사용

포트 이름을 사용하면 나중에 서비스 스펙을 변경하지 않고도 포트 번호를 쉽게 변경할 수 있다.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kubia
spec:
  ports:
    - name: http
      port: 80
      targetPort: http
    - name: https
      port: 443
      targetPort: https
  selector:
    app: kubia

서비스 검색

서비스를 만들면 파드에서 액세스 할 수 있는 안정적인 IP 주소와 포드가 생긴다. 이 주소는 서비스가 유지되는 동안 변경되지 않는다. 쿠버네티스는 클라이언트 파드가 서비스의 IP와 포트를 검색할 수 있는 방법을 제공한다.

환경변수를 통한 서비스 검색

파드가 시작되면 쿠버네티스는 해당 시점에 존재하는 각 서비스를 가르키는 환경변수 세트를 초기화 한다. 클라이언트 파드를 생성하기 전에 서비스를 생성하면 해당 파드의 프로세스는 환경변수를 검사해 서비스의 IP 주소와 포트를 얻을 수 있다.

DNS를 통한 서비스 검색

쿠버네티스의 각 컨테이너는 /etc/resolve.conf 파일을 수정하여 kube-system 네임스페이스에 있는 kube-dns 파드를 DNS 서버로 사용하도록 자동 구성된다. 파드에서 실행 중인 프로세스에서 수행된 모든 DNS 쿼리는 시스템에서 실행 중인 모든 서비스를 알고 있는 쿠버네티스 자체 DNS 서버로 처리된다.

FQDN(Fully Qualified Domain Name)을 통한 서비스 연결

<서비스 이름>.<네임스페이스>.svc.cluster.local
backend-database.default.svc.cluster.local

클러스터 외부에 있는 서비스 연결

• 서비스가 클러스터 내에 있는 파드로 연결을 전달하는 것이 아니라, 외부 IP와 포트로 연결을 전달하도록 설정할 수도 있다.
• 서비스는 파드와 직접 연결 되지 않고 엔드포인트라는 리소스를 사용한다.
• 앤드포인트 리소스는 서비스로 노출되는 파드의 IP 주소와 포트 목록이다.

외부 클라이언트에 서비스 노출

프론트엔드 웹 서버와 같은 특정 서비스를 외부에 노출해 클라이언트가 액세스할 수 있도록 설정 할 수 있다.

• 서비스 유형을 노드포트 설정
• 서비스 유형을 노드포트 유형의 확장인 로드밸런서로 설정
• 단일 IP 주소로 여러 서비스를 노출하는 인그레스 리소스 만들기

 

노드포트 서비스 사용

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kubia-nodeport
spec:
  type: NodePort # 서비스 유형을 노드포트로 설정
  ports:
  - port: 80 # 서비스 내부 클러스터 IP의 포트
    targetPort: 8080 # 서비스 대상 파드의 포트
    nodePort: 30123 # 각 클러스터 노드의 포트 30123으로 서비스에 액세스 할 수 있음
  selector:
    app: kubia

• 클라우드 공급자(AWs, GCP, Azure)에서 구동되는 쿠버네티스의 경우 노드포트로 서비스에 액세스하려면 해당 노드포트에 대한 외부 연결을 허용하도록 방화벽 설정이 필요함
• 클라이언트가 특정 노드에만 요청을 보내는 것은 장애에 취약함
• 모든 노드에 요청을 분산 시킬 수 있도록 노드 앞에 로드밸런서를 배치하는 것이 좋음

외부 로드밸런서로 서비스 노출

• 클라우드 공급자에서 실행되는 쿠버네티스 클러스터는 일반적으로 클라우드 인프라에서 로드밸런서를 자동으로 프로비저닝하는 기능을 제공
• 노드포트 대신 서비스 유형을 로드밸런서로 설정하기만 하면 됨

 

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kubia-loadbalancer
spec:
  type: LoadBalancer
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080
  selector:
    app: kubia

 

인그레스 리소스로 서비스 외부 노출

• 한 IP 주소로 수십 개의 서비스에 접근이 가능하도록 지원함
  • 동일한 호스트의 다른 경로로 여러 서비스를 매핑할 수 있음
  • 서로 다른 호스트로 서로 다른 서비스를 매핑할 수 있음
• 인그레스는 L7에서 작동하여 서비스가 할 수 없는 쿠키 기반 세션 어피니티 등과 같은 기능을 제공함
• TLS 트래픽을 처리하도록 인그레스 구성 가능

 

레디니스 프로브(Readiness Probe)

• 주기적으로 호출되며 특정 파드가 클라이언트 요청을 수신할 수 있는지 결정함
• 준비가 된 파드에만 트래픽을 전달함

 

레디니스 프로브 유형

• Exec 프로브 : 프로세스의 종료 상태 코드로 결정
• HTTP GET 프로브 : 컨테이너로 HTTP GET 요청을 보내고 응답 상태 코드를 보고 결정
• TCP 소켓 프로브 : 컨테이너의 지정된 포트로 TCP 연결을 열고 열결 성공여부로 결정

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: kubia
spec:
  replicas: 3
  selector:
    app: kubia
  template:
    metadata:
      labels:
        app: kubia
    spec:
      containers:
      - name: kubia
        image: luksa/kubia
        ports:
        - name: http
          containerPort: 8080
        readinessProbe:
          exec:
            command:
            - ls
            - /var/ready