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1.4. Pod 통신 방법

Pod는 IP 주소를 사용하여 통신하고 DNS(Dynamic Name System)를 사용하여 Pod 또는 서비스의 IP 주소를 검색합니다. 클러스터는 허용되는 통신을 제어하는 다양한 정책 유형을 사용합니다. Pod는 pod-to-pod 및 service-to-pod의 두 가지 방식으로 통신합니다.

1.4.1. pod-to-pod 통신
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pod-to-pod 통신은 Pod가 클러스터 내에서 서로 통신할 수 있는 기능입니다. 이는 마이크로 서비스 및 분산 애플리케이션의 작동에 중요합니다.

클러스터의 각 pod에는 다른 Pod와 직접 통신하는 데 사용하는 고유한 IP 주소가 할당됩니다. pod-to-pod 통신은 Pod가 데이터를 교환하거나 작업을 공동으로 수행해야 하는 클러스터 내부 통신에 유용합니다. 예를 들어 Pod A는 Pod B의 IP 주소를 사용하여 Pod B에 직접 요청을 보낼 수 있습니다. Pod는 NAT(네트워크 주소 변환) 없이 플랫 네트워크를 통해 통신할 수 있습니다. 이를 통해 서로 다른 노드에서 pod 간 원활한 통신을 수행할 수 있습니다.

1.4.1.1. 예: pod-to-pod 통신 제어
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여러 포드가 있는 마이크로 서비스 기반 애플리케이션에서 프런트 엔드 포드는 데이터를 검색하기 위해 백엔드 Pod와 통신해야 합니다. 직접 또는 서비스를 통해 pod-to-pod 통신을 사용하면 이러한 Pod는 정보를 효율적으로 교환할 수 있습니다.

pod-to-pod 통신을 제어하고 보안을 위해 네트워크 제어를 정의할 수 있습니다. 이러한 제어는 라벨 및 선택기에 따라 Pod가 서로 상호 작용하는 방식을 지정하여 보안 및 규정 준수 요구 사항을 적용합니다. 

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-some-pods
  namespace: default
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      role: app
  ingress:
    - from:
        - podSelector:
            matchLabels:
              role: backend
      ports:
        - protocol: TCP
          port: 80
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1.4.2. service-to-pod 통신
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service-to-pod 통신을 사용하면 서비스가 트래픽을 적절한 Pod로 안정적으로 라우팅할 수 있습니다. 서비스는 Pod의 논리 세트를 정의하고 IP 주소 및 DNS 이름과 같은 안정적인 엔드포인트를 제공하는 오브젝트입니다. Pod IP 주소가 변경될 수 있습니다. 서비스는 IP 주소가 변경되는 경우에도 애플리케이션 구성 요소에 일관된 방식으로 액세스할 수 있도록 포드 IP 주소를 추상화합니다.

service-to-pod 통신의 주요 개념은 다음과 같습니다.

  • 끝점: 엔드포인트는 서비스와 연결된 Pod의 IP 주소 및 포트를 정의합니다.
  • 선택기: 선택기는 키-값 쌍과 같은 레이블을 사용하여 서비스에서 대상으로 해야 하는 오브젝트 세트를 선택하기 위한 기준을 정의합니다.
  • 서비스: 서비스는 pod 세트에 대한 안정적인 IP 주소와 DNS 이름을 제공합니다. 이 추상화를 사용하면 다른 구성 요소가 개별 pod가 아닌 서비스와 통신할 수 있습니다.
  • 서비스 검색: DNS를 사용하면 서비스를 검색할 수 있습니다. 서비스가 생성되면 DNS 이름이 할당됩니다. 다른 포드는 이 DNS 이름을 검색하고 이를 사용하여 서비스와 통신합니다.

  • 서비스 유형: 서비스 유형은 클러스터 내부 또는 외부의 서비스가 노출되는 방법을 제어합니다.

    • ClusterIP는 서비스를 내부 클러스터 IP에 노출합니다. 기본 서비스 유형이며 클러스터 내에서만 서비스에 연결할 수 있습니다.
    • NodePort를 사용하면 정적 포트에서 각 노드의 IP에 서비스를 노출하여 외부 트래픽이 서비스에 액세스할 수 있습니다.
    • LoadBalancer는 클라우드 공급자의 로드 밸런서를 사용하여 서비스를 외부에 노출합니다.

서비스에서는 선택기를 사용하여 트래픽을 수신해야 하는 Pod를 식별합니다. 선택기는 Pod의 레이블과 일치하여 서비스에 속하는 포드를 결정합니다. 예: 선택기 app: myapp 이 있는 서비스는 app: myapp 레이블이 있는 모든 Pod로 트래픽을 라우팅합니다.

서비스 선택기와 일치하는 Pod의 현재 IP 주소를 반영하도록 끝점이 동적으로 업데이트됩니다. {product-name}은 이러한 엔드포인트를 유지 관리하고 서비스가 트래픽을 올바른 Pod로 라우팅하도록 합니다.

통신 흐름은 Kubernetes의 서비스가 트래픽을 적절한 Pod로 라우팅할 때 발생하는 단계 및 상호 작용을 나타냅니다. 서비스 간 통신에 대한 일반적인 통신 흐름은 다음과 같습니다.

  • 서비스 생성: 서비스를 생성할 때 서비스 유형, 서비스가 수신 대기하는 포트, 선택기 레이블을 정의합니다. 

      apiVersion: v1
  kind: Service
  metadata:
    name: my-service
  spec:
    selector:
      app: myapp
    ports:
      - protocol: TCP
        port: 80
        targetPort: 8080
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  • DNS 확인: 각 포드에는 다른 Pod에서 서비스와 통신하는 데 사용할 수 있는 DNS 이름이 있습니다. 예를 들어 서비스의 이름이 my-app 네임스페이스에서 my-service 인 경우 해당 DNS 이름은 my-service.my-app.svc.cluster.local 입니다.
  • 트래픽 라우팅: Pod가 서비스의 DNS 이름으로 요청을 보내면 OpenShift Container Platform에서 해당 이름을 서비스의 ClusterIP로 확인합니다. 그런 다음 서비스는 끝점을 사용하여 트래픽을 선택기와 일치하는 포드 중 하나로 라우팅합니다.
  • 부하 분산: 서비스는 기본 부하 분산도 제공합니다. 선택기와 일치하는 모든 Pod에 수신되는 트래픽을 배포합니다. 이렇게 하면 단일 Pod가 너무 많은 트래픽으로 압도되지 않습니다.

1.4.2.1. 예: service-to-pod 통신 제어
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클러스터에서 프런트 엔드와 백엔드의 두 가지 구성 요소가 있는 마이크로 서비스 기반 애플리케이션을 실행하고 있습니다. 프런트 엔드는 데이터를 가져오기 위해 백엔드와 통신해야 합니다.

프로세스

  1. 백엔드 서비스를 생성합니다. 

    apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: backend
spec:
  selector:
    app: backend
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8080
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  2. 백엔드 pod를 구성합니다. 

    apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: backend-pod
  labels:
    app: backend
spec:
  containers:
    - name: backend-container
      image: my-backend-image
      ports:
        - containerPort: 8080
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  3. 프론트 엔드 통신을 설정합니다.

    이제 프런트 엔드 Pod에서 DNS 이름 backend.default.svc.cluster.local 을 사용하여 백엔드 서비스와 통신할 수 있습니다. 이 서비스를 사용하면 트래픽이 백엔드 포드 중 하나로 라우팅됩니다.

서비스 간 통신은 Pod IP 관리의 복잡성을 추상화하고 클러스터 내에서 안정적이고 효율적인 통신을 보장합니다.

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