Kubernetes의 Service 및 서비스 디스커버리

1. Service 개요

Kubernetes에서 Pod는 동적으로 생성되고 삭제되므로, 특정 Pod의 IP 주소를 직접 참조하는 것은 어렵다. 이를 해결하기 위해 Kubernetes는 Service라는 추상화 개념을 제공하여, Pod 간 통신을 안정적으로 유지할 수 있도록 한다.

Service는 동일한 역할을 하는 여러 Pod를 묶어 단일 엔드포인트(IP 및 DNS)로 접근할 수 있도록 해준다. 이를 통해 클라이언트는 특정 Pod가 아니라 Service를 통해 트래픽을 전달받을 수 있다.

2. Service의 주요 타입

Kubernetes에서 제공하는 Service 유형은 다음과 같다.

2.1 ClusterIP (기본값)

클러스터 내부에서만 접근 가능한 서비스
서비스가 생성되면, 내부 가상 IP가 할당되며 클러스터 내부에서만 접근 가능
기본적인 내부 통신용으로 사용됨
예제:

apiVersion: v1
kind: Service 
metadata: 
  name: my-clusterip-service. 
spec: 
  selector: 
    app: my-app. 
  ports: 
  - protocol: TCP 
    port: 80 
    targetPort: 8080

2.2 NodePort

클러스터 외부에서도 접근 가능한 서비스
클러스터 내 모든 노드에 동일한 포트를 열어 외부 트래픽을 전달
30000-32767 범위의 포트 중 하나가 자동 할당됨
외부에서 NodeIP:NodePort를 통해 서비스 접근 가능
예제:

apiVersion: v1
kind: Service
  metadata:
    name: my-nodeport-service
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: my-app
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 8080
    nodePort: 30080

2.3 LoadBalancer

클라우드 환경(AWS, GCP, Azure)에서 L4 로드밸런서를 자동으로 생성
외부에서 직접 접근할 수 있는 퍼블릭 IP가 할당됨
트래픽을 클러스터 내부의 Pod로 분산
예제:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-loadbalancer-service
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: my-app
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 8080

2.4 ExternalName

DNS 이름을 직접 반환하는 서비스
Kubernetes 내부 서비스가 아닌 외부 서비스(AWS RDS, API Gateway 등)와 연결할 때 사용
예제:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-external-service
spec:
  type: ExternalName
  externalName: example.com

3. Kubernetes의 서비스 디스커버리

Kubernetes에서 서비스 디스커버리는 크게 두 가지 방식으로 이루어진다.

3.1 환경 변수 기반 디스커버리

Pod가 생성될 때, 해당 네임스페이스의 Service 정보를 자동으로 환경 변수로 추가한다.

예를 들어 my-service가 존재하면, 해당 서비스의 환경 변수가 다음과 같이 설정됨:
- MY_SERVICE_SERVICE_HOST=10.100.200.1
- MY_SERVICE_SERVICE_PORT=80
하지만, 환경 변수를 이용한 방식은 동적으로 변경되는 서비스를 반영하기 어렵기 때문에 DNS 기반 서비스 디스커버리가 더 일반적으로 사용됨.

3.2 DNS 기반 디스커버리 (CoreDNS 활용)

Kubernetes 클러스터에서는 기본적으로 CoreDNS가 실행되며, 모든 Service는 자동으로 svc.cluster.local 도메인으로 등록됨.

예제: 서비스 간 DNS 기반 통신

my-service가 default 네임스페이스에 존재하는 경우:
- my-service.default.svc.cluster.local
busybox 컨테이너에서 서비스에 접근하는 방법:
- nslookup my-service.default.svc.cluster.local
- curl http://my-service.default.svc.cluster.local:80

4. 정리

Kubernetes의 Service는 Pod의 동적 IP 변화를 해결하고, 안정적인 네트워크 통신을 제공한다.
ClusterIP, NodePort, LoadBalancer, ExternalName과 같은 다양한 서비스 타입이 있으며, 환경에 맞게 선택해야 한다.
Kubernetes의 서비스 디스커버리는 환경 변수 기반과 DNS 기반 두 가지 방식이 있으며, 일반적으로 CoreDNS를 활용한 DNS 기반 방식이 더 많이 사용된다.

Kubernetes 네트워킹을 이해하는 것은 클러스터 운영 및 애플리케이션 배포에 매우 중요하다. 다음 글에서는 Ingress 및 Ingress Controller에 대해 자세히 알아보자! 🚀