[kubernetes] kubernetes Object 3 - Service

가상머신에서 로컬 클러스터를 사용했다.

Service

• 파드는 클러스터 내에서 유동적이기 때문에 새로 생길 때마다 접속 정보가 변경된다. 이에 내/외부에서 파드 접속을 안정적으로 할 수 있게 도와주는 것이 쿠버네티스에서 서비스의 역할이다.
• 파드가 생성될 때 부여되는 IP를 가지고 연결한다.

 

NodePort

 

yaml에 NodePort type 선언하기

[root@m-k8s ~]# cat _Book_k8sInfra/ch3/3.3.1/nodeport.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: np-svc
spec:
  selector:
    app: np-pods
  ports:
    - name: http
      protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
      nodePort: 30000
  type: NodePort

[root@m-k8s ~]# kubectl create deployment np-pods --image=sysnet4admin/echo-hname
deployment.apps/np-pods created
[root@m-k8s ~]# kubectl get pods
NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
np-pods-5767d54d4b-dpvsn   1/1     Running   0          26s
[root@m-k8s ~]# kubectl create -f _Book_k8sInfra/ch3/3.3.1/nodeport.yaml
service/np-svc created
[root@m-k8s ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP        5d1h
np-svc       NodePort    10.111.198.27   <none>        80:30000/TCP   7s

• ClusterIP는 쿠버네티스 클러스터 내부에서 사용하는 IP로, 자동으로 지정된다.

[root@m-k8s ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP        5d2h
np-svc       NodePort    10.111.198.27    <none>        80:30000/TCP   83m
[root@m-k8s ~]# kubectl get nodes -o wide
NAME     STATUS   ROLES    AGE    VERSION   INTERNAL-IP     EXTERNAL-IP   OS-IMAGE                KERNEL-VERSION                CONTAINER-RUNTIME
m-k8s    Ready    master   5d1h   v1.18.4   192.168.1.10    <none>        CentOS Linux 7 (Core)   3.10.0-1127.19.1.el7.x86_64   docker://1.13.1
w1-k8s   Ready    <none>   5d1h   v1.18.4   192.168.1.101   <none>        CentOS Linux 7 (Core)   3.10.0-1127.19.1.el7.x86_64   docker://1.13.1
w2-k8s   Ready    <none>   5d1h   v1.18.4   192.168.1.102   <none>        CentOS Linux 7 (Core)   3.10.0-1127.19.1.el7.x86_64   docker://1.13.1
w3-k8s   Ready    <none>   5d     v1.18.4   192.168.1.103   <none>        CentOS Linux 7 (Core)   3.10.0-1127.19.1.el7.x86_64   docker://1.13.1

• 서비스가 외부에서 노드로 들어오는 30000포트로 접속을 받으면 내부에 80포트로 변환하여 연결해준다.

• 노드의 IP와 NodePort 서비스를 이용해 외부에서 접속할 수 있다.

 

expose로 노드포트 서비스 생성하기

[root@m-k8s ~]# kubectl expose deployment np-pods --type=NodePort --name=np-svc-v2 --port=80
service/np-svc-v2 exposed
[root@m-k8s ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP        5d2h
np-svc       NodePort    10.111.198.27    <none>        80:30000/TCP   83m
np-svc-v2    NodePort    10.108.254.246   <none>        80:30996/TCP   34s

• 서비스를 생성할 deployment(np-pods)에 대해 서비스의 이름을 np-svc-v2로 지정하고 내부 포트를 80으로 정한다.
• expose 명령으로 서비스를 생성하면 yaml에서 지정했던 port 중 nodePort는 30000~32767내에서 자동으로 지정되고 원하는 번호로 설정이 불가능하다.
• 서비스가 외부에서 노드로 들어오는 30996포트로 접속을 받으면 내부에 80포트로 변환하여 연결해준다.

• 외부에서 노드 IP와 노드포트 번호로 접속 가능하다.

 

Ingress

• 포트는 중복 사용이 안 되기 때문에 노드포트 서비스를 사용하면 포트 1개 당 하나의 deployment만 적용 가능하다.
• Ingress를 사용하여 접속 경로에 따라 다른 결과값을 제공할 수 있다.
• 트래픽에 대한 L4/L7 로드밸런서와 인증서를 처리하는 기능을 가진다.
• Ingress를 사용하기 위해서는 Ingress Controller가 필요하다. NGINX Ingress Controller를 가장 많이 사용한다.
• Ingress Controller는 파드와 직접 통신할 수 없어서 노드포트 또는 로드밸런서 서비스와 연동되어야 한다.

NGINX Ingress Controller-노드포트 서비스 작동 방식

1. 사용자는 노드마다 설정된 노드포트를 통해 노드포트 서비스로 접속한다. 이때 노드포트 서비스를 NGINX Ingress Controller로 구성한다.
2. NGINX Ingress Controller는 사용자의 접속 경로에 따라 적합한 클러스터 IP 서비스로 경로를 제공한다.
3. 클러스터 IP 서비스는 사용자를 해당 파드로 연결해준다.

[root@m-k8s ~]# cat _Book_k8sInfra/ch3/3.3.2/ingress-config.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: ingress-nginx
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  rules:
  - http:
      paths:
      - path:  # 경로 규칙
        backend:  # 연결되는 서비스와 포트
          serviceName: hname-svc-default
          servicePort: 80
      - path: /ip
        backend:
          serviceName: ip-svc
          servicePort: 80

• yaml로 구성한 인그레스 설정 파일
• 들어오는 주소값과 포트에 따라 노출될 서비스를 연결시킨다.
• 기본 경로로 접속하면 hname-svc-default 서비스와 연결된 파드에 80포트로 넘기고, 기본 경로/ip경로로 들어오면 ip-svc서비스와 연결된 파드의 80포트로 전달하고, 기본 경로/your-directory경로로 들어오면 your-svc 서비스에 80포트로 전달한다.

[root@m-k8s ~]# kubectl apply -f _Book_k8sInfra/ch3/3.3.2/ingress-nginx.yaml
namespace/ingress-nginx created
configmap/nginx-configuration created
configmap/tcp-services created
configmap/udp-services created
serviceaccount/nginx-ingress-serviceaccount created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/nginx-ingress-clusterrole created
role.rbac.authorization.k8s.io/nginx-ingress-role created
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/nginx-ingress-role-nisa-binding created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/nginx-ingress-clusterrole-nisa-binding created
deployment.apps/nginx-ingress-controller created
limitrange/ingress-nginx created
[root@m-k8s ~]# kubectl get pod -n ingress-nginx
NAME                                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-ingress-controller-5bb8fb4bb6-k5xrs   1/1     Running   0          2m28s
[root@m-k8s ~]# kubectl apply -f _Book_k8sInfra/ch3/3.3.2/ingress-config.yaml
ingress.networking.k8s.io/ingress-nginx created
[root@m-k8s ~]# kubectl get ingress
NAME            CLASS    HOSTS   ADDRESS   PORTS   AGE
ingress-nginx   <none>   *                 80      10m

• ingress controller를 배포하고 컨트롤러 파드가 작동하는지 확인한다.
• ingress를 배포하고 ingress가 작동하는지 확인한다.

[root@m-k8s ~]# kubectl apply -f _Book_k8sInfra/ch3/3.3.2/ingress.yaml
service/nginx-ingress-controller created
[root@m-k8s ~]# cat _Book_k8sInfra/ch3/3.3.2/ingress.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-ingress-controller
  namespace: ingress-nginx
spec:
  ports:
  - name: http
    protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 30100
  - name: https
    protocol: TCP
    port: 443
    targetPort: 443
    nodePort: 30101
  selector:
    app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
  type: NodePort

• 외부에서 NGINX Ingress Controller에 접속할 수 있게 NodePort 서비스로 NGINX Ingress Controller를 외부에 노출한다.
• 외부에서 30100포트로 들어온 요청을 80포트로 전달하고, 30101포트로 들어온 요청을 443 포트로 전달한다.

[root@m-k8s ~]# kubectl expose deploy in-hname-pod --name=hname-svc-default --port=80,443
service/hname-svc-default exposed
[root@m-k8s ~]# kubectl expose deploy in-ip-pod --name=ip-svc --port=80,443
service/ip-svc exposed
[root@m-k8s ~]# kubectl get svc -n ingress-nginx
NAME                       TYPE       CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)                      AGE
nginx-ingress-controller   NodePort   10.100.85.40   <none>        80:30100/TCP,443:30101/TCP   11m
[root@m-k8s ~]# kubectl get svc
NAME                TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
hname-svc-default   ClusterIP   10.106.133.159   <none>        80/TCP,443/TCP   2m41s
ip-svc              ClusterIP   10.106.15.9      <none>        80/TCP,443/TCP   101s
kubernetes          ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP          5d3h

• nginx-ingress-controller 서비스가 외부에 노출되어있다.
• deployment 2개에 대한 서비스도 외부에 노출되어있다.

• 30100포트로 접속할 경우

• 30101포트로 접속할 경우

 

LoadBalancer Service

• 노드포트 방식은 복잡하여 로드밸런서를 자주 사용하는데, 이 방식은 쿠버네티스 클러스터 외부에 로드밸런서를 배치하는 방식이다.
• 로드밸런서를 제공하는 타 서비스업체와 연동하여 사용해야 한다.