pod-to-pod communications

🔹 파드 내 네트워크 통신 (Pod-to-Pod Communication)

쿠버네티스에서 파드는 기본적으로 동일한 네트워크를 공유하므로, 파드 간 네트워크 통신은 매우 중요한 개념입니다. 쿠버네티스는 각 파드에 고유한 IP 주소를 할당하고, 이를 기반으로 다른 파드와의 통신을 관리합니다. 이를 통해 컨테이너 간의 직접 통신이 가능하게 되며, **CNI (Container Network Interface)**를 통해 네트워크가 설정됩니다.

📌 파드 간 네트워크 통신의 원칙

1️⃣ 각 파드는 고유한 IP 주소를 가짐

쿠버네티스는 각 파드에 고유한 IP 주소를 할당합니다. 이 IP 주소는 클러스터 내에서 유일합니다. 파드는 네트워크를 공유하므로 다른 파드와 같은 네트워크 내에서 자유롭게 통신할 수 있습니다.

2️⃣ 파드 내 컨테이너는 localhost로 통신

같은 파드 내의 컨테이너들은 localhost를 통해 통신할 수 있습니다. 예를 들어, 파드 내에서 2개의 컨테이너가 있다면 같은 IP를 공유하고 서로 간의 통신은 로컬 네트워크로 처리됩니다.

3️⃣ 파드 간 통신

동일한 노드에 있는 파드 간의 통신은 로컬 네트워크 인터페이스를 통해 이루어지며, 다른 노드에 있는 파드와의 통신은 클러스터 네트워크를 통해 이루어집니다.

4️⃣ 파드 IP는 동적

파드의 IP 주소는 고정되지 않고 파드가 삭제되거나 다시 생성될 때마다 변경될 수 있습니다. 하지만 **서비스 (Service)**를 사용하면 파드 IP가 변경되더라도 일관된 Cluster IP를 통해 접근할 수 있습니다.

📌 파드 간 통신 예시

🔹 1. 파드 간 네트워크 통신 흐름

1️⃣ 파드 A에서 파드 B로의 요청을 보낸다고 가정합니다.
2️⃣ 쿠버네티스는 파드 A와 파드 B 간의 통신을 Pod-to-Pod 통신으로 처리합니다. 이때, 파드 B는 고유의 IP를 가지고 있기 때문에 파드 A는 IP 주소를 통해 파드 B에 직접 요청을 보냅니다.

🔹 2. 파드 간 IP 통신 예시

파드 A (IP: 10.244.1.2)가 파드 B (IP: 10.244.1.3)에 HTTP 요청을 보냄
```
curl http://10.244.1.3:80
```
파드 A에서 파드 B로 요청이 들어가면, CNI 플러그인 (예: Calico, Flannel)은 파드 간의 트래픽을 네트워크 규칙에 따라 라우팅합니다.

🔹 3. 동일한 노드 내 파드 간 통신

동일한 노드 내에 배치된 파드 간에는 로컬 네트워크 인터페이스를 통해 빠르게 통신할 수 있습니다.

🔹 4. 다른 노드에 있는 파드 간 통신

다른 노드에 있는 파드 간의 통신은 CNI 플러그인을 통해 클러스터 네트워크를 통해 전달됩니다. 이때, 노드 간의 라우팅이 필요합니다.

📌 파드 간 네트워크 구현 방식

🔹 1. CNI 플러그인 역할

CNI 플러그인은 파드에 IP 주소를 할당하고, 파드 간의 네트워크 통신을 가능하게 합니다. 이를 통해 파드 간의 네트워크 연결, 라우팅, 정책 적용 등을 담당합니다.

🔹 2. 네트워크 네임스페이스

네트워크 네임스페이스는 파드 내에서의 네트워크 격리를 제공합니다. 파드마다 독립적인 네트워크 네임스페이스를 할당하여, 파드 간의 네트워크 통신을 가능하게 합니다.

📌 파드 내 컨테이너 간 통신

1️⃣ 파드 내 컨테이너 간 네트워크

파드 내에 여러 개의 컨테이너가 있을 경우, 같은 네트워크 네임스페이스를 공유하며 localhost로 서로 통신할 수 있습니다. 예를 들어, 파드 내의 A와 B 컨테이너는 **localhost:port**로 서로 통신합니다.

2️⃣ 예시:

컨테이너 A: 웹 서버 (80 포트)
컨테이너 B: 데이터베이스 클라이언트 (컨테이너 A에 접근)

컨테이너 B는 localhost:80으로 컨테이너 A에 접근할 수 있습니다.

📌 서비스 (Service)를 통한 파드 간 통신

**서비스 (Service)**는 파드의 IP 주소 변경에 대응하여 일관된 접근점을 제공합니다. 서비스는 Cluster IP 또는 DNS 이름을 통해 동적인 파드 집합에 대한 접근을 가능하게 합니다.

🔹 서비스 예시

서비스는 파드들의 집합에 대한 고정된 IP를 제공하여, 파드 IP가 변경되더라도 서비스의 Cluster IP를 통해 안정적인 접근을 보장합니다.

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

🔹 서비스와 파드 간의 통신 흐름

1️⃣ 파드 A는 서비스의 Cluster IP를 통해 파드 B에 접근합니다.
2️⃣ 서비스는 파드 A의 요청을 적절한 파드 B로 라우팅합니다.

✅ 정리

✔ 파드 간 통신은 기본적으로 같은 네트워크 내에서 이루어짐.
✔ CNI 플러그인은 파드 간의 IP 할당, 라우팅 및 네트워크 연결을 관리함.
✔ 같은 파드 내 컨테이너들은 localhost를 사용하여 통신할 수 있음.
✔ 서비스를 통해 파드의 IP 변경에도 불구하고 일관된 접근을 보장.

🚀 파드 간 통신은 Kubernetes 클러스터 내에서 핵심적인 네트워크 동작을 관리하는 중요한 부분입니다!

참고링크

쿠버네티스(Kubernetes) 네트워크 정리 [쿠버네티스] Devops 직무 (k8s) 면접시 체크리스트

iptables CNI