[k8s] Service - 헤드리스 서비스(Headless Service)

헤드리스 서비스(Headless Service)

쿠버네티스 서비스 생성 시 .spec.clusterIP 필드 값을 None으로 설정하면 클러스터 IP가 없는 서비스를 만들 수 있습니다. 이런 서비스를 '헤드리스 서비스(Headless Service)'라고 합니다. 헤드리스 서비스의 경우 클러스터 IP가 할당되지 않고, kube-proxy가 이렇나 서비스를 처리하지 않으며, 로드 밸런싱 또는 프록시 동작을 수행하지 않습니다. DNS가 자동으로 구성되는 방법은 서비스에 셀렉터가 정의되어 있는지 여부에 달려있습니다.

헤드리스 서비스에 셀렉터(.spec.selector) 필드를 설정하면 쿠버네티스 API로 확인할 수 있는 엔드포인트(endpoint)가 만들어집니다. 서비스와 연결된 파드를 직접 가리키는 DNA A 레코드도 만들어집니다.

만약 셀렉터가 없는 경우 엔드포인트가 만들어지지 않습니다. 단, 셀렉터가 없더라도 DNS 시스템은 ExternalName 타입의 서비스에서 사용할 CNAME 레코드가 만들어집니다.

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헤드리스 서비스(Headless Service) 사용해보기

nginx 파드 생성

우선 다음과 같이 app: nginx-for-svc 라는 레이블을 가지는 nginx pod를 하나 생성합니다.

kubectl run my-nginx --image=nginx --port=80 --labels="app=nginx-for-svc"

[root@k8s-master jh]$ kubectl get pods
NAME       READY   STATUS    RESTARTS        AGE
my-nginx   1/1     Running   0               110s

 

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그리고 my-nginx 파드의 자세한 정보를 다음과 같이 확인합니다.

[root@k8s-master jh]# kubectl describe pod my-nginx
Name:         my-nginx
Namespace:    default
Priority:     0
Node:         k8s-node2/192.168.56.32
Start Time:   Wed, 26 Jan 2022 07:03:51 +0000
Labels:       app=nginx-for-svc
Annotations:  cni.projectcalico.org/containerID: 3e05dc45362a550ae6eff220032e60b1199fe5b2b301acdf5a2fec9769b3010c
              cni.projectcalico.org/podIP: 20.109.131.3/32
              cni.projectcalico.org/podIPs: 20.109.131.3/32
Status:       Running
IP:           20.109.131.3
 
...생략

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7번줄에서 해당 파드의 label이 정상적으로 적용된 것을 확인할 수 있으며, 12번 줄에서 Pod의 IP가 20.109.131.3으로 할당된 것을 알 수 있습니다.(해당 IP를 기억해주세요.)

Headless Service 생성

그 후 다음과 같이 매니페스트 파일을 작성합니니다.

# headless.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: headless-service
spec:
  # type : ClusterIP이지만 clusterIP 필드: None으로 생성
  type: ClusterIP
  clusterIP: None
  # 셀렉터 설정
  selector:
    app: nginx-for-svc
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80

.spec.type 필드 값은 ClusterIP 이지만 spec.clusterIP 필드 값은 None으로 설정하였습니다. 위의 코드를 headless.yaml 파일로 저장하고 kubectl apply 명령어를 이용하여 클러스터에 적용합니다.

[root@k8s-master jh]$ kubectl apply -f headless.yaml 
service/headless-service created

그리고 kubectl get svc 명령어로  서비스 상태를 확인합니다. 

[root@k8s-master jh]# kubectl get svc
NAME               TYPE           CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
... 생략 
headless-service   ClusterIP      None         <none>        80/TCP    2m56s
... 생략 

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TYPE 항목이 ClusterIP이지만 CLUSTER-IP와 EXTERNAL-IP 항목이 <none> 입니다.

좀 더 자세한 정보를 확인하기 위해 kubectl describe 명령어를 다음과 같이 입력합니다. 

[root@k8s-master jh]# kubectl describe svc headless-service
Name:              headless-service
Namespace:         default
Labels:            <none>
Annotations:       <none>
Selector:          app=nginx-for-svc
Type:              ClusterIP
IP Family Policy:  SingleStack
IP Families:       IPv4
IP:                None
IPs:               None
Port:              <unset>  80/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         20.109.131.3:80
Session Affinity:  None
Events:            <none>
 

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IP항목은 None이므로 실제 값이 없지만, EndPoint 항목은 .spec.selector 필드에서 선택한 조건에 맞는 파드(위의 my-nginx)의 IP와 Port 정보를 확인할 수 있습니다. EndPoints의 IP가 위의 my-nginx 파드의 IP와 동일한 것을 알 수 있습니다.

Headless Service 확인

헤드리스 서비스에 셀렉터를 설정하면 엔드포인트가 생성되는 것을 확인하였습니다.  DNS A 레코드도 만들어진다고 했는데 이를 확인해보겠습니다. 

우선 파드를 하나 생성합니다. nicolaka/netshoot 이미지를 이용하는데 이는 다양한 네트워크 진단 툴을 제공하는 도커 이미지 입니다.

 kubectl run -it --image nicolaka/netshoot testnet bash

컨테이너가 실행되었으면그리고 dig <도메인 이름> 명령을 실행합니다. 위의 예시에서 도메인은  FQDN(Fully Qualified Domain Name)에 따라 headless-service.default.svc.cluster.local 입니다.

FQDN 예시

bash-5.1$ dig headless-service.default.svc.cluster.local
 
; <<>> DiG 9.16.22 <<>> headless-service.default.svc.cluster.local
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; WARNING: .local is reserved for Multicast DNS
;; You are currently testing what happens when an mDNS query is leaked to DNS
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 31286
;; flags: qr aa rd; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 1
;; WARNING: recursion requested but not available
 
;; OPT PSEUDOSECTION:
; EDNS: version: 0, flags:; udp: 4096
; COOKIE: 8e33fe94bc62132d (echoed)
;; QUESTION SECTION:
;headless-service.default.svc.cluster.local. IN A
 
;; ANSWER SECTION:
headless-service.default.svc.cluster.local. 30 IN A 20.109.131.3
 
;; Query time: 1 msec
;; SERVER: 10.96.0.10#53(10.96.0.10)
;; WHEN: Wed Jan 26 07:43:05 UTC 2022
;; MSG SIZE  rcvd: 141
 

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19번 줄의 ANSWER SECTION을 살펴보면  A 레코드가 생성된 것을 확인할 수 있습니다.

 

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kubernetes의 헤드리스 서비스에 대하여 알아보았습니다.

참고

http://www.yes24.com/Product/Goods/85578606

쿠버네티스 입문 - YES24

https://kubetm.github.io/k8s/07-intermediate-basic-resource/service/

Service