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쿠버네티스에서의 IP 주소 관리 (IPAM) ​

IPAM이란? ​

IP 주소 관리(IP Address Management, IPAM)는 네트워크의 IP 주소 할당, 트랙킹 및 관리를 체계적으로 수행하는 프로세스입니다. 쿠버네티스에서 IPAM은 포드와 서비스에 IP 주소를 동적으로 할당하는 역할을 합니다.

쿠버네티스에서의 IPAM 구현 방법 ​

쿠버네티스는 CNI(Container Network Interface) 플러그인을 통해 네트워크 및 IPAM 구성을 관리합니다. 각 CNI 플러그인은 IPAM 요구사항을 충족하기 위해 다양한 방식을 제공할 수 있습니다.

기본 CNI IPAM 플러그인 ​

  • host-local: 각 호스트별로 IP 주소를 관리하는 로컬 IPAM 솔루션입니다. 이 플러그인은 지정된 서브넷에서 IP 주소를 할당하며, 각 노드는 독립적으로 IP 주소 범위를 관리합니다.
  • dhcp: DHCP 서버를 사용하여 포드에 IP 주소를 동적으로 할당하는 IPAM 솔루션입니다.

IPAM 설정 예시 ​

CNI 구성 파일에서 IPAM 섹션을 통해 IPAM 플러그인을 설정할 수 있습니다. 예를 들어, host-local 플러그인을 사용하는 경우의 구성은 다음과 같습니다:

json
{
  "cniVersion": "0.3.1",
  "name": "mynet",
  "type": "bridge",
  "bridge": "kube-bridge",
  "isGateway": true,
  "ipMasq": true,
  "ipam": {
    "type": "host-local",
    "subnet": "10.22.0.0/16",
    "routes": [{ "dst": "0.0.0.0/0" }]
  }
}

Weave CNI 플러그인에서의 IPAM ​

Weave는 자체적인 방식으로 IPAM을 구현합니다. Weave는 클러스터 전체에 대해 대규모 IP 주소 범위(예: 10.32.0.0/12)를 관리하고, 각 노드에 서브넷을 할당하여 포드에 IP 주소를 분배합니다.

Weave의 IPAM 구성 방식 ​

  • 자동 IP 할당: Weave는 네트워크에 연결된 각 포드에 자동으로 IP 주소를 할당합니다.
  • 네트워크 세분화: 큰 IP 범위를 여러 노드에 걸쳐 세분화하여 관리하며, 이를 통해 효율적인 IP 주소 관리가 가능합니다.

실습: IPAM 구성 및 관리 ​

이론적인 부분을 학습한 후, 실습 섹션에서는 실제 쿠버네티스 클러스터에서 IPAM 설정을 직접 구현하고 테스트합니다. 다음과 같은 실습을 수행할 수 있습니다:

  1. CNI 플러그인 설정: 쿠버네티스 클러스터에 CNI 플러그인을 설정하고 IPAM 구성을 확인합니다.
  2. IP 할당 확인: 포드에 할당된 IP 주소를 확인하고, IPAM 로그를 통해 IP 할당 과정을 분석합니다.

실습 ​

  1. 네트워크 솔루션을 어떻게 확인하는가? etc/cni/net.d/를 살펴보면 알 수 있다.
  2. 얼마나 많은 agennts/peers가 있는가? kubectl get pod -n kube-system
  3. weave의 ip address range는? ip addr show weave
  4. node01의 pod schedule의 default gateway의 ip는? ssh node01 > ip route
    sh
    kubectl run busybox --image=busybox --dry-run=client -o yaml -- sleep 1000 > busybox.yaml # spec.nodename: node01
kubectl exec busybox -- ip route

References Docs ​

https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/networking/