[Kubernetes] 서비스(Service)

📌 들어가며

이번 글에서는 쿠버네티스 네트워킹의 핵심인 서비스(Service)를 정리한다. 파드는 재생성될 때마다 IP가 바뀌는데, 서비스는 고정된 접점을 제공해 안정적인 통신을 보장한다. 종류(ClusterIP·NodePort·LoadBalancer·ExternalName)와 동작 방식을 살펴본다.

Service란? 여러 파드에 대한 네트워크 접속을 안정적으로 관리하는 추상 객체. 파드 IP는 변할 수 있지만, 서비스는 고정 IP + DNS 이름을 제공하고, 트래픽을 파드에 부하 분산한다.

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1. 왜 서비스가 필요한가

파드의 IP는 재생성 시 바뀐다. 파드 IP를 직접 참조하면 통신이 끊긴다. 서비스가 그 앞에서 고정 접점 역할을 한다.

flowchart LR
    Client(("클라이언트"))
    SVC["🔌 Service<br/>(고정 IP·DNS)"]
    P1["📦 Pod"]
    P2["📦 Pod"]
    P3["📦 Pod"]
    Client --> SVC
    SVC --> P1 & P2 & P3

기능	설명
고정 IP/DNS	파드 IP가 변해도 서비스는 그대로
부하 분산	여러 파드에 트래픽 분산
자동 DNS 등록	서비스 이름으로 접근

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2. 서비스 종류

노출 범위에 따라 4가지로 나뉜다. NodePort는 ClusterIP를, LoadBalancer는 NodePort를 포함하는 누적 구조다.

종류	노출 범위	용도
ClusterIP	클러스터 내부만(기본값)	파드 간 내부 통신
NodePort	노드 IP:포트로 외부	간단한 외부 노출
LoadBalancer	클라우드 외부 IP	실서비스 외부 노출
ExternalName	외부 도메인 별칭	외부 서비스 참조

ClusterIP (기본)

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-clusterip-svc
spec:
  selector:
    app: myapp
  ports:
    - port: 80          # Service 포트
      targetPort: 8080  # Pod 컨테이너 포트
  type: ClusterIP

NodePort

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-nodeport-svc
spec:
  selector:
    app: myapp
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 8080
      nodePort: 30000   # 외부 접근 포트(30000~32767)
  type: NodePort

LoadBalancer

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

💡 누적 구조를 기억하자. NodePort는 내부적으로 ClusterIP를 갖고, LoadBalancer는 NodePort를 갖는다. 즉 LoadBalancer를 만들면 ClusterIP·NodePort 기능도 함께 딸려온다. 외부 노출은 클라우드면 LoadBalancer, 온프레미스 테스트면 NodePort가 일반적이다.

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3. 실습 — 명령어로 서비스 생성

kubectl expose로 간단히 만들 수 있다.

# 파드 생성
kubectl run mypod --image=nginx --port=80

# ClusterIP (내부)
kubectl expose pod mypod --name=mypod-svc --type=ClusterIP --port=80

# NodePort (외부: 노드IP:30001)
kubectl expose pod mypod --name=mypod-svc-nodeport --type=NodePort \
  --port=80 --target-port=80 --node-port=30001
curl <노드 IP>:30001

# LoadBalancer (클라우드 외부 IP)
kubectl expose pod mypod --name=mypod-svc-lb --type=LoadBalancer --port=80 --target-port=80
kubectl get svc mypod-svc-lb

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4. 서비스 동작 원리 — kube-proxy

서비스는 내부적으로 각 노드의 kube-proxy가 처리한다. kube-proxy는 iptables·IPVS 규칙으로 서비스의 ClusterIP로 온 트래픽을 적절한 파드로 라우팅한다.

💡 서비스는 실체가 있는 프록시 서버가 아니다. ClusterIP는 가상 IP이고, 실제 라우팅은 각 노드의 kube-proxy가 만든 iptables 규칙이 담당한다. 그래서 파드가 늘거나 줄어도 kube-proxy가 규칙을 갱신해 자동으로 반영된다.

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📝 정리

쿠버네티스 서비스
├─ 이유    파드 IP 변동 → 고정 접점 필요
├─ 종류    ClusterIP(내부) ⊂ NodePort(노드포트) ⊂ LoadBalancer(외부IP)
├─ 부하분산 selector로 파드 그룹에 분산
└─ 원리    kube-proxy + iptables/IPVS

종류	한 줄 정의
ClusterIP	내부 전용 고정 IP
NodePort	노드 포트로 외부 노출
LoadBalancer	클라우드 외부 IP

서비스의 핵심은 변하는 파드 IP 앞에 고정 접점을 두고 부하를 분산하는 것이다. 노출 범위에 따라 ClusterIP → NodePort → LoadBalancer로 확장되며, 실제 동작은 kube-proxy가 담당한다.