🚀 Kubernetes Pod Networking 완전 이해

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🏗️ 기존 네트워크와의 차이

• 노드 간 네트워크는 이미 설정 완료
• 하지만 Pod 간 통신 네트워크는 별도 레이어

→ Kubernetes는 Pod Networking을 직접 제공하지 않는다. → 반드시 CNI 플러그인으로 구현 필요

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🎯 Kubernetes Pod Networking 기본 요구 사항

1. 각 Pod는 고유한 IP를 가진다.
2. 같은 노드 안의 Pod는 IP로 직접 통신 가능하다.
3. 다른 노드의 Pod도 IP로 직접 통신 가능하다.
4. NAT 없이 통신 가능해야 한다.

🔥 즉, Pod 간 통신은 마치 물리적인 서버 간의 통신처럼 Layer 3 기반의 IP 통신이어야 한다.

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🗺️ Pod 네트워크 수동 설계 프로세스

1️⃣ 노드 네트워크

노드	물리/가상 IP (노드용)
Node1	192.168.1.11
Node2	192.168.1.12
Node3	192.168.1.13

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2️⃣ Pod 네트워크 설계

• 각 노드마다 별도의 Bridge 네트워크 생성
• Bridge 네트워크 서브넷:

노드	Bridge 서브넷	Bridge IP
Node1	10.244.1.0/24	10.244.1.1
Node2	10.244.2.0/24	10.244.2.1
Node3	10.244.3.0/24	10.244.3.1

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3️⃣ Pod 생성 시 네트워크 연결 절차

• Namespace 생성 → Pod의 독립 네트워크 공간
• veth pair 생성 → 하나는 Pod 내부, 하나는 Bridge 연결
• Bridge에 연결
• Pod에 IP 할당 (예: Node1의 첫 번째 Pod → 10.244.1.2)
• Default Gateway 설정 (Bridge IP)

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🔗 노드 간 라우팅 설정

목적지 네트워크	경유 노드 IP
10.244.2.0/24	192.168.1.12
10.244.3.0/24	192.168.1.13

→ 각 노드는 다른 노드의 Pod 네트워크에 대한 라우팅 필요

ip route add 10.244.2.0/24 via 192.168.1.12
ip route add 10.244.3.0/24 via 192.168.1.13

→ 또는 중앙 라우터에 라우팅 설정

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🔥 이 방식의 한계

• 클러스터가 커질수록 라우팅 관리가 복잡
• 수동으로 처리하기에는 너무 번거로움
• 그래서 등장한 표준화된 솔루션 → CNI (Container Network Interface)

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🧠 CNI의 역할

역할	설명
✅ Add	Pod 생성 시 네트워크 연결, IP 할당, Bridge 연결
✅ Del	Pod 종료 시 네트워크 해제, IP 반환
✅ Check	상태 점검 (선택적)

• Kubernetes는 Pod 생성 시마다 CNI 플러그인을 호출
• 플러그인은 /opt/cni/bin/ 같은 디렉토리에 위치
• 설정 파일은 /etc/cni/net.d/에 존재

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🚀 Pod Networking Workflow (CNI 기준)

[Kubelet] → [Container Runtime] → [CNI Plugin (Add)] 
→ [Namespace 생성 + veth 생성 + Bridge 연결 + IP 할당 + Routing] 
→ Pod Ready

→ Pod 삭제 시는 동일하게 CNI Plugin의 Del 호출

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🔥 핵심 요약

• Pod 간 통신은 물리 네트워크 수준의 L3 통신

• 노드 간 라우팅 → CNI 플러그인에서 자동 처리

• 대표적인 CNI 플러그인:

  • Calico → 라우팅 기반
  • Flannel → VXLAN 기반 Overlay
  • Cilium → eBPF 기반 고성능 네트워크