iptables와 ipvs 그리고 kubernetes

IPTables

개념 및 특징

• 패킷 필터링, NAT 수행
  • Netfilter 프레임워크 위에서 동작
• 규칙을 하나씩 차례로 검사, 매칭되는 규칙을 찾고 적용
• 규칙이 많아질 수록 검사 시간이 오래 걸림
• 사용 목적: 방화벽, NAT, LB, 포트 포워딩

기본 명령 예시

• 설정 확인

iptables -L -v -n

• 규칙 추가

iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT

• 규칙 삭제

iptables -D INPUT 1

IPVS

• IP Virtual Server의 약자
  • 클라이언트가 '가상 서버'에 요청을 보내고, IPVS 설정에 따라서 적절한 백엔드 서버로 트래픽을 전달하는 개념
  • 백엔드 서버 응답
    - 직접 클라이언트로 응답 or IPVS 통해서 응답
• Netfilter 대신 커널 공간에서 작동 -> 더 빠르다.
• 연결된 서비스와 앤드포인트를 해시 테이블로 관리 -> 더 빠르다.
• 대규모 서비스 환경에 적합
• 네트워크 포로토콜(TCP, UDP)을 지원

IPTables vs IPVS

기능	IPTables	IPVS
LB	RR, NAT	RR, LC, WRR 등 다양한 알고리즘 지원
트래픽	L3/L4 레벨 트래픽 제어	L4 기반 LB

기타 개념

Netfilter

• 리눅스 커널의 네트워크 스택에 내장된 패킷 필터링 프레임워크

NAT

• Network Address Translation, 네트워크 주소 변환

LB (로드밸런싱) 종류

• 라운드 로빈(Round Robin)
• 최소 연결(Least Connections)
• 가중 라운드 로빈(Weighted Round Robin)
• 가중 최소 연결(Weighted Least Connections)
• 해시 기반(Source Hashing, Destination Hashing)

LB

• L3 LB: IP 주소 기준 트래픽 분배
• L4 LB: IP 주소, 포트(TCP, UDP) 기준으로 트래픽 분배

kube-proxy of Kubernetes

• kube-proxy가 Kubernetes 클러스터 네트워크 트래픽 제어를 위해 iptables나 IPVS를 사용
  • iptables기본
• Kubernetes v1.9이상에서 IPVS 사용 가능, IPVS 모듈이 커널에 설치되어 있어야함
• IPVS 설정 방법

kube-proxy 설정에 '--proxy-mode-ipvs' 플래그를 설정