[CKA] Networking (Gateway API)

Networking (Gateway API)

• 이번 장에서는 Certified Kubernetes Administrator (CKA) 을 준비하며 "Gateway API"에 대해서 자세하게 알아보도록 한다.

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Gateway API

멀티 테넌시 문제

• 단일 Ingress 리소스: 여러 서비스가 하나의 Ingress 리소스를 공유하는 경우, 각 서비스가 다른 팀이나 조직에 의해 관리된다면 충돌이 발생할 수 있다.

• 협업의 어려움: 예를 들어, wear 서비스는 팀 A가, video 서비스는 팀 B가 관리하는 경우, 단일 Ingress 리소스를 공유하고 수정하는 과정에서 협업이 어려워지고 충돌이 발생할 수 있다.
• 멀티 테넌시 지원 부족: Ingress는 멀티 테넌시 환경을 충분히 지원하지 못한다.

규칙 설정의 제한 사항

• L7 기반 규칙만 지원: Ingress는 호스트 매칭, 경로 매칭과 같은 L7(Application Layer) 기반의 규칙만 지원한다.
• 추가 기능 지원 부족: TCP/UDP 라우팅, 트래픽 분할, 헤더 조작, 인증, 속도 제한 등과 같은 추가 기능은 지원하지 않는다.
• 어노테이션을 통한 컨트롤러 설정: 추가 기능은 애노테이션을 통해 Ingress 컨트롤러에 전달된다.
  • 애노테이션을 사용하여 NGINX, Traefik 등 Ingress 컨트롤러별 설정을 추가할 수 있다.
  • 예시: SSL 리디렉션, CORS 설정 등

애노테이션 사용의 문제점

• 컨트롤러 종속성: 애노테이션 설정은 특정 Ingress 컨트롤러(예: NGINX, Traefik)에 종속적이다.
  • 동일한 기능을 구현하더라도 컨트롤러별로 다른 애노테이션 설정을 사용해야 한다.
• 쿠버네티스의 유효성 검사 불가: 쿠버네티스는 애노테이션 설정을 인식하지 못하므로 유효성을 검사할 수 없다.
  • 잘못된 애노테이션 설정이 적용되어도 쿠버네티스는 오류를 감지할 수 없다.
• 설정 복잡성: 복잡한 애노테이션 설정은 가독성을 떨어뜨리고 유지 관리를 어렵게 만든다.

Gateway API의 등장 배경

• Ingress의 한계: Ingress는 멀티 테넌시 지원 부족, L7 기반 규칙만 지원, 컨트롤러 종속적인 애노테이션 사용 등 여러 한계를 가지고 있다.
• Gateway API: Gateway API는 L4/L7 라우팅에 초점을 맞춘 공식 쿠버네티스 프로젝트로 Ingress의 차세대 버전이다.
• 멀티 테넌시 강화: Gateway API는 역할 분담을 통해 멀티 테넌시를 강화한다.

Gateway API의 핵심 구성 요소

• GatewayClass: 인프라 제공자가 구성하며 Nginx, Traefik 등 기반 네트워크 인프라(로드 밸런서)를 정의한다.
• Gateway: 클러스터 운영자가 구성하며 GatewayClass의 인스턴스다.
• HTTPRoute, TCPRoute, GRPCRoute 등: 애플리케이션 개발자가 구성하며 라우팅 규칙을 정의한다. Ingress와 달리 다양한 프로토콜을 지원한다.

Gateway API 구성 예시

Ingress와의 차이점 및 개선 사항

• TLS 설정:
  • Ingress: spec.tls 섹션에 기본 TLS 설정, HTTP -> HTTPS 리디렉션은 컨트롤러별 애노테이션 사용.
  • Gateway API: listeners 섹션에 HTTPS 엔드포인트 명시, tls 섹션에 명시적인 TLS 설정, certificateRefs로 시크릿 직접 참조, allowedRoutes로 허용된 경로 종류 지정.

• 카나리 배포:
  • Ingress: 컨트롤러별 애노테이션을 사용하여 트래픽 분할.
  • Gateway API: backendRefs 섹션에 명시적인 트래픽 분할 설정 (v1:80%, v2:20%), 컨트롤러 독립적인 기능.

• CORS 설정:
  • Ingress: 컨트롤러별 복잡한 애노테이션 사용.
  • Gateway API: responseHeaderModifier 필터를 사용하여 중앙 집중식 CORS 설정, 애노테이션 불필요, 가독성 및 유지 관리 용이.

Gateway API의 장점

• 멀티 테넌시 강화: 역할 분담을 통해 인프라 관리자와 애플리케이션 개발자의 책임을 분리한다.
• 다양한 프로토콜 지원: HTTP, TCP, UDP, GRPC 등 다양한 프로토콜을 지원한다.
• 컨트롤러 독립적인 설정: 애노테이션 대신 명시적인 설정을 사용하여 컨트롤러 종속성을 제거한다.
• 가독성 및 유지 관리 용이: 설정이 명확하고 자체 문서화되어 가독성이 높고 유지 관리가 용이하다.

Gateway API 구현 현황

요약

• Gateway API는 Ingress의 한계를 극복하고 L4/L7 라우팅을 위한 차세대 쿠버네티스 API다.
• 멀티 테넌시, 다양한 프로토콜 지원, 컨트롤러 독립적인 설정, 가독성 및 유지 관리 용이성 등 다양한 장점을 제공한다.
• 다양한 컨트롤러에서 Gateway API를 지원하고 있으며 앞으로 더욱 널리 사용될 것으로 예상된다.

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참고한 강의

• Kubernetes for the Absolute Beginners
• Certified Kubernetes Administrator (CKA)