[Kubernetes] CoreDNS 개념

쿠버네티스의 CoreDNS

CoreDNS는 쿠버네티스 클러스터 내에서 DNS(Domain Name System) 서비스를 제공하는 기본 도구임.

클러스터의 네트워킹 구조에서 중요한 역할을 하며, Pod와 서비스 간의 네트워크 통신을 효율적으로 관리함.

쿠버네티스 1.13부터는 kube-dns를 대체하여 기본 DNS 서버로 채택됨.

 

CoreDNS의 주요 역할

1. DNS 이름 해석

클러스터 내부에서 서비스 이름을 IP 주소로 변환함.

예: my-service.default.svc.cluster.local → 10.0.0.1.

 

2. 클러스터 서비스 검색

서비스 검색(Service Discovery)을 지원하며, 클러스터 내에서 실행 중인 서비스와 Pod를 찾는 데 사용됨.

 

3. 외부 도메인 쿼리 전달

클러스터 외부의 도메인(예: google.com)에 대한 쿼리를 외부 DNS 서버(예: Google DNS)로 전달함.

 

4. DNS 캐싱

쿼리 결과를 캐싱하여 성능을 향상시키고 네트워크 트래픽을 줄임.

 

5. 플러그인 기반 확장

CoreDNS는 플러그인 아키텍처를 기반으로 하여 확장성과 유연성을 제공함.

 

CoreDNS의 기본 아키텍처

1. Pod 내 구성

CoreDNS는 일반적으로 coredns라는 이름의 Deployment로 배포되며, 클러스터의 DNS 서비스를 담당함.

클러스터의 각 노드에서 DNS 요청을 처리하기 위해 kube-proxy와 협력함.

 

2. ConfigMap

CoreDNS의 동작은 ConfigMap을 통해 정의되며, coredns ConfigMap에서 DNS 설정을 관리함.

 

CoreDNS의 주요 구성 요소

CoreDNS의 동작은 Corefile이라는 설정 파일로 정의됨.

쿠버네티스에서는 ConfigMap으로 저장되며, DNS 서비스의 모든 세부 동작을 제어함.

.:53 {
    errors
    health
    ready
    kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa {
        pods insecure
        fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa
    }
    prometheus :9153
    forward . /etc/resolv.conf
    cache 30
    loop
    reload
    loadbalance
}

 

1. errors : 오류 발생 시 로그에 기록함.

2. health : CoreDNS의 상태를 HTTP로 제공함.

3. kubernetes : 쿠버네티스 클러스터 내의 서비스와 Pod 이름 해석을 처리, cluster.local 도메인 및 관련 DNS 영역 관리.

4. forward : 클러스터 외부의 DNS 요청을 상위 DNS 서버로 전달함.

5. cache : 쿼리 결과를 캐싱하여 성능을 향상시킴.

6. reload : Corefile 변경 시 자동으로 구성 파일을 다시 로드함.

7. loadbalance : 여러 DNS 응답을 라운드 로빈 방식으로 반환하여 부하를 분산함.

 

CoreDNS의 주요 동작 방식

1. 내부 이름 해석 (my-service.default.svc.cluster.local)

my-service: 서비스 이름

default: 네임스페이스

svc.cluster.local: 쿠버네티스 기본 도메인

 

2. 서비스 IP 주소 검색

DNS 쿼리를 통해 클러스터 내 서비스의 ClusterIP를 반환함.

예: dig my-service.default.svc.cluster.local → 10.0.0.1

 

3. Pod 이름 해석

Pod의 이름과 네임스페이스를 기반으로 IP 주소를 반환할 수 있음.

이 기능은 ConfigMap의 pods 옵션에 의해 설정됨.

pods insecure: Pod 이름으로 DNS 레코드를 추가하지 않음(기본 설정).

 

4. 외부 이름 해석

클러스터 외부의 도메인 요청은 /etc/resolv.conf에 지정된 상위 DNS 서버로 전달됨.

 

CoreDNS의 설치 및 구성

1. 설치

쿠버네티스 설치 시 CoreDNS는 기본적으로 포함됨.

Minikube나 kubeadm으로 클러스터를 설정할 때 자동으로 배포됨.

CoreDNS Deployment 확인

kubectl get pods -n kube-system -l k8s-app=kube-dns

CoreDNS ConfigMap 확인

kubectl get configmap coredns -n kube-system -o yaml

 

2. 설정 변경

CoreDNS 설정 변경은 ConfigMap을 수정하여 이루어짐.

ConfigMap 편집

kubectl edit configmap coredns -n kube-system

변경 사항 적용

kubectl rollout restart deployment coredns -n kube-system

 

CoreDNS의 고급 기능

1. DNS 캐싱

캐싱 플러그인을 사용하여 응답 속도를 향상시킴.

cache 60

 

2. 서비스 검색 확장

fallthrough 옵션으로 특정 네임스페이스에 대한 DNS 쿼리를 전달함.

kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa {
    pods insecure
    fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa
}

 

3. DNS 쿼리 로깅

DNS 요청을 기록하여 문제를 디버깅하거나 트래픽 패턴을 분석함.

log

 

4. Prometheus 모니터링

CoreDNS는 Prometheus를 위한 메트릭을 제공하며, prometheus 플러그인을 활성화하여 모니터링할 수 있음.

prometheus :9153

 

5. Custom DNS Zones

클러스터 외부 도메인에 대해 사용자 정의 DNS 구성을 추가할 수 있음.

example.com:53 {
    forward . 8.8.8.8
}

 

CoreDNS 문제 발생시 문제 해결 방법

1. DNS 확인 문제

CoreDNS Pod 상태 확인

kubectl get pods -n kube-system -l k8s-app=kube-dns

로그 확인

kubectl logs -n kube-system -l k8s-app=kube-dns

 

 

2. 클러스터 외부 도메인 해석 실패

/etc/resolv.conf의 상위 DNS 서버를 확인하거나, forward 설정을 수정해야 함.

 

3. 캐싱 관련 문제

캐싱 시간을 줄이거나 reload 플러그인을 활용하여 최신 정보를 유지함.

 

CoreDNS와 kube-dns 비교

1. CoreDNS

아키텍처 : 플러그인 기반

확장성 : 매우 유연함

성능 : 더 높은 성능

기본 구성 : 클러스터 내부 및 외부 지원

커스터마이징 : 간단하고 직관적

 

2. kube-dns

아키텍처 : 고정 기능

확장성 : 제한적

성능 : 상대적으로 낮음

기본 구성 : 클러스터 내부에 초점

커스터마이징 : 복잡함

 

CoreDNS 결론

CoreDNS는 쿠버네티스의 네트워크 통신에서 중요한 역할을 하는 도구임.

DNS 이름 해석, 클러스터 서비스 검색, 외부 DNS 쿼리 전달 등 다양한 기능을 제공함.

플러그인 아키텍처를 기반으로 유연성과 확장성이 뛰어나며, 클러스터 운영의 필수 구성 요소임.

이를 올바르게 설정하고 모니터링하면 클러스터의 네트워크 성능과 안정성을 크게 향상시킬 수 있음.