Kubernetes/Study

[K8s-1pro] 오버레이 네트워크

lumination 2025. 6. 19. 20:42

✅ 오버레이 / 비오버레이 정리표

네트워크 기술/모드 오버레이 여부 설명
Calico (VXLAN 모드) ✅ 오버레이 Pod 트래픽을 VXLAN으로 캡슐화
Calico (IPIP 모드) ✅ 오버레이 Pod 트래픽을 IP-in-IP 터널로 전송
Calico (BGP 모드) ❌ 비오버레이 BGP로 라우팅, 터널 없음
Flannel (VXLAN 모드) ✅ 오버레이 가장 일반적인 Flannel 모드
Flannel (host-gw 모드) ❌ 비오버레이 Node 간 직접 라우팅 (같은 L2망 필요)
GRE 터널 (일반적으로) ✅ 오버레이 IP 패킷을 감싸서 전달, 캡슐화 구조
Macvlan ❌ 비오버레이 Pod가 직접 L2 네트워크와 연결됨

쿠버네티스 어나더 클래스

 

오버레이 네트워크

"오버레이 네트워크(Overlay Network)"는 물리적인 네트워크 위에 논리적인 네트워크를 하나 더 겹쳐서 구성한 네트워크 구조야. 즉, 기존의 물리 네트워크를 변경하지 않고도 컨테이너나 VM들이 서로 통신할 수 있게 해주는 가상 네트워크라고 보면 돼.

1. 오버레이 네트워크의 핵심 개념

  • 논리 네트워크를 기존의 물리 네트워크 위에 "덧씌운" 구조
  • 컨테이너나 VM들이 서로 다른 호스트에 있더라도, 같은 네트워크 대역인 것처럼 통신 가능
  • Encapsulation을 통해 구현됨 (예: VXLAN, GRE 등)
  • 네트워크 패킷을 한 번 더 감싸서 실제 IP 대신 논리적인 IP를 사용

2.  예시 비교

종류 방식 설명
Flannel (VXLAN 모드) 오버레이 각 노드의 pod 네트워크를 VXLAN을 통해 터널링
Calico (BGP 또는 VXLAN) 오버레이 & 비오버레이 모두 가능 라우팅 기반, 고성능
Macvlan 비(非)오버레이 컨테이너에 실제 물리 NIC의 MAC을 부여함. 브리지 없이 동작

3.  Flannel vs Macvlan

항목 Flannel (오버레이) Macvlan (비오버레이)
네트워크 타입 오버레이 직접 연결
네트워크 격리 논리적으로 분리된 네트워크 물리 네트워크 공유
장점 물리망 변경 없이 유연함 빠르고 낮은 오버헤드
단점 성능 저하 (Encapsulation 오버헤드) 설정 복잡, 호환성 문제 (예: 클라우드 환경에서 제한)
용도 Kubernetes 클러스터 Pod 간 통신 컨테이너가 외부 네트워크와 직접 통신해야 할 때 (예: L2 통신)
 

4. Kubernetes에서의 쓰임

  • Flannel, Calico, Weave → Pod-to-Pod 통신을 위해 오버레이 네트워크를 자주 사용
  • Macvlan은 특정한 경우, 특히 고성능 요구 또는 직접 통신이 필요한 환경에서 사용됨 (예: NFV, Telco)

5. 비유로 설명

  • 오버레이 네트워크는 택배를 택배 상자에 다시 넣어 포장해서 보내는 것 (기존 택배망은 그대로 사용)
  • Macvlan은 포장 없이 직접 보내는 것. 단, 택배사가 그 물건을 이해할 수 있어야 함 (즉, 물리망에서 바로 통신 가능해야 함)

 

1. 초급 / 일반 개발자

  • 기본 개념 이해:
    • 오버레이 네트워크란 무엇인지 (물리 네트워크 위에 논리적 네트워크를 덮는 것)
    • 쿠버네티스 Pod끼리 통신이 가능한 이유 (CNI 플러그인 역할)
    • 대표적인 오버레이 CNI (Flannel VXLAN, Calico 등) 이름과 특징 정도
  • 왜 필요한지 정도만 이해하면 충분
  • 직접 네트워크 설정이나 문제 해결할 필요는 없음

2. 중급 / 클러스터 운영자, DevOps

VXLAN(Virtual eXtensible LAN: L2 over L3) 같은 터널링 프로토콜 개념

  • L2 네트워크를 L3 네트워크 위에 "가상 LAN"으로 확장
[Outer IP Header]
  [UDP Header]
    [VXLAN Header]
      [Original Ethernet Frame]

 

GRE (Generic Routing Encapsulation) 같은 터널링 프로토콜 개념

  • 다양한 프로토콜을 IP 네트워크를 통해 전송할 때 사용
[Outer IP Header]
  [GRE Header]
    [Original IP Packet]

 

오버레이 네트워크 동작 원리 숙지:

  • IP-in-IP, MAC-in-UDP 같은 캡슐화 방식 이해
  • CNI 플러그인별 네트워크 구성 및 차이점 (Flannel vs Calico vs Weave 등)
  • 네트워크 정책(NetworkPolicy) 동작 방식 이해

클러스터 네트워크 문제 진단 능력 필요:

  • Pod 간 통신 문제, 네트워크 분리 문제 해결
  • 네트워크 성능 이슈 분석

기본적인 CNI 설치 및 설정 가능

3. 고급 / 클러스터 아키텍트, 네트워크 엔지니어

  • 오버레이 네트워크 내부 동작 원리 심층 분석:
    • VXLAN 헤더 구조, 캡슐화/디캡슐화 과정
    • 멀티캐스트 기반 오버레이 vs 유니캐스트 기반 오버레이 특징과 한계
    • BGP, IPAM, 라우팅 프로토콜과 연동
    • 물리 네트워크와 오버레이 네트워크 통합 아키텍처 설계
  • 고급 네트워크 문제 해결 및 튜닝 능력
  • 네트워크 보안(예: 암호화된 오버레이), QoS 적용
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