Cilium: 가동 및 실행 (Korean Edition)

제8장. 성능 네트워킹 및 트래픽 최적화

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지금까지 우리는 Cilium을 통해 액세스와 연결성을 구현하는 데 주력해 왔습니다. 제6장에서 다룬 eBPF 기반 kube-proxy 대체 방식을 제외하면, 아직 네트워크 성능에 대해서는 논의하지 않았습니다.

우리의 목표는 단순히 Cilium을 실행하는 데 도움을 주는 것이 아니라, 가능한 한 많은 가치와 성능을 끌어내는 데 있습니다. 네트워크 도구는 종종 처리량, 지연 시간, 지터로 평가되며, Cilium도 마찬가지입니다.

이 장에서는 네트워크 성능 최적화를 가능하게 하는 Cilium의 주요 기능을 살펴보겠습니다. 모든 기능을 다루지는 않을 것입니다. 독자에게 과도한 정보로 부담을 주지 않기 위해, 병목 대역폭 및 왕복 전파 시간(BBR), BIG TCP, eBPF 호스트 라우팅과 같은 주제는 생략하기로 결정했습니다.

참고

주제를 제외하는 것은 어려운 선택입니다. 그 가치를 간략히 요약하면 다음과 같습니다:

• BBR은 현대적인 혼잡 제어 알고리즘으로, 장거리 또는 고대역폭 연결에서 처리량을 향상시키고 지연 시간을 줄입니다.

• BIG TCP는 더 큰 패킷 크기를 허용하고 패킷당 오버헤드를 줄여 대규모 데이터 전송의 효율성을 높입니다.

• eBPF 호스트 라우팅은 기존 네트워킹 스택의 일부를 우회하여 커널 내에서 직접 더 빠른 패킷 전달을 제공합니다.

Isovalent 블로그에는 BBR과 BIG TCP에 관한 다수의 게시물이 있습니다. eBPF 호스트 라우팅은 커널이 이를 지원할 경우 기본적으로 활성화되므로 여기서 추가 설명이 필요하지 않습니다.

우리는 라우팅 홉(네트워크 및 Linux 스택 내부)을 줄이고 가능한 경우 가까운 백엔드를 우선적으로 선택함으로써 영역, 노드, 에지 수준에서 성능을 향상시키는 일련의 기능에 집중할 것입니다:

서비스 트래픽 분산 [지역/토폴로지]

가능할 경우 동일 영역 내 엔드포인트를 우선적으로 선택하여 지연 시간 및 영역 간 비용을 절감합니다

로컬 리다이렉트 정책(LRP) [노드]

노드 로컬 백엔드를 우선하여 트래픽이 동일 노드에 머물게 함으로써 노드 간 홉 수와 지연 시간 감소

직접 서버 반환(DSR) [에지]

클라이언트 소스 IP를 보존하고 응답을 백엔드 포드에서 클라이언트로 직접 전송하여 반환 경로 성능을 개선합니다

eXpress 데이터 경로(XDP) [노드]

패킷당 오버헤드와 지연 시간을 줄이기 위해 커널에서 가능한 한 초기 단계에서 패킷을 처리합니다

Maglev [에지]

일관된 해싱을 제공하여 동일한 흐름이 동일한 백엔드에 도달하도록 하여 노드 변경 시 연결 안정성을 향상시킵니다

Netkit [노드]

기존 veth 경로를 커널 네이티브 장치 모델로 대체하여 오버헤드를 줄이고 컨테이너 네트워킹 성능을 호스트 수준에 가깝게 만듭니다

먼저 영역 인식 성능을 살펴본 후, 클러스터 내부 및 주변의 지연 ...