คู่มือปฏิบัติการ วันที่ 7 | ระบบเครือข่าย ClusterIP และ NodePort Services

คู่มือปฏิบัติการ • 20–30 นาทีต่อวัน • สัปดาห์ที่ 2

ยินดีต้อนรับสู่ วันที่ 7: ระบบเครือข่าย ClusterIP และ NodePort Services!

วันนี้เราจะมาทำความเข้าใจว่า Kubernetes จัดการการเชื่อมต่อเครือข่ายระหว่าง Pods และการเปิดให้ภายนอกเข้าถึงได้อย่างไร ผ่านวัตถุที่เรียกว่า Service พร้อมทดลองสลับประเภท Service และตรวจสอบผลบน Headlamp UI ครับ

5-10m

ช่วงที่ 1: สรุปแนวคิดสถาปัตยกรรม

เข้าใจปัญหา IP ของ Pod ที่ไม่คงที่ (Ephemeral), หน้าที่ของ Service Load Balancer, และความต่างระหว่าง ClusterIP กับ NodePort

15-20m

ช่วงที่ 2: การลงมือปฏิบัติจริง (5 ขั้นตอน)

Expose Deployment เป็น ClusterIP, สำรวจ Endpoints บน UI, ยิง Curl ทดสอบ DNS ภายใน, Patch เป็น NodePort และเทียบพอร์ตบน UI

สรุปแนวคิดและสถาปัตยกรรม (5–10 นาที)

ทำไมต้องมี Service?

Pod ใน Kubernetes มีวงจรชีวิตไม่แน่นอน (Ephemeral) เมื่อถูกรีสตาร์ตหรืออัปเกรด IP จะเปลี่ยนไปเสมอ Service จึงทำหน้าที่เป็น Stable IP / DNS Name คอยรับ Traffic แล้วทำ Load Balancing กระจายไปยัง Pods ผ่าน Selector Labels

• Service → Endpoints → Target Pods

ClusterIP (Default)

เปิดให้เข้าถึงได้เฉพาะภายใน Cluster เท่านั้น โดย Kubernetes จะสร้าง Virtual Internal IP ประจำ Service เหมาะสำหรับการสื่อสารระหว่าง Microservices หรือเชื่อมต่อ Database หลังบ้านที่ไม่เปิดสู่สาธารณะ

• เรียกผ่านชื่อ Service DNS ได้ เช่น http://web-internal

NodePort

เปิดพอร์ตตรงบน Node ทุกตัวใน Cluster (ช่วงหมายเลขพอร์ต 30000–32767) ทำให้ผู้ใช้ภายนอกเข้าถึง Service ได้โดยตรงผ่านรูปแบบ <NodeIP>:<NodePort> โดย Service จะส่งต่อ Traffic เข้า ClusterIP ต่อไป

• ช่องทางพื้นฐานในการเชื่อมต่อจากภายนอก Cluster

ขั้นตอนลงมือปฏิบัติจริง (15–20 นาที)

ติ๊กถูกเมื่อทำแต่ละขั้นตอนเสร็จ

ขั้นตอนที่ 1: สร้าง Service ประเภท ClusterIP Step 1 of 5

เปิด Terminal แล้วสร้าง Service แบบ ClusterIP เพื่อเชื่อมต่อไปยัง web-app Deployment ที่เราสร้างไว้ในวันที่ 6:

Terminal Bash • Expose ClusterIP Service

kubectl expose deployment web-app --port=80 --targetport=80 --type=ClusterIP --name=web-internal

✓ ผลลัพธ์ที่คาดหวัง: Terminal จะแสดงข้อความ service/web-internal exposed และได้รับ Cluster-IP ภายในคลัสเตอร์ทันที

ขั้นตอนที่ 2: ตรวจสอบ Endpoints บน Headlamp UI Step 2 of 5

เปิด Headlamp UI เพื่อสำรวจการจับคู่ปลายทางของ Service ไปยัง Pods อัตโนมัติ:

เปิด Headlamp UI ขึ้นมา (ผ่าน http://localhost:8080 หรือ Headlamp Desktop)
ไปที่เมนูด้านซ้าย Network > Services แล้วคลิกเลือก web-internal
สังเกตในส่วน Endpoints: คุณจะเห็นรายการ IP Address ของ Pods ทั้ง 4 ตัวที่ตรงกับ Selector ของ Service นี้อย่างชัดเจน

หาก Pods ตัวใดดับไป หรือถูกแทนที่ด้วย Replica ใหม่ Endpoints ในหน้านี้จะอัปเดต IP ให้โดยอัตโนมัติ

ขั้นตอนที่ 3: ทดสอบการเชื่อมต่อภายในผ่าน Cluster DNS Step 3 of 5

สร้าง Pod ชั่วคราวเพื่อรันคำสั่ง curl ทดสอบเรียกใช้งานผ่านชื่อ Service ภายใน Cluster โดยระบบ CoreDNS จะแปลงชื่อ Service เป็น ClusterIP ให้เอง:

Terminal Bash • Test Internal DNS with Curl

kubectl run test-curl --rm -it --image=curlimages/curl -- curl http://web-internal

✓ ผลลัพธ์ที่คาดหวัง: หากสำเร็จ จะได้รับข้อความตอบกลับเป็น HTML หน้าแรกของ Nginx เช่น <h1>Welcome to nginx!</h1> และ Pod ชั่วคราวจะลบตัวเองออกไปอัตโนมัติ

ขั้นตอนที่ 4: เปลี่ยนประเภท Service เป็น NodePort Step 4 of 5

ปรับเปลี่ยนชนิดของ Service จาก ClusterIP เป็น NodePort เพื่อเปิดพอร์ตภายนอก ด้วยคำสั่ง patch:

Terminal Bash • Patch Service to NodePort

kubectl patch svc web-internal -p '{"spec": {"type": "NodePort"}}'

Kubernetes จะสุ่มจัดสรรหมายเลขพอร์ตภายนอกในช่วง 30000–32767 เข้ากับ Service นี้โดยทันที

ขั้นตอนที่ 5: ตรวจสอบ NodePort บน CLI และ Headlamp UI Step 5 of 5

ตรวจสอบหมายเลขพอร์ตที่ได้รับจัดสรรทั้งบน Terminal และหน้าต่างกราฟิกของ Headlamp:

Terminal Bash • Check NodePort Assignment

kubectl get svc web-internal

สังเกตในคอลัมน์ PORT(S) ของ Terminal: จะแสดงผลในรูปแบบ 80:3xxxx/TCP (ตัวเลขหลังเครื่องหมายทวิภาค เช่น 31234 คือเลขพอร์ต NodePort ภายนอก)
สลับกลับมาที่ Headlamp UI ในหน้า Network > Services > web-internal: สังเกตการอัปเดตประเภท Type เป็น NodePort พร้อมแสดงเลขพอร์ตภายนอกที่ถูกเปิดให้อย่างชัดเจน

✓ ผลลัพธ์ที่คาดหวัง: ทั้งบน Terminal และ Headlamp UI จะแสดงผลตรงกัน ยืนยันว่า Service สามารถรับ Traffic จากภายนอกโหนดผ่านพอร์ต NodePort ได้สำเร็จ

ภารกิจสำหรับวันที่ 7 (Day 7 Mission)

ลองสร้าง Service และสลับชนิดเป็น NodePort ดูนะครับ หากส่องดู Endpoints บน Headlamp UI เรียบร้อยแล้ว แจ้งได้เลยครับ!

ขั้นตอนถัดไป: เมื่อพร้อมแล้ว บอกผมได้เลยนะครับเพื่อไปต่อใน วันที่ 8: ConfigMaps และการฉีด Environment Variables เข้าสู่ Pods