Service ใน Kubernetes คืออะไร และ ClusterIP, NodePort, LoadBalancer ต่างกันอย่างไร?

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**Service** ให้อัตลักษณ์เครือข่ายที่เสถียร (IP เสมือนและชื่อ DNS) แก่ *กลุ่มของ Pod* ที่ถูกเลือกด้วย label เนื่องจาก Pod เป็นสิ่งชั่วคราวและเปลี่ยน IP อยู่เสมอ Service จึงเป็นที่อยู่ที่คงทนที่ client ใช้ และมันทำ **load-balance** ไปยัง Pod ที่แข็งแรงซึ่งอยู่เบื้องหลัง

## ทำไมจึงต้องมี Service

```text
Pod มาแล้วก็ไป (IP ใหม่ทุกครั้ง) client ต้องการ endpoint ที่เสถียร
Service:
  → เลือก Pod ด้วย label  (selector: app=web)
  → ได้ IP เสมือนคงที่ + ชื่อ DNS (web.default.svc.cluster.local)
  → load-balance คำขอไปยัง Pod ที่ตรงกันและ READY
```

## Service สามชนิดหลัก

```text
ClusterIP    (default)  → เข้าถึงได้เฉพาะภายใน cluster เท่านั้น
                          สำหรับการสื่อสาร pod-to-pod / service ภายใน
NodePort               → เปิดพอร์ตบนทุก node (30000-32767)
                          ทราฟฟิกภายนอกเข้า nodeIP:nodePort → Service → Pod
LoadBalancer           → จัดหา external cloud load balancer
                          ให้ IP สาธารณะที่ route ไปยัง Service
```

```text
       Internet
          │
   ┌──────┴───────┐
   │ LoadBalancer │  (cloud LB, public IP)   ← สำหรับ service สาธารณะ
   └──────┬───────┘
          │
   ┌──────┴───────┐
   │  NodePort    │  (node:30080)            ← เปิดบนแต่ละ node
   └──────┬───────┘
          │
   ┌──────┴───────┐
   │  ClusterIP   │  (10.96.x.x, internal)   ← บล็อกสร้างพื้นฐาน
   └──────┬───────┘
       Pods (app=web)
LoadBalancer สร้างบน NodePort ซึ่งสร้างบน ClusterIP
```

## ClusterIP (ภายใน)

```yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web
spec:
  type: ClusterIP          # ค่าเริ่มต้น; ละไว้ได้
  selector:
    app: web               # ตรงกับ Pod ที่มี label app=web
  ports:
    - port: 80             # พอร์ตของ Service
      targetPort: 8080     # พอร์ตของ container
```

Pod อื่นเรียกมันผ่าน DNS: `http://web` (namespace เดียวกัน) หรือ `http://web.default.svc.cluster.local`

## NodePort และ LoadBalancer

```yaml
# NodePort — ทุก node ฟังบน nodePort และส่งต่อไปยัง Service
spec:
  type: NodePort
  selector: { app: web }
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 8080
      nodePort: 30080      # ระบุหรือไม่ก็ได้; 30000-32767
---
# LoadBalancer — cloud จัดหา external LB พร้อม public IP
spec:
  type: LoadBalancer
  selector: { app: web }
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 8080
```

```bash
kubectl get svc            # ดูชนิด, cluster IP และ external IP
kubectl get endpoints web  # IP ของ Pod จริงที่อยู่เบื้องหลัง Service
```

## ทำไมจึงสำคัญ

Service คือวิธีที่ networking ทำงานใน Kubernetes ดังนั้นการเข้าใจมันและลำดับชั้นของชนิดต่าง ๆ จึงเป็นความรู้ที่จำเป็นและใช้ทุกวัน เพราะ Pod เป็นสิ่งชั่วคราวและได้ IP ใหม่ทุกครั้งที่สร้างใหม่ คุณจึงชี้ client ไปที่ IP ของ Pod โดยตรงไม่ได้ **Service** แก้ปัญหานี้โดยให้ **IP เสมือนและชื่อ DNS ที่เสถียร** อยู่หน้ากลุ่มของ Pod ที่เลือกด้วย label และทำ **load-balance** ทราฟฟิกไปยัง Pod ที่ Ready เท่านั้น ชนิดทั้งสามก่อตัวเป็นลำดับที่ซ้อนกัน: **ClusterIP** (ค่าเริ่มต้น) ให้ที่อยู่สำหรับใช้ภายในเท่านั้นสำหรับการสื่อสาร pod-to-pod และ service-to-service และเป็นบล็อกสร้างพื้นฐาน; **NodePort** เปิดพอร์ตคงที่บนทุก node เพื่อให้ทราฟฟิกภายนอกเข้าถึง Service ได้; และ **LoadBalancer** ไปไกลกว่านั้นด้วยการจัดหา external cloud load balancer พร้อม IP สาธารณะ — แต่ละชนิดสร้างบนชนิดที่อยู่ด้านล่าง การรู้ว่าจะเลือกใช้ตัวไหน — ClusterIP สำหรับทราฟฟิก microservice ภายใน, NodePort สำหรับการเข้าถึงภายนอกแบบพื้นฐานหรือการติดตั้ง on-prem, LoadBalancer เพื่อเปิด endpoint สาธารณะบน cloud (และในทางปฏิบัติ ใช้ Ingress อยู่หน้า Service แบบ ClusterIP สำหรับการ route HTTP) — เป็นแกนกลางของการออกแบบวิธีที่ส่วนประกอบต่าง ๆ คุยกันและคุยกับโลกภายนอก เพราะแทบทุก workload จริงต้องการการเชื่อมต่อที่เสถียรและ load balancing การเข้าใจ Service และชนิดของมันจึงเป็นความรู้ networking พื้นฐานของ Kubernetes ที่โผล่มาตลอดทั้งในการออกแบบและการ debug

ทำไมจึงต้องมี Service

Service สามชนิดหลัก

ClusterIP (ภายใน)

NodePort และ LoadBalancer

ทำไมจึงสำคัญ

คำถามที่เกี่ยวข้อง