쿠버네티스 소개

Posted Jun 22, 2021

By minho.yoo 11 min read

15. 쿠버네티스 소개

쿠버네티스 개념 소개

쿠버네티스는 컨테이너를 실행하는 서버 클러스터를 하나의 커다란 논리 서버로 만드는 컨테이너 오케스트레이션

쿠버네티스 클러스터의 주요 목적 중 하나는 컨테이너를 배포 및 실행하면서 불루/그린 배포나 카나리아 배포 등의 기술을 사용해 무중단 롤링 업그레이드를 지원하는 것

쿠버네티스는 하나 혹은 다수의 컨테이너가 배치된 포드(pod)를 클러스터의 가용 노드에 스케줄링 가능

쿠버네티스는 실행 중인 컨테이너 상태를 모니터링할 수 있도록 컨테이너가 라이브니스 프로브(liveness probe)를 구현한다고 가정

수평 오토스케일러를 사용해 자동이나 수동으로 컨테이너를 스케일링 가능

메모리 및 CPU와 같은 클러스터의 가용 하드웨어 자원을 최적화하려먼 할당량(quota)을 사용해 컨테이너를 구성해 컨테이너에 필요하 자원 양을 지정

컨테이너 그룹이 소비할 수 있는 자원 양에 대한 제한은 네임스페이스(namespace) 수준에서 지정

쿠버네티스의 다른 주요 목적은 실행 중인 포드와 컨테이너를 위한 서비스 검색을 제공하는 것

쿠버네티스의 서비스 객체를 정의하면 요청을 가용 포드로 로드 밸런싱하고 서비스를 검색할 수 있다

컨테이너가 레디니스 프로브(readiness probe)를 구현하면 들어오는 요청을 수락할 준비가 됐는지 쿠버네티스가 안다

내부적으로 클러스터는 각 포드에 IP 주소를 할당하고 포드를 실행하는 노드와 관계 없이 다른 포드에 접근할 수 있게 하는 하나의 플랫IP 네트워크를 제공

여러 팀이 하나의 쿠버네티스 클러스터에서 안전하게 작업할 수 있도록 역할 기반 접근 제어(RBAC, Role-Based Access Control)를 적용 가능

쿠버네티스 API 객체 소개

노드(node): 클러스터에 속한 가상 혹은 물리 서버
포드(pod): 쿠버네티스에 배포할 수 있는 컴포넌트의 최소 단위, 하나 혹은 여러 개의 컨테이너를 포함
디플로이먼트(deployment): 포드를 배포하고 업그레이드, 포드 생성과 모니터링을 레플리카 셋이 담당하도록 위임
레플리카 셋(replica set): 지정한 수의 포드가 항상 실행되게 함 포드가 삭제되면 레플리카 셋이 대체할 포드를 실행
서비스(service): 하나 혹은 여러 개의 포드에 연결하고자 사용하는 안정적인 네트워크 엔드포인트, 서비스에는 쿠버네티스 클러스터의 내부 네트워크 IP 주소와 DNS 이름이 할당됨
인그레스(ingress): 쿠버네티스 클러스터의 서비스에 대한 HTTP 기반의 외부 접근을 관리
네임스페이스(namespace): 쿠버네티스 클러스터의 리소스를 모으고 특정 수준으로 격리하고자 사용
컨피그 맵(config map): 컨테이너에서 사용하는 구성을 저장할 떼 사용
시크릿(secret): 자격 증명 등의 컨테이너에서 사용하는 민감한 정보를 저장할 때 사용
DaemonSet: 클러스터 노드 집합의 각 노드마다 하나의 포드가 실행되게 함

쿠버네티스 런타임 컴포넌트 소개

쿠버네티스 클러스터는 마스터 노드와 워커 노드로 구성됨.

마스터 노드는 클러스터를 관리하며, 워커 노드는 실제 워크로드를 실행

다음은 컨트롤 플레인을 구성하는, 마스터 노드에서 실행되는 컴포넌트
- API 서버(api-server): 컨트롤 플레인의 진입점
- etcd: 가용성이 높은 키/값 저장소로 클러스터의 모든 데이터를 저장하는 데이터베이스로 사용
- 컨트롤러 매니저: etcd 데이터베이스에 정의된객체의 현재 상태와 원하는 생타를 비교해 지속적으로 평가하는 여러 컨트롤러를 포함
- 원하는 상태나 현재 상태가 변경될 때마다 해당 상태 유형을 담당하는 컨트롤러가 원하는 상태와 현재 상태를 맞추는 작업을 수행
- 스케줄러: 새로 생성된 컨테이너를 사용 가능한 메모리, CPU 등을 고려해 적절한 노드에 할당
데이터 플레인을 구성하는, 전체 노드에서 실행되는 컴포넌트
- kubelet: 컨테이너롤 실행되지 않고 노드의 운영체제에서 직접 실행되는 노드 에이전트
- kube-proxy: 쿠버네티스의 서비스 개념을 구현하는 네트워크 프록시
- 컨테이너 런타임: 노드에서 컨테이너를 실행하는 소프트웨어
- 쿠버네티스 DNS: 클러스터 내부 네트워크에서 사용하는 DNS 서버

미니큐브를 사용해 쿠버네티스 클러스터 생성

미니큐브 프로필 사용

여러 개의 쿠버네티스 클러스터를 로컬에서 실행하고자 미니큐브는 프로필이라는 개념을 제공

minikube profile my-profile my-profile 프로필을 현재 프로필로 설정

minikube config get profile 현재 프로필 확인

쿠버네티스의 CLI 도구인 kubectl 사용

kubectl get: 지정한 API 객체의 정보를 보여줌
kubectl describe: 지정한 API 객체의 자세한 정보 출력
kubectl logs: 컨테이너의 로그 출력

kubectl 콘텍스트 사용

다음과 같은 요소로 구성

쿠버네티스 클러스터
사용자 자격 증명
기본 네임스페이스

kubectl config get-contexts 사용할 수 있는 콘텍스트 확인

kubectl config set-context $(kubectl config current-context) --namespace my-namespace 현재 콘텍스트의 기본 네임스페이스 변경

쿠버네티스 클러스터 생성

샘플 디플로이먼트 생성

  
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: # 디플로이먼트 객체 설명
  name: nginx-deploy # 객체의 이름 설정
spec:
  replicas: 1 # 포드 하나만 실행
  selector: # 디플로이먼트가 대상 포드를 찾는 방법
    matchLabels:
      app: nginx-app # app 레이블의 값이 nginx-app인 포드를 찾도록 지정
  template: # 포드 생성 방법
    metadata:
      labels:
        app: nginx-app # 셀렉터
    spec: # 포드에서 생성할 컨테이너에 대한 세부 사항을 지정
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:latest
        ports:
        - containerPort: 80

  
apiVersion: v1
kind: Service
metadata: # 서비스객체 설명
  name: nginx-service
spec: # 서비스 객체 상태 지정
  type: NodePort # 외부에서 클러스터 노드에 접근하기 위한 전용 포트 지정 가능
  selector: # 서비스가 대상 포드를 찾도록 지정
    app: nginx-app
  ports:
    - targetPort: 80 # 요청이 전달될 포드의 포트 지정
      port: 80 # 클러스터 내부에선 80포트를 사용해 서비스에 접근할 수 있다고 지정
      nodePort: 30080 # 외부에서 서비스에 접근할 떄 사용할 클러스터 노드의 포트(30000 - 32767 사이에서 지정)

클러스터 내부에선 어떻게 접속?

  
kubectl run -i --rm --restart=Never curl-client --image=tutum/curl:alpine --command -- curl -s 'http://nginx-service:80'

쿠버네티스 클러스터 관리

생략

참고

마이크로서비스(http://www.acornpub.co.kr/book/microservices-spring)

microservice

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