1216 쿠버네티스

쿠버네티스

서비스 개발 및 운용방식

마이크로서비스 아키텍쳐(MSA)

• 응용 시스템 개발 및 구성을 위한 아키텍처 스타일의 하나
• 아예 비교하여 전통적인 방식의 아키텍처를 모놀리식 아키텍처라고 부르기도 함
• 애플리케이션이 서비스 모음으로 개발되어 각 마이크로서비스는 특정한 기능을 수용하고
  개별 작업을 처리, 이 서비스들이 서로 연결되어 전체 응용을 구성

컨테이너 인프라 환경의 적용

• 컨테이너 모델은 마이크로서비스를 구현하기에 적합

쿠버네티스란?

줄여서 k8s라고 표기
컨테이너 오케스트레이션 솔루션

• 다수의 컨테이너들을 관리하면서
• 자동 배포, 배포된 컨테이너의 동작 보증, 부하에 따른 동적 확장 등의 기능 담당

도커와 잘 어울리는 실행 환경 구성 도구

• 도커 컨테이너들을 클러스터 내에 실행하고 관리하는 데 적합
• 지속적 통합과 인도(CI/CD)에 유효하게 적용 가능
• 컨테이너는 포드(pod) 라고 불리는 k8s 오브젝트와 연관하여 실행 (포드 위에서 실행한다고 대강 표현)

k8s 클러스터

 

물리적인 컴퓨터를 묶어놓은 것

 

k8s 클러스터의 구성 요소
클러스터는 하나 이상의 노드들로 구성됨

마스터 노드(컨트롤 플레인)

• kube ctl (반드시 마스터 노드에 있어야 하는 것은 아니지만)
• API 서버, etcd-클러스터의 중심 역할을 하는 구성 요소들
• 컨트롤러 매니저, 스케줄러

워커 노드

• 컨테이너 런타임(CRI; Container Runtime Interface) - 포드를 이루는 컨테이너의 실행 담당
• kubelet - 포드의 구성 내용을 받아 CRI에 전달하고 컨테이너들의 동적 상태를 모니터링

포드(Pod)와 컨테이너(Container)

k8s가 제공하는 기능

컨테이너 밸런싱

• 포드의 부하 균등화를 수행 - 몇 개의 응용을 복제할 것인지를 알려주면 나머지는 k8s가 처리

트래픽 로드 밸런싱

• 응용의 복제본이 둘 이상 있다면 k8s가 트래픽 부하 균등화를 수행하여 클러스터 내부에 적절히 분배

동적 수평 스케일링

• 인스턴스 수를 동적으로 확장하거나 감축하여 동적 요구사항에 대응하면서 시스템 자원 효율적 활용

오류 복구

• 포드와 노드를 지속적으로 모니터링하고 장애가 발생하면 새 포드를 실행하여 지저된 복제본의 수 유지

롤링 업데이트

• 지연 시간을 적용하고 순차적으로 업데이트 배포함으로써 문제가 발생하더라도 서비스를 정상 유지할 수 있음

스토리지 오케스트레이션

• 원하는 응용에 다양한 스토리지 시스템을 마운트할 수 있음

서비스 디스커버리

• 태생적으로 수명이 짧은 포드의 동적 성질을 관리하기 위하여 자체 DNS 기반으로 서비스 동적 바인딩할 수 있는 기능을 제공

 

k8s Pod의 생명 주기 (Life Cycle)

kubctl을 통해서 API 서버에 포드의 생성을 요청

• (업데이트가 있을 때마다) API 서버는 etcd에 기록하고 클러스터의 상태를 최신으로 유지(하려고 함)

컨트롤러 매니저는 포드를 생성하고, 이 상태를 API 서버에 전달

• 아직 어떤 워커 노드에 포드를 적용할지는 결정하지 않은 상태

스케줄러는 포드가 생성되었다는 정보를 인지하고, 이 포드를 어떤 워커 노드에 적용할지를 결정해서 해당 노드에 포드의 실행을 요청

 

해당 노드의 kubelet이 CRI에 요청하여 포드가 만들어지고 사용 가능한 상태가 됨

 

k8s는 절차적인 구조가 아닌 선언적인 구조를 가지고 있음

• 각 요소가 추구하는 상태를 선언하면 현재 상태와 비교하고 지속적으로 맞추어가려고 노력하는 구조

 

k8s 오브젝트들

기본 오브젝트

• Pod - 한 개 이상의 컨테이너로 단일 목적의 일을 하기 위해 모인 단위
  • 독립적인 공간과 사용가능한 IP 가지고 있음, 언제든지 죽을 수 있음
• Namespace - k8s 클러스터에서 사용되는 리소스들을 구분해 관리하는 그룹
• Volume - 포드가 생성될 때 포드에서 사용할 수 있는 디렉토리를 제공
• Service - 유동적인 포드들에 대한 접속을 안정적으로 유지하도록 클러스터 내/외부에 연결하는 역할

디플로이먼트(Deployment)

• 기본 오브젝트들을 보다 효율적으로 작동할 수 있도록 조합하고 추가로 구현한 것
• 레플리카셋 오브젝트를 합쳐 놓은 형태로 단순하게 생각할 수 있음

 

k8s 인프라 구축

로컬 환경

• kubeadm, docker desktop 등 설치 운용해 로컬 활경에서 간단하 클러스터 구성 가능
• 개발 단계에서의 테스트 등에 이용

Public clouds

• 아마존 AWS EKS (Elastic Kubernetes Service)
• GCP(Google Cloud Platform)의 GKE(Google kubernetes Engine)
• 마이크로소프트의 AKS(Azure kubernetes Service)

On-prem 설치

• SUSE의 Rancher
• RedHat의 OpenShift

---

실습 준비

docker desktop 설정> kubernetes > enable kubernetes
kubectl get nodes