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20'S LIFE IN SYDNEY and BUSAN
쿠버네티스(Kubernetes, k8s)
오픈소스로 만들어진 컨테이너 오케스트레이션 도구
컨테이너화된 애플리케이션을 자동으로 배포, 스케일링하는 등의 관리 기능을 제공
- 각기 다른 환경(온프레미스 서버, VM, 클라우드)에 대응 가능
무엇을 오케스트레이션 한다는 것인가?
컨테이너 오케스트레이션 도구는, 수십~수백개의 컨테이너를 관리하고자 할 때 보다 더 잘 관리하기 위한 툴입니다.
이는 아키텍처의 트렌드가 모놀리식에서 마이크로서비스로 바뀌고,
이로 인해서 컨테이너의 갯수가 증가하고,
여기에 확장성을 고려해 스케일링까지 더할 경우에 발생할 수 있는 일입니다.
다섯개 정도의 마이크로서비스를 운영하는 조직이 회사 내에 세 팀 정도가 존재하고, 최소한 두 개 이상의 레플리카(복제본)을 만든다고 가정하면, 벌써 서른(5 x 3 x 2) 개의 컨테이너가 존재할 것입니다.
이럴 때에는 쿠버네티스 도입을 고려해볼 수 있습니다.
쿠버네티스 공식 웹사이트에는 쿠버네티스를 만든 Google의 경험을 바탕으로 다음과 같이 안내하고 있습니다.
Google이 일주일에 수십억 개의 컨테이너들을 운영하게 해준 원칙들에 따라 디자인되었기 때문에, 쿠버네티스는 운영팀의 규모를 늘리지 않고도 확장될 수 있습니다.
언제 사용하지 말아야 할까?
여러 Tier(단계)로 나뉘어지지 않은 모놀리식 아키텍처에서는 적합하지 않습니다.
모놀리식 아키텍처는 먼저 마이크로서비스 분해 전략을 세우는 것이 우선입니다.
고작 서너 개에 불과한 컨테이너만을 다루려면 적합하지 않습니다.
서너 개의 불과한 컨테이너는 docker-compose로도 충분합니다.
비교적 단순한 아키텍처에, 스케일링이 필요하지 않은 경우에는 적합하지 않습니다.
이후 트래픽이 증가하거나, 스케일링이 필요한 경우, 서버리스 서비스를 사용하면 다소 저렴한 가격에 관리형 서비스를 이용할 수 있으며, AWS 내에서도 오토 스케일링과 같은 관리형 서비스가 배포 환경에서 제공됩니다.
언제 사용해야 하는가? 어떤 기능이 있는가?
어떤 기능을 제공하는지를 살펴보면, AWS를 배웠을 때와 비슷한 기능을 제공합니다.
마이크로서비스를 컨테이너 방식으로 운영하는 조직이 확장성을 고려해야 할 때
무중단 서비스, 즉 고가용성을 제공해야 할 때
그 밖에 다양한 기능들: 자가 치유,배치 실행, 구성 관리, 로드 밸런싱...
보시다시피 특징적인 기능은 AWS와 같은 퍼블릭 클라우드 공급자에서도 비슷하게 제공합니다.
그러나 여기에는 비용의 문제에서 자유로울 수 없습니다. 이를 피하기 위해 쿠버네티스를 사용하기도 합니다.
쿠버네티스를 사용하는 사람들은 다음과 같이 사용
쿠버네티스를 이용해 온프레미스 상에서 (사설) 클라우드 인프라를 구성하고,
저렴한 클라우드 서비스의 일부분을 도입하여 하이브리드 형태로 구성하기도 하며,
필요에 따라 쿠버네티스로 구성한 인프라를 통째로 AWS 등에 마이그레이션 합니다. (이식성)
- 주요 퍼블릭 클라우드 공급자들은 관리형 쿠버네티스를 지원합니다. 예) AWS EKS
쿠버네티스 작동 원리
쿠버네티스 아키텍쳐
클러스터는 최소 하나 이상의 제어판(Control Plane) 컴포넌트와, 이것과 연결된 몇개의 워커 노드로 구성되어 있습니다.
워커 노드는 kubelet이라는 프로세스가 돌아가고 있는데, 이 kublet은 다른 노드와 서로 통신하거나 컨테이너를 실행하는 등의 태스크를 실행할 수 있게 합니다.
워커 안에는 한개 이상의 컨테이너가 자리잡고 있으며, 즉 워커 노드는 실제로 애플리케이션이 실행되고 있는 곳이라고 할 수 있습니다.
쿠버네티스에서는 이러한 컨테이너(정확히는 컨테이너 그룹)와 컨테이너가 사용하는 볼륨, 그리고 컨테이너의 작동 정보를 특별히 파드(Pod)라는 이름으로 부릅니다. 이에 대해서는 이후에 다시 다룹니다.
관리를 위해 필요한 프로세스들은 전부 제어판 컴포넌트에 있습니다. 제어판 컴포넌트는 클러스터가 잘 작동할 수 있게 돕습니다.
제어판 컴포넌트에 있는 여러가지 프로세스 중 먼저 소개할 것은 바로 API 서버입니다.
말 그대로 API 서버는 모든 클러스터 관리의 입구로서, 명령을 내릴 수 있는 관문입니다. 실제로 쿠버네티스에서 제공되는 UI나 CLI등에서 클러스터 관리를 위해 뭔가 명령을 내리면 API가 호출됩니다. 당연히 직접 호출할 수도 있습니다.
다른 하나는 Controller manager입니다. 클러스터에서 무슨 일이 발생하는지를 추적하는 역할을 합니다. 예를 들어 컨테이너가 죽거나 재시작되었을 경우, 컨트롤러 매니저는 이를 알 수 있습니다.
또 스케쥴러가 있습니다. 스케쥴러는 서버(노드) 리소스를 바탕으로 컨테이너(정확히는 pod)가 노드에 배치되게 만드는 역할을 담당합니다. 새로 생성된 컨테이너를 찾아 노드에 할당합니다.
마지막으로 ETCD 데이터베이스가 존재하는데, 이는 Key-value 저장소인데, 클러스터 관리에 필요한 모든 데이터를 저장하는 공간입니다. 인프라를 원하는 상태로 만들기 위해서는, 정상 상태에 대한 snapshot 및 관리에 필요한 메타데이터가 어딘가에 저장되어야 하는데, ETCD는 바로 이를 담당합니다.
이것이 바로 쿠버네티스 클러스터에 대한 간략한 소개 및 작동 원리입니다.
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