0️⃣워크로드

쿠버네티스 클러스터 내에서 실행되는 애플리케이션, 서비스 배포의 단위

• 워크로드 관리 리소스를 통해 사용자 요구 사항(배포, 운영, 확장) 수행 가능
  • ReplicaSet, Deployment, StatefulSet 등
• YAML 등의 파일 형식을 통해 애플리케이션의 수명주기를 선언적 방식으로 관리 가능

• Deployment를 선언적 방식으로 작성한 예

apiVersion: apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
	name: nginx-deployment
spec:
	replicas: 2
	template:
		metadata:
			labels:
				app: demo-app
		spec:
			containers:
			- name: hello-world
				image: hello-world:latest
				ports:
				- containerPort: 80

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1️⃣ ReplicaSet

• Downtime이 없는 안정적인 서비스를 위해 동시 구동되는 파드들의 집합을 관리
• 레플리카 구성을 갖춘 파드들의 배포 규격에 정의된 수 만큼의 파드의 정상적인 구동을 보장
  • 대상 파드 중 하나가 오류로 인해 정지되면, 동일한 스펙의 새 파드를 즉시 다시 배포

💡즉, 레플리카 셋은 동일한 스펙과 규격을 가진 복제본 파드를 가지고, 파드 다운 시 바로 복제본으로 대체하는 리소스다.

• 레플리카셋 예시

  • replicaset-example.yaml

    apiVersion: apps/v1
    kind: ReplicaSet
    metadata:
      name: nginx-replicaset
      labels:
        app: nginx
    spec:
      replicas: 3
      selector:
        matchLabels:
          app: nginx
      template:
        metadata:
          labels:
            app: nginx
        spec:
          containers:
            - name: nginx
              image: nginx:latest
              ports:
                - containerPort: 80
    

    kubectl apply -f replicaset-example.yaml # 배포
    
    kubectl get replicaset # 조회
    
    kubectl get pods -l app=nginx # matchLabels 조회
    
    kubectl delete pod [name] # 삭제하면 새로운 Pod가 생성되서 실행되는 것을 확인 가능

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2️⃣ Deployment

• 파드와 레플리카셋에 대한 선언적 업데이트 제공
• 롤링 업데이트를 포함한 애플리케이션 버전 및 배포 관리에 주로 사용
  • 레플리카셋의 상위 객체로, 애플리케이션 및 서비스 단위 관리로 가장 많이 사용

• 디플로이먼트 예시 deployment-example.yaml

  apiVersion: apps/v1
  kind: Deployment
  metadata:
    name: nginx-deployment
    labels:
      app: nginx
  spec:
    replicas: 3
    selector:
      matchLabels:
        app: nginx
    template:
      metadata:
        labels:
          app: nginx
      spec:
        containers:
          - name: nginx
            image: nginx:1.14.2
            ports:
              - containerPort: 80

  $ kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=nginx:1.16 # 1.16 버전으로 재배포
  $ kubectl rollout status deployment/nginx-deployment # 상태 확인
  $ kubectl get pods -l app=nginx
  $ kubectl describe pods nginx-deployment

• 클러스터 내부 컨테이너 이미지는 1.14.2 로 첫 배포 되었고, 이를 set image 명령어로 1.16으로 변경
• rollout status 명령어로 롤링 업데이트 상태를 확인한 후, describe 명령어로 파드 내부 이미지 버전을 확인해보면 1.16으로 변경된 것을 볼 수 있다.

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3️⃣ StatefulSet

• 애플리케이션의 상태를 저장하고 관리하는 역할을 수행하는 리소스
• 파드 고유의 이름을 가지고 순서대로 생성되며, 재시작 시에도 동일한 네트워크 ID를 유지
• 파드의 순서와 고유성 보장을 위해 각 파드에 영구 볼륨(PV)이 할당
  • 파드 삭제 시, 새로 생성된 파드에 해당 볼륨이 재 할당됨
• 스테이트풀셋 예시

  • statefulset-example.yaml

    apiVersion: apps/v1
    kind: StatefulSet
    metadata:
      name: web
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          app: nginx
      serviceName: "nginx"
      replicas: 2
      template:
        metadata:
          labels:
            app: nginx
        spec:
          containers:
            - name: nginx
              image: nginx:latest
              ports:
                - containerPort: 80
              volumeMounts:
                - name: www
                  mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumeClaimTemplates:
        - metadata:
            name: www
          spec:
            accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
            resources:
              requests:
                storage: 1Gi
    

  • 설명

1. apiVersion, kind, metadata: 기본적인 리소스 정의와 이름을 설정
2. selector: StatefulSet에서 관리할 Pod를 선택하는 조건을 정의
   • app: nginx라는 레이블을 가진 Pod들을 선택
3. serviceName: StatefulSet에 의해 생성되는 서비스의 이름을 정의.
   • nginx라는 이름의 서비스가 생성
4. replicas: 생성할 Pod의 수를 정의
   • 여기서는 2개의 Pod를 생성
5. template: 실제로 생성될 Pod의 템플릿을 정의.
   • 각 Pod는 nginx:latest 이미지를 사용하고, containerPort: 80을 열며, volumeMounts를 통해 www 볼륨을 /usr/share/nginx/html에 마운트
6. volumeClaimTemplates: 각 Pod에 대한 동적 PVC(PersistentVolumeClaim)를 생성

   • 각 Pod는 1Gi의 스토리지를 요청하고, ReadWriteOnce 액세스 모드를 설정

     $ vi pv-example.yaml # PersistenceVolume 정의(추후 설명)
     $ kubectl apply -f pv-example.yaml 
     $ kubectl get pv 
     $ vi statefulset-example.yaml 
     $ kubectl apply -f statefulset-example.yaml

   • pv-example.yaml

     apiVersion: v1
     kind: PersistentVolume
     metadata:
       name: pv-web-0
     spec:
       capacity:
         storage: 1Gi
       accessModes:
         - ReadWriteOnce
       hostPath:
         path: "/tmp/data-web-0"
     ---
     apiVersion: v1
     kind: PersistentVolume
     metadata:
       name: pv-web-1
     spec:
       capacity:
         storage: 1Gi
       accessModes:
         - ReadWriteOnce
       hostPath:
         path: "/tmp/data-web-1"

   • kubectl delete pod web-1 실행 후에 get pvc를 해보면 그대로 유지 중인 것을 확인 가능

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데몬셋(DaemonSet)

• 모든 노드, 혹은 특정 레이블을 가진 노드에 하나씩 동일한 파드를 배포 지원
• 클러스터에서 노드가 추가되면 해당 노드에도 데몬셋에 정의된 파드가 배포됨
  • 리소스 모니터링 도구, 로그 수집기, CNI 등 과 같은 도구에 주로 사용

• 데몬셋 예시

  • 데몬셋의 특성을 확인하기 위해선 2개 이상의 노드가 필요

  • daemonset-example.yaml

    apiVersion: apps/v1
    kind: DaemonSet
    metadata:
      name: daemonset-example
      namespace: default
    spec:
      selector:
        matchLabels:
          name: daemonset-example
      template:
        metadata:
          labels:
            name: daemonset-example
        spec:
          containers:
            - name: hello
              image: busybox
              command:
                - "/bin/sh"
                - "-c"
                - "while true; do echo DaemonSet running on $(hostname); sleep 10; done"