k8s 1주 2일차 - Pod 및 워크로드

진웅·2025년 5월 26일

Pod 및 워크로드

K8S Basics

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Kubernetes 교육 2일차 - Pod 및 워크로드

📋 교육 목표

Pod의 개념과 생명주기 이해
YAML 구조 및 작성법 학습
단일/멀티 컨테이너 Pod 배포 실습
워크로드 리소스의 이해와 활용

🎯 1. Pod 개념 및 특징

1.1 Pod란?

Kubernetes의 최소 배포 단위
하나 이상의 컨테이너를 포함하는 논리적 그룹
같은 Pod 내 컨테이너들은 네트워크와 스토리지를 공유

1.2 Pod의 주요 특징

┌─────────────────────────────┐
│           Pod               │
│  ┌─────────┐ ┌─────────┐   │
│  │Container│ │Container│   │
│  │    A    │ │    B    │   │
│  └─────────┘ └─────────┘   │
│                             │
│  공유: IP, Volume, Namespace │
└─────────────────────────────┘

핵심 특징:

Ephemeral(임시성): Pod는 일시적이며 언제든 삭제/재생성 가능
Unique IP: 각 Pod는 고유한 IP 주소를 가짐
Shared Storage: 같은 Pod 내 컨테이너는 볼륨 공유
Shared Network: localhost로 서로 통신 가능

1.3 Pod 사용 시나리오

단일 컨테이너 Pod (가장 일반적)
멀티 컨테이너 Pod
- Sidecar 패턴: 로그 수집, 프록시
- Ambassador 패턴: 외부 서비스 연결
- Adapter 패턴: 데이터 변환

🔍 멀티 컨테이너 Pod의 개념

📊 단일 vs 멀티 컨테이너 비교

⏰ 2. Pod 생명주기 (Life Cycle)

2.1 Pod Phase (단계)

Pending → Running → Succeeded/Failed

Phase	설명
Pending	Pod가 생성되었지만 아직 스케줄링되지 않음
Running	Pod가 노드에 스케줄되고 최소 1개 컨테이너가 실행 중
Succeeded	모든 컨테이너가 성공적으로 종료
Failed	모든 컨테이너가 종료되었고, 최소 1개가 실패
Unknown	Pod 상태를 확인할 수 없음

2.2 Container States (컨테이너 상태)

# 컨테이너 상태 확인
kubectl describe pod <pod-name>

3가지 상태:

Waiting: 시작 대기 중 (이미지 다운로드, 시크릿 대기 등)
Running: 정상 실행 중
Terminated: 실행 완료 또는 실패로 종료

2.3 Pod 조건 (Conditions)

PodScheduled: Pod가 노드에 스케줄됨
ContainersReady: 모든 컨테이너가 Ready 상태
Initialized: 모든 Init Container가 완료
Ready: Pod가 트래픽을 받을 준비 완료

2.4 실습: Pod 생명주기 관찰

# Pod 생성 및 상태 관찰
kubectl run lifecycle-demo --image=nginx:1.20
kubectl get pods -w lifecycle-demo

# 상세 정보 확인
kubectl describe pod lifecycle-demo

# 로그 확인
kubectl logs lifecycle-demo

# Pod 삭제
kubectl delete pod lifecycle-demo

📝 3. YAML 구조 및 작성법 (60분)

3.1 Kubernetes YAML 기본 구조

apiVersion: v1        # API 버전
kind: Pod            # 리소스 종류
metadata:            # 메타데이터
  name: my-pod
  labels:
    app: web
spec:                # 스펙 정의
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.20
status:              # 상태 (시스템이 관리)

3.2 필수 필드 설명

apiVersion

# 각 리소스별 API 버전
Pod: v1
Deployment: apps/v1
Service: v1
ConfigMap: v1

metadata

metadata:
  name: my-pod              # 필수: 리소스 이름
  namespace: default        # 네임스페이스
  labels:                   # 라벨 (key-value)
    app: web
    version: "1.0"
  annotations:              # 주석
    description: "My web server"

spec (Pod 기준)

spec:
  containers:               # 컨테이너 목록
  - name: web              # 컨테이너 이름
    image: nginx:1.20      # 이미지
    ports:                 # 포트 설정
    - containerPort: 80
    env:                   # 환경변수
    - name: ENV_VAR
      value: "production"
    resources:             # 리소스 제한
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"

3.3 YAML 작성 Best Practices

들여쓰기: 2칸 공백 사용 (탭 사용 금지)
명명규칙: 소문자, 하이픈(-) 사용
라벨 활용: 리소스 관리를 위한 의미있는 라벨
리소스 제한: requests와 limits 설정
주석 활용: 복잡한 설정에 설명 추가

3.4 실습: YAML 파일 작성 및 검증

# YAML 파일 문법 검증
kubectl apply --dry-run=client -f pod.yaml

# 실제 적용 전 서버 검증
kubectl apply --dry-run=server -f pod.yaml

# YAML 파일 설명
kubectl explain pod.spec.containers

🚀 4. 단일 컨테이너 Pod 배포 실습 (45분)

4.1 명령형 방식으로 Pod 생성

# 기본 Pod 생성
kubectl run simple-pod --image=nginx:1.20

# 환경변수와 함께 생성
kubectl run env-pod --image=nginx:1.20 --env="ENV=production"

# 포트 노출과 함께 생성
kubectl run web-pod --image=nginx:1.20 --port=80

# 라벨과 함께 생성
kubectl run labeled-pod --image=nginx:1.20 --labels="app=web,tier=frontend"

4.2 선언형 방식으로 Pod 생성

simple-pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: simple-nginx
  labels:
    app: web
    environment: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.20
    ports:
    - containerPort: 80
      name: http
    env:
    - name: NGINX_PORT
      value: "80"
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "100m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "200m"

# Pod 생성
kubectl apply -f simple-pod.yaml

# Pod 상태 확인
kubectl get pods
kubectl get pod simple-nginx -o wide

# Pod 상세 정보
kubectl describe pod simple-nginx

4.3 고급 단일 컨테이너 Pod

advanced-pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: advanced-nginx
  labels:
    app: nginx
    version: v1.20
  annotations:
    description: "Advanced nginx pod with health checks"
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.20
    ports:
    - containerPort: 80
      name: http
    # 환경변수 설정
    env:
    - name: NGINX_HOST
      value: "0.0.0.0"
    - name: NGINX_PORT
      value: "80"
    # 헬스체크 설정
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /
        port: 80
      initialDelaySeconds: 30
      periodSeconds: 10
    readinessProbe:
      httpGet:
        path: /
        port: 80
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5
    # 리소스 제한
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "100m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "200m"
    # 볼륨 마운트
    volumeMounts:
    - name: html-volume
      mountPath: /usr/share/nginx/html
  # 볼륨 정의
  volumes:
  - name: html-volume
    emptyDir: {}
  # 재시작 정책
  restartPolicy: Always

4.4 실습 과제

# 1. Pod 생성 및 확인
kubectl apply -f advanced-pod.yaml
kubectl get pods -l app=nginx

# 2. Pod 내부 접근
kubectl exec -it advanced-nginx -- /bin/bash
# 컨테이너 내에서 nginx 설정 확인
cat /etc/nginx/nginx.conf
exit

# 3. 로그 확인
kubectl logs advanced-nginx

# 4. 포트 포워딩으로 테스트
kubectl port-forward advanced-nginx 8080:80
# 브라우저에서 localhost:8080 접근 (새 터미널에서)
curl http://localhost:8080

🔄 5. 멀티 컨테이너 Pod 배포 실습 (60분)

5.1 Sidecar 패턴 예제

sidecar-pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: sidecar-pod
  labels:
    app: web-with-sidecar
spec:
  containers:
  # 메인 웹 서버 컨테이너
  - name: web-server
    image: nginx:1.20
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:
    - name: shared-logs
      mountPath: /var/log/nginx
  
  # 로그 수집 사이드카 컨테이너
  - name: log-collector
    image: fluent/fluent-bit:1.8
    volumeMounts:
    - name: shared-logs
      mountPath: /var/log/nginx
    - name: fluent-bit-config
      mountPath: /fluent-bit/etc
  
  volumes:
  # 로그 공유 볼륨
  - name: shared-logs
    emptyDir: {}
  # Fluent Bit 설정
  - name: fluent-bit-config
    configMap:
      name: fluent-bit-config

5.2 Ambassador 패턴 예제

ambassador-pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: ambassador-pod
  labels:
    app: web-with-ambassador
spec:
  containers:
  # 메인 애플리케이션
  - name: web-app
    image: nginx:1.20
    ports:
    - containerPort: 80
  
  # Ambassador 프록시
  - name: ambassador
    image: envoyproxy/envoy:v1.18-latest
    ports:
    - containerPort: 8080
    volumeMounts:
    - name: envoy-config
      mountPath: /etc/envoy
  
  volumes:
  - name: envoy-config
    configMap:
      name: envoy-config

5.3 실용적인 멀티 컨테이너 예제

multi-container-pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: multi-container-app
  labels:
    app: webapp
    tier: frontend
spec:
  containers:
  # 메인 웹 애플리케이션
  - name: webapp
    image: nginx:1.20
    ports:
    - containerPort: 80
      name: web
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /usr/share/nginx/html
    - name: config-volume
      mountPath: /etc/nginx/conf.d
    env:
    - name: APP_ENV
      value: "production"
  
  # Redis 캐시 (사이드카)
  - name: redis
    image: redis:6.2-alpine
    ports:
    - containerPort: 6379
      name: redis
    volumeMounts:
    - name: redis-data
      mountPath: /data
    command: ["redis-server"]
    args: ["--appendonly", "yes"]
  
  # 로그 수집기
  - name: logger
    image: busybox:1.35
    command: ["/bin/sh"]
    args:
    - -c
    - |
      while true; do
        echo "$(date): Checking application logs..." >> /var/log/app.log
        sleep 60
      done
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /var/log
  
  volumes:
  - name: shared-data
    emptyDir: {}
  - name: redis-data
    emptyDir: {}
  - name: config-volume
    configMap:
      name: nginx-config
      optional: true
  
  restartPolicy: Always

5.4 Init Container 예제

init-container-pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: init-container-pod
  labels:
    app: webapp-with-init
spec:
  # Init Containers (메인 컨테이너 실행 전 실행)
  initContainers:
  - name: init-db
    image: busybox:1.35
    command: ['sh', '-c']
    args:
    - |
      echo "Initializing database..."
      sleep 10
      echo "Database initialized" > /shared/db-ready
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /shared
  
  - name: init-config
    image: busybox:1.35
    command: ['sh', '-c']
    args:
    - |
      echo "Setting up configuration..."
      echo "server_name=webapp" > /shared/config.txt
      echo "port=8080" >> /shared/config.txt
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /shared
  
  # 메인 컨테이너
  containers:
  - name: webapp
    image: nginx:1.20
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /usr/share/nginx/html
    command: ["/bin/sh"]
    args:
    - -c
    - |
      echo "<h1>WebApp Started</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html
      echo "<p>DB Status: $(cat /usr/share/nginx/html/db-ready)</p>" >> /usr/share/nginx/html/index.html
      echo "<p>Config: $(cat /usr/share/nginx/html/config.txt)</p>" >> /usr/share/nginx/html/index.html
      nginx -g 'daemon off;'
  
  volumes:
  - name: shared-data
    emptyDir: {}

5.5 멀티 컨테이너 실습

# 1. ConfigMap 생성 (nginx 설정용)
kubectl create configmap nginx-config --from-literal=default.conf="
server {
    listen 80;
    location / {
        root /usr/share/nginx/html;
        index index.html;
    }
    location /health {
        return 200 'healthy';
    }
}"

# 2. 멀티 컨테이너 Pod 생성
kubectl apply -f multi-container-pod.yaml

# 3. Pod 상태 확인
kubectl get pods multi-container-app
kubectl describe pod multi-container-app

# 4. 각 컨테이너 로그 확인
kubectl logs multi-container-app -c webapp
kubectl logs multi-container-app -c redis
kubectl logs multi-container-app -c logger

# 5. 컨테이너별 접근
kubectl exec -it multi-container-app -c webapp -- /bin/bash
kubectl exec -it multi-container-app -c redis -- redis-cli ping

# 6. Init Container 예제 실행
kubectl apply -f init-container-pod.yaml
kubectl get pods init-container-pod -w
kubectl logs init-container-pod -c init-db
kubectl logs init-container-pod -c init-config

🏭 6. 워크로드 리소스 개요 (30분)

6.1 워크로드 리소스 종류

Pod (기본) → Deployment → ReplicaSet
           → DaemonSet
           → StatefulSet
           → Job/CronJob

6.2 각 워크로드 특징

리소스	용도	특징
Pod	기본 단위	단일 인스턴스, 수동 관리
Deployment	무상태 앱	롤링 업데이트, 확장성
ReplicaSet	Pod 복제	지정된 수의 Pod 유지
DaemonSet	노드별 배포	모든 노드에 Pod 배포
StatefulSet	상태 유지 앱	순서, 안정적 네트워크 ID
Job	일회성 작업	완료까지 실행
CronJob	스케줄 작업	주기적 실행

6.3 Deployment 기본 예제

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.20
        ports:
        - containerPort: 80

🛠️ 7. 실습 종합 과제 (45분)

과제 1: 웹 애플리케이션 Pod 생성

요구사항:

nginx 웹서버 사용
환경변수 설정 (APP_NAME=MyApp)
헬스체크 설정
리소스 제한 설정

과제 2: 멀티 컨테이너 로깅 시스템

요구사항:

메인 웹서버 컨테이너
로그 수집 사이드카 컨테이너
공유 볼륨 사용

과제 3: Init Container를 활용한 애플리케이션

요구사항:

데이터베이스 초기화 Init Container
설정 파일 생성 Init Container
메인 애플리케이션 컨테이너

실습 해답 예시:

과제1-webapp.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: webapp-pod
  labels:
    app: webapp
    version: "1.0"
spec:
  containers:
  - name: webapp
    image: nginx:1.20
    ports:
    - containerPort: 80
      name: http
    env:
    - name: APP_NAME
      value: "MyApp"
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /
        port: 80
      initialDelaySeconds: 10
      periodSeconds: 30
    readinessProbe:
      httpGet:
        path: /
        port: 80
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 10
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "100m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "200m"

📚 8. 중요 명령어 정리

Pod 관리 명령어

# Pod 생성
kubectl run <pod-name> --image=<image>
kubectl apply -f <pod.yaml>

# Pod 조회
kubectl get pods
kubectl get pod <pod-name> -o wide
kubectl get pods -l app=web

# Pod 상세 정보
kubectl describe pod <pod-name>

# Pod 로그
kubectl logs <pod-name>
kubectl logs <pod-name> -c <container-name>  # 멀티컨테이너

# Pod 접근
kubectl exec -it <pod-name> -- /bin/bash
kubectl exec -it <pod-name> -c <container> -- /bin/bash

# 포트 포워딩
kubectl port-forward <pod-name> <local-port>:<pod-port>

# Pod 삭제
kubectl delete pod <pod-name>
kubectl delete -f <pod.yaml>

디버깅 명령어

# 이벤트 확인
kubectl get events --sort-by=.metadata.creationTimestamp

# 노드 리소스 확인
kubectl top nodes
kubectl top pods

# YAML 출력
kubectl get pod <pod-name> -o yaml
kubectl get pod <pod-name> -o json

📝 오늘의 핵심 정리

Pod는 Kubernetes의 최소 실행 단위
YAML 구조 이해가 Kubernetes 활용의 기본
멀티 컨테이너 패턴으로 복잡한 애플리케이션 구성 가능
워크로드 리소스로 Pod를 효율적으로 관리
실습을 통한 실제 경험이 중요

📖 추가 학습 자료

진웅

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📋 교육 목표

🎯 1. Pod 개념 및 특징

1.1 Pod란?

1.2 Pod의 주요 특징

1.3 Pod 사용 시나리오

⏰ 2. Pod 생명주기 (Life Cycle)

2.1 Pod Phase (단계)

2.2 Container States (컨테이너 상태)

2.3 Pod 조건 (Conditions)

2.4 실습: Pod 생명주기 관찰

📝 3. YAML 구조 및 작성법 (60분)

3.1 Kubernetes YAML 기본 구조

3.2 필수 필드 설명

apiVersion

metadata

spec (Pod 기준)

3.3 YAML 작성 Best Practices

3.4 실습: YAML 파일 작성 및 검증

🚀 4. 단일 컨테이너 Pod 배포 실습 (45분)

4.1 명령형 방식으로 Pod 생성

4.2 선언형 방식으로 Pod 생성

4.3 고급 단일 컨테이너 Pod

4.4 실습 과제

🔄 5. 멀티 컨테이너 Pod 배포 실습 (60분)

5.1 Sidecar 패턴 예제

5.2 Ambassador 패턴 예제

5.3 실용적인 멀티 컨테이너 예제

5.4 Init Container 예제

5.5 멀티 컨테이너 실습

🏭 6. 워크로드 리소스 개요 (30분)

6.1 워크로드 리소스 종류

6.2 각 워크로드 특징

6.3 Deployment 기본 예제

🛠️ 7. 실습 종합 과제 (45분)

과제 1: 웹 애플리케이션 Pod 생성

과제 2: 멀티 컨테이너 로깅 시스템

과제 3: Init Container를 활용한 애플리케이션

📚 8. 중요 명령어 정리

Pod 관리 명령어

디버깅 명령어

📝 오늘의 핵심 정리

📖 추가 학습 자료

k8s 1주차 1일 k8s 기본 개념

k8s 1주 3일차 - 배포 전략

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