⛴쿠버네티스
⚓️쿠버네티스란?
쿠버네티스는 컨테이너화된 워크로드와 서비스를 관리하기 위한 이식성이 있고 확장가능한 오픈소스 플랫폼이다. 그리고 쿠버네티스는 선언적 구성과 자동화를 모두 용이하게 해준다.
- 오픈소스로 만들어진 컨테이너 오케스트레이션 도구
- 컨테이너 화된 애플리케이션을 자동으로 배포, 스케일링하는 등의 관리 기능을 제공
- 각기 다른 환경에 대응 가능
오케스트레이션??
Orchestrate 는 사전적 의미로
"to plan and organize something carefully and sometimes secretly in order to achieve a desired result"
라는 의미를 가진다. 즉, 컨테이너 오케스트레이션 도구는 수십~ 수백개의 컨테이너를 관리하고자 할 때 더 잘 관리하기 위한 툴이다.
최근의 트렌드는 모놀리식 아키텍처에서 마이크로서비스 아키텍처(MSA)로 바뀌는 추세고 이로 인해 컨테이너의 갯수들이 증가 되었다.
쿠버네티스가 나오기 까지
전통적인 배포 시대
초기에는 애플리케이션을 물리 서버에서 실행했다. 이러한 환경은 리소스 한계를 정의할 방법이 없었기에 리소스 할당의 문제가 발생했다.
그래서 어떤 하나의 인스턴스로 인해 다른 인스턴스의 성능이 저하될 수 있었다. 그래서 이를 해결하기 위해 서로 다른 물리 서버에서 각 애플리케이션을 실행하는 방법을 사용했다. 하지만 이런 방법은 서버를 많이 유지하기 위해 조직에게 많은 비용이 발생했다.
가상화 배포 시대
전통적인 배포의 해결책으로 가상화가 도입되었다. 그래서 단일 물리 서버의 CPU에서 여러 가상 시스템을 실행하고 격리하고, 보안성을 갖출 수 있게 되었다.
가상화를 이용하면 물리 서버에서 리소스를 효율적으로 활용할 수 있고 애플리케이션을 추가하거나 업데이트를 쉽게 할 수 있다.
그리고 비용절감의 효과도 있었다.
특징
- 자체 파일 시스템
- 자체 CPU점유율
- 자체 메모리
- 자체 프로세스 공간
컨테이너 개발 시대
컨테이너를 사용함으로써 애플리케이션간에 운영체제를 공유할 수 있다. 그래서 가상화(VM)보다 가볍다는 장점이 있다.
특징
- 기민한 애플리케이션 생성과 배포
- 지속적인 개발, 통합, 배포
- 개발과 운영의 분리
- 가시성: OS수준의 정보와 매트릭에 머무르지 않고, 애플리케이션의 헬스와 그 밖의 시그널을 볼 수 있다.
- 개발, 테스팅 및 운영 환경에 걸친 일관성
- 클라우드 및 OS 배포판 간의 이식성
- 애플리케이션 중심 관리
- 느슨한 연결과 유연하고 자유로운 마이크로서비스
- 리소스 격리
- 자원 사용량
When it use?
- 마이크로서비스를 컨테이너 방식으로 운영하는 조직이 확장성을 고려해야 할 때
- 무중단 서비스, 고가용성을 제공해야 할 때
- 자가치유, 배치실행, 구성관리 등등
- 저렴한 클라우드 서비스의 일부분을 도입해 하이브리드 형태로 구성할 때
AWS와 같은 퍼블릭 클라우드 제공자에서도 이러한 기능들은 제공하지만 비용문제에서 자유로울 수 없으므로 이를 피하기 위해서 쿠버네티스를 사용한다.
When it not use?
- 아직 여러 Tier로 나뉘어지지 않은 모놀리식 아키텍처에서는 적합하지 않다.
- 적은 갯수의 컨테이너를 운영하는 서비스에는 적합하지 않다
- 비교적 단순한 이케텍처와 스케일링이 필요하지 않은 경우 적합하지 않다.
쿠버네티스 작동 원리
쿠버네티스를 배포하면 클러스터가 생긴다.
클러스터는 최소 하나 이상의 제어판(Control Plane) 컴포넌트와, 이것과 연결된 몇개의 워커 노드로 구성되어 있다.
워커 노드는 Kubelet이라는 프로세스가 돌아가고 있는데, 이 Kublet은 다른 노드와 서로 통신하거나 컨테이너를 실행하는 등의 태스크를 실행할 수 있게 한다.
워커 안에는 한개 이상의 컨테이너가 자리잡고 있으며, 즉 워커 노드는 실제로 애플리케이션이 실행되고 있는 곳 이라고 할 수 있다.
쿠버네티스에서는 이러한 컨테이너와 컨테이너가 사용하는 볼륨, 그리고 컨테이너의 작동 정보를 특별히 파드(Pod)라는 이름으로 부른다.
제어판 컴포넌트의 여러가지 프로세스
API서버
말 그대로 API서버는 모든 클러스터 관리의 입구로써, 명령을 내릴 수 있는 관문이다. 실제로 쿠버네티스에서 제공되는 UI나 CLI등에서 클러스터 관리를 위해 뭔가 명령을 내리면 API가 호출된다.
물론, 직접 호출할 수도 있다.
스케줄러
스케줄러는 서버(노드) 리소스를 바탕으로 컨테이너(Pod)가 노드에 배치되게 만드는 역할을 담당한다. 또 새로 생성된 컨테이너를 찾아 노드에 할당한다.
etcd
일종의 데이터베이스라고 할 수 있다(?)
이는 Key-value 저장소인데, 클러스터 관리에 필요한 모든 데이터를 저장하는 공간이다. 인프라를 원하는 상태로 만들기 위해서는, 정상 상태에 대한 snapshot 및 관리에 필요한 메타데이터가 어딘가에 저장되어야 하는데 etcd는 바로 이를 담당한다.
Controller manager
클러스터에서 무슨 일이 발생하는지를 추적하는 역할을 한다. 예를 들어 컨테이너가 죽거나 재시작 되었을 경우 컨트롤러 매니저는 이를 알 수 있다.
