Kubernetes 완전 가이드

1. 쿠버네티스란?

Kubernetes(쿠버네티스)는 컨테이너화된 애플리케이션의 배포, 확장, 관리를 자동화해주는 오픈소스 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼입니다.
Google이 개발하고 CNCF(Cloud Native Computing Foundation)에 기부하여 현재는 다양한 클라우드 벤더에서 사용되고 있습니다.

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2. 쿠버네티스의 핵심 구성요소

📦 2.1 Pod (포드)

• 컨테이너의 최소 단위
• 하나 이상의 컨테이너가 함께 묶여 실행됨
• 동일한 네트워크 네임스페이스를 공유

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
spec:
  containers:
    - name: nginx-container
      image: nginx:latest
      ports:
        - containerPort: 80

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🚀 2.2 Deployment

• 포드의 선언적 업데이트 및 관리
• 포드를 자동으로 롤링 업데이트하거나 롤백 가능

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-deploy
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
        - name: mycontainer
          image: nginx:1.24

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📡 2.3 Service

• 포드들의 집합에 대한 지속적인 접근점
• 로드 밸런싱 기능 제공

Service 종류

• ClusterIP: 클러스터 내부에서만 접근 가능
• NodePort: 노드의 IP와 지정된 포트를 통해 접근
• LoadBalancer: 클라우드 환경에서 외부 IP 제공
• ExternalName: 외부 도메인으로 트래픽을 프록시

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: myapp
  type: NodePort
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80
      nodePort: 30007

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🗃️ 2.4 Volume

• 컨테이너가 재시작되더라도 유지되는 데이터 저장소
• 여러 종류 지원: emptyDir, hostPath, NFS, PVC 등

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: volume-pod
spec:
  containers:
    - name: app
      image: busybox
      volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /data
  volumes:
    - name: data
      emptyDir: {}

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⚙️ 2.5 ConfigMap & Secret

• 환경 변수, 설정 파일 등을 외부화
• Secret은 민감 정보 저장용

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: my-config
data:
  APP_ENV: production

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3. 쿠버네티스 클러스터 구조

[ Master Node ]
 ├── API Server
 ├── Scheduler
 └── Controller Manager

[ Worker Node ]
 ├── Kubelet
 ├── Kube Proxy
 └── Container Runtime (Docker, containerd 등)

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4. 실제 쿠버네티스 사용 예시

📦 4.1 포드 배포

kubectl apply -f my-pod.yaml

🔍 4.2 포드 상태 확인

kubectl get pods
kubectl describe pod my-pod

🔄 4.3 롤링 업데이트

kubectl set image deployment/my-deploy mycontainer=nginx:1.25

↩️ 4.4 롤백

kubectl rollout undo deployment/my-deploy

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5. 업데이트 & 복구

✔️ 롤링 업데이트

• 서비스 중단 없이 점진적으로 새 버전으로 변경

kubectl rollout status deployment/my-deploy

❌ 문제가 생겼을 때 롤백

kubectl rollout undo deployment/my-deploy

📌 전략 설정 (Recreate, RollingUpdate)

strategy:
  type: RollingUpdate
  rollingUpdate:
    maxUnavailable: 1
    maxSurge: 1

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6. Persistent Volume (PV) & Persistent Volume Claim (PVC)

✅ PV (실제 저장소 정의)

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: my-pv
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  hostPath:
    path: /mnt/data

✅ PVC (사용자가 요청)

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 500Mi

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7. 쿠버네티스에서 컨테이너 다루기

Docker와의 관계

• Docker는 쿠버네티스에서 사용할 수 있는 Container Runtime 중 하나
• 최근에는 containerd가 더 많이 사용됨

쿠버네티스의 컨테이너 실행 방식

• 모든 컨테이너는 포드 안에 존재
• 쿠버네티스는 포드 단위로 스케줄링

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8. 쿠버네티스 클러스터 실습 환경

도구	설명
Minikube	로컬 쿠버네티스 클러스터
kind	Docker 컨테이너 기반 클러스터
k3s	경량 쿠버네티스 배포
GKE, EKS, AKS	클라우드 기반 쿠버네티스 서비스

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9. 보너스: kubectl 명령어 모음

# 클러스터 상태 확인
kubectl cluster-info

# 포드 목록 조회
kubectl get pods

# 서비스 목록 확인
kubectl get svc

# 디플로이 롤아웃 상태
kubectl rollout status deployment/my-deploy

# 로그 확인
kubectl logs my-pod

# 포드 쉘 접속
kubectl exec -it my-pod -- /bin/bash

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10. 참고 링크

• 공식 문서 - kubernetes.io
• 쿠버네티스 핸드북
• Katacoda Kubernetes 학습 환경