[구름 k8s] TIL 3-2-3

Peppie·2022년 10월 13일

구름_쿠버네티스 쿠버네티스

구름 쿠버네티스 국비 TIL

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1. ReplicaSet

ReplicaSet

Pod를 정해진 수만큼 복제하고 관리
쿠버네티스 : 사용자가 요청한 상태 (자동으로) 유지관리 목적

Pod : 쿠버네티스 기본 단위; 한 개 또는 여러 개의 컨테이너를 추상화해 하나의 어플리케이션으로 동작하도록 만드는 컨테이너 묶음
사용자가 직접 또는 YAML 파일을 정의해 Pod를 생성하면 해당 Pod의 생명주기는 오직 사용자에 의해서만 관리
마이크로 서비스 아키텍처 구조의 어플리케이션을 배포하기 위해서는 여러 개의 Pod를 생성하여 배포
따라서 사용자는 여러개의 Pod를 생성하여 외부 요청을 여러 Pod에 분배하는 방식으로 구성

동일한 여러 개의 Pod 생성 방법

다른 이름을 갖는 여러 개의 Pod 직접 생성
- 동일한 Pod 여러 개를 직접 생성
- 만약 Pod가 어떤 이유에 의해 중지되었을 때 사용자가 직접 Pod를 생성/삭제하여 복구해야 함
사용자가 직접 Pod을 관리한다면 -> 쿠버네티스를 사용하는 의미 X

ReplicaSet 동작

정해진 동일한 Pod가 항상 실행되도록 관리 => 사용자가 요구하는 상태가 되도록 Pod 관리

노드 (워커 노드) 장애 등의 이유로 Pod를 사용할 수 없다면 다른 노드 (워커 노드)에서 Pod를 재생성

ReplicaSet 실습

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: replicaset-nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-nginx-pods-label
  template:
    metadata:
      name: my-nginx-pod
      labels:
        app: my-nginx-pods-label
    spec: 
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.20.0
          ports:
            - containerPort: 80

spec.replicas : 동일한 Pod 유지할 개수
spec.selector.matchLabels : (ReplicaSet이 검색하는) 라벨 체크 조건
spec.template : (ReplicaSet에 의해) 생성할 Pod 명시
kubectl get replicasets : ReplicaSet 목록
kubectl describe replicaset/<ReplicaSet 이름> : 특정 ReplicaSet 상세 정보
kubectl get pod --show-labels : Pod 정보에 라벨 포함
kubectl label pod/<Pod 이름> app- : 특정 Pod의 라벨 내용 변경
ReplicaSet을 이용한 Scale In/Out
- ReplicaSet YAML 파일의 replicas 값 변경
- kubectl apply -f <ReplicaSet YAML 파일>
kubectl delete -f <ReplicaSet YAML 파일> : ReplicaSet (+ Pod도 겸해서) 삭제

2. Deployment

Deployment

Deployment는 ReplicaSet을 관리하는 컨트롤러 역할; 쿠버네티스에서 가장 많이 사용되는 오브젝트

=> ReplicaSet을 이용하여 Pod 업데이트하고 이력을 관리하여 rollback하거나 특정 버전(Revision)으로 돌아가는 기능 제공

Deployment 실습

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deployment-nginx
  labels:
    app: deployment-nginx
spec: 
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-pods
  template:
    metadata:
      name: nginx-pod
      labels:
        app: nginx-pods
    spec: 
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.20.2
          ports:
            - containerPort: 80

기본적으로 Deployment와 ReplicaSet의 YAML 내용은 차이 X
but ReplicaSet과 차이점은 kind에 Deployment로 기술
(Deployment는 ReplicaSet을 제어하여 Pod 관리)

Deployment -> Replica -> Pod

Deployment

ReplicaSet 관리
Pod Update / Rollback / revision
이력 관리

ReplicaSet

Pod 관리

Pod

컨테이너 실행

kubectl apply -f <Deployment YAML 파일명> : Deployment 생성

kubectl get pod --show-labels : Pod 목록

kubectl get replicaset -o wide : ReplicaSet 목록

kubectl get deployments -o wide : Deployment 목록

READY : replicas에 의해 요청한 Pod 중 정상 동작중인 Pod 수
UP-TO-DATE : update된 Pod 수
AVAILABLE : 사용가능한 Pod 수

Deployment 생성시 ReplicaSet의 이름 형식

[Deployment 이름]-[pod-template-hash 값]

kubectl get replicaset/deployment-nginx-xxxxxxx -o yaml : ReplicaSet을 YAML 형식으로 출력

ownerReferences : ReplicaSet을 관리하는 Deployment 정보

kubectl get pod/deployment-nginx-xxxxxxx-xxxxx -o yaml : Pod을 YAML 형식으로 출력

ownerReferences : Pod를 관리하는 ReplicaSet 정보

어플리케이션 배포 (Update) 방식

서비스 제공을 위한 어플리케이션 배포 의미,
어플리케이션 배포시 기존 서비스를 제공하는 어플리케이션을 중단하고 배포하면 서비스 중단 시점 발생

downtime : 서비스가 중단되는 시점, 이를 줄이거나 없애기 위해 무중단 배포 방식 사용

Rolling Update (Rolling 배포)

무중단 방식의 가장 기본적인 방식; 사용중 인 인스턴스 내에서 새 버전을 점진적으로 교체

장점

인스턴스마다 차례로 배포 진행 -> 상황에 따라 쉽게 롤백 가능
추가적인 인스턴스를 늘리지 않아도 X
간편한 관리

단점

사용중인 인스턴스에 트래픽 몰릴수도
배포 중 신버전과 구버전 공존 -> 호환성 문제 발생 가능성

Blue/Green Deployment

Blue는 구버전, Green은 신버전

운영중인 구버전과 동일한 신버전의 인스턴스 구성 후 Load Balancer를 통해 모든 트래픽을 한 번에 신버전 쪽으로 전환하는 방식

장점

구버전의 인스턴스가 그대로 남아있어서 손쉬운 롤백 가능
구버전의 환경을 다음 배포에 재사용 가능
운영환경에 영향 X, 새 버전 테스트 가능

단점

시스템 자원이 두배로 필요
새로운 환경에 대한 테스트 전제

Canary Release (Canary 배포)

옛날 광부들이 유독가스 감지를 위해 카나리아 새를 이용한 것에서 유래, 잠재적 문제 상황을 미리 발견

신버전을 소수의 이용자에게 배포해서 문제 없는지 확인 후 점차 사용자를 늘려 배포하는 기법
Blue/Green 배포와 유사하나 트래픽을 한번에 X 단계적으로 전환
-> 부정적 영향 최소화 및 트래픽 양을 조절하여 롤백 가능

장점

문제 상황 빠르게 감지
A/B 테스트로 활용 가능
- A/B 테스트 : 대조군과 실험군을 나눠서 특정 UI나 알고리즘 효과 비교 테스트 방법론

단점

네트워크 트래픽 제어 부담

Deployment를 이용한 어플리케이션 배포 (update)

Deployment는 ReplicaSet과 다르게 어플리케이션 업데이트 기능 가짐

Deployment Update 종류

Recreate : 전체를 한번에 업데이트, 기존 Pod 삭제 후 새 Pod 생성하여 업데이트 수행
RollingUpdate (default) : 점진적으로 Pod를 교체하면서 업데이트 수행
- 기존 Pod 일부 제거 후 새롭게 업데이트된 Pod를 일부 배포하는 과정을 반복하는 형식
- 점진적 배포과정 때문에 완료까지 시간이 더 걸려도 일부 Pod는 계속 running 상태 유지
  -> downtime 발생 X

Deployment YAML 파일의 spec.strategy 필드에 update 종류를 명시 + 생략시 RollingUpdate 기본 적용

Deployment 상태 변화 관찰을 위한 watch 명령

watch "kubectl get deployment deployment-nginx"

Recreate 방식으로 update 실습

Deployment YAML 파일에 spec.strategy:Recreate 설정 후 apply

kubectl apply -f <Deployment YAML 파일명>

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
 name: deployment-nginx
 labels:
   app: deployment-nginx
spec:
 replicas: 3
 selector:
   matchLabels:
     app: nginx-pods
 strategy:
   type: Recreate
 template:
   metadata:
     name: nginx-pod
     labels:
       app: nginx-pods
   spec:
     containers:
       - name: nginx
         image: nginx:1.20.2
         ports:
           - containerPort: 80

update 내용 변경

Deployment YAML 파일에 업데이트할 내용 추가 후 apply
- DEPLOYMENT YAML 파일 수정
- kubectl apply -f <Deployment YAML 파일명>
kubectl set 명령으로 update 내용 변경 방법
- kubectl set <set 대상필드> <set 대상필드를 가진 오브젝트> 변경내용
  ex) kubectl set image deployment/deployment-nginx nginx=nginx:1.22.0

RollingUpdate 방식으로 실습

Deployment YAML 파일에 추가 설정 내용

strategy.rollingUpdate.maxSurge

업데이트시 최대 얼마만큼의 Pod를 더 생성할 수 있는지 설정
int (정수) 값 또는 string 값으로 % 사용가능
최대 몇 개의 Pod를 추가 생성 가능한지 결정

strategy.rollingUpdate.maxUnavailable

업데이트시 최대 얼마만큼의 Pod가 unavailable 상태여도 되는지 정할 수 있는 설정
int (정수) 값 또는 string 값으로 % 사용 가능
최소 동작 Pod 수 결정

Deployment YAML 파일 apply

kubectl apply -f <Deployment YAML 파일명>

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
 name: deployment-nginx
 labels:
   app: deployment-nginx
spec:
 replicas: 4
 selector:
   matchLabels:
     app: nginx-pods
 strategy:
   type: RollingUpdate
   rollingUpdate:
     maxSurge: 50%
     maxUnavailable: 50%
 template:
   metadata:
     name: nginx-pod
     labels:
       app: nginx-pods
   spec:
     containers:
       - name: nginx
         image: nginx:1.20.2
         ports:
           - containerPort: 80

Deployment와 Pod 상태 변화 모니터링

watch "kubectl get deployment"

watch "kubectl get pods"

update 수행 : Nginx 버전 변경

kubectl set image deployment/deployment-nginx nginx=nginx:1.23.0

update 배포 상태 확인

kubectl rollout status deployment/deployment-nginx

Deployment Rollback

Rollback : 새로운 어플리케이션을 배포했다가 문제가 생겨 이전 버전으로 되돌리는 과정

Deployment는 Rollback 기능 사용 가능

배포 이력 확인

kubectl rollout history deployment/<Deployment 이름>
: Deployment 배포 이력 확인

kubectl rollout history deployment/<Deployment 이름> --revision=<revision 번호>
: Deployment revision 에 대한 배포 정보 확인

이전 버전으로 롤백

kubectl rollout undo deployment/<Deployment 이름>
: 이전 버전으로 롤백

kubectl rollout undo deployment/<Deployment 이름> --to-revision=<revision 번호>
: 특정 revision 번호로 롤백

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1. ReplicaSet

ReplicaSet

동일한 여러 개의 Pod 생성 방법

ReplicaSet 동작

ReplicaSet 실습

2. Deployment

Deployment

Deployment 실습

Deployment -> Replica -> Pod

Deployment

ReplicaSet

Pod

Deployment 생성시 ReplicaSet의 이름 형식

어플리케이션 배포 (Update) 방식

Rolling Update (Rolling 배포)

장점

단점

Blue/Green Deployment

장점

단점

Canary Release (Canary 배포)

장점

단점

Deployment를 이용한 어플리케이션 배포 (update)

Deployment Update 종류

Deployment 상태 변화 관찰을 위한 watch 명령

Recreate 방식으로 update 실습

Deployment YAML 파일에 spec.strategy:Recreate 설정 후 apply

update 내용 변경

RollingUpdate 방식으로 실습

Deployment YAML 파일에 추가 설정 내용

Deployment YAML 파일 apply

Deployment와 Pod 상태 변화 모니터링

update 수행 : Nginx 버전 변경

update 배포 상태 확인

Deployment Rollback

배포 이력 확인

이전 버전으로 롤백

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