kubernetes

gosu·2024년 1월 12일

SKT FLY-AI

kubernetes ✍️

조타; 키잡이(helmsman)나 파일럿을 뜻하는 그리스어에서 유래

aks : azure kubernetes service
eks : aws kubernetes service

실습 환경 : minikube
kubernetes 설정하는거 하루종일 걸리는데 좀 간편하게 실습 가능하다
한 대 컴퓨터안에 마스터, 노드 구조로 되어있는 심플한 구조
원래는 서브넷 쪼개고 컴퓨터를 네트워크로 묶고 어쩌구.. 해야함

master / node 구조
사람은 kubectl란 cli 환경을 통해 master과만 통신함. 그럼 master가 알아서 node 관리해주는 구조로 되어있다.

minikube 설치

curl로 minikube 다운로드 및 설치

curl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/v1.22.0/minikube-linux-amd64 
sudo install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube

설치 확인

minikube --help

kubectl 설치

curl -LO https://dl.k8s.io/release/v1.22.1/bin/linux/amd64/kubectl 
sudo install -o root -g root -m 0755 kubectl /usr/local/bin/kubectl

kubectl 설치 확인

kubectl --help

minikube 시작하기

미니쿠베 시작하기

$ minikube start --driver=docker
😄  minikube v1.22.0 on Ubuntu 20.04
✨  Using the docker driver based on user configuration

💣  Exiting due to PROVIDER_DOCKER_NEWGRP: "docker version --format -" exit status 1: permission denied while trying to connect to the Docker daemon socket at unix:///var/run/docker.sock: Get "http://%2Fvar%2Frun%2Fdocker.sock/v1.24/version": dial unix /var/run/docker.sock: connect: permission denied
💡  Suggestion: Add your user to the 'docker' group: 'sudo usermod -aG docker $USER && newgrp docker'
📘  Documentation: https://docs.docker.com/engine/install/linux-postinstall/

1-2. 트러블 슈팅1

docker 권한 줘야한다.

sudo usermod -aG docker $USER
newgrp docker
minikube start --driver=docker

다음 명령어로 docker에 대한 권한을 받으면 정상적으로 실행 가능하다.

$ sudo usermod -aG docker $USER
rp docker
$ newgrp docker
$ minikube start --driver=docker
😄  minikube v1.22.0 on Ubuntu 20.04
✨  Using the docker driver based on user configuration
🎉  minikube 1.32.0 is available! Download it: https://github.com/kubernetes/minikube/releases/tag/v1.32.0
💡  To disable this notice, run: 'minikube config set WantUpdateNotification false'

👍  Starting control plane node minikube in cluster minikube
🚜  Pulling base image ...
💾  Downloading Kubernetes v1.21.2 preload ...
    > preloaded-images-k8s-v11-v1...: 502.14 MiB / 502.14 MiB  100.00% 29.21 Mi
    > gcr.io/k8s-minikube/kicbase...: 361.08 MiB / 361.09 MiB  100.00% 15.39 Mi
🔥  Creating docker container (CPUs=2, Memory=2200MB) ...
🐳  Preparing Kubernetes v1.21.2 on Docker 20.10.7 ...
    ▪ Generating certificates and keys ...
    ▪ Booting up control plane ...
    ▪ Configuring RBAC rules ...
🔎  Verifying Kubernetes components...
    ▪ Using image gcr.io/k8s-minikube/storage-provisioner:v5
🌟  Enabled addons: storage-provisioner, default-storageclass
🏄  Done! kubectl is now configured to use "minikube" cluster and "default" namespace by default

1-3. 트러블슈팅2. 컴퓨터 사양을 늘려보자

램 8기가 -> 램 16기가
중지 -> 크기 -> d4s3 (램16기가) -> 크기 조정

minikube 시스템 상태 확인

$ minikube status
minikube
type: Control Plane
host: Running
kubelet: Running
apiserver: Running
kubeconfig: Configured

2-1. kubectl 시스템의 구성 확인

쿠버네티스 자체도 다 도커 컨테이너 환경으로 되어있다.

$ kubectl get pod -n kube-system
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-558bd4d5db-d4ff9           1/1     Running   1          41m
etcd-minikube                      1/1     Running   1          41m
kube-apiserver-minikube            1/1     Running   1          41m
kube-controller-manager-minikube   1/1     Running   1          41m
kube-proxy-d4vk9                   1/1     Running   1          41m
kube-scheduler-minikube            1/1     Running   1          41m
storage-provisioner                1/1     Running   2          41m

minikube 삭제

minikube delete

pod

쿠버네티스에서 생성하고 관리할 수 있는 배포 가능한 가장 작은 컴퓨팅 단위를 말함
https://kubernetes.io/ko/docs/concepts/workloads/pods/
pod 단위로 스케줄링, 로드밸런싱, 스케일링 등의 관리 작업을 수행합니다.
pod는 container를 감싼 개념이라고 생각하면 된다.

pod 생성

pod.yaml 생성

vi pod.yaml

apiVersion: v1 # kubernetes resource 의 API Version 
kind: Pod # kubernetes resource name 
metadata: # 메타데이터 : name, namespace, labels, annotations 등을 포함 
  name: counter 
spec: # 메인 파트 : resource 의 desired state 를 명시 
  containers: 
  - name: count # container 의 이름 
    image: busybox # container 의 image 
    args: [/bin/sh, -c, 'i=0; while true; do echo "$i: $(date)"; i=$((i+1)); sleep 1; done'] # 해당 image 의 entrypoint 의 args 로 입력하고 싶은 부분

pod.yaml의 명세를 통해 pod 생성

kubectl apply

$ kubectl apply -f pod.yaml
pod/counter created

pod 조회

pod get pod 확인

$ kubectl get pod
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
counter   1/1     Running   0          6m56s

-A 옵션으로 kube-system이 실행시키고 있는 pod의 목록 확인도 가능하다

$ kubectl get pod -A
NAMESPACE     NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
default       counter                            1/1     Running   0          10m
kube-system   coredns-558bd4d5db-d4ff9           1/1     Running   1          85m
kube-system   etcd-minikube                      1/1     Running   1          86m
kube-system   kube-apiserver-minikube            1/1     Running   1          86m
kube-system   kube-controller-manager-minikube   1/1     Running   1          86m
kube-system   kube-proxy-d4vk9                   1/1     Running   1          85m
kube-system   kube-scheduler-minikube            1/1     Running   1          86m
kube-system   storage-provisioner                1/1     Running   2          86m

kubectl get pod [pod 이름]
- 특정 pod 이름의 pod를 조회할 수 있다

$ kubectl get pod counter
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
counter   1/1     Running   0          11m

kubectl get pod -o wide
- 더 자세하게 확인 가능하다. ip 정보 확인 가능

$ kubectl get pod -o wide
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE       NOMINATED NODE   READINESS GATES
counter   1/1     Running   0          13m   172.17.0.3   minikube   <none>           <none>

kubectl get pod -o yaml --> a.yaml
- pod의 정보를 yaml로 출력하기

$ cat a.yaml
apiVersion: v1
items:
- apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
    annotations:
      kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
        {"apiVersion":"v1","kind":"Pod","metadata":{"annotations":{},"name":"counter","namespace":"default"},"spec":{"containers":[{"args":["/bin/sh","-c","i=0; while true; do echo \"$i: $(date)\"; i=$((i+1)); sleep 1; done"],"image":"busybox","name":"count"}]}}

kubectl get pod -w
- 실시간 모니터링 가능

$ kubectl get pod -w
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
counter   1/1     Running   0          135m

kubectl logs [pod 이름]
kubectl logs [pod 이름] -f # 실시간 로그 확인

$ kubectl logs counter
0: Fri Jan 12 02:34:36 UTC 2024
1: Fri Jan 12 02:34:37 UTC 2024
2: Fri Jan 12 02:34:38 UTC 2024
3: Fri Jan 12 02:34:39 UTC 2024
4: Fri Jan 12 02:34:40 UTC 2024
5: Fri Jan 12 02:34:41 UTC 2024
6: Fri Jan 12 02:34:42 UTC 2024

pod 안으로 들어가기

만약 counter pod에 bash 쉘이 있다면 /bin/bash로 접속 가능

kubectl exec -it counter /bin/bash

pod 삭제

kubectl delete pod [pod-name]
kubectl delete -f [yaml-파일-경로]

$ kubectl delete pod counter
pod "counter" deleted

deployment

Deployment는 Pod와 Replicaset에 대한 관리를 제공하는 단위입니다.
https://kubernetes.io/ko/docs/concepts/workloads/controllers/deployment/
관리라는 의미는 Self-healing, Scaling, Rollout(무중단 업데이트)와 같은 기능을 포함합니다.
Deployment는 pod를 감싼 개념이라고 생각할 수 있습니다.
- pod를 Deployment로 배포함으로써 여러 개로 복제된 Pod, 여러 버전의 Pod를 안전하게 관리할 수 있습니다.

deployment 생성

vi deployment.yaml

apiVersion: apps/v1 # kubernetes resource 의 API Version 
kind: Deployment # kubernetes resource name 
metadata: # 메타데이터 : name, namespace, labels, annotations 등을 포함 
  name: nginx-deployment 
  labels: 
    app: nginx 
spec: # 메인 파트 : resource 의 desired state 를 명시 
  replicas: 3 # 동일한 template 의 pod 을 3 개 복제본으로 생성합니다. 
  selector: 
    matchLabels: 
      app: nginx 
  template: # Pod 의 template 을 의미합니다. 
    metadata: 
      labels: 
        app: nginx 
    spec: 
      containers: 
      - name: nginx # container 의 이름 
        image: nginx:1.14.2 # container 의 image 
        ports: 
        - containerPort: 80 # container 의 내부 Port

replicas : 3 : pod의 갯수를 3으로 지정하겠다. 복제본 3개가 생성되어서 가용성이 증가함.
kubectl apply -f deployment.yaml

$ kubectl apply -f deployment.yaml
deployment.apps/nginx-deployment created

deployment 조회

kubectl get deployment

$ kubectl get deployment
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   3/3     3            3           2m39s

kubectl get pods
- pod 3개가 복제되어 생긴 것을 확인할 수 있다

$ kubectl get pod
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-66b6c48dd5-45xkd   1/1     Running   0          5m19s
nginx-deployment-66b6c48dd5-5zvll   1/1     Running   0          5m19s
nginx-deployment-66b6c48dd5-s8mtq   1/1     Running   0          5m19s

auto-healing

pod를 하나 삭제시켜보자
- auto-healing 기능으로 pod가 삭제되면 새로운 pod를 만들어준다.

$ kubectl delete pod nginx-deployment-66b6c48dd5-s8mtq
pod "nginx-deployment-66b6c48dd5-s8mtq" deleted

$ kubectl get pods
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-66b6c48dd5-45xkd   1/1     Running   0          8m16s
nginx-deployment-66b6c48dd5-5zvll   1/1     Running   0          8m16s
nginx-deployment-66b6c48dd5-btwqc   1/1     Running   0          22s

pod scaling (갯수 늘리기)

kubectl scale [deployment 이름] --replicas=[늘릴 갯수]

$ kubectl scale deployment/nginx-deployment --replicas=5
deployment.apps/nginx-deployment scaled
$ kubectl get pods
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-66b6c48dd5-45xkd   1/1     Running   0          11m
nginx-deployment-66b6c48dd5-5zvll   1/1     Running   0          11m
nginx-deployment-66b6c48dd5-btwqc   1/1     Running   0          3m57s
nginx-deployment-66b6c48dd5-m76j8   1/1     Running   0          3s
nginx-deployment-66b6c48dd5-n5ffh   1/1     Running   0          3s

deployment 삭제

kubectl delete deployment [deployment-name]

$ kubectl delete -f deployment.yaml
deployment.apps "nginx-deployment" deleted

Service

Service는 쿠버네티스에 배포한 어플리케이션(Pod)을 외부에서 접근하기 쉽게 추상화한 리소스입니다.
https://kubernetes.io/ko/docs/concepts/services-networking/service/
Pod는 ip를 할당받고 생성되지만, 언제든지 죽었다가 다시 살아날 수 있으며, 그 과정에서 ip는 항상 재할당받기에 고정된 ip로 원하는 pod에 접근할 수는 없습니다.
따라서 클러스터 외부 혹은 내부에서 Pod에 접근할 때는, Pod의 ip가 아닌 Service를 통해서 접근하는 방식을 거칩니다.
Service는 고정된 ip를 가지며, Service는 하나 혹은 여러 개의 Pod과 매칭됩니다.
따라서 클라이언트가 Service의 주소로 접근하면, 실제로는 Service에 매칭된 Pod에 접근할 수 있게 됩니다.

Service 생성 전 사전 지식

vi deployment2.yaml
kubectl apply -f deployment2.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

pod의 ip로 접속해보기

kubectl get pod -o wide
- 172.17.0.4 ip 주소로 접속해보자

$ kubectl get pod -o wide
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE       NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-deployment-66b6c48dd5-8frt4   1/1     Running   0          67s   172.17.0.4   minikube   <none>           <none>
nginx-deployment-66b6c48dd5-mwrcc   1/1     Running   0          67s   172.17.0.5   minikube   <none>           <none>
nginx-deployment-66b6c48dd5-xkmwd   1/1     Running   0          67s   172.17.0.3   minikube   <none>           <none>

curl -X GET [ip주소] -vvv
- 통신 안되는 것을 확인할 수 있다.

$ curl -X GET 172.17.0.4 -vvv
Note: Unnecessary use of -X or --request, GET is already inferred.
*   Trying 172.17.0.4:80...
* TCP_NODELAY set
* connect to 172.17.0.4 port 80 failed: No route to host
* Failed to connect to 172.17.0.4 port 80: No route to host
* Closing connection 0
curl: (7) Failed to connect to 172.17.0.4 port 80: No route to host

minikube ssh

minikube의 라우터로 적속하는 명령어이다

$ minikube ssh
docker@minikube:~$

여기서 172.17.0.4로 접속해보자
- minikube의 라우터 안으로 들어간 후 사설망의 172.17.0.4로 접속하니, 다음과 같이 응답을 받는 것을 볼 수 있다.

docker@minikube:~$ curl -X GET 172.17.0.4 -vvv
Note: Unnecessary use of -X or --request, GET is already inferred.
*   Trying 172.17.0.4:80...
* TCP_NODELAY set
* Connected to 172.17.0.4 (172.17.0.4) port 80 (#0)
> GET / HTTP/1.1
> Host: 172.17.0.4
> User-Agent: curl/7.68.0
> Accept: */*
>
* Mark bundle as not supporting multiuse
< HTTP/1.1 200 OK

Service 생성

vi service.yaml

apiVersion: v1 
kind: Service 
metadata: 
  name: my-nginx 
  labels: 
    run: my-nginx 
spec: 
  type: NodePort # Service 의 Type 을 명시하는 부분입니다. 자세한 설명은 추후 말씀드리겠습니다. 
  ports: 
  - port: 80 
    protocol: TCP 
  selector: # 아래 label 을 가진 Pod 을 매핑하는 부분입니다. 
    app: nginx

kubectl apply -f service.yaml

$ kubectl apply -f service.yaml
service/my-nginx created

service 조회

kubectl get service

$ kubectl get service
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP        4h40m
my-nginx     NodePort    10.104.175.251   <none>        80:32528/TCP   2m7s

다음과 같이 30842 포트가 외부와 연결되었다.
그러나 클라우드 환경에서 진행하므로, 보안상 방화벽으로 막혀있어서 안됨.. (실습종료)

ip network 지식 👍

private network(사설망)

private network : 일반적으로 192.~으로 시작하는 주소들을 묶는 것을 private network라고 한다.
사설망은 192.168.0.2, 192.168.0.3 ... 과 같이 192.~ 로 되어있다
공유기 = Gateway(NAT) = 라우터 : 192.168.0.1을 주소로 가진다
공유기는 192.~로 되어있는 주소들 각각을 연결해 181.227.3.33과 같은 주소를 변환해 인터넷에 접속한다.

이와 같은 사설망 개념은 쿠버네티스에서도 적용된다

도커 : 각각의 컴퓨터 192.168.0.2, 192.168.0.3, ...
쿠버네티스 : 각각의 컴퓨터를 묶어 라우팅 해주는 역할을 한다. 192.168.0.1

16 bit vs 20 bit

16 bit : 192.168.0.0 ~ 192.~
20 bit : 172.16.0.0 ~ 172.~ (쿠버네티스가 채택함 ✅)

쿠버네티스는 사설망에 있다

그래서 나중에 인터넷에 연결하려면 사설망과 공용망 주소를 연결해주는 세팅이 필요하다.

gosu

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minikube 설치

minikube 시작하기

pod

pod 생성

pod 조회

pod 안으로 들어가기

pod 삭제

deployment

deployment 생성

deployment 조회

auto-healing

pod scaling (갯수 늘리기)

deployment 삭제

Service

Service 생성 전 사전 지식

pod의 ip로 접속해보기

minikube ssh

Service 생성

service 조회

ip network 지식 👍

private network(사설망)

이와 같은 사설망 개념은 쿠버네티스에서도 적용된다

16 bit vs 20 bit

쿠버네티스는 사설망에 있다

azure, container

azure machine learning studio

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