Kubernetes : Node/Namespace/Pod/ReplicaSet/Deplyoment

Sixhustle·2020년 10월 10일
kubernetes
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Kubernetes cluster 안에서 아래의 리소스를 연동하고 조합해서 Container 시스템을 구성할 수 있습니다.

Kubernetes cluster & Node

Kubernetes cluster는 Kubernetes스의 여러 리소스를 관리하기 위한 집합체입니다.

Node는 Container가 배치되는 대상으로 Kubernetes cluster 전체를 관리하는 서버인 Master Node가 적어도 하나 있어야 합니다.
Cluster에 배치된 Node의 수, Node의 사양 등에 따라 배치할 수 있는 Container 수가 결정됩니다.

Master를 구성하는 관리 컴포넌트

ComponentRole
kube-apiserver쿠버네티스 API를 노출하는 kubectl로부터 리소스를 조작하라는 지시를 받습니다
etcd고가용성을 갖춘 분산 키-값 스토어로, 쿠버네티스 클러스터의 백킹 스토어로 쓰입니다
kube-scheduler노드를 모니터링하고 컨테이너를 배치할 적절한 노드를 선택합니다
kube-controller-manage리소스를 제어하는 컨트롤러를 실행합니다

Namespace

Kubernetes안의 가상 Cluster를 namespace라고 합니다.

namespace마다 권한을 설정할 수 있습니다.

Pod

'Pod는 Container가 모인 집합체의 단위'로, 하나 이상의 Container로 이뤄집니다.

Pod는 Node에 배치해야하고, 하나의 Pod는 여러 Node에 걸쳐 배치될 수 없습니다.

Pod 생성 및 배포하기

Pod 생성은 kubectl로도 생성할 수 있지만, 버전 관리 관점에서 yaml파일로 관리하는 것이 좋습니다.
Kubernetes의 여러 리소스를 정의하는 파일을 manifest 파일이라고 합니다.
아래는 nginx + echo 2개의 Container로 구성된 Pod를 정의한 manifest 파일입니다.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: simple-echo
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: gihyodocker/nginx:latest
    env:
    - name: BACKEND_HOST
      value: localhost:8080
    ports:
    - containerPort: 80
  - name: echo
    image: gihyodocker/echo:latest
    ports:
    - containerPort: 8080

kind: 파일에서 정의하는 Kubernetes 리소스의 유형을 지정합니다. kind의 속성에 따라 spec아래의 schema가 변경됩니다.
metadata: 리소스에 부여되는 메타데이터입니다.
metadata.name: 리소스의 이름을 설정합니다.
spec: Pod를 구성하는 Container를 containers아래 정의합니다.
containers: Container의 속성을 정의합니다.
containers.name: Container 이름입니다.
containers.image: 도커 허브에 저장된 이미지 태그 값입니다. 로컬에서 빌드한 Image도 지정할 수 있습니다.
container.ports: Container가 노출시킬 포트를 의미합니다.
env: 환경 변수를 열거할 수 있습니다. 

$ kubectl apply -f simple-pod.yaml
pod/simple-echo created

위의 명령어로 Kubernetes cluster에 Pod를 배포할 수 있습니다.
Pod에 접근하는 법은 아래의 service에서 설명하도록 하겠습니다.

Pod 다루기

$ kubectl get pod
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
simple-echo   2/2     Running   0          3m37s

Pod의 목록을 확인할 수 있는 명령어입니다.
STATUS: 'Running이면 Pod안의 모든 컨테이너가 실행중이다.'를 의미합니다.
READY: 실행 상태의 Container 수 / Pod에 정의된 Container 수를 의미합니다.

$ kubectl exec -it simple-echo sh -c nginx
#

kubectl 명령어로 Container안에도 접근할 수 있습니다.
Container가 여러 개인 경우 -c 옵션에 Container명을 지정합니다.

$ kubectl logs -f simple-echo -c echo
2020/10/09 09:25:55 start server

kubectl log 명령으로 Pod안에 있는 Container의 표준 출력을 할 수 있습니다. 

# 리소스 삭제
$ kubectl delete pod simple-echo
pod "simple-echo" deleted

# manifest 파일로 삭제
$ kubectl delete -f simple-pod.yaml
pod "simple-echo" deleted

사용이 끝난 리소스를 삭제할 때 위의 명령어를 사용하면 됩니다.
manifests 파일로 Pod를 삭제할 수도 있습니다. manifest에 작성된 리소스 전체가 삭제됩니다.

ReplicaSet

ReplicaSet는 똑같은 정의를 갖는 Pod를 여러 개 생성하고 관리하기 위한 리소스입니다.

manifest 파일로는 Pod를 하나밖에 생성할 수 없기 때문에, 여러 개의 Pod를 실행해 가용성을 확보해야할 경우 RelicaSet를 사용해야 합니다.

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: echo
  labels:
    app: echo
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: echo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: echo
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: gihyodocker/nginx:latest
        env:
        - name: BACKEND_HOST
          value: localhost:8080
        ports:
        - containerPort: 80
      - name: echo
        image: gihyodocker/echo:latest
        ports:
        - containerPort: 8080

replicas: ReplicaSet에서 만들 Pod의 복제본 수를 의미합니다.
template: Pod정의와 같습니다.

ReplicaSet 다루기

$ kubectl apply -f simple-replicaset.yaml
replicaset.apps/echo created

$ kubectl get pod
NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
echo-6z2rf   2/2     Running   0          64s
echo-8lmq9   2/2     Running   0          64s
echo-9p8br   2/2     Running   0          64s

ReplicaSet를 배포하면 3개의 Pod가 생성된 것을 확인할 수 있습니다.
같은 Pod가 여러 개 복제된 것이라 Pod NAME에 echo-6z2rf처럼 무작위로 생성된 접미사가 붙습니다.

$ kubectl delete -f simple-replicaset.yaml
replicaset.apps "echo" deleted

$ kubectl get pod
NAME         READY   STATUS        RESTARTS   AGE
echo-6z2rf   2/2     Terminating   0          4m36s
echo-8lmq9   2/2     Terminating   0          4m36s
echo-9p8br   2/2     Terminating   0          4m36s

ReplicaSet를 manifest 파일을 이용해 아래와 같이 삭제할 수 있습니다.

Deployment

ReplicaSet는 Pod를 관리했다면, Deployment는 ReplicaSet를 관리하고 다루기 위한 리소스입니다.

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: echo
  labels:
    app: echo
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: echo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: echo
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: gihyodocker/nginx:latest
        env:
        - name: BACKEND_HOST
          value: localhost:8080
        ports:
        - containerPort: 80
      - name: echo
        image: gihyodocker/echo:latest
        ports:
        - containerPort: 8080

ReplicaSet 정의와 크게 다르지 않습니다. 차이점은 Deployment가 ReplicaSet의 Revision관리를 할 수 있다는 점입니다.

$ kubectl apply -f simple-deployment.yaml --record
pod/simple-echo created

$ kubectl get pod,replicaset,deployment --selector app=echo
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/echo-6968d87679-6rnmx   2/2     Running   0          6m22s
pod/echo-6968d87679-9b84s   2/2     Running   0          6m22s
pod/echo-6968d87679-rslrb   2/2     Running   0          6m22s

NAME                              DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/echo-6968d87679   3         3         3       6m22s

NAME                   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/echo   3/3     3            3           6m22s

$ kubectl rollout history deployment echo
deployment.apps/echo
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         kubectl apply --filename=simple-deployment.yaml --record=true

첫 번째 명령어에서는 어떤 명령을 실행했는지 기록하는 옵션 --record를 붙여 manifest 파일을 cluster에 반영했습니다.
두 번째 명령어에서는 pod, replicaset, deployment가 잘 생성되었는지 확인했습니다.
세 번째 명령어에서는 kubectl의 어떤 명령어가 실행됐는지 확인했습니다.

Replicaset 생애주기

Deployment가 관리하는 Replicaset은 지정된 개수만큼 Pod를 확보하거나 새로운 버전으로 교체하는 등 중요한 역할을 합니다.
실제 운영에서는 Replicaset을 Deployment의 Manifest파일을 통해 다루기 때문에 Deployment안에서 Replicaset이 어떻게 동작하는지 알아야 합니다.

Pod 개수만 수정하면 Replicaset이 새로 생성되지 않음

$ kubectl apply -f simple-deployment.yaml --record
deployment.apps/echo configured

$ kubectl get pod
NAME                    READY   STATUS              RESTARTS   AGE
echo-6968d87679-6rnmx   2/2     Running             0          16m
echo-6968d87679-9b84s   2/2     Running             0          16m
echo-6968d87679-rhfmm   0/2     ContainerCreating   0          7s
echo-6968d87679-rslrb   2/2     Running             0          16m

simple-deplyoment.yaml파일의 replicas값을 3에서 4로 변경하고 apply 했습니다.
기존 Pod는 유지되고, Container하나가 새로 생성됩니다.

Container 정의 수정

$ kubectl apply -f simple-deployment.yaml --record
deployment.apps/echo configured

$ kubectl get pod --selector app=echo
NAME                    READY   STATUS              RESTARTS   AGE
echo-54dbdb57c7-fx76c   0/2     ContainerCreating   0          9s
echo-54dbdb57c7-h6wqh   0/2     ContainerCreating   0          8s
echo-6968d87679-6rnmx   2/2     Running             0          20m
echo-6968d87679-9b84s   2/2     Running             0          20m
echo-6968d87679-rhfmm   2/2     Terminating         0          4m
echo-6968d87679-rslrb   2/2     Running             0          20m

simple-deployment.yaml의 echo:latest를 echo:patched로 변경했습니다.
새로운 Pod가 생성되고, 기존 Pod는 단계적으로 정지됨을 알 수 있습니다.

Rollback

$ kubectl rollout history deployment echo --revision=1
deployment.apps/echo with revision #1
Pod Template:
  Labels:	app=echo
	pod-template-hash=6968d87679
  Annotations:	kubernetes.io/change-cause: kubectl apply --filename=simple-deployment.yaml --record=true
  Containers:
   nginx:
    Image:	gihyodocker/nginx:latest
    Port:	80/TCP
    Host Port:	0/TCP
    Environment:
      BACKEND_HOST:	localhost:8080
    Mounts:	<none>
   echo:
    Image:	gihyodocker/echo:latest
    Port:	8080/TCP
    Host Port:	0/TCP
    Environment:	<none>
    Mounts:	<none>
  Volumes:	<none>
  
$ kubectl rollout undo deployment echo

Deployment는 특정 Revision의 내용을 확인할 수 있고, undo를 실해하면 Deployment가 바로 직전 Revision으로 Rollback합니다.

References

  • 도커 / 쿠버네티스를 활용한 컨테이너 개발 실전 입문
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