Kubernetes 구조
Kubernetes는 컨테이너화된 애플리케이션을 자동으로 배포, 스케일링 및 관리해주는 시스템입니다.
클러스터
Kubernetes 환경에서 가장 큰 구조는 Cluster입니다.
쿠버네티스 백서에서는 Cluster를 아래와 같이 정의하고 있습니다.
클러스터란 컨테이너화된 애플리케이션을 실행하는 노드라고 하는 워커 머신의 집합. 모든 클러스터는 최소 한 개의 워커 노드를 가진다.
Kubernetes는 Master Node(Control Plane)와 Worker Node로 이루어져 있으며, 각 노드 내부의 다양한 Component를 통해 동작합니다.
Kubernetes의 아키텍쳐는 위의 구성도를 참고해주세요.
Kubernetes Cluster는 api-server, etcd, scheduler, controller 등의 컴포넌트가 설치된 Master Node(Controle Plane)와, kubelet과 kube-proxy, 컨테이너 런타임이 설치된 Worker Node로 구성됩니다.
거기에 추가적으로 Master Node의 api-server와 통신하며 Cluster에 명령을 내릴 서버가 구성되어야 하는데, Master Node 내부에 구성할 수도 있고 로컬 PC에 구성할 수도 있습니다.
호스트 컴퓨터(로컬 PC)
Kubernetes 관리자는 kubectl을 이용해서 Kubernetes Cluster 에 명령을 내릴 수 있습니다.
kubectl은 KUBECONFIG 환경변수를 참조해 명령을 내릴 클러스터의 정보를 인식합니다.
KUBECONFIG 환경변수가 정의되어 있지 않다면 $HOME/.kube/config 파일을 참고합니다.
Master Node는 단일로 구성할 수 있지만 백업을 위해 여러대의 서버를 Master Node로 구성할 수 있으며, 다중 구성 시 항상 홀수개로 구성되어야 합니다.
Master Node
Master Node의 핵심 컴포넌트는 api-server, etcd, Scheduler, Controller로 구성되어 있습니다.
구성도상에 있는 Cloud Controller는 AWS, Azure, GCP와 같은 Public Cloud의 서버, 스토리지, 로드밸런서 등의 자원을 Kubernetes가 사용할 수 있도록 돕습니다.
Kubernetes 선언적인(declarative) 구조를 가지고 있습니다.
각 요소가 추구하는 상태(desired status)를 선언하면 현재 상태(current status)와 비교하여 맞는지 점검하고, 추구하는 상태에 맞추려고 노력하는 방식으로 설계되어 있습니다.
이렇게 api-server를 통해 선언한 추구하는 상태값들을 저장하는 장소가 etcd입니다.
api-server
Kubernetes클러스터의 중심 역할을 하는 통로Kubernetes api를 사용하도록 요청을 받고 요청이 유효한지 검사kubectl이 설치된 로컬 머신에서kubectl명령어 수행시 문법, 권한 검사api-server와etcd는 거의 한 몸으로 움직이게 설계됨
etcd
- key-value 타입 저장소
- 구성 요소들의 상태 값이 모두 저장되는 곳
etcd외에 다른 구성 요소들은 상태값을 관리하지 않으므로etcd를 잘 백업해두면 장애가 발생해도etcd를 통해 쿠버네티스 클러스터 복구 가능- 분산 저장이 가능함, 복제해 여러 곳에 두면 하나의
etcd가 장애가 나도 시스템 가용성 확보
Scheduler
Pod를 실행할 노드 선택
Controller
Pod를 관찰하여 선언한 개수를 보장
Addon Component
Container Runtime(Docker,Containerd,Rocket등)Core DNSCNIDashboardELK,EFK,Datadog등 로깅 컴포넌트
Worker Node
Worker Node는 실제 컨테이너들이 배포되는 서버들입니다.
관리자는 Pod를 배포할 때 어떤 Worker Node에 Pod를 배포할지 선택할 수도 있지만,
일반적으로는 scheduler에 의해 배포 대상 Worker Node가 선택됩니다.
워커노드의 핵심 컴포넌트들은 kubelet, kube-proxy, Container runtime(Docke 등)이 있습니다.
kubelet
- 모든 노드에서 실행되는
Kubernetes에이전트 - 데몬 형태로 동작
- c-Advisor 모니터링 툴이 들어있음
- 워커노드에서 동작중인
kubelet이 정지되면Container runtime에 요청을 보내는 역할을 수행해주는 컴포넌트가 정지되었으므로Pod생성, 삭제 등이 해당 노드에서 정상적으로 수행되지 않음
kube-proxy
Kubernetes의 network 동작을 관리- iptables rule을 구성
kube-proxy서비스가 중단된 경우 네트워킹이 제대로 이루어지지 않음Cluster IP를 통해 WEB 등 서비스 요청시 오류 발생
Container runtime
- 컨테이너를 실행하는 엔진
docker,containerd,runc등
