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Kubernetes (K8S) 스터디

7 min read

Docker 와 같은 가상 컨테이너 기술 + 컨테이너들을 배포하는 환경

같이보기

  • 수 많은 가상 컨테이너 들을 관리하고 자동화(오케스트레이션) 할 필요가 있어짐
  • 컨테이너 생성 + 자동화 + 배포 모든 것을 합친거라고 보면 됨

사용하는 이유

  • Docker 같은 경우에는 컨테이너를 생성 하는 것 까지는 어느정도 자동화 가능하긴 한데 딱 거기 까지밖에 불가 하다
  • k8s에 경우 컨테이너 내부에 시스템을 업데이트 하거나 롤백 하는 것을 편하게 할 수 있다
  • 또한 한쪽에 컨테이너의 트래픽이 몰렸을 경우 이를 적절히 분산처리 하는것도 가능하다

구조

클러스터 (Cluster)

클러스터란 실행중인 컨테이너의 집합을 의미 한다

  • 재대로 정의하면 컨테이너화된 프로그램을 실행하는 노드의 집합이다
  • k8s를 실행중이라는 의미는 클러스터를 실행 중 이다 이렇게도 표현 가능

  • 컨트롤 플레인 영역 (Master Node): 클러스터의 제어영역
  • 노드 (Worker Node): 컨테이너 내부 프로그램을 실행하는 역할

컨트롤 플레인 (Master Node)

클러스터의 상태를 관리하고 제어

  • 전체적인 구조는 이런 느낌이다
    • 클라이언트 요청을 처리하는 API 서버 ←> 그 API 가 클러스터의 상태를 저장하는 DB
scheduler

서비스 담당

  • API 서버와 통신하는 컴포넌트
  • 각각의 노드의 시스템 자원을 관리한다
  • 새로 생성된 pod 를 감지하고 적절한 노드에게 배포하는 기능
    • 여기서 pod란 컨테이너 애플리케이션의 최소 단위
controller-manager

클라이언트 담당

  • 컨트롤 프로세스 통합 관리
  • 예가 클러스터 관리자 페이지 느낌이라고 생각하면 됨
  • Cloud 컨트롤러 매니저: AWS, GCP 등 클라우드 서비스와 통신하는
  • kube 컨트롤러 매니저: api server 와 통신하여 현재 scheduler 정보와 etcd 에 저장된 정보를 대조하여 클러스터 상태 갱신
kube api server

API 서버 담당

  • etcd, scheduler 데이터 불러와서 controller-manager 에 적절한 응답을 반환
etcd

DB 담당

  • 클러스터 상태 저장

노드 (Worker Node)

  • 컨테이너를 포함한 각종 관리 시스템을 추가
kubelet
  • api server에 노드에 리소스 상태를 보고
CRI(Container Runtime Interface)
  • kubelet 이 다양한 컨테이너 런타임과 통신할 수 있도록 설계한 인터페이스
  • 컨테이너 구현체가 Docker 뿐이 아니라 다양하게 존재 하기 때문에 모든 컨테이너 구현제가 kubelet 와 통신 할 수 있도록 인터페이스를 만든 것
kube-proxy
  • 네트워크 프록시 & 로드벨런싱 담당

Pod

  • k8s에서 배포할 수 있는 가장 작은단위
  • 한개 이상의 컨테이너, 스토리지, 네트워크를 가진다
  • Docker 가 컨테이너 단위 라면, k8s 는 이 Pod 단위 이다

워크로드

k8s를 통해 배포할때 가장 작은 단위인 pod 와 이를 실행하는구성요소들의 추상화

ReplicaSet
  • 실행되는 Pod를 지정된 수만큼 복제하여 실행시킨다
  • 일반적으로 Deployment 를 정의하면 자동으로 관리
  • 노드가 어떤 문제가 발생하면 여기에 저장된 복제본을 pop 하고 새로운 복제본을 생성하는 작업을 한다
Deployment
  • 실행되는 Pod 를 모니터링하는 프로세싱
  • Deployment 를 정의하여 새로운 ReplicaSets을 만들거나 기존 Deployment를 제거

서비스

  • Pod 집합에서 실행중인 에플리케이션을 외부로 노출 시키는 방법
  • 쉽게 말해서 외부IP 주소를 할당한다

주요 개념

컨테이너 런타임

  • 쿠버네티스 자체의 컨테이너 런타임 가지고 있지 않는다
  • Docker Engine 이나 기타 런타임을 설치 해야한다

Desired State

관리자가 서버를 배포할 때 원하는 상태를 선언 하는 방식

  • Desired State: 원하는 상태
    • 구체적으로 웹서버 몇게 띄울지, 포트 몇번 쓸지 결정

Kubernetes Object Spec

  • 모든 k8s 의 Object를 정의하는 YML 파일
  • 대충 이런느낌
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
  namespace: dev
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        command: ["/bin/bash", "-c", "--"]
        args: ["while true; do sleep 30; done;"]
        ports:
        - containerPort: 80

설치 에디션 (배포 도구)

kubeadm

아마 기본 설치 방법인듯

  • 쿠버네티스 공식 클러스터 관리 도구

Kubespray

  • 상용서비스에 적합한 오픈소스 프로잭트

kops

  • 향후 kubeadm 을 대체 하기위한 프로젝트 인듯?