Kubernetes

🚢 Kubernetes (K8s) 이해하기

💡 쿠버네티스란?

컨테이너화된 워크로드와 서비스를 관리하기 위한 오픈소스 플랫폼

쿠버네티스를 이해하기 위해서는 먼저 Docker(컨테이너)의 개념을 알아야 합니다.

🐳 Docker의 이해

Docker란?

애플리케이션을 컨테이너 단위로 패키징(이미지화)해서 실행할 수 있게 해주는 가상화 플랫폼입니다.

주요 특징

1. OS 독립성 📦

   • 기존: 각 OS별 별도 패키징 필요 (RedHat, Ubuntu, Windows 등)
   • Docker: OS 종속성 해결, 컨테이너 단위 실행 가능

2. 시스템 요구사항 🔧

   • Web/App Applications
   • Database (MySQL, Oracle)
   • 캐시 서버 (Redis) 등 다양한 서비스를 컨테이너화 가능

Docker 아키텍처

⚙️ 쿠버네티스의 매커니즘

클러스터 구조

쿠버네티스 클러스터는 마스터 노드와 워커 노드로 구성됩니다. 마스터 노드는 클러스터 제어를 담당하며, API 서버, 컨트롤러 매니저, 스케줄러, etcd로 구성됩니다. 워커 노드는 애플리케이션이 실행되는 노드로, Kubelet, Kube-Proxy, 컨테이너 런타임을 포함합니다.

• 마스터 노드: 클러스터의 제어 평면을 담당합니다.
  • API 서버: 클러스터의 모든 요청을 처리합니다.
  • 컨트롤러 매니저: 클러스터 상태를 관리합니다.
  • 스케줄러: 워커 노드에 POD를 할당합니다.
  • etcd: 클러스터 데이터를 저장하는 키-값 저장소입니다.
• 워커 노드: 애플리케이션이 실행되는 노드입니다.
  • Kubelet: 각 노드에서 POD와 컨테이너를 관리합니다.
  • Kube-Proxy: 네트워크 프록시와 로드 밸런서를 제공합니다.
  • 컨테이너 런타임: 컨테이너를 실행하는 소프트웨어입니다.

💡 POD: 쿠버네티스에서 가장 작은 배포 단위로, 1:N 개념의 컨테이너도 가능하다.

오토스케일링

오토스케일링은 애플리케이션의 부하에 따라 자동으로 리소스를 조정하는 기능입니다.

• Horizontal Pod Autoscaler (HPA): CPU 사용량 등 메트릭을 기반으로 파드의 수를 자동으로 조정합니다.
• Vertical Pod Autoscaler (VPA): 파드에 할당된 리소스를 자동으로 조정하여 성능을 최적화합니다.

롤링 업데이트와 롤백 (어플리케이션 배포 전략)

롤링 업데이트는 애플리케이션의 새로운 버전을 점진적으로 배포하여 다운타임 없이 업데이트를 진행하는 방법입니다. 기존 파드를 하나씩 새로운 버전으로 교체하여 서비스 중단을 최소화합니다.

롤백은 문제가 발생했을 때 이전 버전으로 되돌리는 작업입니다. 롤링 업데이트 중 문제가 발생하면 자동으로 롤백하여 안정적인 상태를 유지할 수 있습니다.

프로덕션에서 자주 사용하는 방법

1. Canary Deployment: 새로운 버전을 일부 사용자에게만 배포하여 문제를 조기에 발견하고 해결합니다.
2. Blue-Green Deployment: 두 개의 환경(Blue와 Green)을 사용하여 새로운 버전을 배포하고 테스트한 후, 트래픽을 새로운 버전으로 전환합니다.

쿠버네티스는 이러한 매커니즘을 통해 대규모 컨테이너화된 애플리케이션을 효율적으로 관리하고 배포할 수 있고, 이미 해당 아키텍처를 많은 도메인에서 채택하고 있다.

🚀 쿠버네티스의 필요성

• 수많은 Docker 컨테이너들을 효율적으로 관리
• 대규모 컨테이너 오케스트레이션 가능
• 업계에서는 주로 ‘K8s’로 불림

💡 K8s: Kubernetes의 약자 (K + 8글자 + s)