쿠버네티스 기본 명령어 모음

1. 클러스터 정보 확인

# 클러스터 정보 확인
kubectl cluster-info

# 노드 상태 확인
kubectl get nodes
kubectl get nodes -o wide

# 전체 네임스페이스의 모든 리소스 확인
kubectl get all --all-namespaces

# API 리소스 목록 확인
kubectl api-resources

2. Pod 관련 명령어

# Pod 목록 조회
kubectl get pods
kubectl get po -o wide
kubectl get pods --show-labels

# Pod 상세 정보 확인
kubectl describe pod [pod-name]

# Pod 로그 확인
kubectl logs [pod-name]
kubectl logs -f [pod-name]  # 실시간 로그
kubectl logs --tail=100 [pod-name]  # 마지막 100줄

# Pod 내부 접속
kubectl exec -it [pod-name] -- /bin/bash

# Pod 생성
kubectl run nginx --image=nginx
kubectl run nginx --image=nginx --port=80

# Pod 삭제
kubectl delete pod [pod-name]
kubectl delete pod --all

3. Deployment 관련 명령어

# Deployment 목록 조회
kubectl get deployments
kubectl get deploy

# Deployment 생성
kubectl create deployment nginx --image=nginx
kubectl create deployment nginx --image=nginx --replicas=3

# Deployment 스케일 조정
kubectl scale deployment nginx --replicas=5

# Deployment 상세 정보
kubectl describe deployment [deployment-name]

# Deployment 수정
kubectl edit deployment [deployment-name]

# Deployment 삭제
kubectl delete deployment [deployment-name]

# 롤아웃 상태 확인
kubectl rollout status deployment [deployment-name]

# 롤아웃 히스토리 확인
kubectl rollout history deployment [deployment-name]

# 롤백 실행
kubectl rollout undo deployment [deployment-name]

4. Service 관련 명령어

# Service 목록 조회
kubectl get services
kubectl get svc

# Service 생성
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=LoadBalancer
kubectl expose pod nginx --port=80 --type=NodePort

# Service 상세 정보
kubectl describe service [service-name]

# Service 삭제
kubectl delete service [service-name]

5. ConfigMap과 Secret 관련 명령어

# ConfigMap 관리
kubectl get configmaps
kubectl create configmap [name] --from-file=[path/to/file]
kubectl create configmap [name] --from-literal=key1=value1
kubectl describe configmap [name]

# Secret 관리
kubectl get secrets
kubectl create secret generic [name] --from-literal=key1=value1
kubectl describe secret [name]

6. 네임스페이스 관련 명령어

# 네임스페이스 목록
kubectl get namespaces
kubectl get ns

# 네임스페이스 생성
kubectl create namespace [name]

# 네임스페이스 전환
kubectl config set-context --current --namespace=[name]

# 특정 네임스페이스의 리소스 조회
kubectl get all -n [namespace]

7. 리소스 모니터링 명령어

# 리소스 사용량 확인
kubectl top nodes
kubectl top pods

# 이벤트 확인
kubectl get events
kubectl get events --sort-by=.metadata.creationTimestamp

8. 구성 및 컨텍스트 관련 명령어

# 현재 컨텍스트 확인
kubectl config current-context

# 컨텍스트 목록 확인
kubectl config get-contexts

# 컨텍스트 전환
kubectl config use-context [context-name]

# kubeconfig 보기
kubectl config view

9. 리소스 관리 명령어

# 리소스 생성/수정
kubectl apply -f [file.yaml]
kubectl create -f [file.yaml]

# 리소스 삭제
kubectl delete -f [file.yaml]

# 여러 리소스 한번에 삭제
kubectl delete all --all

10. 디버깅 관련 명령어

# 임시 디버깅용 Pod 생성
kubectl run debug --image=busybox --rm -it -- /bin/sh

# 네트워크 테스트용 Pod
kubectl run test-pod --image=nginx --restart=Never

# Pod 문제 해결
kubectl describe pod [pod-name]
kubectl logs [pod-name] --previous  # 이전 컨테이너 로그

# 클러스터 상태 진단
kubectl get componentstatuses

11. 고급 명령어

# JSON 경로 사용 예시
kubectl get pods -o jsonpath='{.items[*].metadata.name}'

# 커스텀 컬럼 출력
kubectl get pods -o custom-columns=NAME:.metadata.name,STATUS:.status.phase

# Watch 모드로 모니터링
kubectl get pods -w

# 레이블 선택자 사용
kubectl get pods -l app=nginx

# 필드 선택자 사용
kubectl get pods --field-selector status.phase=Running

12. 유용한 옵션들

--all-namespaces, -A: 모든 네임스페이스
--output, -o: 출력 형식 지정 (yaml, json, wide 등)
--selector, -l: 레이블 선택
--force: 강제 실행
--dry-run=client: 실제 실행 없이 시뮬레이션
-v: 로그 레벨 지정

Taints와 Tolerations는 Kubernetes에서 특정 노드에 파드를 제한적으로 스케줄링할 수 있도록 해주는 기능입니다. 이들은 함께 사용되어 특정 노드에서 특정 조건을 충족하는 파드만 스케줄링할 수 있게 합니다.

1. Taints (테인트)

• 목적: 노드에 테인트를 추가하면, 기본적으로 그 노드에 파드가 스케줄링되지 않도록 제한합니다. 테인트는 특정 조건을 설정하여 파드가 해당 노드에 배치되지 않도록 막는 역할을 합니다.
• 구성 요소: 테인트는 키, 값, 효과(Effect) 세 가지로 구성됩니다.
  • 키: 테인트를 구분하는 이름.
  • 값: 테인트의 추가 정보(선택 사항).
  • 효과(Effect): 테인트의 동작 방식. 아래 세 가지 중 하나를 사용합니다:
    • NoSchedule: 조건을 만족하는 파드만 이 노드에 스케줄링할 수 있습니다.
    • PreferNoSchedule: 가능한 한 스케줄링하지 않으려 하지만 필요할 경우 스케줄링할 수도 있습니다.
    • NoExecute: 기존에 이 노드에 있던 파드라도 조건을 만족하지 않으면 제거합니다.

예시:

노드에 다음과 같은 테인트를 추가한다고 가정해 보겠습니다:

kubectl taint nodes node1 key=value:NoSchedule

위 명령어는 node1에 key=value와 NoSchedule 테인트를 추가하여, 조건을 만족하지 않는 파드는 이 노드에 스케줄링되지 않도록 합니다.

2. Tolerations (톨러레이션)

• 목적: 톨러레이션은 특정 파드가 테인트가 설정된 노드에 스케줄링될 수 있도록 허용하는 역할을 합니다. 즉, 파드에 톨러레이션이 추가되면 해당 테인트를 무시하고 그 노드에 배치될 수 있습니다.
• 구성 요소: 톨러레이션 역시 키, 값, 효과(Effect)를 가집니다.
  • 파드의 톨러레이션 키와 값이 노드의 테인트와 일치하면 해당 노드에 배치될 수 있습니다.

예시:

파드에 다음과 같은 톨러레이션을 추가하여 key=value 테인트가 있는 노드에도 스케줄링되도록 할 수 있습니다:

tolerations:
- key: "key"
  operator: "Equal"
  value: "value"
  effect: "NoSchedule"

Taints와 Tolerations 사용 예시

1. 전용 노드 설정: NoSchedule 테인트와 해당 테인트에 대한 톨러레이션을 사용하여 특정 파드만 해당 노드에 스케줄링되도록 할 수 있습니다. 예를 들어, GPU 노드에 GPU를 사용하는 워크로드만 스케줄링하도록 설정할 수 있습니다.

2. 노드 유지 관리: NoExecute 테인트를 사용하여 유지 관리 중인 노드에서 파드를 제거하고, 작업이 완료되면 파드를 다시 스케줄링할 수 있습니다.

이렇게 Taints와 Tolerations는 특정 노드에 특정 파드만 스케줄링하거나 특정 조건에 따라 노드에서 파드를 제거할 때 유용하게 사용됩니다.

Kubernetes Ingress

공식 문서 : https://kubernetes.io/ko/docs/concepts/services-networking/ingress/

Kubernetes Ingress는 Kubernetes(이하 K8s) 클러스터 내에서 외부 HTTP 및 HTTPS 트래픽을 내부 서비스로 라우팅하는 방법을 제공하는 API 객체입니다. Ingress는 로드 밸런싱, SSL/TLS 종료, 호스트 및 경로 기반의 라우팅과 같은 다양한 트래픽 관리 기능을 지원합니다. 이를 통해 클러스터 외부에서 K8s 내부 서비스에 접근할 수 있게 해주는 중요한 역할을 합니다.

주요 개념

1. Ingress 객체
2. Ingress 컨트롤러
3. 트래픽 라우팅
4. SSL/TLS 지원
5. 로드 밸런싱
6. 인증 및 권한 관리

Ingress 예시 (YAML)

Ingress_example.yaml

이 예시에서:

• example.com 도메인으로 들어오는 요청은 example-service로 전달됩니다.
• HTTPS 트래픽은 example-tls-secret으로 저장된 인증서를 사용해 보안 처리됩니다.

Ingress와 서비스 차이점

• **서비스(Service)**는 클러스터 내부에서 파드 간 통신을 위한 로드 밸런싱과 접근을 관리하며, 클러스터 외부에서의 접근은 제한적입니다.
• Ingress는 외부 트래픽을 클러스터 내부 서비스로 라우팅할 수 있는 고급 트래픽 관리 기능을 제공하며, 주로 HTTP(S) 요청을 처리합니다.

Ingress를 사용하면 다양한 트래픽 관리 요구 사항을 쉽게 처리할 수 있어 마이크로서비스 환경에서 매우 유용한 기능입니다.

서비스(Service)

**서비스(Service)**는 쿠버네티스에서 네트워크 서비스를 추상화한 리소스입니다. 서비스는 여러 파드들을 하나의 집합으로 묶어 동일한 서비스를 제공하는 애플리케이션 컴포넌트에 접근할 수 있게 해줍니다. 이를 통해 네트워크 레벨에서 로드 밸런싱, 서비스 디스커버리 등을 쉽게 구현할 수 있습니다.

서비스의 주요 특징

1. 클러스터 내부 DNS 이름:
2. 로드 밸런싱:
3. 서비스 디스커버리:
4. 클러스터 외부 노출:
5. 서비스 타입:

서비스의 종류

쿠버네티스에서는 다양한 서비스 타입을 제공합니다:

• ClusterIP: 클러스터 내부에서만 접근 가능한 가상 IP를 제공합니다.
• NodePort: 클러스터의 각 노드의 지정된 포트로 서비스를 노출시킵니다.
• LoadBalancer: 클라우드 제공자의 로드 밸런서를 사용하여 서비스를 외부로 노출시킵니다.
• ExternalName: 외부 DNS 이름을 클러스터 내의 서비스로 매핑하여 접근할 수 있게 합니다.

서비스 예시

다음은 my-service라는 이름의 ClusterIP 서비스를 정의하는 예시입니다:

yaml

코드 복사

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: my-service

spec:

  selector:

    app: MyApp

  ports:

    - protocol: TCP

      port: 80

      targetPort: 8080

• selector: app: MyApp 레이블이 지정된 모든 파드들을 이 서비스에 연결합니다.
• ports: 서비스가 사용할 포트를 지정하고, 이 포트로 들어오는 트래픽을 파드의 targetPort로 전달합니다.

서비스의 중요성

서비스는 쿠버네티스에서 애플리케이션의 네트워크 접근성을 관리하는 핵심적인 역할을 합니다. 서비스를 올바르게 설정하면 애플리케이션의 확장성을 높이고, 네트워크 관리를 간편하게 할 수 있습니다.

쿠버네티스(Kubernetes)에서 노드(Node)는 쿠버네티스 클러스터의 구성 요소 중 하나로, 컨테이너화된 애플리케이션이 실제로 실행되는 서버 역할을 합니다. 노드는 클러스터의 리소스를 제공하며, 여러 노드가 모여 클러스터를 이루죠. 쿠버네티스의 마스터 노드(Kubernetes Control Plane)에서 각 노드를 관리하고 조정합니다.

1. 노드(Node)의 개요

노드는 쿠버네티스 클러스터 내에서 컨테이너가 배포되고 실행되는 물리적 서버나 가상 머신을 의미해요. 클러스터 안에는 여러 노드가 포함될 수 있으며, 각각의 노드는 여러 개의 파드(Pod)를 호스팅해 애플리케이션 워크로드를 분산 처리합니다.

• 구성 요소:
  • Kubelet: 파드가 정상적으로 실행되도록 노드를 관리하고 API 서버와 통신합니다.
  • Kube-Proxy: 네트워크 프록시로, 파드와 서비스 간 네트워크 연결을 관리해 줍니다.
  • Container Runtime: 실제로 컨테이너를 실행하는 데 필요한 런타임 환경(e.g., Docker, containerd)입니다.

2. 노드의 역할과 기능

노드는 컨테이너화된 애플리케이션을 호스팅하고 관리하는 핵심 역할을 합니다. 이를 통해 클러스터 내에서 애플리케이션의 확장성, 가용성, 성능을 높일 수 있습니다.

• 컨테이너 실행: 각 노드는 지정된 파드를 실행하며, 애플리케이션의 워크로드를 분산시킵니다.
• 리소스 제공: CPU, 메모리, 스토리지 같은 자원을 파드에 제공해, 애플리케이션이 안정적으로 운영될 수 있게 합니다.
• 셀프-모니터링: 노드는 Kubelet을 통해 노드와 파드 상태를 모니터링하고, 장애가 발생하면 이를 보고하거나 해결합니다.

3. 노드의 유형

노드는 크게 두 가지로 나뉩니다.

1. 마스터 노드(Control Plane Node): 클러스터 관리, 스케줄링, API 서버, 클러스터 상태 모니터링 등 클러스터 전체의 제어를 담당합니다.
2. 워크커 노드(Worker Node): 실제로 파드를 실행하며, 컨테이너를 호스팅하는 노드입니다. 애플리케이션의 모든 요청과 처리가 이 워커 노드에서 이뤄집니다.

4. 노드 관련 주요 개념

• 파드(Pod): 쿠버네티스에서 컨테이너를 실행하는 최소 단위로, 하나의 노드에는 여러 파드가 존재할 수 있습니다.
• 데몬셋(DaemonSet): 각 노드에 하나씩 파드를 배치하기 위한 컨트롤러로, 노드에 필요한 공통 서비스를 실행하는 데 사용됩니다. 예: 로그 수집 에이전트.
• 노드 자가 복구(Self-Healing): 노드의 상태가 비정상일 경우, 쿠버네티스는 문제가 있는 노드를 관리자가 설정한 정책에 따라 교체하거나 재시작해 안정성을 유지합니다.

5. 노드 확장과 장애 복구

쿠버네티스에서는 자동 확장을 통해 노드를 동적으로 추가하거나 제거할 수 있습니다. 또한, 특정 노드에 장애가 발생하면 쿠버네티스는 자동으로 파드를 다른 노드로 재배치하여 애플리케이션의 가용성을 유지합니다.

• 클러스터 오토스케일링: 트래픽 증가나 리소스 소모가 커지면 새로운 노드를 자동으로 추가하거나, 필요 시 축소해 비용을 최적화합니다.
• 노드 상태 관리: 노드의 상태가 Ready 상태가 아니면, 쿠버네티스가 해당 노드의 파드를 다른 곳으로 이동시키거나 교체하는 등 대처를 진행합니다.

요약

쿠버네티스 노드는 클러스터에서 애플리케이션을 실제로 실행하는 단위로, 여러 개의 파드를 호스팅하며 CPU, 메모리 등 리소스를 제공하고 관리합니다. 이를 통해 클러스터 내 애플리케이션의 안정성과 확장성을 보장하며, 클러스터 오토스케일링 및 장애 복구 기능으로 효율적인 운영을 지원합니다.

쿠버네티스(Kubernetes) 클러스터는 크게 컨트롤 노드(Control Node)와 워커 노드(Worker Node)라는 두 가지 유형의 노드로 구성됩니다. 이 두 노드는 각자의 역할을 가지고 협력하여 클러스터 내 애플리케이션의 배포, 관리, 유지보수를 효율적으로 수행합니다.

1. 컨트롤 노드(Control Node)

컨트롤 노드는 클러스터의 중앙 제어 역할을 담당하며, 클러스터의 전체 상태를 관리하고 스케줄링, 모니터링, API 제공 등의 기능을 수행합니다. 클러스터 운영을 위한 핵심 구성 요소들이 모두 이곳에 포함되어 있어요.

컨트롤 노드의 주요 구성 요소

1. API 서버 (kube-apiserver)
   • 클러스터 내부와 외부의 모든 요청을 처리하는 관문 역할을 합니다. 클러스터의 모든 구성 요소가 API 서버를 통해 서로 통신하며, 외부 사용자는 API 서버에 요청하여 클러스터 상태를 조회하거나 작업을 수행할 수 있습니다.
2. 컨트롤러 매니저 (kube-controller-manager)
   • 클러스터 내 다양한 컨트롤러(예: 노드 컨트롤러, 복제 컨트롤러, 엔드포인트 컨트롤러 등)를 관리하고, 클러스터의 상태를 지속적으로 모니터링하여 목표 상태를 유지할 수 있도록 조정합니다.
3. 스케줄러 (kube-scheduler)
   • 파드를 어떤 워커 노드에 배치할지 결정하는 역할을 합니다. 각 노드의 리소스 상황을 평가하고, 가용성을 고려하여 최적의 워커 노드에 파드를 스케줄링합니다.
4. ETCD
   • 클러스터의 상태 정보를 저장하는 키-값 데이터베이스입니다. 모든 구성 및 상태 정보가 여기에 저장되므로, ETCD는 컨트롤 플레인의 백본 역할을 합니다.

컨트롤 노드의 주요 역할

• 클러스터 관리: 클러스터 전체의 상태를 관리하고 목표 상태로 조정합니다.
• 스케줄링: 워커 노드에 파드를 배치하여 애플리케이션 워크로드를 분산시킵니다.
• 상태 모니터링: 노드와 파드의 상태를 주기적으로 확인하여 문제를 탐지하고 복구합니다.

2. 워커 노드(Worker Node)

워커 노드는 애플리케이션이 실제로 실행되는 서버입니다. 컨테이너화된 애플리케이션 파드가 워커 노드에서 운영되며, 사용자 요청을 처리합니다. 워커 노드에는 클러스터 작업을 지원하는 필수 구성 요소들이 있습니다.

워커 노드의 주요 구성 요소

1. Kubelet
   • 각 워커 노드에 설치되는 에이전트로, 컨트롤 노드의 명령에 따라 파드를 생성, 실행, 모니터링합니다. 파드 상태를 컨트롤러 매니저에 보고하고 문제가 발생하면 재시작 등의 조치를 수행합니다.
2. Kube-Proxy
   • 쿠버네티스 네트워크 서비스를 관리하고, 외부 또는 내부 요청을 적절한 파드로 라우팅하는 네트워크 프록시입니다. 이를 통해 파드와 서비스 간의 통신이 원활하게 이루어집니다.
3. 컨테이너 런타임
   • 컨테이너를 실제로 실행시키는 소프트웨어로, 주로 Docker, containerd 같은 런타임이 사용됩니다. 런타임을 통해 컨테이너를 생성, 삭제하고, 파드에서 컨테이너를 구동시킵니다.

워커 노드의 주요 역할

• 애플리케이션 워크로드 실행: 사용자의 애플리케이션이 파드 단위로 배포되며, 각 파드는 워커 노드의 컨테이너 런타임에서 구동됩니다.
• 네트워크 요청 처리: 사용자 요청을 해당 파드로 라우팅하여 적절한 서비스가 제공되도록 관리합니다.
• 리소스 제공: 각 파드가 사용할 CPU, 메모리 등의 리소스를 제공합니다.

컨트롤 노드와 워커 노드의 차이점 요약

이렇게 컨트롤 노드와 워커 노드는 서로 긴밀히 협력하여 쿠버네티스 클러스터가 원활하게 동작하도록 합니다.

클러스터는 여러 개의 컴퓨터(또는 노드)들이 네트워크를 통해 연결되어 협력하며 하나의 시스템처럼 작동하는 구조를 의미합니다. 주로 데이터 처리, 저장, 관리 작업을 분산하여 처리하기 위한 목적으로 사용되며, 대표적인 예로 Kubernetes 클러스터와 Hadoop 클러스터가 있습니다.

클러스터의 주요 구성 요소

클러스터는 일반적으로 마스터(또는 컨트롤 플레인)와 워커 노드로 구성됩니다.

1. 마스터 노드 (Control Plane):
   • 클러스터의 중앙 관리 역할을 합니다. 모든 노드를 제어하고 작업을 분배하며, 시스템의 상태를 모니터링합니다.
   • Kubernetes의 경우, 주요 구성 요소는 kube-apiserver, etcd, kube-scheduler, kube-controller-manager 등이 있습니다.
     • kube-apiserver: 클러스터와의 API 요청을 처리하며, 모든 통신의 중심 역할을 합니다.
     • etcd: 클러스터의 상태와 구성을 저장하는 고가용성 키-값 저장소입니다.
     • kube-scheduler: 작업(Pod)이 클러스터 내의 적합한 노드에 배치될 수 있도록 스케줄링을 담당합니다.
     • kube-controller-manager: 다양한 컨트롤러들을 관리하며 클러스터의 원하는 상태를 유지하도록 합니다.
2. 워커 노드 (Worker Node):
   • 실제로 작업이 실행되는 노드입니다. 여러 개의 컨테이너(Pod)가 배포되어 실행됩니다.
   • 각 워커 노드에는 주로 kubelet, kube-proxy, 컨테이너 런타임이 존재합니다.
     • kubelet: 워커 노드에서 실행 중인 Pod와 컨테이너의 상태를 모니터링하고 관리합니다.
     • kube-proxy: 네트워크 프록시 역할을 하며, 클러스터 내에서 네트워크 트래픽이 올바르게 라우팅되도록 합니다.
     • 컨테이너 런타임: 컨테이너의 실행을 담당하는 소프트웨어(예: Docker, containerd).

클러스터의 특징

• 확장성: 필요에 따라 노드를 추가하여 확장할 수 있습니다.
• 고가용성: 여러 노드가 동일한 작업을 분산하여 수행하므로, 특정 노드에 문제가 생기더라도 시스템의 다른 노드가 이를 대체하여 작업이 계속될 수 있습니다.
• 부하 분산: 여러 노드에 작업을 분산 배치함으로써 부하가 균형 있게 분산됩니다.
• 자동 복구: 클러스터 내 특정 노드나 작업이 실패할 경우 자동으로 감지하고 재배포하여 시스템의 안정성을 유지합니다.

클러스터의 운영과 관리

클러스터는 여러 노드가 하나의 시스템처럼 작동하므로, 관리 작업은 복잡할 수 있습니다. 클러스터 관리자는 다음과 같은 작업을 수행합니다:

1. 모니터링 및 로깅: 클러스터의 상태를 지속적으로 모니터링하고 로깅하여 장애 발생 시 원인을 파악하고 대처할 수 있도록 합니다.
2. 보안: 각 노드 간의 통신을 보호하고, 특정 리소스에 대한 접근을 제한하여 클러스터의 보안을 유지합니다.
3. 백업 및 복구: 클러스터의 구성 및 데이터를 주기적으로 백업하고, 장애 시 이를 신속하게 복구할 수 있도록 준비합니다.
4. 업데이트 및 업그레이드: 클러스터 소프트웨어의 보안 패치 및 새로운 기능을 반영하기 위해 정기적으로 업데이트를 수행합니다.

클러스터의 활용 예

• Kubernetes 클러스터: 컨테이너화된 애플리케이션을 관리, 배포, 확장하기 위해 사용됩니다.
• Hadoop 클러스터: 대규모 데이터 저장 및 분석을 위한 분산형 데이터 프로세싱 환경을 제공합니다.
• High-Performance Computing (HPC) 클러스터: 과학적 계산 및 시뮬레이션 같은 복잡한 작업을 병렬로 처리합니다.

클러스터는 이러한 구조와 운영 방식을 통해 대규모 데이터 처리, 애플리케이션 관리, 고가용성 환경 구축 등에 활용됩니다.

Kubernetes(쿠버네티스)는 컨테이너화된 애플리케이션의 배포, 관리, 확장 및 운영을 자동화하는 오픈소스 플랫폼입니다. 구글에서 처음 개발한 후, 현재는 CNCF(Cloud Native Computing Foundation)에서 관리하고 있으며, 현대 애플리케이션 운영의 표준으로 자리 잡았습니다.

개요

이 페이지는 Kubernetes에 대한 개요입니다.

Kubernetes라는 이름은 조타수 또는 조종사를 의미하는 그리스어에서 유래했습니다. K8s라는 약어는 "K"와 "s" 사이의 8글자를 세어서 만들어졌습니다. Google은 2014년에 Kubernetes 프로젝트를 오픈소스화했습니다. Kubernetes는 Google이 15년 이상 대규모 프로덕션 워크로드를 실행한 경험 과 커뮤니티의 동종 최고 아이디어 및 관행을 결합합니다.

주요 기능

Kubernetes는 컨테이너 기반 애플리케이션을 클러스터 환경에서 안정적으로 구동하고 확장할 수 있는 다양한 기능을 제공합니다. 대표적인 기능은 다음과 같습니다:

• 자동화된 컨테이너 오케스트레이션: 컨테이너 배포 및 업데이트, 서비스 디스커버리, 로드 밸런싱을 자동으로 수행하여 일관된 애플리케이션 실행을 보장합니다.
• 자동 확장 및 복구: 트래픽 증가에 따라 자동으로 컨테이너를 확장하거나 축소하며, 장애 발생 시 컨테이너를 자동으로 재시작하거나 대체해 줍니다.
• 무중단 배포: 롤링 업데이트와 롤백 기능을 통해 무중단 배포가 가능해, 애플리케이션을 중단 없이 최신 상태로 유지할 수 있습니다.
• 클러스터 내 자원 관리: 쿠버네티스는 각 애플리케이션이 필요한 자원(CPU, 메모리 등)을 명확하게 정의하고, 이를 최적화하여 클러스터 자원을 효율적으로 분배하고 관리합니다.

Kubernetes의 역사적 맥락

시간을 거슬러 올라가서 Kubernetes가 왜 그렇게 유용한지 살펴보겠습니다.

기존 배포 시대:

초기에는 조직이 물리적 서버에서 애플리케이션을 실행했습니다. 물리적 서버에서 애플리케이션에 대한 리소스 경계를 ​​정의할 방법이 없었고, 이로 인해 리소스 할당 문제가 발생했습니다. 예를 들어, 여러 애플리케이션이 물리적 서버에서 실행되는 경우 한 애플리케이션이 대부분의 리소스를 차지하고 결과적으로 다른 애플리케이션의 성능이 저하되는 경우가 있을 수 있습니다. 이에 대한 해결책은 각 애플리케이션을 다른 물리적 서버에서 실행하는 것입니다. 하지만 리소스가 충분히 활용되지 않아 확장할 수 없었고, 조직에서 많은 물리적 서버를 유지하는 데 비용이 많이 들었습니다.

가상화된 배포 시대:

해결책으로 가상화가 도입되었습니다. 단일 물리적 서버의 CPU에서 여러 가상 머신(VM)을 실행할 수 있습니다. 가상화를 통해 애플리케이션을 VM 간에 격리할 수 있으며 한 애플리케이션의 정보에 다른 애플리케이션이 자유롭게 액세스할 수 없기 때문에 일정 수준의 보안을 제공합니다.

가상화는 물리적 서버에서 리소스를 더 잘 활용할 수 있게 하고, 애플리케이션을 쉽게 추가하거나 업데이트할 수 있고, 하드웨어 비용을 줄이는 등 더 나은 확장성을 제공합니다. 가상화를 사용하면 물리적 리소스 세트를 일회용 가상 머신 클러스터로 표현할 수 있습니다.

각 VM은 가상화된 하드웨어 상에서 자체 운영 체제를 포함한 모든 구성 요소를 실행하는 완전한 머신입니다.

컨테이너 배치 시대:

컨테이너는 VM과 비슷하지만, 애플리케이션 간에 운영 체제(OS)를 공유하기 위해 격리 속성이 느슨합니다. 따라서 컨테이너는 가벼운 것으로 간주됩니다. VM과 유사하게 컨테이너는 자체 파일 시스템, CPU 공유, 메모리, 프로세스 공간 등을 갖습니다. 기본 인프라에서 분리되어 있으므로 클라우드와 OS 배포 간에 이식할 수 있습니다.

컨테이너는 다음과 같은 추가적인 이점을 제공하기 때문에 인기를 얻었습니다.

• 민첩한 애플리케이션 생성 및 배포: VM 이미지를 사용하는 것에 비해 컨테이너 이미지를 생성하는 것이 더 쉽고 효율적입니다.
• 지속적인 개발, 통합 및 배포: 빠르고 효율적인 롤백(이미지 불변성으로 인해)을 통해 안정적이고 빈번한 컨테이너 이미지 빌드와 배포가 가능합니다.
• 개발 및 운영 측면에서 관심사 분리: 배포 시점이 아닌 빌드/릴리스 시점에 애플리케이션 컨테이너 이미지를 만들어서 애플리케이션을 인프라에서 분리합니다.
• 관찰 가능성: OS 수준 정보와 측정 항목뿐만 아니라 애플리케이션 상태와 기타 신호도 표면화합니다.
• 개발, 테스트, 프로덕션 전반에서 환경의 일관성이 유지됩니다. 클라우드에서와 마찬가지로 노트북에서도 동일하게 실행됩니다.
• 클라우드 및 OS 배포 이식성: Ubuntu, RHEL, CoreOS, 온프레미스, 주요 퍼블릭 클라우드 및 기타 모든 곳에서 실행됩니다.
• 애플리케이션 중심 관리: 가상 하드웨어에서 OS를 실행하는 것에서 논리적 리소스를 사용하여 OS에서 애플리케이션을 실행하는 것으로 추상화 수준을 높입니다.
• 느슨하게 결합되고, 분산되고, 탄력적이고, 자유로운 마이크로 서비스: 애플리케이션은 더 작고 독립적인 부분으로 나뉘며 동적으로 배포 및 관리될 수 있습니다. 단일 목적의 큰 머신에서 실행되는 모놀리식 스택이 아닙니다.
• 리소스 격리: 예측 가능한 애플리케이션 성능.
• 자원 활용: 높은 효율성과 밀도.

대규모 클러스터에 대한 고려 사항

클러스터는 다음의 집합입니다.노드(물리적 또는 가상 머신) Kubernetes 에이전트를 실행하고 관리합니다. 제어 평면. Kubernetes v1.31은 최대 5,000개의 노드가 있는 클러스터를 지원합니다. 더 구체적으로, Kubernetes는 다음 모든 기준을 충족하는 구성을 수용하도록 설계되었습니다.

• 노드당 최대 110개의 포드
• 최대 5,000개 노드
• 전체 포드 수는 150,000개를 넘지 않습니다.
• 총 컨테이너 수는 30만개를 넘지 않음

노드를 추가하거나 제거하여 클러스터를 확장할 수 있습니다. 이를 수행하는 방법은 클러스터가 배포되는 방식에 따라 달라집니다.

장점

• 유연성: 다양한 클라우드 환경(퍼블릭, 프라이빗, 하이브리드)에서 동일한 방식으로 컨테이너를 배포할 수 있습니다.
• 확장성: 마이크로서비스 아키텍처를 지원하며, 수천 개의 컨테이너를 관리할 수 있는 확장성을 갖추고 있습니다.
• 자체 치유(Self-healing): 장애가 발생한 컨테이너를 자동으로 대체하고, 상태가 좋지 않은 컨테이너를 감지하여 복구합니다.

결론

Kubernetes는 오늘날 클라우드 네이티브 애플리케이션을 배포하고 관리하는 데 필수적인 도구로, 확장성과 자동화가 중요한 환경에서 특히 효과적입니다. 복잡한 인프라를 간단하고 일관된 방식으로 운영할 수 있게 해 주는 Kubernetes는 현대 IT 환경에서 필수적인 역할을 하고 있습니다.