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쿠버네티스란?
쿠버네티스는 컨테이너를 쉽고 빠르게 배포/확장하고 관리를 자동화해주는 오픈소스 플랫폼입니다.
컨테이너 오케스트레이션이 하는 일은 여러 개의 서버에 컨테이너를 배포하고 운영하면서 서비스 디스커버리Service discovery같은 기능을 이용하여 서비스 간 연결을 쉽게 해주는 것입니다. 서버마다 app01, db01, cache01 같은 이름을 지어주고 하나하나 접속하여 관리하는 것이 아니라 server1, 2, 3, 4..를 하나로 묶어 적당한 서버를 자동으로 선택해 애플리케이션을 배포하고 부하가 생기면 컨테이너를 늘리고 일부 서버에 장애가 발생하면 정상 동작 중인 서버에 다시 띄워 장애를 방지합니다.
다양한 배포 방식
컨테이너와 관련된 많은 예제가 웹(프론트엔드+백엔드) 애플리케이션을 다루고 있지만, 실제 세상엔 더 다양한 형태의 애플리케이션이 있습니다. 쿠버네티스는 Deployment, StatefulSets, DaemonSet, Job, CronJob등 다양한 배포 방식을 지원합니다. Deployment는 새로운 버전의 애플리케이션을 다양한 전략으로 무중단 배포할 수 있습니다. StatefulSets은 실행 순서를 보장하고 호스트 이름과 볼륨을 일정하게 사용할 수 있어 순서나 데이터가 중요한 경우에 사용할 수 있습니다. 로그나 모니터링 등 모든 노드에 설치가 필요한 경우엔 DaemonSet을 이용하고 배치성 작업은 Job이나 CronJob을 이용하면 됩니다.
Ingress 설정
다양한 웹 애플리케이션을 하나의 로드 밸런서로 서비스하기 위해 Ingress기능을 제공합니다. 웹 애플리케이션을 배포하는 과정을 보면 외부에서 직접 접근할 수 없도록 애플리케이션을 내부망에 설치하고 외부에서 접근이 가능한 ALB나 Nginx, Apache를 프록시 서버로 활용합니다. 프록시 서버는 도메인과 Path 조건에 따라 등록된 서버로 요청을 전달하는데 서버가 바뀌거나 IP가 변경되면 매번 설정을 수정해줘야 합니다. 쿠버네티스의 Ingress는 이를 자동화하면서 기존 프록시 서버에서 사용하는 설정을 거의 그대로 사용할 수 있습니다. 새로운 도메인을 추가하거나 업로드 용량을 제한하기 위해 일일이 프록시 서버에 접속하여 설정할 필요가 없습니다. 하나의 클러스터에 여러 개의 Ingress 설정을 할 수 있어 관리자 접속용 Ingress와 일반 접속용 Ingress를 따로 관리할 수 있습니다.
클라우드 지원
쿠버네티스는 부하에 따라 자동으로 서버를 늘리는 기능AutoScaling이 있고 IP를 할당받아 로드밸런스LoadBalancer로 사용할 수 있습니다. 외부 스토리지를 컨테이너 내부 디렉토리에 마운트하여 사용하는 것도 일반적인데 이를 위해 클라우드 별로 적절한 API를 사용하는 모듈이 필요합니다. 쿠버네티스는 Cloud Controller를 이용하여 클라우드 연동을 손쉽게 확장할 수 있습니다. AWS, 구글 클라우드, 마이크로소프트 애저는 물론 수십 개의 클라우드 업체에서 모듈을 제공하여 관리자는 동일한 설정 파일을 서로 다른 클라우드에서 동일하게 사용할 수 있습니다.
Namespace & Label
하나의 클러스터를 논리적으로 구분하여 사용할 수 있습니다. 하나의 클러스터에 다양한 프레임워크와 애플리케이션을 설치하기 때문에 기본(system, default)외에 여러 개의 네임스페이스를 사용하는 것이 일반적입니다. 더 세부적인 설정으로 라벨 기능을 적극적으로 사용하여 유연하면서 확장성 있게 리소스를 관리할 수 있습니다.
RBAC (role-based access control)
접근 권한 시스템입니다. 각각의 리소스에 대해 유저별로 CRUD스런 권한을 손쉽게 지정할 수 있습니다. 클러스터 전체에 적용하거나 특정 네임스페이스에 적용할 수 있습니다. AWS의 경우 IAM을 연동해서 사용할 수도 있습니다.
CRD (Custom Resource Definitaion)
쿠버네티스가 제공하지 않는 기능을 기본 기능과 동일한 방식으로 적용하고 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 쿠버네티스는 기본적으로 SSL 인증서 관리 기능을 제공하지 않지만, cert-manager를 설치하고 Certificate 리소스를 이용하면 익숙한 쿠버네티스 명령어로 인증서를 관리할 수 있습니다. 또 다른 도구, 방식을 익힐 필요 없이 다양한 기능을 손쉽게 확장할 수 있습니다.
Auto Scaling
CPU, memory 사용량에 따른 확장은 기본이고 현재 접속자 수와 같은 값을 사용할 수도 있습니다. 컨테이너의 개수를 조정하는 Horizontal Pod Autoscaler(HPA), 컨테이너의 리소스 할당량을 조정하는 Vertical Pod Autoscaler(VPA), 서버 개수를 조정하는 Cluster Autosclaer(CA) 방식이 있습니다.
Federation, Multi Cluster
클라우드에 설치한 쿠버네티스 클러스터와 자체 서버에 설치한 쿠버네티스를 묶어서 하나로 사용할 수 있습니다. 구글에서 발표한 Anthos를 이용하면 한 곳에서 여러 클라우드의 여러 클러스터를 관리할 수 있습니다.