[Kubernetes] 쿠버네티스란 무엇인가

쿠버네티스란?
- 쿠버네티스는 컨테이너화된 워크로드와 서비스를 관리하기 위한 오픈소스 플랫폼으로 이식성이 있고, 확장가능하다.
- 쿠버네티스는 선언적 구성과 자동화를 모두 용이하게 해준다.
- 구글이 2014년에 쿠버네티스 프로젝트를 오픈소스화 하였으며 구글의 15년에 걸친 대규모 상용 워크로드 운영 경험을 기반으로 만들어졌다.

쿠버네티스의 배경

- 전통적인 배포 시대 : 초기 조직은 애플리케이션을 물리 서버에서 실행하였다. 한 물리 서버에 여러 애플리케이션에 대한 리소스 한계를 정의할 방법이 없었기에, 리소스 할당의 문제가 발생했다.
물리 서버 하나에서 여러 애플리케이션을 실행하면 리소스 전부를 차지하는 애플리케이션이 있을 수 있고, 결과적으로 다른 애플리케이션의 성능이 저하된다. 이 문제를 해결하기 위한 해결책은 서로 다른 물리 서버를 사용하는 것인데, 많은 물리 서버를 유지하기 위해서 조직은 많은 비용이 들었다.

- 가상화된 배포 시대 : 전통적인 배포 방식의 문제로 인해 가상화가 도입되었다. 이는 단일 물리서버에서 여러 가상시스템 (VM) 을 실행할 수 있게한다.
가상화를 사용하면 VM 간의 애플리케이션을 격리하고 애플리케이션의 정보를 다른 애플리케이션에서 액세스 할 수 없으므로 일정 수준의 보안성을 제공한다.
가상화를 사용하면 물리서버에서 리소스를 보다 효율적으로 활용하며, 쉽게 애플리케이션을 추가하거나 업데이트 할 수 있고 하드웨어 비용이 절감되어 더 나은 확장성을 제공한다.

- 컨테이너 개발 시대 : 컨테이너는 VM 과 유사하지만 격리 속성을 완화하여 애플리케이션간에 OS 를 공유한다. 그러므로 컨테이너는 가볍다. VM 과 마찬가지로 컨테이너에는 자체 파일 시스템, CPU, 메모리, 프로세스 공간 등이 있다.
기본 인프라와 종속성을 끊었기에 클라우드나 OS 배포본에 모두 이식할 수 있다.
또한 컨테이너의 추가적인 장점은 아래와 같다.

1) 기민한 애플리케이션 생성 및 배포 : VM 이미지를 사용하는 것에 비해 컨테이너 이미지 생성이 보다 쉽고 효율적이다.
2) 지속적인 개발, 통합 및 배포 : 안정적이고 주기적으로 컨테이너 이미지를 빌드해서 배포할 수 있고 빠르고 쉽게 롤백이 가능하다.
3) 개발과 운영의 관심사 분리 : 배포시점이 아닌 빌드/릴리즈 시점에 애플리케이션 컨테이너 이미지를 만들기에 애플리케이션이 인프라 스트럭쳐에서 디커플된다.
4) 애플리케이션의 헬스와 그 밖의 시그널을 볼 수 있어 가시성이 좋다
5) 개발, 테스팅 및 운영 환경에 걸친 일관성 : 랩탑에서도 클라우드에서와 동일하게 구동됨
6) 클라우드 및 OS 배포판 간 이식성 : ubuntu, RHEL, CoreOS, 등 OS 를 가리지 않고 어디에서든 구동됨
7) 애플리케이션 중심 관리 : 가상 하드웨어의 OS에서 애플리케이션을 구동하는 수준에서 OS 의 논리적인 자원을 사용하여 애플리케이션을 구동하는 수준으로 추상화 수준이 높아짐
8) 애플리케이션의 성능을 예측할 수 있다.
9) 자원 사용량이 고효율 고집적 이다.

쿠버네티스의 이유

- 컨테이너는 애플리케이션을 포장하고 실행하는 좋은 방법이다.

운영 환경에서는 애플리케이션을 실행하는 컨테이너를 관리하고 가동 중지된 시간이 없는지 확인해야한다.

예를 들어 컨테이너가 다운된다면 다른 컨테이너를 다시 시작해야한다. 이걸 시스템에 의해 처리하기 위해 쿠버네티스가 필요한 이유이다.

쿠버네티스는 분산시스템을 탄력적으로 실행하기 위한 프레임 워크를 제공한다. 애플리케이션의 확장과 장애 조치를 처리하고 배포 패턴등을 제공한다.

 

1) 서비스 디스커버리와 로드 밸런싱 : 쿠버네티스는 DNS 이름을 사용하거나 자체 IP 주소를 사용하여 컨테이너를 노출할 수 있다. 컨테이너에 대한 트래픽이 많으면, 쿠버네티스는 네트워크 트래픽을 로드 밸런싱하고 배포하여 배포가 안정적으로 이루어질 수 있다.

2) 스토리지 오케스트레이션(병합?) : 쿠버네티스를 사용하면 로컬 저장소, 공용 클라우드 공급자 등과 같이 원하는 저장소 시스템을 자동으로 탑재할 수 있다.

3) 자동화된 롤아웃 과 롤백 : 쿠버네티스를 사용하여 배포된 컨테이너의 원하는 상태를 서술할 수 있으며, 현재 상태를 원하는 상태로 설정한 속도에 따라 변경할 수 있다. 예를 들어 쿠버네티스를 자동화하여 배포용 새 컨테이너를 만들고, 기존 컨테이너를 제거하고, 모든 리소스를 새 컨테이너에 적용할 수 있다.

4) 자동화된 빈 패킹(bean packing) : 컨테이너화된 작업을 실행하는데 쿠버네티스 클러스터 노드를 제공한다. 각 컨테이너가 필요로 하는 CPU와 메모리(RAM)을 쿠버네티스에게 전달한다. 쿠버네티스는 컨테이너를 노드에 맞춰서 리소스를 가장 잘 활용할 수 있도록 한다.

5) 자동화된 복구 (self - healing) : 쿠버네티스는 다운된 컨테이너를 다시 시작하고 컨테이너를 교체하며, '사용자가 정의한 상태 검사'에 응답하지 않는 컨테이너를 죽이고, 서비스 준비가 끝날때까지 그러한 과정을 클라이언트에게 보여주지 않는다.

6) 보안 : 쿠버네티스를 사용하면 암호, OAuth 토큰 및 SSH 키와 같은 중요한 정보를 저장하고 관리할 수 있다. 컨테이너 이미지를 재구성 하지 않고, 스택 구성에 비밀을 노출하지 않고도 비밀 및 애플리케이션 구성을 배포 및 업데이트 할 수 있다.

 

출처 : kubernetes docs