#03 Kubernetes 란?

이번 포스팅은 쿠버네티스라는 단어가 생소한 사람들을 위해서( 본인... ㅎ ) 무엇인지 간단하게

살펴보는 포스팅이 될 것 같다.

 

 

목록 

• 서버관리 & 배포 방법의 변화
• Container Orchestration 과 그 종류 
• 왜 Kubernetes 인가? 

 

서버관리 & 배포 방법의 변화

Traditional Deployment : 초기 조직은 애플리케이션을 물리 서버에서 실행했었다. 한 물리 서버에서 여러 애플리케이션의 리소스 한계를 정의할 방법이 없었기에, 리소스 할당의 문제가 발생했다. 예를 들어 물리 서버 하나에서 여러 애플리케이션을 실행하면, 리소스 전부를 차지하는 애플리케이션 인스턴스가 있을 수 있고, 결과적으로는 다른 애플리케이션의 성능이 저하될 수 있었다. 이에 대한 해결책은 서로 다른 여러 물리 서버에서 각 애플리케이션을 실행하는 것이 있다. 그러나 이는 리소스가 충분히 활용되지 않는다는 점에서 확장 가능하지 않았으므로, 물리 서버를 많이 유지하기 위해서 조직에게 많은 비용이 들었다.

 

Virtualized Deployment : 그 해결책으로 가상화가 도입되었다. 이는 단일 물리 서버의 CPU에서 여러 가상 시스템 (VM)을 실행할 수 있게 한다. 가상화를 사용하면 VM간에 애플리케이션을 격리하고 애플리케이션의 정보를 다른 애플리케이션에서 자유롭게 액세스 할 수 없으므로, 일정 수준의 보안성을 제공할 수 있다.

 

가상화를 사용하면 물리 서버에서 리소스를 보다 효율적으로 활용할 수 있으며, 쉽게 애플리케이션을 추가하거나 업데이트할 수 있고 하드웨어 비용을 절감할 수 있어 더 나은 확장성을 제공한다. 가상화를 통해 일련의 물리 리소스를 폐기 가능한(disposable) 가상 머신으로 구성된 클러스터로 만들 수 있다.

 

각 VM은 가상화된 하드웨어 상에서 자체 운영체제를 포함한 모든 구성 요소를 실행하는 하나의 완전한 머신이다.

 

Container Deployment : 컨테이너는 VM과 유사하지만 격리 속성을 완화하여 애플리케이션 간에 운영체제(OS)를 공유한다. 그러므로 컨테이너는 가볍다고 여겨진다. VM과 마찬가지로 컨테이너에는 자체 파일 시스템, CPU 점유율, 메모리, 프로세스 공간 등이 있다. 기본 인프라와의 종속성을 끊었기 때문에, 클라우드나 OS 배포본에 모두 이식할 수 있다.

 

Container Orchestration 과 그 종류 

Orchestration : 위키백과 - 관현악 연주를 위하여 작곡을 하는 기법을 뜻한다.

 

Container Orchestration : 위에서 언급한 Container 를 잘 연주(서비스) 하기 위해서 작곡(안정적인 서비스를 위한 자동화와 여러 설정)을 하는 기법을 말하는 것 같다. 지극히 내 개인적인 생각으로 작성했지만...   이정도의 의미로도 나는 Container Orchestration이 무엇을 할 것이고 어떤일을 위해서 나왔는지 조금은 알 것 같다. 마치 연주가 중간에 중단되거나 실수가 발생하게 되면 관객들에게 매우 좋지않은 연주를 들려주게 될 것이고 이처럼 IT의 서비스도 고객에게 배포하고 서비스하는 과정에서 마치 관련악 연주를 위해서 작곡을 하는 것 처럼 Container들이 서로 조화롭고 안정 적으로, 마치 연주되는 것 처럼 서비스되는 것을 위하여 필요한 도구인 것 같다.

 

Container Orchestration

 

Docker Swarm : 도커 스웜은 도커 컨테이너 플랫폼에 통합 된 컨테이너 오케스트레이션 툴이다. 최초에 도커 스웜은 도커와 별개로 개발 되었으나 도커 1.12 버전부터 도커 스웜 모드라는 이름으로 합쳐졌다.

 

장점 

 

• 도커 명령어와 도커 컴포즈를 포함한 도커의 모든 기능이 내장되어 있다.
• 도커 이외의 별도의 툴 설치가 필요하지 않다.
• 타 오케스트레이션 툴에 비해 복잡하지 않고 다루기 쉽다.

 

 

단점

• 타 오케스트레이션 툴에 비해 기능이 단순하여 세부적인 설정이 어려움
• 초대형 노드 클러스터링에는 무리가 있다.

 

Kubernetes : 쿠버네티스는 구글에서 개발한 2014년 오픈소스화 된 프로젝트이다. 15년에 걸친 구글의 대규모 운영 워크로드 운영 경험과 노하우가 축적된 프로젝트로 컨테이너 중심의 관리환경을 제공한다.

 

장점

• 현재 가장 인지도가 높고 기능이 많은 오케스트레이션 툴
• 내장된 기능이 많아 타사 애드온이 불필요함

단점

• 쿠버네티스의 구성과 개념에 대한 이해가 필요하다.
• 학습해야할 부분이 많고 소규모 프로젝트에서 구축하기 쉽지 않다.

Apache Mesos : 아파치 메소스는 Twitter, Apple, Uber, Netflix 등 대형 서비스를 운영하고 있는 기업에서 다수 채택 되었으며 마이크로서비스와 빅데이터, 실시간 분석, 엘라스틱 스케일링 기능 등을 제공하고 있다.

 

장점

• 대형 서비스를 운영중인 회사에서 많이 채택 되었고 안정성이 검증되었다.
• 수만대의 물리적 시스템으로 확장 가능하게 설계 되어있다.
• Zookeeper, Hadoop, Spark와 같은 응용프로그램을 연동하여 노드 클러스터링과 자원 최적화 가능

단점

• 너무 다양한 응용프로그램의 연동으로 인하여 복잡해질 수 있다.
• 설치 및 관리가 어렵고 컨테이너를 활용하기 위해 Marathon 프레임워크를 추가로 설치해야 한다.

Docker Swarm / Kubernetes / Apache Mesos 장단점 출처 : team-platform.tistory.com/48

 

왜 Kubernetes 인가? 

여러 툴 중에 쿠버네티스가 각광받는 이유는 일단 최근 5년간 트랜드가 지속적으로 올라가 가장 높다. CNCF 애플리케이션 대부분이 쿠버네티스와 궁합이 잘 맞는 것도 주요한 요인이 될 수 있고,  주요 클라우드 벤더(Amazon, Google, Azure)와 On-premise 솔루션 업체(IBM, 시스코) 같은 업체에서 쿠버네티스를 지원하는 장점이 있다.

 

또한 쿠버네티스는 분산 시스템을 탄력적으로 실행하기 위한 프레임 워크를 제공한다. 애플리케이션의 확장과 장애 조치를 처리하고, 배포 패턴 등을 제공한다. 예를 들어, 쿠버네티스는 시스템의 카나리아 배포를 쉽게 관리 할 수 있다.

 

Service discovery and load balancing : 쿠버네티스는 DNS 이름을 사용하거나 자체 IP 주소를 사용하여 컨테이너를 노출할 수 있다. 컨테이너에 대한 트래픽이 많으면, 쿠버네티스는 네트워크 트래픽을 로드밸런싱하고 배포하여 배포가 안정적으로 이루어질 수 있다.

 

Storage orchestration : 쿠버네티스를 사용하면 로컬 저장소, 공용 클라우드 공급자 등과 같이 원하는 저장소 시스템을 자동으로 탑재 할 수 있다.

 

Automated rollouts and rollbacks : 쿠버네티스를 사용하여 배포된 컨테이너의 원하는 상태를 서술할 수 있으며 현재 상태를 원하는 상태로 설정한 속도에 따라 변경할 수 있다. 예를 들어 쿠버네티스를 자동화해서 배포용 새 컨테이너를 만들고, 기존 컨테이너를 제거하고, 모든 리소스를 새 컨테이너에 적용할 수 있다.

 

Automatic bin packing : 컨테이너화된 작업을 실행하는데 사용할 수 있는 쿠버네티스 클러스터 노드를 제공한다. 각 컨테이너가 필요로 하는 CPU와 메모리(RAM)를 쿠버네티스에게 지시한다. 쿠버네티스는 컨테이너를 노드에 맞추어서 리소스를 가장 잘 사용할 수 있도록 해준다.

 

Self-healing : 쿠버네티스는 실패한 컨테이너를 다시 시작하고, 컨테이너를 교체하며, '사용자 정의 상태 검사'에 응답하지 않는 컨테이너를 죽이고, 서비스 준비가 끝날 때까지 그러한 과정을 클라이언트에 보여주지 않는다.

 

Secret and configuration management : 쿠버네티스를 사용하면 암호, OAuth 토큰 및 SSH 키와 같은 중요한 정보를 저장하고 관리 할 수 있다. 컨테이너 이미지를 재구성하지 않고 스택 구성에 시크릿을 노출하지 않고도 시크릿 및 애플리케이션 구성을 배포 및 업데이트 할 수 있다.

 

 

간단하게 Kubernetes가 무언인지 알아보는 시간이여서 여기 까지만 작성을 하고 추후 실제 프로젝트에 사용 하기 위한 / 사용방법 / Components / API / Kubernetes Objets 는 다른 포스팅 에서 꼭 다뤄볼 계획이다. 

 

좋은 개발자가 되기위해 꾸준하게 노력하자.