[k8s] 쿠버네티스(Kubernetes)란 무엇인가?

🐳 쿠버네티스란 무엇인가?

Kubernetes | 쿠버네티스란? 
컨테이너화된 애플리케이션을 자동으로 배포하고 운영 및 확장하는 오픈소스 플랫폼.

 

01. 왜 쿠버네티스를 써야 하는가? 🤔

🧑🏻‍🏫💬

요즘 사용자들은 더 빠르고, 더 안정적이며, 새로운 기능이 자주 추가되는 서비스를 원한다. 개발자는 이런 요구를 충족시키려면 짧은 시간에 고품질 애플리케이션을 개발해야 하기에, 대부분 오픈 소스를 가져다 쓰게 된다..
하지만 문제는 오픈 소스의 버전이 자주 바뀌고, 같은 팀 개발자들끼리도 사용하는 버전이 달라지는 상황이 발생한다.

 

👉 컨테이너는 이러한 문제를 해결해준다.

컨테이너 안에 필요한 ✔️라이브러리, ✔️운영체제 패키지 등 모든 실행 환경을 통째로 담아서 공유할 수 있음.
덕분에 개발 환경의 일관성을 유지할 수 있고, 배포도 쉬워진다.

---

02. 쿠버네티스란? 🚀

• 쿠버네티스(Kubernetes, 이하 k8s)는 컨테이너화된 애플리케이션을 효율적으로 배포하고 운영하기 위해 설계된 오픈 소스 플랫폼이다. 원래는 구글 내부 시스템이었던 Borg를 오픈소스로 공개한 것을 기반으로 만들어졌다.

• ☁️클라우드 환경☁️ 에서 대규모 애플리케이션을 효율적으로 관리하기 위한 솔루션으로 개발되었으며, 다양한 클라우드 환경에서 동작하며, AWS, GCP, Azure 등 주요 클라우드 서비스 제공 업체에서도 공식적으로 지원하고 있음.

---

03. 쿠버네티스의 대표적인 기능

✅ 애플리케이션 배포 자동화

k8s는 애플리케이션을 배포 계획에 맞게 신속하게 배포할 수 있음.

• 🏿CPU 사용률, 💾메모리 사용량, 🏗️컨테이너 수, 💿저장 공간 등을 모두 설정 가능‼️

이런 자원 사용량을 설정하고, 조건에 따라 가동중인 애플리케이션을스케일 업/다운이 가능함.

✅ 무중단 배포(Zero Downtime Deployment)

운영 중인 서비스의 새로운 버전을 사용자 모르게 무중단으로 배포 가능함.
롤링 업데이트나 블루-그린 배포 전략을 쉽게 적용할 수 있음.

🔄 롤링 업데이트(Rolling Update)

👉 점진적으로 애플리케이션 버전을 업그레이드하는 방식

• 기존 버전의 Pod를 하나씩 종료하고, 새 버전의 Pod를 하나씩 생성함.
• 시스템 전체를 다운시키지 않고 서서히 바뀌는 것이 포인트임.

🟢🔵 블루-그린 배포(Blue-Green Deployment)

👉 두 개의 독립적인 환경을 만들어서 배포하는 방식

• 기존 버전은 Blue, 새 버전은 Green 환경에 배포함
• Green이 준비 완료되면 트래픽을 스위칭해서 전환함

✅ 하드웨어 자원 효율화

하드웨어 가동률을 높여서 자원 낭비를 줄일 수 있음.
여러 서비스가 클러스터에 동시에 올라가고, 남는 리소스를 효율적으로 재분배함.

---

04. 쿠버네티스 아키텍처 

쿠버네티스는 마스터-노드 아키텍처로 구성되어 있다.

• 마스터 노드: 클러스터를 전체적으로 관리하는 역할을 함.
• 워커 노드: 실제로 컨테이너가 배포되어 실행되는 곳임.

POD 안에는 컨테이너가 1개 이상 존재할 수 있다..

출처 🔗  itwiki.kr

Kubernetes Cluster
┌─ Control Plane (Master Node) 			(클러스터 제어)
│  ├─ API Server          				(모든 명령의 입구)
│  ├─ Scheduler             			(Pod가 어디서 돌지 결정)
│  ├─ Controller Manager    			(상태를 원하는대로 유지)
│  ├─ etcd (Key-Value Store)             (클러스터 상태 저장 DB)
│
└─ Worker Nodes 								(실제 일하는 서버)
   ├─ kubelet            			   			(Pod 실행 & 상태 관리)
   ├─ kube-proxy         			   			(네트워크 연결 및 로드밸런싱)
   └─ Container Runtime (ex: containerd, Docker) (컨테이너 실행, ex: containerd)

Pods (on Worker Nodes)		(컨테이너 실행 단위)
└─ Containers               (실제 실행되는 앱 + 환경)
    └─ Application + Dependencies

 

ASCII 포스터

┌──────────────────────────────┐
│        Control Plane         │  << 클러스터 전체 관리
│  (Master Node 역할)          │
│                              │
│  ┌────────────────────────┐  │
│  │      API Server        │  << 모든 명령의 입구
│  └────────────────────────┘  │
│               │               │
│               ▼               │
│  ┌────────────────────────┐  │
│  │   Scheduler            │  << 어떤 노드에 Pod 배포할지 결정
│  └────────────────────────┘  │
│               │               │
│               ▼               │
│  ┌────────────────────────┐  │
│  │ Controller Manager     │  << 클러스터 상태를 지속적으로 감시하고 조치
│  └────────────────────────┘  │
│               │               │
│               ▼               │
│        ┌────────────┐         │
│        │    etcd    │         │ << 클러스터 상태 저장소 (Key-Value DB)
│        └────────────┘         │
└──────────────────────────────┘
                │
                ▼
┌───────────────────────────────────────────────────┐
│                   Worker Nodes                   │  << 실제 앱이 돌아가는 곳
│  (각 노드는 아래 컴포넌트를 가짐)               │
│                                                   │
│  ┌────────────────────┐   ┌────────────────────┐ │
│  │    kubelet         │   │    kubelet         │ │ << 컨테이너 상태를 관리하고 명령 수행
│  ├────────────────────┤   ├────────────────────┤ │
│  │    kube-proxy      │   │    kube-proxy      │ │ << 네트워크 트래픽 관리 및 로드밸런싱
│  ├────────────────────┤   ├────────────────────┤ │
│  │    Pod(s)          │   │    Pod(s)          │ │ << 컨테이너가 실행되는 단위
│  │  ┌──────────────┐  │   │  ┌──────────────┐  │ │
│  │  │  Container(s)│  │   │  │  Container(s)│  │ │ << 실제 어플리케이션 실행
│  │  └──────────────┘  │   │  └──────────────┘  │ │
│  └────────────────────┘   └────────────────────┘ │
└───────────────────────────────────────────────────┘

 

---

입문자의 마음가짐.. 🍂🍂

• 컨테이너 개념과 Docker가 먼저 숙지되어야 함.
  쿠버네티스는 결국 컨테이너를 관리하는 플랫폼이다..
• 쿠버네티스는 복잡한 시스템이다.. kubectl 명령어부터 익히고, 간단한 클러스터를 띄우는 것부터 시작해야 함.
• 🔗링크 🐳 쿠버네티스 설치 환경 고르는 방법
  

 

참고 자료

• 공식 홈페이지: https://kubernetes.io
• itwiki.kr 아키텍처 이미지 출처: https://itwiki.kr
• CNCF: https://www.cncf.io/