이제 나도 클라우드 네이티브 전문가: 쿠버네티스 구축부터 운영 완전 정복

클라우드 네이티브 환경에서 애플리케이션을 컨테이너로 만들었다면, 이제 이 컨테이너들을 어떻게 효과적으로 배포하고 관리할 수 있을까요? 바로 쿠버네티스가 그 해답을 제시합니다. 이번 7장에서는 쿠버네티스에서 애플리케이션을 실제로 배포하고 관리하는 핵심 요소들인 ‘파드(Pod)’와 다양한 ‘워크로드 컨트롤러’에 대해 자세히 알아볼 것입니다. 클라우드 네이티브 환경에서 애플리케이션을 안정적으로 운영하기 위한 가장 기본적인 개념들이니 집중해서 따라와 주시면 좋겠습니다.

먼저 쿠버네티스에서 가장 작고 기본적인 배포 단위인 ‘파드’부터 시작합니다. 파드는 하나 이상의 컨테이너 그룹을 의미하며, 이 컨테이너들은 저장 공간, 네트워크 IP 등을 공유합니다. 마치 작은 가상 머신처럼 동작하지만, 훨씬 가볍고 효율적이죠. 파드가 어떻게 생성되고 소멸하는지, 즉 ‘생명 주기’를 이해하는 것은 매우 중요합니다. 또한, 파드를 효과적으로 설계하는 다양한 ‘패턴’들을 통해 컨테이너들을 더욱 유연하게 구성하는 방법을 배우고, YAML 파일을 이용해 직접 파드를 만들어보는 실습도 진행할 예정입니다. 파드의 개념을 정확히 이해하는 것이 쿠버네티스 전체를 이해하는 첫걸음이라고 할 수 있습니다.

각 컨트롤러의 특징과 사용 사례를 이해하면 애플리케이션의 요구 사항에 맞는 적절한 리소스를 선택하는 데 도움이 됩니다.

설명:

• ReplicaSet: 지정된 수의 동일한 파드를 유지하며, 파드 수를 자동으로 조절합니다. 그러나 직접 사용하는 경우는 드물고, 보통 Deployment를 통해 관리됩니다.
• Deployment: 애플리케이션의 선언적 배포 및 업데이트를 관리하며, 롤링 업데이트와 롤백 기능을 제공합니다. 무중단 배포가 필요한 경우에 적합합니다.
• StatefulSet: 각 파드에 고유한 네트워크 ID와 스토리지를 제공하여 상태를 유지해야 하는 애플리케이션에 적합합니다. 파드의 순차적 배포 및 종료를 보장합니다.
• DaemonSet: 클러스터의 모든 노드에 동일한 파드를 배포하며, 노드 추가/제거 시 자동으로 파드를 생성/삭제합니다. 로그 수집기나 모니터링 에이전트 배포에 유용합니다.
• Job: 일회성 작업을 실행하며, 작업이 완료되면 자동으로 종료됩니다. 데이터 처리나 백업 등 단발성 작업에 사용됩니다.
• CronJob: 주기적인 작업을 스케줄링하여 실행합니다. 정기적인 백업이나 리포트 생성 등 반복 작업에 적합합니다.

이 표를 참고하여 애플리케이션의 특성과 요구 사항에 맞는 컨트롤러를 선택하시기 바랍니다.

파드 하나만으로는 부족할 때, 여러 개의 동일한 파드를 안정적으로 유지하고 싶을 때 ‘레플리카셋(ReplicaSet)’을 사용합니다. 레플리카셋은 지정된 수만큼의 파드 복제본이 항상 실행되도록 보장하는 역할을 합니다. 만약 어떤 파드에 문제가 생겨 종료되더라도, 레플리카셋은 즉시 새로운 파드를 생성하여 원하는 상태를 유지시켜 줍니다. 하지만 요즘에는 레플리카셋을 직접 사용하기보다는, 더 상위 개념인 디플로이먼트를 통해 간접적으로 활용하는 경우가 많습니다. 여기서는 레플리카셋의 기본적인 역할과 명세를 살펴보고, 간단한 스케일링 실습을 통해 그 기능을 확인할 것입니다.

애플리케이션 배포의 표준이라고 할 수 있는 ‘디플로이먼트(Deployment)’는 이번 장의 핵심 중 하나입니다. 디플로이먼트는 레플리카셋의 기능을 포함하면서, 애플리케이션의 업데이트와 롤백을 정교하게 관리할 수 있게 해줍니다. 예를 들어, 새 버전의 애플리케이션을 배포할 때 점진적으로 업데이트(롤링 업데이트)하거나, 문제가 생겼을 때 이전 버전으로 안전하게 되돌리는(롤백) 기능 등을 제공합니다. 이를 통해 무중단 서비스 운영에 한 걸음 더 다가갈 수 있죠. 실습에서는 디플로이먼트를 이용해 애플리케이션을 배포하고, 업데이트하고, 문제가 발생했을 때 롤백하는 전 과정을 경험해 볼 것입니다. 이 부분은 실무에서 정말 많이 사용되니 꼭 익숙해지셔야 합니다.

모든 애플리케이션이 디플로이먼트처럼 상태 없이(stateless) 운영될 수 있는 것은 아닙니다. 데이터베이스처럼 각 파드가 고유한 식별자와 영구적인 저장 공간을 필요로 하는 ‘상태 유지 애플리케이션’도 있죠. 이럴 때 사용하는 것이 바로 ‘스테이트풀셋(StatefulSet)’입니다. 스테이트풀셋은 파드들에게 안정적인 네트워크 식별자와 순차적인 배포/업데이트, 그리고 영구 스토리지를 제공하여 상태 정보를 안전하게 유지할 수 있도록 돕습니다. 디플로이먼트와는 다른 특징과 관리 방식을 가지고 있으므로, 어떤 상황에 스테이트풀셋을 사용해야 하는지 이해하는 것이 중요합니다. 간단한 예제를 통해 스테이트풀셋이 어떻게 상태를 유지하는지 확인해 보겠습니다.

만약 클러스터의 모든 노드(또는 특정 노드들)에 동일한 파드를 하나씩 실행해야 한다면 어떻게 할까요? 예를 들어 로그 수집기나 모니터링 에이전트처럼 각 노드에서 시스템 정보를 가져와야 하는 경우가 그렇습니다. 이럴 때 ‘데몬셋(DaemonSet)’이 유용합니다. 데몬셋은 클러스터의 각 노드에 지정된 파드의 복사본이 항상 실행되도록 보장합니다. 새로운 노드가 클러스터에 추가되면 데몬셋은 자동으로 해당 노드에도 파드를 배포합니다. 실습을 통해 데몬셋을 이용하여 각 노드의 정보를 보여주는 간단한 웹 서버를 배포해 볼 것입니다.

애플리케이션 중에는 웹 서비스처럼 항상 실행되는 것 외에도, 특정 작업을 한 번만 실행하고 종료하거나(배치 작업), 주기적으로 실행해야 하는 작업들도 있습니다. ‘잡(Job)’은 이러한 일회성 작업을 성공적으로 완료될 때까지 실행하는 것을 보장합니다. 예를 들어, 대량의 데이터를 처리하거나 백업을 수행하는 작업에 적합합니다.

‘크론잡(CronJob)’은 리눅스의 크론(cron)처럼 잡을 특정 시간에 맞춰 주기적으로 실행시켜 줍니다. 주기적인 데이터 정리, 리포트 생성 등에 활용될 수 있습니다. 실습에서는 간단한 배치 작업과 주기적인 실행 작업을 만들어보며 이들의 쓰임새를 익힐 것입니다.

7장을 통해 독자 여러분은 쿠버네티스에서 애플리케이션을 배포하고 관리하는 다양한 방법들을 배우게 될 것입니다. 파드라는 기본 단위를 시작으로, 애플리케이션의 특성에 따라 디플로이먼트, 스테이트풀셋, 데몬셋, 잡, 크론잡 등을 적절히 활용하는 방법을 익히는 것은 쿠버네티스를 효과적으로 사용하는 데 있어 매우 중요합니다. 각 워크로드 컨트롤러의 특징과 사용 사례를 잘 이해하고 실습을 통해 직접 경험해 보시면, 클라우드 네이티브 애플리케이션 관리에 대한 자신감을 얻으실 수 있을 겁니다. 그럼, 쿠버네티스의 강력한 워크로드 관리 기능을 함께 살펴보시죠!