컨테이너는 일관된 실행 환경을 제공하며, 개발자가 만든 애플리케이션을 어디서든 동일하게 실행할 수 있도록 해줍니다. 그러나 컨테이너는 단독으로는 부족합니다. 수천 개의 컨테이너가 수십 대의 서버에 걸쳐 실행되기 시작하면, 어디에 배포할지, 장애가 나면 어떻게 복구할지, 트래픽은 어떻게 분산할지 등의 운영 과제가 따라오게 됩니다.

이 지점에서 쿠버네티스는 컨테이너 오케스트레이션 시스템으로서의 진가를 발휘합니다. 이 발표 자료는 이를 매우 직관적으로 설명합니다. 쿠버네티스는 단지 컨테이너를 띄우는 도구가 아니라, 수명 주기 전체를 관리하고 자동화하는 컨테이너 기반 애플리케이션의 운영 체계입니다. 배포, 복제, 자동 확장, 셀프 힐링, 롤링 업데이트 등 복잡한 작업을 추상화하여 처리합니다.

이 자료는 단순히 기술적인 설명을 넘어, 오늘날의 IT 인프라 전환에 대해 핵심 개념을 짚어주며, 다음과 같은 사람들에게 매우 유익한 안내서 역할을 합니다.

• 컨테이너 기반 전환을 고려 중인 전통적 기업 IT 운영자
• 클라우드 네이티브 도입을 준비 중인 IT 의사결정자
• DevOps, SRE 엔지니어로서 시스템의 자동화 및 탄력성 확보가 필요한 개발자
• MSA 아키텍처로의 전환을 추진 중인 설계자 및 아키텍트

이 자료를 기반으로 하면 단순한 기술 도입을 넘어서, 운영 철학과 문화, 조직 구조까지 고민하는 전사적 IT 전환 전략 수립이 가능합니다.

컨테이너는 일관된 실행 환경을 제공하며, 개발자가 만든 애플리케이션을 어디서든 동일하게 실행할 수 있도록 해줍니다. 그러나 컨테이너는 단독으로는 부족합니다. 수천 개의 컨테이너가 수십 대의 서버에 걸쳐 실행되기 시작하면, 어디에 배포할지, 장애가 나면 어떻게 복구할지, 트래픽은 어떻게 분산할지 등의 운영 과제가 따라오게 됩니다.

이 지점에서 쿠버네티스는 컨테이너 오케스트레이션 시스템으로서의 진가를 발휘합니다. 이 발표 자료는 이를 매우 직관적으로 설명합니다. 쿠버네티스는 단지 컨테이너를 띄우는 도구가 아니라, 수명 주기 전체를 관리하고 자동화하는 컨테이너 기반 애플리케이션의 운영 체계입니다. 배포, 복제, 자동 확장, 셀프 힐링, 롤링 업데이트 등 복잡한 작업을 추상화하여 처리합니다.

발표 자료의 중반부에서는 “가변(Mutable)” 인프라스트럭처와 “불변(Immutable)” 인프라스트럭처를 비교합니다. 전통적인 운영 모델에서는 서버에 수작업으로 패키지를 설치하고 설정을 바꾸며 운영환경을 구성했습니다. 하지만 이러한 방식은 사람이 개입될수록 오류 가능성이 높고 재현이 어렵습니다.

반면 쿠버네티스 기반의 운영에서는 “이미지”라는 불변 객체를 기준으로 모든 것을 배포하고, 문제가 생기면 패치가 아닌 재배포를 통해 해결합니다. 이 발표는 Apache 2.4의 취약점 패치 시나리오를 통해 그 차이를 명확히 보여줍니다. 전통 방식은 수작업 튜닝과 패치가 필수였지만, 컨테이너 기반 방식은 새 이미지를 배포하고 기존 인스턴스를 폐기하는 불변 인프라 철학을 따릅니다.

이 자료는 “컨테이너의 과제”와 “Kubernetes의 대응”을 명쾌하게 연결짓고 있습니다. 예를 들어 다음과 같은 현실적인 운영 과제가 언급됩니다.

• 컨테이너가 배포될 노드를 어떻게 결정할 것인가?
• 컨테이너 네트워크(MAC/IP/호스트명)를 어떻게 관리할 것인가?
• 장애 발생 시 컨테이너를 자동으로 다른 노드에 재배치할 수 있는가?
• 상태를 가지는 애플리케이션(예: DB)에 대해 영구 저장소를 어떻게 구성할 것인가?

이런 문제들은 컨테이너 기술만으로는 해결하기 어렵습니다. 쿠버네티스는 이러한 과제를 자동화된 스케줄링, 상태 관리, 영구 볼륨, 서비스 디스커버리 등의 기능으로 해결합니다.

인프라 아키텍처의 가장 초기 형태는 ‘베어메탈(Bare Metal)’입니다. 이 단계에서는 하나의 물리 서버 위에 하나의 애플리케이션이 직접 설치되어 실행됩니다. 서버 자원은 독점적으로 사용되기 때문에 성능상 이점은 있었지만, 자원의 활용도는 매우 낮았습니다. 예를 들어, CPU나 메모리 리소스가 일부만 활용되더라도 남는 리소스를 다른 애플리케이션이 사용할 수 없는 구조였습니다. 스케일링, 유지보수, 장애 대응 측면에서도 비효율이 컸으며, 운영 환경의 유연성이 매우 떨어졌습니다.

이후 등장한 가상화(Virtualization)는 베어메탈 시대의 제약을 크게 완화시킨 기술입니다. 하나의 물리 서버 위에 하이퍼바이저(Hypervisor)를 설치하고, 그 위에 여러 개의 가상 머신(VM)을 구동함으로써 하나의 서버 자원을 분할해서 여러 개의 애플리케이션을 독립적으로 운영할 수 있게 되었습니다. 이는 리소스 활용률을 크게 높이고, 애플리케이션 간의 격리성도 보장해 주었습니다.

하지만 가상화 환경에서도 운영체제가 각 가상 머신마다 중복되기 때문에, 여전히 리소스 오버헤드는 존재합니다. 배포 속도도 느리고, 경량화된 개발 및 테스트에는 한계가 있습니다. 이 시점에서 DevOps의 초기 형태가 활성화되었지만, 완전한 민첩성과 확장성을 구현하기에는 부족했습니다.

컨테이너(Container)는 가상화보다 더 가볍고, 빠르며, 이식성이 뛰어난 방식으로 애플리케이션을 실행할 수 있게 합니다. 컨테이너는 호스트 OS를 공유하며, 필요한 실행 환경만 격리하여 실행하기 때문에 오버헤드가 매우 적습니다. 덕분에 애플리케이션을 훨씬 빠르게 배포하고, 자원을 효율적으로 사용할 수 있게 되었으며, 특히 마이크로서비스 아키텍처와 잘 맞는 구조로 진화하게 되었습니다.

컨테이너는 코드, 라이브러리, 종속성 등을 하나의 이미지로 패키징하여 어디서나 동일하게 실행되도록 보장합니다. 이 특성은 멀티 클라우드, 하이브리드 클라우드 환경에서의 배포 유연성을 극대화해 줍니다. 그러나 컨테이너만으로는 스케일링, 복구, 서비스 디스커버리, 보안 등 복잡한 운영 문제를 해결하기에는 한계가 있었습니다.

마지막 단계는 마이크로서비스 아키텍처(MSA)입니다. 컨테이너 기술 위에 쿠버네티스(Kubernetes)와 같은 오케스트레이션 도구를 결합하고, 애플리케이션을 독립적인 서비스 단위로 쪼개어 설계합니다. 각 서비스는 독립적으로 배포, 확장, 장애 복구가 가능하며, 특정 기능 단위로 민첩하게 개발과 운영이 이뤄질 수 있습니다.

이 단계에서 쿠버네티스는 핵심적인 역할을 합니다. 컨테이너 수천 개를 자동으로 배포하고, 로드밸런싱하며, 서비스 간 통신을 관리하고, 장애 발생 시 자동으로 복구하도록 합니다. 클라우드 네이티브 아키텍처에서 필수적인 “자기 치유(Self-healing)”, “자동 확장(Auto-scaling)”, “무중단 배포(Rolling update)” 등의 운영 패턴은 모두 쿠버네티스를 기반으로 합니다.

MSA 단계는 단순한 기술 도입이 아니라 조직의 운영 체계 전반을 DevOps, GitOps, SRE, Observability 등과 함께 혁신하는 과정입니다. 이를 통해 대규모 서비스의 지속적인 개선과 민첩한 대응이 가능해집니다.

IT 인프라의 진화는 물리적 제약을 넘어서기 위한 지속적인 시도였으며, 컨테이너는 그 진화의 결정체라고 할 수 있습니다. 이 기술이 왜 등장하게 되었고, 기존 방식과 어떤 차이를 만들어내는지 이해하는 것이 중요합니다.

과거의 전통적인 IT 시스템은 애플리케이션을 물리 서버에 직접 배포하여 운영하는 방식이었습니다. 각 서버는 하나의 운영체제(OS)를 중심으로 여러 Web Application Server(WAS)와 애플리케이션을 동시에 운용했습니다. 이 구조의 가장 큰 한계는 자원 격리가 불가능하다는 점입니다. CPU와 메모리와 같은 물리적 자원은 모든 애플리케이션이 공유해야 하며, 어느 하나의 애플리케이션이 과도하게 자원을 점유하면 전체 시스템 성능에 악영향을 미치게 됩니다.

더 나아가, 서로 다른 운영체제 환경을 필요로 하는 애플리케이션을 하나의 서버에 공존시킬 수 없다는 점도 문제입니다. 이러한 호환성 제약은 운영의 복잡성과 제약을 불러오며, 무엇보다 애플리케이션의 자동 확장이 불가능하다는 점이 가장 치명적입니다. 즉, 리소스를 유연하게 조절하거나 수평적으로 확장하여 부하를 분산하는 클라우드 네이티브 운영 방식과는 거리가 먼 방식입니다.

물리적 제약을 넘어서기 위해 도입된 기술이 바로 하이퍼바이저 기반의 가상화(Virtualization)입니다. 물리 서버 위에 하이퍼바이저를 설치하고, 그 위에 여러 개의 가상머신(VM)을 생성하여 각각의 Guest OS와 애플리케이션을 격리해서 운영하는 방식은 기존보다 자원 활용도와 안정성을 크게 향상시켰습니다.

하지만 이 방식도 완벽하진 않았습니다. VM마다 별도의 Guest OS를 포함해야 하므로 자원 사용량이 많고, 시스템 부팅 시간도 상대적으로 느립니다. 특히 하이퍼바이저와 게스트 OS의 조합은 기술적으로 이기종 호환성 이슈를 발생시킬 수 있으며, VM 자체가 무겁기 때문에 클라우드 네이티브 환경이 요구하는 자동 확장(autoscaling)이나 빠른 배포 속도를 만족시키지 못합니다.

결과적으로 IaaS는 HW를 논리적으로 쪼개 쓸 수 있게 해주었지만, 여전히 무겁고, 유연하지 못한 방식이었습니다.

컨테이너 기술은 앞서 언급한 문제들을 근본적으로 해결하기 위해 등장했습니다. 기존 VM이 하드웨어 단위의 가상화를 기반으로 했다면, 컨테이너는 운영체제 수준의 가상화를 기반으로 합니다. 즉, 호스트 OS의 커널을 공유하면서도 각 애플리케이션은 독립된 공간에서 실행되며, OS의 라이브러리나 설정 파일은 각각의 컨테이너에 포함되어 완전한 격리를 이룹니다.

이러한 구조 덕분에 컨테이너는 VM보다 훨씬 가볍고 빠르며, 몇 초 내에 기동할 수 있고, 리소스를 최소한으로 사용하면서도 안정적인 격리 환경을 제공합니다. 또 다른 큰 장점은 하드웨어에 독립적인 ‘Any Infrastructure’ 구조를 지원한다는 점입니다. 동일한 컨테이너 이미지는 온프레미스든, 클라우드든, 하이브리드 환경이든 상관없이 배포될 수 있으며, PaaS 구조에서는 추가적인 OS 설치가 필요 없습니다.

컨테이너는 보안 소프트웨어나 시스템 설정 등을 통일된 방식으로 제공하며, 무엇보다 자동 확장(Auto Scaling)과 자동 복구(Auto Healing)와 같은 클라우드 네이티브의 핵심 기능을 자연스럽게 구현할 수 있는 기반이 됩니다.

슬라이드에서 강조하듯, 컨테이너는 단순히 가볍고 빠르다는 기술적 이점만이 아닌, MSA(Microservice Architecture), DevOps, 자동화, 유연한 확장성과 복구를 가능케 하는 핵심 기술입니다.

이러한 이유로 오늘날 대부분의 기업들이 컨테이너 기반 플랫폼을 중심으로 자사의 인프라를 재구성하고 있으며, 이를 자동화하고 오케스트레이션하는 기술로서 쿠버네티스(Kubernetes)의 중요성은 더욱 부각되고 있습니다.

컨테이너 기반의 시스템은 현대적인 아키텍처의 핵심이지만, 수많은 컨테이너를 수작업으로 운영하는 것은 거의 불가능에 가깝습니다. Kubernetes는 이러한 운영 부담을 기술적으로 해결해주는 인프라 계층의 혁신입니다. 특히 마이크로서비스 아키텍처나 클라우드 네이티브 환경을 고려하는 조직에서는, Kubernetes를 단순한 도입이 아닌 운영 전략의 중심축으로 삼아야 할 필요가 있습니다.

컨테이너는 애플리케이션 배포의 단위를 바꾸었고, Kubernetes는 그 단위를 ‘운영 가능하게’ 만들어주는 기술입니다. 이 둘의 조합이 MSA와 클라우드 네이티브의 토대를 구성합니다.

현대 애플리케이션은 더 이상 단일 서버에 하나의 실행 단위를 올려놓는 방식으로 구성되지 않습니다. 대신, 마이크로서비스 아키텍처(MSA)의 확산과 함께 컨테이너 기반으로 애플리케이션을 구성하는 것이 일반화되었습니다. 하지만 이러한 환경은 동시에 관리해야 할 컨테이너의 수가 기하급수적으로 증가한다는 것을 의미하며, 이는 인프라 관리자에게 심각한 운영 부담을 줍니다.

컨테이너를 운영할 때 발생하는 가장 기본적인 과제는 ‘배포’입니다. 컨테이너를 어떤 호스트에 올릴지 결정해야 하고, 그에 따라 MAC 주소, IP 주소, 호스트 이름 등의 네트워크 설정을 수작업으로 지정해야 할 수도 있습니다. 애플리케이션이 외부와 통신하려면 라우팅 설정도 필요하고, 데이터의 영속성을 위해 영구 저장소를 컨테이너와 연결해야 합니다. 이 모든 작업은 컨테이너 수가 적을 때는 큰 문제가 아니지만, 수백 개, 수천 개가 될 경우엔 전형적인 “운영 지옥”으로 이어집니다.

뿐만 아니라 컨테이너를 실행 중인 노드에 장애가 발생하면 해당 컨테이너는 중단되고, 복제본이 없다면 즉시 서비스를 복구할 수 없습니다. 자동 복구 시스템이 없으면 인프라 관리자는 수동으로 컨테이너를 다른 노드에 다시 배치해야 합니다. 이는 단순한 기술적 문제를 넘어 사용자 경험에 직접적인 영향을 미치는 장애로 이어질 수 있습니다.

또한, 트래픽이 몰리거나 사용량이 급증하는 경우, 컨테이너를 수평으로 확장하거나, 다시 축소해야 하는데, 이러한 작업이 자동화되어 있지 않다면 실시간 대응이 불가능해집니다. 결과적으로 컨테이너 환경은 탄력성과 자동화 없이는 인프라 관리자에게 감당할 수 없는 부담을 주는 구조가 됩니다.

바로 이러한 운영 상의 복잡성을 해결하기 위해 등장한 것이 Kubernetes입니다. Kubernetes는 수많은 컨테이너를 ‘중앙에서 통합적으로’ 관리할 수 있도록 도와주는 오케스트레이션 플랫폼으로, 복잡한 컨테이너 환경을 자동화된 방식으로 제어할 수 있게 만듭니다.

Kubernetes는 먼저 ‘노드’라 불리는 여러 컴퓨팅 자원 위에 ‘Pod’라는 단위를 통해 컨테이너를 배포합니다. 사용자는 단지 어떤 애플리케이션을 몇 개 실행하고 싶은지만 정의하면, Kubernetes는 적절한 노드를 선택하여 자동으로 컨테이너를 할당합니다. IP 주소나 경로 설정도 Pod 단위로 자동으로 부여되고, 필요한 경우 영구 볼륨(Persistent Volume)도 연결해줍니다.

Kubernetes의 진가는 장애 복구 시점에 드러납니다. 노드에 장애가 발생하면 Kubernetes는 해당 노드에 있던 Pod를 자동으로 종료시키고, 대체 가능한 다른 노드에 동일한 구성의 Pod를 다시 띄웁니다. 사용자는 장애를 거의 인식하지 못할 정도로 빠르게 복구가 이루어집니다.

또한 Kubernetes는 ‘오토스케일링’ 기능을 통해 부하에 따라 컨테이너 수를 자동으로 조절할 수 있습니다. 트래픽이 증가하면 새로운 Pod를 자동으로 추가하고, 사용량이 줄어들면 불필요한 Pod를 줄이는 방식입니다. 이를 통해 인프라 자원의 효율성을 극대화할 수 있습니다.

Kubernetes는 단순히 컨테이너를 관리하는 도구가 아니라, 복잡한 운영을 추상화하고, 자동화함으로써 인프라 관리자의 부담을 획기적으로 줄여주는 플랫폼입니다. MSA 환경에서 필수적으로 고려해야 할 핵심 구성요소라 할 수 있습니다.

“전통적인 3티어 아키텍처에서 클라우드 네이티브 환경으로의 전환은 단순한 기술 교체가 아닌 운영 패러다임의 전환입니다.”

과거의 IT 시스템은 물리 서버 환경에서 시작하여 가상화 기술을 통해 IaaS 기반의 VM 중심 구조로 진화해왔습니다. 이 구조에서는 웹 서버(Web), 애플리케이션 서버(WAS), 데이터베이스 서버(DB)를 물리적으로 혹은 가상머신 단위로 분리하여 운영해 왔습니다. 하지만 마이크로서비스 아키텍처(MSA)와 클라우드 네이티브 시대에 접어들면서, 이러한 구성은 더 이상 유연성과 확장성 면에서 최적의 선택이 아니게 되었습니다.

과거에는 각각의 시스템 기능(예: 홈페이지, 포탈, 모바일 앱 등)에 대해 별도의 Web/WAS/DB 서버가 필요했습니다. 예를 들어 ‘모바일’ 서비스를 운영하려면 Web 서버, WAS 서버, DB 서버를 각각 물리적으로 또는 VM 형태로 구성해야 했고, 운영 중 문제 발생 시 각 구성요소에 대해 개별 대응이 필요했습니다.

하지만 클라우드 네이티브 환경에서는 이러한 서비스 단위가 ‘컨테이너’라는 단위로 패키징되고, 해당 컨테이너들은 쿠버네티스 상의 Pod 단위로 통합되어 운영됩니다. Pod는 기본적으로 하나 이상의 컨테이너를 묶어 관리하는 논리 단위입니다. 즉, “모바일 서비스”라는 하나의 기능을 위해 여러 개의 컨테이너를 하나의 Pod로 묶고, 이 Pod를 클러스터 내에서 스케줄링하고 운영하는 구조입니다. 이는 가시성과 복원력, 자동 확장성 측면에서 기존 아키텍처보다 훨씬 유리합니다.

이미지 하단에서는 하드웨어 인프라 관점의 차이도 시각적으로 보여주고 있습니다.

• 물리 서버 환경에서는 각각의 서버가 독립적인 하드웨어(HCI)로 구성됩니다.
• IaaS 환경에서는 가상 머신 단위로 서버를 생성하고 하이퍼바이저 위에서 운영됩니다.
• 클라우드 네이티브 환경에서는 여러 Pod가 클러스터의 워커 노드(Worker1, Worker2…) 위에서 동시에 운영되며, 리소스는 공유되되 격리된 형태로 운영됩니다.

이는 결국 “컴퓨팅 자원의 활용 최적화”와 “운영 자동화”를 가능하게 해주는 기반이 됩니다.

POD는 단순히 컨테이너를 묶는 단위가 아닙니다. 클라우드 네이티브 환경에서 하나의 업무 단위를 독립적으로 운영하기 위한 가장 작은 배포 단위이자 장애 복구, 확장, 배치, 로깅, 모니터링까지 일관되게 통제할 수 있는 관리 단위입니다. 기존 Web-WAS-DB 구조에서는 이와 같은 일관된 관리가 어려웠으며, 운영 자동화 수준도 낮았습니다.

Pod는 쿠버네티스라는 오케스트레이터를 통해 인프라 위에서 자율적으로 배포되고, 실행되고, 복구됩니다. 이는 MSA 기반의 시스템에서는 핵심적인 요소로 작용합니다. 각 서비스는 독립적인 Pod로 분리되고, 서로 느슨하게 연결되어 전체 시스템의 유연성과 안정성을 극대화할 수 있기 때문입니다.

“Web-WAS-DB라는 3티어의 전통적인 구조는 더 이상 클라우드 시대에 적합하지 않으며, 클라우드 네이티브 환경에서는 서비스 단위의 Pod 중심 구성으로 변화해야 한다.”

이러한 전환은 단순히 기술의 문제가 아니라 운영 모델의 근본적인 혁신이며, 이는 시스템의 안정성, 확장성, 유지보수성, 자원 활용도에서 탁월한 차이를 만들어냅니다.

컨테이너와 쿠버네티스는 서로 대체 관계가 아닙니다. 컨테이너가 패키징 기술이라면, 쿠버네티스는 그것을 운영 가능하게 만드는 플랫폼입니다. 쿠버네티스가 등장한 이유는 수많은 컨테이너를 안정적으로 운영하고, 변화에 민첩하게 대응하며, 인프라스트럭처를 ‘코드’로 관리하는 환경을 만들기 위함입니다.

이 발표 자료는 그런 의미에서, 단지 쿠버네티스를 이해하는 것이 아니라 클라우드 네이티브 시대의 운영 철학을 이해하는 데 필수적인 가이드를 제공합니다.

• 쿠버네티스(Kubernetes)란 무엇인가요?
• Kubernetes: 마이크로서비스의 운영을 위한 필수 플랫폼
• 컨테이너 개념 잡기 – 왜 컨테이너일까?
• Immutable Infrastructure란 무엇인가?