[Kuberbetes] 쿠버네티스의 개념

쿠버네티스(Kubernetes)란 무엇인가?

쿠버네티스의 기본 개념

쿠버네티스는 컨테이너화된 애플리케이션을 자동으로 배포, 확장 및 관리해주는 오픈소스 플랫폼입니다. 2014년 구글이 개발하여 현재는 Cloud Native Computing Foundation(CNCF)에서 관리하고 있습니다.

쉽게 설명하자면, 쿠버네티스는 많은 컴퓨터들을 하나의 거대한 컴퓨터처럼 사용할 수 있게 해주는 시스템입니다. 마치 학교에서 반장이 학생들에게 일을 나누어 주는 것처럼, 쿠버네티스는 여러 서버에 애플리케이션을 어떻게 배치하고 실행할지 결정합니다.

쿠버네티스의 주요 특징

1. 자동화된 배포와 롤백: 애플리케이션을 쉽게 배포하고, 문제가 생기면 이전 버전으로 빠르게 되돌릴 수 있습니다.
2. 자동 확장: 트래픽이 증가하면 자동으로 애플리케이션 인스턴스를 늘리고, 감소하면 줄여 자원을 효율적으로 사용합니다.
3. 자가 복구: 애플리케이션이 실패하면 자동으로 재시작하거나 다른 노드에서 실행합니다.
4. 서비스 디스커버리와 로드 밸런싱: 애플리케이션 간의 통신을 쉽게 관리하고 부하를 분산합니다.
5. 구성 관리: 애플리케이션 설정을 코드로 관리하여 일관성을 유지합니다.

쿠버네티스 아키텍처

쿠버네티스는 마스터 노드와 워커 노드로 구성됩니다.

마스터 노드 구성요소

• API 서버: 모든 관리 작업의 중심점
• 스케줄러: 어떤 노드에 어떤 애플리케이션을 실행할지 결정
• 컨트롤러 매니저: 시스템 상태를 모니터링하고 변경사항 처리
• etcd: 모든 클러스터 데이터를 저장하는 분산 데이터베이스

워커 노드 구성요소

• Kubelet: 각 노드에서 실행되며 컨테이너 관리
• Kube-proxy: 네트워크 규칙과 연결 관리
• 컨테이너 런타임: Docker, containerd 등 컨테이너 실행 환경

쿠버네티스 기본 객체

1. Pod: 쿠버네티스의 가장 작은 배포 단위로, 하나 이상의 컨테이너 그룹입니다.
2. Service: Pod들에 대한 안정적인 네트워크 엔드포인트를 제공합니다.
3. Volume: 데이터 저장소로, Pod가 재시작되어도 데이터가 유지됩니다.
4. Namespace: 클러스터 내에서 리소스 그룹을 분리합니다.

쿠버네티스 컨트롤러

1. Deployment: Pod의 선언적 업데이트와 관리를 담당합니다.
2. ReplicaSet: 지정된 수의 Pod 복제본을 유지합니다.
3. StatefulSet: 상태를 가진 애플리케이션을 관리합니다.
4. DaemonSet: 모든 노드에서 특정 Pod를 실행합니다.
5. Job: 일회성 작업을 실행합니다.

쿠버네티스의 장점

1. 확장성: 애플리케이션을 쉽게 확장할 수 있습니다.
2. 이식성: 어떤 환경(온프레미스, 퍼블릭 클라우드 등)에서도 동일하게 작동합니다.
3. 자동화: 많은 운영 작업이 자동화되어 운영 부담이 줄어듭니다.
4. 효율성: 자원을 효율적으로 사용할 수 있습니다.
5. 생태계: 다양한 도구와 서비스가 통합되어 있습니다.

쿠버네티스 시작하기

쿠버네티스를 시작하는 방법은 여러 가지가 있습니다:

1. Minikube: 로컬 개발 환경에서 단일 노드 쿠버네티스 클러스터를 실행합니다.
2. Kind (Kubernetes IN Docker): Docker 컨테이너를 사용하여 로컬에서 쿠버네티스 클러스터를 실행합니다.
3. 클라우드 제공업체: AWS의 EKS, Google Cloud의 GKE, Azure의 AKS 등 관리형 쿠버네티스 서비스를 이용합니다.
4. kubeadm: 직접 쿠버네티스 클러스터를 설치하고 구성합니다.

쿠버네티스의 실제 활용 사례

1. 마이크로서비스 아키텍처: 여러 작은 서비스로 구성된 애플리케이션을 효율적으로 관리합니다.
2. CI/CD 파이프라인: 지속적 통합 및 배포를 자동화합니다.
3. 빅데이터 및 AI/ML 워크로드: 데이터 처리 및 분석 작업을 확장 가능하게 실행합니다.
4. IoT 애플리케이션: 엣지 컴퓨팅과 중앙 클라우드 간의 워크로드를 조정합니다.

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