쿠버네티스??
개발자라면 적어도 한번 이상 들어본 단어 쿠버네티스(kubernetes).
흔히 k8s 혹은 쿠브(kube)라고도 불립니다.
오늘은 쿠버네티스에 대해서 알아보겠습니다.
1. 쿠버네티스(Kubernetes)란?
쿠버네티스는 컨테이너화 된 워크로드와 서비스를 관리하기 위한 이식성이 있고, 확장 가능한 오픈소스 플랫폼입니다.
즉, 한마디로 정의하면 '오픈소스 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼'이다.
오케스트레이션?
컨테이너의 배포, 관리, 확장 및 네트워킹을 자동화하는 것
+ 쿠버네티스는 키잡이나 파일럿을 뜻하는 그리스어에서 유래했다.
2. 쿠버네티스의 여정
쿠버네티스는 왜 유용하게 되었을까?
Traditional Deployment(전통적인 배포) : 초기에는 애플리케이션을 물리 서버에서 실행했다. 하나의 물리 서버에서 여러 애플리케이션의 리소스 한계를 정의할 방법이 없었기에, 리소스 할당의 문제가 발생했다.
❓For example
물리 서버 하나에서 여러 애플리케이션을 실행하면, 리소스 전부를 차지하는 애플리케이션 인스턴스가 있을 수 있고, 결과적으로 다른 애플리케이션의 성능이 저하될 수 있다.
해결책으로 서로 다른 여러 물리 서버에서 각 애플리케이션을 실행할 수도 있다. 하지만 이는 리소스가 충분히 활용되지 않는다는 점에서 확장 가능하지 않았고, 많은 물리 서버를 유지하는데 높은 비용이 들었다.
Virtualized Deployment(가상화 배포) : 전통적인 배포의 해결책으로 가상화가 도입되었다. 단일 물리 서버의 CPU에서 여러 가상 시스템(VM)을 실행할 수 있게 한다. 가상화를 사용하면 VM 간 애플리케이션을 격리하고, 애플리케이션의 정보를 다른 애플리케이션에 자유롭게 액세스 할 수 없으므로 일정 수준의 보안성을 제공한다.
가상화는 물리 서버에서 리소스를 보다 효율적으로 활용할 수 있으며, 쉽게 애플리케이션을 추가하거나 업데이트할 수 있고 하드웨어 비용을 절감할 수 있어 더 나은 확장성을 제공한다. 이를 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.
+ 클러스터? - 클러스터(cluster)는 공통의 목표를 위해 작동하는 컴퓨터 또는 애플리케이션들의 그룹이다.
가상화 배포 그림의 중앙에 위치한 Hypervisor는 하나의 시스템 상에서 가상 컴퓨터를 여러개 구동할 수 있도록 해주는 중간계층 이라고 생각하면 된다. 분명 전통적 방식 보다는 효율적이지만, 가상 머신에 일일이 운영체제를 설치해야 하기 때문에 다음 단계인 컨테이너 배포보다는 무겁다.
Container Development(컨테이너 배포) : 컨테이너는 VM과 유사하지만 격리 속성을 완화하여 애플리케이션 간에 OS를 공유한다. 그러므로 컨테이너는 가볍다고 여겨진다. VM과 마찬가지로 컨테이너는 자체 파일 시스템, CPU 점유율, 메모리, 프로세스 공간 등이 있다. 기존 인프라와의 종속성을 끊었기에, 클라우드나 OS 배포본에 모두 이식이 가능하다. 그렇기 때문에 OS를 매번 설치할 필요가 없다.
For example
게임과 인터넷 뱅킹 소프트웨어가 각각 컨테이너로 배포된다고 가정하자.
이때 게임과 인터넷 뱅킹은 하나의 OS 상에서 구동된다. 이것만 보면 전통적 배포에서 하나의 OS 위에 프로그램을 여러개 구동시킨 것과 별 차이가 없어 보인다. 하지만 컨테이너 중심의 배포는 여기서 중요한 기술적 차이점이 하나 있다.
게임과 인터넷 뱅킹이 각각 실행되면서 '이 컴퓨터에서 나만 구동되고 있다.'라고 판단할 수 있도록, 실제로 두 프로그램간에 간섭을 일으킬 수 없는 장벽을 친다. 이러한 장벽을 치는 것과 동시에 OS는 게임과 인터넷 뱅킹이 사용할 수 있는 CPU, 메모리 등의 자원 또한 독립적으로 사용할 수 있도록 할당하고 관리한다. 이러한 과정을 통해 게임과 인터넷 프로그램은 스스로 '서로 다른 컴퓨터에서 작동한다.'라고 생각하게 됩니다. 물론 OS의 관점에서 보자면 둘 다 OS 상에서 구동되는 프로그램이지만 말이다. 이와 같은 컨테이너 동작 방식을 OS 커널을 공유하는 가상화라고 표현하기도 한다.
이때 주의할 점은 컨테이너는 OS를 공유하는 방식이기 때문에 어떤 프로그램의 문제가 다른 프로그램에 영향을 줄수는 없다. 하지만 내 프로그램의 문제가 OS에 영향을 줄 경우 OS에서 구동 중인 전체 컨테이너에 영향이 갈 수 있다.
참고
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