[Cloud] 쿠버네티스 실습

 

*본 포스트는 성신여자대학교 [클라우드 컴퓨팅] 강의 기반으로 작성됨을 알립니다.

 
 

목차

1. 헬스 체크
2. 서비스
3.스토리지

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 1️⃣ 헬스 체크

 
쿠버네티스에는 파드가 정상적인지 판단하기 위한 "헬스 체크" 기능이 있다.
헬스 체크는 컨테이너별로 이루어지며, 어느 하나의 컨테이너라도 실패하면 전체 파드가 실패한 것으로 간주한다.
 

파드의 헬스 체크 기능

• 두 종류의 프로브
  • 활성 프로브 (Liveness Probe) : 정상적으로 동작 중인지 / 실패 시 컨테이너 재기동 (Restart)
  • 준비 상태 프로브 (Readiness Probe) : 파드가 요청을 받을 수 있는지 / 실패 시 트래픽 차단 (재기동X)
• 사용방법
  • 매니페스트에 명시적 설정
  • 모니터링 할 application도 필요. 요청에 대한 적절한 응답을 반환하도록 구현
• 프로브 대응 핸들러 종류 (어떤 핸들러를 사용할지)
  • exec (command) : 명령어를 실행하고 종료 코드가 0이 아니면 실패 / 컨테이너 별로 실행
  • tcpSocket (pod) : TCP 세션이 연결되지 않으면 실패
  • httpGet (path, port) : HTTP GET 요청을 실행하고 Status code가 200~399가 아니면 실패 (kubelet에서 이루어진다.)
  • initialDelaySeconds : 프로브 검사 시작 전 대기 시간
  • periodSeconds : 검사 간격 (얼마나 자주 확인을 할 지)

 

실습

• 컨테이너 이미지 빌드 → 도커 허브 레지스트리에 로그인 후 등록(push) → 매니페스트에 push한 이미지 작성

// 디렉토리 준비하기
$ git clone https://github.com/Jpub/15_DandK
$ cd 15_DandK/step07/hc-probe/webapl

// 컨테이너 이미지 빌드
$ docker image build -t jekim12/webapp:0.1 .

// 도커 허브 레지스트리 로그인 및 리포지터리에 등록
$ docker login
$ docker image push jekim12/webapl:0.1

 

• K8s 클러스터 연결 → 매니페스트 적용하여 파드 실행

// K8s 연결 확인
$ kubectl config get-contexts

// 매니페스트 적용
$ kubectl apply -f webapl-pod.yml
$ kubectl get pod

// 컨테이너 로그에 기록된 헬스 체크 결과 출력
$ kubectl logs webapl

// 파드의 상세 정보
$ kubectl describe pod webapl

 

 

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 2️⃣ 서비스

서비스는 외부의 client가 pod에 접근하는 걸 도와주는 쿠버네티스 오브젝트이다.
 

서비스의 종류

 

• ClusterIP : 서비스로 요청이 들어오면 내부 DNS에서 대표 IP로 반환하고 대표 IP 주소의 파드로 부하 분산 (대표 IP는 기본으로 설정되는 것이며, 대표 IP없는 헤드리스 모드도 가능하다. 스테이트풀셋에서 활용) (내부)

• NodePort : ClusterIP + 노드의 IP 주소의 포트 공개
  • 정식 서비스에는 사용하지 않음. 클러스터 외부에서 내부의 파드 요청을 보내면 서비스는 각 노드의 포트를 열고 요청 전달

• LoadBalancer : 많이 사용한다. NodePort (ClusterIP + 내부 포트 공개) + 외부에서 대표 IP 주소로 접근

• ExternalName : 반대로, 파드에서 클러스터 외부의 엔드포인트에 접근하기 위해서

 

서비스의 매니페스트

• 서비스와 파드를 연결하는 방법
  • selector의 label과 일치하는 파드를 etcd로부터 선택
  • etcd는 master node에 관리에 필요한 정보를 저장하는 KVS
  • 라벨이 중복되면 다른 application에 요청이 전달될 수도 있으므로 중복되지 않도록 주의.
• 서비스의 spec
  • type, ports, selector, sessionAffinity, clusterIP
• 서비스 pod의 spec
  • port, name, protocol, nodePort, targetPort

 

실습

• 서비스의 생성 & 기능 실습

// 샘플 코드
$ git clone https://github.com/Jpub/15_DandK
$ cd 15_DandK/step09

// 매니페스트 배포
$ kubectl apply -f deploy.yml
$ kubectl apply -f svc.yml

// 디플로이먼트와 서비스 상태 출력
$ kubectl get all

// clusterIP이므로 내부 접근을 위한 busybox 컨테이너 기동
$ kubectl run busybox --image=busybox --restart=Never --rm -it sh
/ # wget -q -O - http://web-service

// 서비스 파드에 자동으로 생성된 환경변수가 세팅되어 있다.
/ # env |grep WEB_SERVICE

 

• 서비스의 생성 & 기능 실습 - 부하 분산 확인

// 부하분산 확인
$ kubectl exec pod/web-deploy-5c7bdc66d4-9d9nq -it sh
# cat /usr/share/nginx/html/index.html
# hostname
web-deploy-5c7bdc66d4-9d9nq

$ for pod in $(kubectl get pods |awk 'NR>1 {print $1}'|grep web-deploy); do kubectl exec $pod -- /bin/sh -c "hostname>/usr/share/nginx/html/index.html";done
$ kubectl run busybox --image=busybox --restart=Never --rm -it sh
/ # while true; do wget -q -O - http://web-service; sleep 1;done
web-deploy-5c7bdc66d4-npvkh
web-deploy-5c7bdc66d4-npvkh
web-deploy-5c7bdc66d4-9d9nq
web-deploy-5c7bdc66d4-jcp2l
web-deploy-5c7bdc66d4-jcp2l
web-deploy-5c7bdc66d4-jcp2l
web-deploy-5c7bdc66d4-9d9nq

 
 

• 로드밸런서

// 디플로이먼트 매니페스트 & 로드밸런서
$ kubectl apply -f deploy.yml
$ kubectl apply -f svc-lb.yml

// 서비스 목록 표시 - 여기서 external IP 확인
$ kubectl get svc
NAME             TYPE           CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP     PORT(S)        AGE
kubernetes       ClusterIP      10.103.224.1     <none>          443/TCP        65m
web-service-lb   LoadBalancer   10.103.233.251   34.64.227.245   80:31218/TCP   81s

// 로드밸런서 상세 표시
$ kubectl describe svc web-servic-lb

 

 

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 3️⃣ 서비스

 

퍼시스턴트 볼륨이란?

k8s에 배포한 애플리케이션이 데이터를 보존하기 위해 이용하는 스토리지이다. (파드는 일시적인 존재이기 때문에 데이터를 영구저장 및 보존을 하기 위한 것이다.)
# 데이터 보존 # 퍼시스턴트 (종료가 되어도 데이터는 유지)
# 내부 또는 외부 스토리지의 볼륨을 컨테이너에서 마운트하여 사용

 

스토리지 종류와 클러스터 구성

• 클러스터 내부 볼륨
  • emptyDir : 단일 노드에서 다른 파드에서 접근 불가. (파드의 lifecycl과 관련이 있어서 파드 종료 시 삭제. (임시저장))
  • hostPath : 단일 노드에서 다른 파드 간 접근은 가능하지만 멀티 노드에서 노드 간 접근이 불가. 노드 정지 시 데이터에 접근이 불가하다. (노드가 정지하면 데이터가 분실된다.)
  • → 해결방법 : 외부 스토리지 시스템을 사용한다.

 

• 클러스터 외부 스토리지 시스템과 연동
  • 모든 노드에서 접근 가능 (하지만 어떤 외부 스토리지 시스템을 사용하느냐에 따라 동시에 공유가 불가능할 수도 있다.)
  • 노드가 정지해도 다른 노드에 파드를 재기동하여 애플리케이션 수행이 가능

스토리지의 추상화와 자동화

• 퍼시스턴트 볼륨의 설정
  • PV : 퍼시스턴트 볼륨
  • PVC : 퍼시스턴트 볼륨 요구

1. PVC를 작성한다.
2. 파드의 매니페스트에 PVC의 이름을 기술한다.
3. 컨테이너가 퍼시스턴트의 볼륨을 마운트한다.

 

• 퍼시스턴트 볼륨 Spec - accessModes
  • ReadWriteOnce : 단일 노드에서 read와 write
  • ReadOnlyMany : 복수 노드에서 read
  • ReadWriteMany : 복수 노드의 read와 write

 
 

클라우드에서의 동적 프로비저닝

SCSI : 한 대의 컴퓨터에 여러 개의 하드디스크 드라이브를 연결하기 위한 기술 (케이블로 호스트 어댑터에 하드디스크를 연결한다.)
iSCSI : i는 IP 프로토콜을 의미. 즉, 네트워크를 통해서 특정 block stroage device에 접근하겠다는 의미. -> 물리적인 케이블 대신 IP 프로토콜을 사용한다. 하지만 복수의 노드에서 하나의 블록 스토리지 공유가 불가능하다. (ReadWriteMany X, ReadWriteOnce O)

 

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REFERENCE

헬스 체크
https://velog.io/@holicme7/K8s-%ED%97%AC%EC%8A%A4-%EC%B2%B4%ED%81%AC

[K8s] 헬스 체크