kubernetes 기본 개념

#IaaS #Onboarding #개념

1. 기본 개념

• 쿠버네티스(Kubernetes, K8s)

  컨테이너 오케스트레이션 도구. 컨테이너 배포, 스케일링, 네트워킹, 자원 관리 자동화.

• 클러스터(Cluster)

  쿠버네티스가 동작하는 전체 시스템.

  • 마스터 노드(Control Plane): 클러스터 관리 담당 (API 서버, 스케줄러, 컨트롤러 매니저, etcd).
  • 워커 노드(Node): 실제 컨테이너(Pod) 실행.

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2. 리소스 단위

• Pod

  컨테이너 실행의 최소 단위. 하나 이상의 컨테이너와 스토리지, 네트워크를 묶음.

• ReplicaSet

  Pod 개수를 유지하는 리소스. (n개 복제본 보장)

• Deployment

  Pod + ReplicaSet을 선언적 방식으로 관리. 롤링 업데이트/롤백 지원.

• StatefulSet

  상태 유지가 필요한 워크로드 (DB 등). 고유 ID와 영속 스토리지 보장.

• DaemonSet

  모든 노드에 하나씩 Pod을 실행하는 리소스 (예: 로그 수집기, 모니터링 에이전트).

• Job / CronJob

  • Job: 일회성 작업 수행.
  • CronJob: 스케줄 기반 반복 작업 수행.

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3. 네트워킹

• Service

  Pod에 고정된 IP/도메인을 제공하는 추상화 계층.

  • ClusterIP (내부 통신 전용),
  • NodePort (노드의 포트 개방),
  • LoadBalancer (외부 로드밸런서 연동),
  • Headless Service (고정 DNS 레코드 제공).

• Ingress

  외부에서 HTTP/HTTPS 요청을 클러스터 내부 서비스로 라우팅. (Ingress Controller 필요)

• CNI (Container Network Interface)

  Pod 네트워킹 플러그인 (Calico, Flannel, Cilium 등).

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4. 스토리지

• Volume

  Pod 안에서 컨테이너 간 공유 가능 스토리지.

• PersistentVolume(PV)

  클러스터 레벨에서 관리되는 스토리지.

• PersistentVolumeClaim(PVC)

  Pod에서 요청하는 스토리지.

• StorageClass

  동적 프로비저닝을 위한 스토리지 정책 (예: AWS EBS, Ceph RBD).

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5. 설정 및 보안

• ConfigMap

  환경 설정(비민감 데이터) 저장 및 주입.

• Secret

  비밀번호, 인증서 등 민감 데이터 저장. base64 인코딩 방식.

• Namespace

  리소스를 논리적으로 격리.

• RBAC(Role-Based Access Control)

  사용자/서비스 계정 권한 제어.

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6. 스케줄링 & 관리

• Scheduler

  Pod을 적절한 노드에 배치. 자원 사용량, taint/toleration, affinity 고려.

• Affinity / Anti-Affinity

  Pod 배치 정책 (특정 노드/Pod와 함께 or 떨어져서 실행).

• Taints & Tolerations

  특정 노드에만 Pod이 스케줄링되도록 제한.

• Resource Requests & Limits

  CPU/메모리 자원 예약 및 상한 지정.

• Horizontal Pod Autoscaler (HPA)

  CPU, 메모리 사용량에 따라 Pod 개수 자동 조절.

• Vertical Pod Autoscaler (VPA)

  Pod 자원 크기(CPU/메모리) 자동 조절.

• Cluster Autoscaler

  클러스터 노드 수를 자동 확장/축소.

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7. 로깅 & 모니터링

• kubectl logs / kubectl exec

  Pod 로그 및 디버깅.

• Prometheus / Grafana

  메트릭 수집 및 모니터링.

• ELK / EFK Stack

  Elasticsearch + (Fluentd/Fluentbit) + Kibana 로깅.

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8. 고급 개념

• Operator

  특정 애플리케이션을 쿠버네티스 방식으로 자동 운영할 수 있도록 만든 컨트롤러.

• CSI(Container Storage Interface)

  스토리지 표준 인터페이스. (AWS EBS CSI, Ceph CSI, PowerStore CSI 등)

• CRD(Custom Resource Definition)

  사용자가 쿠버네티스 리소스 타입을 확장 가능.

• Service Mesh (Istio, Linkerd)

  마이크로서비스 간 통신, 트래픽 관리, 보안, 모니터링 제공.