쿠버네티스 (Kubernetes)란? (쉬운 설명, 개념)

쿠버네티스 (Kubernetes)란?

컨테이너화된 애플리케이션의 대규모 배포,

스케일링 및 관리를 간편하게 만들어주는 오픈 소스 기반

컨테이너 오케스트레이션(Container Orchestration) 도구입니다.

뭐라고요??

다들 정말 어렵게 설명하죠

제가 최대한 풀어서 써보도록 하겠습니다.

​

쿠버네티스(K8s, Kubernets)는 컨테이너화된

애플리케이션들을 자동화, 자동 스케일링 등의 관리를 위한 솔루션입니다.

쉽게 말해본다면 여러 도커엔진의 컨테이너들을 효율적으로 관리해 주는 것이죠.

 

여기서 도커란 무엇일까요?

아래 글을 읽고와주세요

https://jdcyber.tistory.com/68

도커(Docker)란 무엇인가?

 

마치 컴퓨터 게임에서 여러 캐릭터를 동시에 관리하고,

그들이 잘 협력하며 미션을 수행할 수 있도록 지휘하는 것처럼,

컴퓨터 프로그램(애플리케이션)들을 효율적으로 관리해 주는 도구입니다.

특히 이 프로그램들은 '컨테이너'라고 불리는 특별한 상자 안에 담겨 있으며,

쿠버네티스는 이들 상자를 필요한 곳에 옮기고, 상자 안의 프로그램이 잘 돌아가도록 돕습니다.

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아 ~ 점점 많아지는 컨테이너들을 통합적으로

문제없이 돌아갈 수 있도록 해주는

자동 컨테이너 관리 솔루션이구나!

​

조금만 더 들어가 보도록 하죠.

(이해가 안 가는 건 대충 후루룩 읽으며 내려가셔도 됩니다!)

인프라 발전 히스토리

쿠버네티스가 필요하게 된 이유

먼저 쿠버네티스를 인터넷에 검색했을 때 가장 많이 나오는 이미지를 한번 보시죠

이걸 보고 어떻게 이해하라는 건지..

자 제가 쉽게 설명해 보겠습니다.

맨 왼쪽부터 살펴볼까요?

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Traditional Deployment(전통적 배포)는 오래전부터 우리가 써오던 방식입니다.

컴퓨터 한 대에 하나의 운영체제(OS)를 깔고 그곳에 여러 가지 프로그램을 설치하는 방식이죠.

PC 한 대에 윈도우를 설치하고,

게임이나 워드프로세서 등을 깔아서 사용하게되는데 이와 비슷한 방식이라고 생각하면 됩니다.

하지만 우리가 인터넷 뱅킹을 하거나 게임을 할 때 깔아야 하는 필수 프로그램들이 있잖아요?

프로텍터라든지 인증 프로그램이라든지..

이런 보안 프로그램들 때문에 우리의 컴퓨터가 느려지고 용량이 부족하게 됩니다.

그렇다고 우리가 컴퓨터를 인터넷 뱅킹용과 게임용으로 3대를 살 수는 없습니다.

이때 기존 PC 안에 가상으로 인터넷 뱅킹용 컴퓨터를 하나 만들고 게임용 컴퓨터를 하나 만드는 것이죠

조금 비약적으로 설명했으니 이해 부탁드립니다.

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위 문제를 해결하기 위해 등장한 방법이 가운데 그림의 Virtualized Deployment (가상화 배포)입니다.

가상머신(Virtual Machine)을 기반으로 전용 컴퓨터를 만들어 주는 것이죠.

중간에 위치한 하이퍼 바이저는 하나의 시스템에 가상 컴퓨터를 구동할 수 있도록 해주는 중간계층인데

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설명이 필요하신 분들은 아래 자세하고 쉽게 설명해 놨으니 참고해 주세요!

하이퍼바이저 (Hypervisor)은 무엇일까요?

https://jdcyber.tistory.com/66

하이퍼바이저란 무엇일까? Hypervisor 개념 알아보기

 

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마지막으로 Container Deployment (컨테이너 중심의 배포)입니다.

하이퍼바이저라는 부분이 Container Runtime으로 대체되었고,

Virtual Machine이라고 된 부분은 Container로 대체가 되었죠?

컨테이너는 가상머신과 달리 프로그램 구동을 위해서 OS를 매번 설치할 필요가 없어요.

아래 그림에서 보는 것과 같이 OS는 하나만 사용합니다.

컨테이너와 가상머신(VM)은 모두 애플리케이션을 격리된 환경에서 실행하는 기술입니다.

가상머신은 각각의 VM이 전체 운영체제를 포함하므로 리소스 사용량이 많고 시작 시간이 길다는 단점이 있습니다.

반면, 컨테이너는 운영체제의 커널을 여러 컨테이너와 공유하여,

각 컨테이너가 운영체제 수준의 가상화보다 가볍고 빠르게 실행될 수 있도록 합니다.

이로 인해 컨테이너는 더 적은 리소스로 더 많은 애플리케이션을 실행할 수 있으며,

배포와 확장이 용이하다는 장점이 있습니다.

 

커널이란 무엇일까요?

https://jdcyber.tistory.com/67

커널(Kernel)이란 무엇일까? (개념, 이중 모드, 쉘의 역할)

 

컨테이너는 마치 배낭에 여러 개의 도구를 담아 어디든지 편리하게 가져갈 수 있게 해주는 것과 같습니다.

이 배낭들은 필요할 때마다 쉽게 열어서 도구를 사용할 수 있고,

배낭 자체가 가볍기 때문에 많은 것들을 효율적으로 운반할 수 있습니다.

반면, 가상머신은 마치 각각의 도구를 큰 상자에 넣어두고, 각 상자마다 필요한 도구를 사용하는 것과 비슷합니다.

이 때문에 컨테이너는 가상머신보다 훨씬 가볍고 빠르게 작동합니다.

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쿠버네티스의 주요 기능과 구성요소

 

쿠버네티스는 다음과 같은 주요 기능을 제공합니다:

• 자동 복구: 실패한 컨테이너를 자동으로 재시작하고, 정의된 상태와 다를 경우 자동으로 교체합니다.
• 로드 밸런싱: 애플리케이션 트래픽을 자동으로 분산시키고, 외부 트래픽을 처리하기 위한 고유한 IP 주소를 제공합니다.
• 서비스 발견: 컨테이너가 서로를 찾고, 소통할 수 있는 환경을 자동으로 설정합니다.
• 확장성: 명령어 하나로 컨테이너의 수를 쉽게 늘리거나 줄일 수 있습니다.

쿠버네티스의 핵심 구성 요소는 다음과 같습니다:

• 파드(Pod): 가장 작은 배포 단위로, 하나 이상의 컨테이너를 포함할 수 있습니다.
• 서비스(Service): 파드 집합에 대한 지속적인 접근 방법을 제공합니다.
• 볼륨(Volume): 데이터를 저장하고 파드 간에 공유할 수 있는 방법을 제공합니다.
• 네임스페이스(Namespace): 클러스터 리소스를 분할하여 사용하는 방법을 제공합니다.

개념 이해

컨테이너

쿠버네티스를 이해하려면 먼저 컨테이너를 이해할 필요가 있는데요

컨테이너는 제가 아래 글에 자세히 쉽게 설명해 놨으니그 부분을 읽고 와주세요

https://jdcyber.tistory.com/69

컨테이너 이미지 이해하기: 애플리케이션 실행의 기본

 

 

컨테이너 런타임, 오케스트레이션

컨테이너 오케스트레이션이란 컨테이너를 쉽고 빠르게 배포/확장하고 관리를 자동화해 주는 도구입니다.

도커 컨테이너 개수가 늘어나면 필요한 자원도 지속적으로 늘어나게 됩니다.

서버 또한 여러 대로 늘어날 수 있는데, 이러한 많은 서버들과 컨테이너를

소수의 인원으로 관리하기에는 상당히 어렵습니다.

이 문제를 효율적으로 관리하기 위해 등장한 것이 바로 컨테이너 오케스트레이션 툴입니다!

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오늘은 쿠버네티스가 무엇인지 알아보는 글이기 때문에

위의 개념들은 추후 자세하고 쉽게 설명해 보도록 하겠습니다.

쿠버네티스 사용 사례

 

쿠버네티스는 다음과 같은 사용 사례에서 강력한 효율성과 유연성을 제공합니다:

• 마이크로서비스 아키텍처: 서비스의 독립적 배포 및 확장을 용이하게 합니다.
• 지속적인 통합 및 배포(CI/CD): 애플리케이션의 빠른 업데이트와 안정적인 배포를 지원합니다.
• 멀티 클라우드 환경: 다양한 클라우드 제공 업체에 걸쳐 애플리케이션을 운영할 수 있게 합니다.

총정리

컴퓨터와 서버에서 여러 가지 환경을 구성하고 개발하며 발전하는 와중에

도커의 출현으로 많은 정보들을 컨테이너화하고 관리하고 있었는데

이제는 컨테이너 수가 너무 많아지자 이를 작업하고 구성하고

이를 통합 관리하는데 조금 더 편리하고 빠르게 작업하기 위하여

쿠버네티스에서 이들의 상태를 정의함으로써

자동으로 작업이 돌아갈 수 있도록 설계된 것이 바로 오늘 알아본 쿠버네티스구나!

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PS. 쿠버네티스를 시작하기 전에, 다음과 같은 사전 지식이 있으면 좋습니다

• 컨테이너 기술에 대한 기본적인 이해: 특히 Docker에 대한 사용 경험이 중요합니다.
• YAML 파일 포맷에 대한 이해: 쿠버네티스의 구성 파일은 대부분 YAML 형식으로 작성됩니다.
• 기본적인 명령줄 인터페이스(CLI) 스킬: 쿠버네티스 CLI인 kubectl을 사용하여 클러스터와 상호 작용합니다.

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