쿠버네티스(Kubernetes)는 컨테이너화된 애플리케이션의 배포, 관리, 스케일링을 자동화하는 강력한 플랫폼으로, 그 중 클러스터의 개념을 알아보겠습니다. 클러스터는 다양한 구성 요소로 이루어져 있으며, 각 구성 요소는 쿠버네티스의 전체적인 기능과 성능을 구현하는 데 중요한 역할을 합니다.
1. 마스터 노드(Master Node)
마스터 노드는 클러스터를 관리하고 조정하는 주요 컴포넌트를 포함하고 있습니다. 마스터 노드의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
- API 서버 (kube-apiserver) : API 서버는 클러스터의 중심에서 작동하는 구성 요소로, 모든 요청을 받아들이고 처리합니다. 쿠버네티스의 다른 모든 구성 요소는 API 서버와 통신하여 클러스터의 상태를 조정합니다. 외부 클라이언트와 클러스터 간의 모든 상호작용은 API 서버를 통해 이루어지며, 이는 클러스터의 유일한 접근점입니다.
- etcd : etcd는 쿠버네티스의 핵심 데이터를 저장하는 분산형 키-값 저장소입니다. 클러스터의 모든 상태 정보, 구성 데이터, 네트워크 설정 등이 etcd에 저장됩니다. 이 데이터는 클러스터의 정확한 상태를 유지하는 데 필수적이며, 쿠버네티스의 높은 가용성과 복원력을 보장하는 중요한 요소입니다.
- 컨트롤러 매니저 (kube-controller-manager) : 컨트롤러 매니저는 클러스터 내에서 실행되는 다양한 컨트롤러들을 관리합니다. 각 컨트롤러는 클러스터의 상태를 모니터링하고, 원하는 상태를 유지하기 위해 조치를 취합니다. 예를 들어, 레플리케이션 컨트롤러는 특정 파드의 개수가 항상 유지되도록 보장하고, 노드 컨트롤러는 클러스터 내의 노드를 감시하여 문제가 발생했을 때 대처합니다.
- 스케줄러 (kube-scheduler) : 스케줄러는 새로운 파드가 생성될 때, 이 파드를 어느 노드에 배치할지 결정하는 역할을 합니다. 스케줄러는 각 노드의 리소스 상태, 파드의 요구사항, 네트워크 접근성 등을 고려하여 최적의 배치 결정을 내립니다. 이를 통해 쿠버네티스는 리소스를 효율적으로 활용하고, 애플리케이션의 성능을 최적화합니다.
2. 워커 노드(Worker Node)
워커 노드는 실제로 애플리케이션 컨테이너를 실행하고, 클러스터 내에서 서비스와 네트워크를 운영하는 역할을 담당합니다. 워커 노드의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
- 컨테이너 런타임 : 워커 노드는 컨테이너를 실행하기 위해 컨테이너 런타임을 사용합니다. Docker, containerd, CRI-O와 같은 런타임이 일반적으로 사용됩니다. 이 런타임은 컨테이너 이미지를 받아 실행하며, 쿠버네티스의 명령에 따라 컨테이너의 생명주기를 관리합니다.
- kubelet : kubelet은 각 워커 노드에서 실행되는 에이전트로, 노드에서 발생하는 모든 작업을 관리합니다. kubelet은 API 서버와 지속적으로 통신하여, 특정 파드를 노드에서 실행하도록 명령받고, 파드의 상태를 모니터링하여 이를 마스터 노드에 보고합니다. kubelet은 노드의 상태를 유지하고, 파드가 정상적으로 실행되도록 보장합니다.
- kube-proxy : kube-proxy는 클러스터 내의 네트워킹을 관리하는 구성 요소입니다. kube-proxy는 각 워커 노드에서 실행되며, 파드 간의 통신을 관리하고 외부 트래픽을 적절한 파드로 라우팅합니다. 이는 쿠버네티스의 서비스 추상화 개념을 구현하는 데 중요한 역할을 하며, 파드 간의 네트워크 연결을 간단하고 일관되게 유지할 수 있도록 돕습니다.
3. 추가 구성 요소
쿠버네티스 클러스터에는 여러 구성요소가 있습니다. 이러한 요소들은 클러스터의 기능을 확장하고, 다양한 환경에서 쿠버네티스를 효율적으로 운영할 수 있도록 돕습니다.
- DNS 서비스 (CoreDNS) : 쿠버네티스는 클러스터 내의 서비스 이름을 DNS를 통해 해결합니다. CoreDNS는 클러스터 내에서 이름 해석을 제공하여, 파드와 서비스 간의 통신이 도메인 이름을 통해 쉽게 이루어지도록 합니다. 이는 클러스터 내에서 애플리케이션이 복잡한 네트워크 설정 없이도 서로 통신할 수 있도록 돕습니다.
- 대시보드 (Kubernetes Dashboard) : 쿠버네티스 대시보드는 클러스터의 상태를 시각적으로 모니터링하고 관리할 수 있는 웹 기반 UI입니다. 대시보드를 통해 사용자는 클러스터의 상태를 한눈에 파악하고, 파드, 서비스, 노드 등의 상태를 쉽게 관리할 수 있습니다.
- 인그레스 컨트롤러 (Ingress Controller) : 인그레스 컨트롤러는 클러스터 외부에서 들어오는 HTTP 및 HTTPS 트래픽을 적절한 서비스로 라우팅하는 역할을 합니다. 이를 통해 외부 사용자가 쿠버네티스 클러스터 내의 애플리케이션에 접근할 수 있습니다. NGINX, HAProxy, Traefik 등이 일반적으로 사용되는 인그레스 컨트롤러입니다.