K8S Controller (ReplicaSet, Deployment)

 

개요

쿠버네티스의 기본 단위는 Pod 이다. 
그리고 이러한 Pod 를 이용하여 rs, deploy, job .. 등등 많은 형태가 정의 된다.
쿠버네티스는 어떻게 리소스를 관리하고, 운영되는지 쿠버네티스의 핵심, 컨트롤러에 대해 정리하려 한다.
내용은 쿠버네티스 공식 docs 를 참고한다.
Kubernetes Documentation | Kubernetes

Kubernetes Documentation

 

 

K8S Controller

컨트롤러란 ?

컨트롤러는 쿠버네티스의 컴포넌트이며,
특정 리소스를 지속적으로 바라보며 생명주기에 따라 정해진 작업을 수행하는 주체
현재 상태 (current state) , 바라는 상태 (desired state) 에 의하여 상태를 계속 관리함 
rs, deploy, job, daemonset 등은 쿠버네티스 내장 컨트롤러로 kube-controller-manager 컴포넌트 안에서 동작

ReplicaSet

Pod 를 복제 하는 컨트롤러, 1개의 Pod 가 문제가 생기더라도 다른 Pod 를 이용하여 동일한 서비스 제공을 목적

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: frontend
  labels:
    app: guestbook
    tier: frontend
spec:
  # modify replicas according to your case
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      tier: frontend
  template:
    metadata:
      labels:
        tier: frontend
    spec:
      containers:
      - name: php-redis
        image: us-docker.pkg.dev/google-samples/containers/gke/gb-frontend:v5

공식문서의 기본 Example 을 참고하면 위와 같다.

타이틀	정보
replicas	복제할 Pod 의 개수를 정의, desired state 로 ReplicaSet 은 해당 Pod 의 개수를 유지
selector.matchLabels	라벨링을 이용하여 복제 개수를 유지할 Pod 선택, tier: frontend 라벨을 가진 파드 개수 유지
template	복제할 Pod 를 정의

 

kubectl apply -f https://kubernetes.io/examples/controllers/frontend.yaml

위 명령어를 통해 replicaset 을 생성한다.

kubectl get rs

NAME       DESIRED   CURRENT   READY   AGE
frontend   3         3         3       6s

replicaset 을 조회하면 위와 같이 표시됨

타이틀	정보
DESIRED	사용자가 원하는 Pod 의 개수, 위에서 명시한 replicas
CURRENT	현재 생성 된 Pod 의 개수
READY	생성된 Pod 중 준비가 완료된 Pod (readiness Probe)

kubectl get pods

NAME             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
frontend-gbgfx   1/1     Running   0          10m
frontend-rwz57   1/1     Running   0          10m
frontend-wkl7w   1/1     Running   0          10m

pod 를 조회하면 replicaset 의 이름 - xxxx 으로 Pod 가 생성된 것을 볼 수 있다.
이렇게 생성된 Pod 는 tier: frontend 라벨을 가지고 있으며, 해당 Pod 를 강제로 삭제하면 새로운 Pod 가 생성된다.
replicaset 의 역할을 일정 개수의 복제본을 유지시키기 때문에 Pod 의 개수를 체크하기 때문이다.

kubectl scale rs --replicas 4 frontend

이런식으로 frontend replicaset 의 replicas 개수를 조절할 수 있다.

Deployment

Deployment 리소스는 ReplicaSet 과 유사하지만 애플리케이션 업데이트 및 배포에 특화된 기능을 가짐

• 롤링 업데이트를 지원, 롤링 시 Pod 비율 조절
• 업데이트 히스토리를 저장하고 롤백 기능 제공
• ReplicaSet 과 마찬가지로 Pod 개수 조절 가능
• 배포 상태 확인 가능 

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.14.2
        ports:
        - containerPort: 80

타이틀	정보
replicas	유지할 Pod 의 개수 정의
selector.matchLabels	배포를 수행할 Pod 를 label 시스템을 이용하여 지정
strategy.type	배포전략 종류 선택, RollingUpdate, Recreate 등. RollingUpdate 일 경우 maxUnavailable, maxSurge 사용 가

 

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/controllers/nginx-deployment.yaml

위 명령어를 통해 deployment 을 생성한다.

kubectl get deployments

NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   0/3     0            0           1s

deployment 를 조회하면 위와 같음.

deployment 를 배포해보자. 
rollout은 여러개의 pod를 모두 죽이지않고 순차적으로 업데이트하는 방식이다.

kubectl rollout status deployment/nginx-deployment

Waiting for rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
deployment "nginx-deployment" successfully rolled out



kubectl get deployments

NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   3/3     3            3           18s



kubectl get rs

NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-75675f5897   3         3         3       18s



kubectl get pods --show-labels

NAME                                READY     STATUS    RESTARTS   AGE       LABELS
nginx-deployment-75675f5897-7ci7o   1/1       Running   0          18s       app=nginx,pod-template-hash=75675f5897
nginx-deployment-75675f5897-kzszj   1/1       Running   0          18s       app=nginx,pod-template-hash=75675f5897
nginx-deployment-75675f5897-qqcnn   1/1       Running   0          18s       app=nginx,pod-template-hash=75675f5897

배포가 완료되면 deployment, rs, pods 를 순차적으로 조회해보자.
위와 같이 모두 생성되는 것을 확인할 수 있다.

 

쿠버네티스 리소스 구성도

위의 컨트롤러 개념을 적용하면 쿠버네티스의 리소스 개념은 아래 도식과 같다.