Kubernetes 튜토리얼 (1)

본 글은 Ubuntu 24.04 를 기준으로 작성되었습니다.

쿠버네티스의 필요성

컨테이너화를 통해 소프트웨어를 패키지하면 애플리케이션을 다운타임 없이 릴리스 및 업데이트를 할 수 있습니다.

쿠버네티스의 기초 튜토리얼

쿠버네티스 클러스터 생성하기
애플리케이션 배포하기
앱 조사하기
앱 외부로 노출하기
애플리케이션 스케일링하기
앱 업데이트 하기

Minikube 를 사용해서 클러스터 생성하기

Minikube 는 단일 노드 쿠버네티스 클러스터를 가상머신에서 구동하는 도구입니다.

1. 쿠버네티스 클러스터

쿠버네티스는 컴퓨터들을 연결하여 단일 형상으로 동작하도록 클러스터를 구성하고 높은 가용성을 제공하도록 조율합니다. 쿠버네티스는 이러한 어플리케이션 컨테이너를 클러스터에 분산시키고 스케줄링하는 일을 자동화할 수 있습니다.

쿠버네티스 클러스터는 두 가지 형태의 자원으로 구성
컨트롤 플레인 : 클러스터 조율
노드 : 애플리케이션을 구동하는 작업자(worker)

1.1. 컨트롤 플레인

컨트롤 플레인은 클러스터 관리를 담당합니다.

애플리케이션 스케줄링
애플리케이션 향상성 유지
애플리케이션 스케일링
변경사항 순서대로 반영

1.2. 노드

노드는 클러스터 내 워커 머신으로 동작하는 VM 또는 물리적인 컴퓨터입니다. 운영 트래픽을 처리하는 쿠버네티스 클러스터는 최소 세 대의 노드를 가져야 하는데, 한 노드가 다운되면 etcd 멤버와 컨트롤 플레인 인스턴스가 사라져 중복성(redundancy) 를 잃을 수 있습니다. 컨트롤 플레인 노드를 추가하면 이러한 위험을 줄일 수 있습니다.

Kubelet : 컨트롤 플레인과 통신하는 에이전트
containerd or docker : 컨테이너 운영 담당

노드는 컨트롤 플레인이 제공하는 쿠버네티스 API 를 통해서 컨트롤 플레인과 통신합니다.

1.3 Minikube

Minikube 는 가벼운 쿠버네티스 구현체입니다. 로켈 머신에 VM 을 만들고 하나의 노드로 구성된 간단한 클러스터를 생성할 수 있습니다.

Minikube CLI
부트스트래핑 : 클러스터 시작, 중지, 상태 조회, 삭제

2. Docker 설치

dockerdocs 에서 소개하는 방법대로 docker 설치합니다.

apt 레포지토리에 Docker 를 추가합니다.

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install ca-certificates curl
$ sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
$ sudo curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg -o /etc/apt/keyrings/docker.asc
$ sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.asc

# Add the repository to Apt sources:
$ echo \
  "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.asc] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
  $(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME") stable" | \
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
$ sudo apt-get update

Docker 패키지를 설치합니다.

$ sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

Docker 를 실행합니다.

$ sudo systemctl enable docker
$ sudo systemctl start docker

3. Kubectl 설치

kubect 설치l 에서 소개하는 대로 kubectl 를 설치합니다.

curl 로 최신 릴리즈를 다운로드 합니다.

$ curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"

Kubectl 를 설치하고 제대로 설치되었는지 테스트합니다.

$ sudo install -o root -g root -m 0755 kubectl /usr/local/bin/kubectl
$ kubectl version --client

4. MiniKube 설치

Minikube 설치 에서 소개하는 대로 Minikube 를 설치합니다.

curl 로 패키지를 다운로드 받아 설치합니다.

$ curl -LO https://github.com/kubernetes/minikube/releases/latest/download/minikube-linux-amd64
$ sudo install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube && rm minikube-linux-amd64

Minikube 를 실행합니다.

$ minikube start
* minikube v1.35.0 on Ubuntu 24.04
* Automatically selected the docker driver. Other choices: ssh, none
* Using Docker driver with root privileges
* Starting "minikube" primary control-plane node in "minikube" cluster
* Pulling base image v0.0.46 ...
* Downloading Kubernetes v1.32.0 preload ...
    > preloaded-images-k8s-v18-v1...:  333.57 MiB / 333.57 MiB  100.00% 4.07 Mi
    > gcr.io/k8s-minikube/kicbase...:  500.31 MiB / 500.31 MiB  100.00% 5.18 Mi
* Creating docker container (CPUs=2, Memory=2200MB) ...
* Preparing Kubernetes v1.32.0 on Docker 27.4.1 ...
  - Generating certificates and keys ...
  - Booting up control plane ...
  - Configuring RBAC rules ...
* Configuring bridge CNI (Container Networking Interface) ...
* Verifying Kubernetes components...
  - Using image gcr.io/k8s-minikube/storage-provisioner:v5
* Enabled addons: storage-provisioner, default-storageclass
* Done! kubectl is now configured to use "minikube" cluster and "default" namespace by default

먄약 root 로 생성했다면 에러가 발생합니다. 사용자 계정을 생성해서 minikube start 를 해줍니다.

$ sudo useradd -m -d /home/hikube -s /bin/bash hikube
$ sudo passwd hikkube 
$ sudo usermod -aG sudo hikube
$ sudo usermod -aG docker hikube
$ su hikube

minikube 의 상태를 확인하고, kubectl 로 노드를 확인해봅니다.

$ minikube status
minikube
type: Control Plane
host: Running
kubelet: Running
apiserver: Running
kubeconfig: Configured

$ kubectl get node
NAME       STATUS   ROLES           AGE     VERSION
minikube   Ready    control-plane   3m47s   v1.32.0

minikube 삭제

$ minikube delete

Kubectl 을 사용해서 Deployment 생성

1. 쿠버네티스 Deployment

쿠버네티스 클러스터를 구동시키면, 그 위에 컨테이너화된 애플리케이션을 배포할 수 있습니다. 그러기 위해서는 쿠버네티스 Deployment 설정을 만들어야 하는데, 쿠버네티스가 애플리케이션의 인스턴스를 어떻게 생성하고 업데이트해야 하는지를 지시할 수 있습니다.

컨트롤 플레인이 Deployment 에 포함된 애플리케이션 인스턴스가 클러스터의 개별 노드에서 실행되도록 스케줄합니다.

애플리케이션 인스턴스가 생성되면, 쿠버네티스 Deployment 컨트롤러는 지속적으로 인스턴스를 모니터링하는데, 노드가 다운되거나 삭제되면, 컨트롤러가 인스턴스를 클러스터 내부의 다른 노드의 인스턴스로 교체시켜주는 자동 복구 매커니즘을 제공합니다.

2. Deploy 작성

$ vim nginx-deployment.yaml
apiVersion: apps/v1  
kind: Deployment  
metadata:  
  name: nginx-deploy  
spec:  
  replicas: 3  
  selector:  
    matchLabels:  
      app: nginx-app  
  template:  
    metadata:  
      labels:  
        app: nginx-app  
    spec:  
      containers:  
      - name: nginx-container  
        image: nginx:latest  
        ports:  
        - containerPort: 80

$ vim nginx-service.yaml
apiVersion: v1  
kind: Service  
metadata:  
  name: nginx-service  
spec:  
  type: NodePort  
  selector:  
    app: nginx-app  
  ports:  
    - targetPort: 80  
      port: 80  
      nodePort: 30080

다음과 같은 에러가 난다면 yaml 문법 오류이니, 오류를 잘 읽어보고 해결할 것 ( 저는 복사과정에서 - 가 특수문자로 변경되었네요 ㅎㅎ)

Error from server (BadRequest): error when creating "./nginx-deployments.yaml": Deployment in version "v1" cannot be handled as a Deployment: json: cannot unmarshal object into Go struct field PodSpec.spec.template.spec.containers of type []v1.Container

3. 배포

kubectl apply -f

다음 포스트에서는 파드와 노드로 배포된 어플리케이션을 모니터링하기 위한 방법을 알아보겠습니다~!

Ref

HeonJe Lee | 선임연구원
게이트웨이 On-promise 제품 팀에서 시스템 모니터링 및 관리를 쉽게 다가갈 수 있도록 하기 위한 업무를 하고 있습니다.

Contact: lhjnano@gmail.com

HeonJe Lee's Record