컨테이너 조정이란 무엇인가요?

단일 컨테이너화된 애플리케이션을 관리하는 것은 비교적 간단하지만 분산 시스템 전반에 걸쳐 수백 또는 수천 개로 확장하면 가용성, 상호 연결성, 확장성을 보장하는 데 상당한 어려움이 따릅니다. 컨테이너 조정은 이러한 복잡성을 해결합니다. Kubernetes는 이 작업을 위한 선도적인 오픈소스 플랫폼이지만 Google Kubernetes Engine(GKE)과 같은 완전 관리형 컨테이너 조정 도구는 배포와 지속적인 관리를 간소화하여 Kubernetes와 관련된 운영 부담을 상당 부분 없앱니다.

Google Cloud의 컨테이너 조정 소개

컨테이너 조정의 정의

컨테이너 조정은 기본 인프라에 대한 걱정 없이 컨테이너화된 애플리케이션을 자동으로 프로비저닝, 배포, 확장, 관리하는 시스템입니다.

개발자는 컨테이너가 있는 곳이면 어디에나 컨테이너 조정을 구현하여 컨테이너의 수명 주기 관리를 자동화할 수 있습니다. 

기업 개발 및 운영팀에 이는 수동 프로세스에서 선언적 자동화 시스템으로 전환하는 것을 의미합니다. 새 버전 배포, 트래픽 급증에 따른 확장, 하드웨어 장애 복구와 같은 작업을 수행하는 방법을 지정하는 대신 애플리케이션의 원하는 상태를 선언하기만 하면 됩니다.

Kubernetes 조정의 주요 개념

Kubernetes 조정은 머신 클러스터를 관리하고 사용자가 정의한 원하는 상태와 필요한 리소스를 기반으로 컨테이너를 배포하는 방식으로 작동합니다. 이 시스템은 함께 작동하는 몇 가지 주요 개념으로 구성됩니다.

  • 컨테이너: 애플리케이션과 모든 종속 항목을 포함하는 가볍고 이식 가능하며 실행 가능한 패키지입니다. Kubernetes는 이러한 컨테이너의 배포와 수명 주기를 조정합니다.
  • 클러스터: 노드라고 하는 모든 머신의 집합으로, 애플리케이션을 실행하기 위해 Kubernetes에서 그룹화하고 관리합니다.
  • 컨트롤 플레인: 컨트롤 플레인은 Kubernetes 클러스터의 두뇌입니다. 클러스터에 대한 모든 전역 결정(예: 스케줄링)을 내리고 클러스터 이벤트를 감지하고 이에 응답하여 사용자가 원하는 상태를 유지합니다.
  • 노드: 노드는 클러스터 내의 단일 작업자 머신으로, 물리적 서버 또는 가상 머신일 수 있습니다. 컨테이너가 실제로 실행되는 곳입니다.
  • 포드: Kubernetes에서 포드는 배포 가능한 가장 작은 객체로, 실행 중인 프로세스의 단일 인스턴스를 나타냅니다. 포드에는 하나 이상의 컨테이너, 공유 스토리지, 고유한 네트워크 IP가 포함되어 있습니다.

컨테이너 조정 도구의 유형

컨테이너 조정 플랫폼은 컨테이너 조정을 자동화하는 도구를 제공하고 이벤트 로깅, 모니터링, 분석을 위한 다른 오픈소스 기술(예: Prometheus)을 설치할 수 있는 기능을 제공합니다.

컨테이너 조정 플랫폼에는 자체 관리형과 관리형이라는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

  • 자체 관리형 컨테이너 조정자: 이러한 플랫폼은 일반적으로 처음부터 새로 빌드되거나 Kubernetes와 같은 오픈소스 플랫폼을 활용하며 맞춤설정을 완벽하게 제어할 수 있게 해 줍니다. 하지만 설치, 구성, 업데이트, 보안 패치와 같은 작업을 포함하여 플랫폼 관리 및 유지보수의 부담을 져야 합니다.
  • 관리형 Kubernetes 서비스: Google Kubernetes Engine(GKE)과 같은 플랫폼은 기본 클러스터 인프라를 설정하고 운영하는 복잡한 작업을 처리하므로 사용자는 애플리케이션 배포 및 관리에 집중할 수 있습니다. 클라우드 제공업체가 설치 및 운영 관리를 담당합니다. 따라서 기능을 소비하고 컨테이너화된 애플리케이션을 실행하는 데만 집중할 수 있습니다.

Kubernetes 자체는 핵심 조정 기능을 제공하지만, 다양한 클러스터 도구가 함께 작동하여 보안을 강화하고 관리를 간소화하며 확장을 지원할 수 있습니다. 아래는 관련 도구 목록입니다. 

  • 모니터링 및 로깅 솔루션: Google Cloud 운영 제품군(Cloud MonitoringCloud Logging)과 같은 도구는 클러스터와 클러스터에서 실행되는 애플리케이션의 상태와 성능을 모니터링하는 데 필수적입니다.
  • CI/CD 도구: Cloud Build와 같은 시스템은 Kubernetes와 통합되어 컨테이너 이미지를 빌드하고 클러스터에 배포하는 프로세스를 자동화합니다.

컨테이너 조정은 어떻게 작동하나요?

Google Kubernetes Engine(GKE)과 같은 컨테이너 조정 도구를 사용하면 컨테이너화된 애플리케이션과 마이크로서비스를 더 쉽게 배포하고 실행할 수 있습니다. 일반적으로 컨테이너 조정자는 고유한 방법론을 적용하고 다양한 기능을 제공하지만, 조직이 컨테이너화된 애플리케이션을 자동으로 조정, 관리, 모니터링할 수 있도록 지원한다는 공통점이 있습니다.

최종 결과는 동일합니다. 즉, 관리형 컨테이너화된 애플리케이션이 실행됩니다. 하지만 Kubernetes와 GKE 사이에는 관련된 단계와 노력의 수준이 크게 다릅니다.

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Kubernetes 조정의 주요 기능

Kubernetes는 상당한 수동 작업이 필요한 여러 중요한 기능을 자동화합니다. 이러한 핵심 기능 덕분에 Kubernetes는 강력한 조정 플랫폼이 되었습니다.

  • 배포: Kubernetes는 배포된 애플리케이션의 원하는 상태를 설명하는 데 도움이 됩니다. 그러면 조정 엔진이 애플리케이션을 새 버전으로 업데이트하는 등의 변경사항 적용을 제어된 방식으로 관리하며, 다운타임이 발생하지 않는 경우가 많습니다.
  • 확장: CPU 사용률 또는 기타 커스텀 측정항목을 기반으로 Kubernetes는 실행 중인 컨테이너 수를 자동으로 늘리거나 줄일 수 있습니다. 이를 통해 애플리케이션이 비용에 맞게 최적화하면서 부하를 처리하는 데 필요한 리소스를 확보할 수 있습니다.
  • 자가 복구: 컨테이너 또는 노드에 장애가 발생하면 Kubernetes 조정이 자동으로 장애를 감지할 수 있습니다. 그런 다음 정상 노드에서 컨테이너를 다시 시작, 교체 또는 다시 예약하여 수동 개입 없이도 애플리케이션을 계속 사용할 수 있도록 합니다.
  • 서비스 검색 및 부하 분산: Kubernetes는 안정적인 DNS 이름을 사용하여 컨테이너를 인터넷 또는 클러스터의 다른 컨테이너에 자동으로 노출할 수 있습니다. 또한 동일한 서비스를 제공하는 여러 컨테이너 간에 트래픽을 부하 분산하여 요청이 효율적으로 분산되도록 할 수 있습니다.
  • 구성 관리: Kubernetes를 사용하면 비밀번호, API 키와 같은 민감한 정보를 '보안 비밀'로 저장하고 관리할 수 있습니다. 또한 애플리케이션 구성 데이터를 'ConfigMap'으로 처리하므로 컨테이너 이미지를 다시 빌드하지 않고도 구성을 업데이트할 수 있습니다.

Kubernetes 컨테이너 조정의 이점

컨테이너 조정의 가장 큰 이점 중 하나는 운영을 간소화한다는 것입니다. 태스크를 자동화하면 컨테이너화된 앱을 관리하는 데 따르는 노력과 복잡성을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 다른 많은 이점도 누릴 수 있습니다.

안정적인 애플리케이션 개발

컨테이너 조정 도구는 앱 개발의 속도와 반복 가능성을 높여 줍니다. 따라서 배포 속도를 높여 주며 DevOps와 같은 민첩한 개발 접근 방식을 지원하는 데 이상적입니다.

확장성

컨테이너 조정을 사용하면 변화하는 워크로드 요구사항에 따라 컨테이너 배포를 확장하거나 축소할 수 있습니다. 또한 관리형 솔루션을 선택하고 필요에 따라 기본 인프라를 확장하면 클라우드의 확장성을 누릴 수 있습니다.

비용 절감

컨테이너는 가상 머신보다 적은 리소스를 사용하므로 인프라 및 오버헤드 비용이 절감됩니다. 또한 컨테이너 조정 플랫폼은 인적 자본과 시간이 적게 필요하기 때문에 추가적인 비용 절감이 가능합니다.

향상된 보안

컨테이너 조정을 사용하면 여러 플랫폼의 보안 정책을 관리하고 취약점으로 이어질 수 있는 사람의 실수를 줄일 수 있습니다. 또한 컨테이너는 애플리케이션 프로세스를 격리하여 공격 표면을 줄이고 전반적인 보안을 개선합니다.

고가용성

컨테이너 조정 도구를 사용하면 인프라 장애를 더 쉽게 감지하고 해결할 수 있습니다. 컨테이너에 장애가 발생하면 컨테이너 조정 도구가 이를 자동으로 다시 시작하거나 교체하여 가용성을 유지하고 애플리케이션 가동시간을 늘릴 수 있습니다.

생산성 향상

컨테이너 조정은 반복적인 태스크를 줄이고 컨테이너를 설치, 관리, 유지관리하는 데 따른 부담을 덜어주어 개발자의 생산성을 높여 줍니다.

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컨테이너 조정 예시 및 사용 사례

업데이트가 필요한 컨테이너가 50개 있다고 가정해 보겠습니다. 전부 수동으로 할 수도 있지만 팀이 작업을 완료하는 데 얼마나 많은 시간과 노력이 들까요? 컨테이너 조정을 사용해서 구성 파일을 작성하면 컨테이너 조정 도구가 모든 작업을 자동으로 수행합니다. 이는 컨테이너 조정이 운영 워크로드를 줄이는 데 어떤 도움이 되는지를 보여주는 한 가지 예에 불과합니다. 

이제 동일한 컨테이너를 서로 다른 운영체제와 언어로 개발한다면 배포, 확장, 보호하는 데 얼마나 오래 걸릴지 생각해 보세요. 다른 환경으로 이동해야 한다면 어떨까요? 선언적 접근 방식은 리소스 할당, 복제본 관리, 네트워킹 구성과 같이 컨테이너를 원활하게 실행하는 데 필요한 반복적이고 예측 가능한 수많은 태스크를 간소화할 수 있습니다. 다음은 컨테이너 조정의 몇 가지 일반적인 사용 사례입니다.

  • 배포 자동화: 조정 도구는 각 컨테이너를 수동으로 배포하는 대신 프로세스를 자동화하여 일관되고 반복 가능한 배포를 보장합니다.
  • 애플리케이션 확장: 트래픽이 급증하면 조정 도구가 컨테이너 수를 자동으로 확장하여 증가한 부하를 처리하고 애플리케이션 가용성을 보장합니다.
  • 애플리케이션 업데이트 관리: 조정 도구는 순차적 업데이트를 용이하게 하여 다운타임 없이 애플리케이션의 새 버전을 배포할 수 있도록 합니다.
  • 고가용성 보장: 컨테이너에 장애가 발생하면 조정 도구가 자동으로 장애를 감지하고 컨테이너를 다시 시작하거나 교체하여 애플리케이션 복원력을 보장합니다.
  • 리소스 사용률 최적화: 조정 도구는 사용 가능한 리소스에 컨테이너를 효율적으로 패킹하여 사용률을 극대화하고 비용을 최소화합니다.

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