김도현의 쿠버네티스 입문장벽 낮추기 1 - 쿠버네티스 용어 유래로 알아보기

쿠버네티스 == 항해 테마

쿠버네티스(Kubernetes)는 그리스어 “κυβερνήτης”(kybernetes)에서 유래했으며, 이는 “조타수” 또는 “항해사”를 의미한다. 컨테이너화된 애플리케이션의 배포, 확장, 관리를 자동화하는 역할을 하기 때문에 이런 이름이 붙었다. 쿠버네티스의 상징이 항해용 방향타인 것도 이 때문이다.

컨트롤 플레인 컴포넌트 유래와 역할

용어	유래	설명
kubelet	“kube” + “let”(작은 프로그램)	각 노드에서 실행되는 에이전트로, 파드에서 컨테이너가 확실하게 동작하도록 관리. PodSpec에 따라 컨테이너의 건강 상태를 확인하고 유지함
kubectl	“kube” + “control”(제어)	쿠버네티스 클러스터를 제어하는 명령줄 인터페이스. API 서버와 통신하여 사용자 명령을 클러스터에 전달
kubeadm	“kube” + “admin”(관리자)	쿠버네티스 클러스터를 빠르게 부트스트랩하기 위한 도구. 고가용성(HA) 클러스터 구축에도 사용 가능
kube-proxy	“kube” + “proxy”(프록시)	각 노드에서 실행되며 네트워크 규칙을 유지관리. 서비스 개념의 구현부로, 내부 네트워크 세션이나 클러스터 외부에서 파드로의 통신을 가능하게 함
kube-apiserver	“kube” + “API server”	쿠버네티스 API를 노출하는 컴포넌트. 컨트롤 플레인의 프론트엔드로, 수평 확장 가능하도록 설계됨
kube-scheduler	“kube” + “scheduler”	새로 생성된 파드를 실행할 노드를 선택하는 컴포넌트. 리소스 요구사항, 하드웨어/소프트웨어 제약, 어피니티/안티-어피니티 규칙 등을 고려하여 최적의 노드를 선택
kube-controller-manager	“kube” + “controller” + “manager”	여러 컨트롤러 프로세스를 실행하는 컴포넌트. 노드 컨트롤러, 잡 컨트롤러, 엔드포인트슬라이스 컨트롤러, 서비스어카운트 컨트롤러 등이 포함됨
cloud-controller-manager	“cloud” + “controller” + “manager”	클라우드별 컨트롤 로직을 포함하는 컴포넌트. 클라우드 제공자의 API와 클러스터를 연결하며, 노드 컨트롤러, 라우트 컨트롤러, 서비스 컨트롤러 등 클라우드 의존성을 가진 컨트롤러를 관리
etcd	“etc distribution”	모든 클러스터 데이터를 저장하는 일관성 있고 고가용성을 갖춘 키-값 저장소. Unix 시스템의 /etc 디렉토리(설정 파일을 저장)에서 영감을 받음. 쿠버네티스의 백엔드 저장소로, 백업 계획이 필수적

노드 컴포넌트 유래와 역할

노드 컴포넌트는 동작 중인 파드를 유지하고 쿠버네티스 런타임 환경을 제공하며, 모든 노드 상에서 실행된다.

용어	유래	설명
kubelet	“kube” + “let”(작은 프로그램)	위의 표에서 설명한 바와 같음
kube-proxy	“kube” + “proxy”(프록시)	위의 표에서 설명한 바와 같음
컨테이너 런타임	Container Runtime	컨테이너 실행을 담당하는 소프트웨어. containerd, CRI-O 등이 있으며, 모든 Kubernetes CRI(컨테이너 런타임 인터페이스) 구현체 지원

리소스 및 개념 유래

용어	유래	설명
Pod	고래나 돌고래의 무리	쿠버네티스에서 생성하고 관리할 수 있는 배포 가능한 가장 작은 컴퓨팅 단위. 하나 이상의 컨테이너 그룹이며, 스토리지와 네트워크를 공유
Helm	배의 조타	쿠버네티스 패키지 매니저. 복잡한 애플리케이션 배포를 단순화하는 차트(Charts)라는 패키지 형식 제공
Ingress	“들어오다”라는 의미	클러스터로 들어오는 HTTP 및 HTTPS 트래픽을 관리하는 API 객체. 라우팅 규칙을 제공하여 지정된 서비스로 트래픽 라우팅
Service		파드 집합에 대한 네트워크 접근 방식을 정의하는 추상화 계층. 파드의 논리적 집합과 그것들에 접근할 수 있는 정책을 정의
Namespace		하나의 클러스터 내에서 리소스 그룹을 격리하는 가상 클러스터. 여러 사용자가 있는 환경에서 리소스 분할에 유용
Deployment		파드와 레플리카셋에 대한 선언적 업데이트를 제공. 애플리케이션 배포 상태를 설명하고 원하는 상태로 변경 가능
StatefulSet		상태 유지가 필요한 애플리케이션을 관리하기 위한 워크로드 API 객체. 파드의 순서 및 고유성을 보장
DaemonSet		모든(또는 일부) 노드가 파드의 사본을 실행하도록 보장. 로그 수집, 모니터링 등의 백그라운드 작업에 적합
ConfigMap		키-값 쌍으로 구성 데이터를 저장하는 API 객체. 환경 변수, 명령줄 인수 등으로 컨테이너에 전달 가능
Secret		비밀번호, OAuth 토큰, SSH 키와 같은 민감한 정보를 저장하는 객체. 암호화되어 관리됨

애드온 및 확장 컴포넌트

용어	설명
클러스터 DNS	쿠버네티스 서비스를 위해 DNS 레코드를 제공하는 DNS 서버. 모든 쿠버네티스 클러스터에 권장되는 필수 애드온
웹 UI (대시보드)	쿠버네티스 클러스터를 위한 범용 웹 기반 UI. 클러스터와 애플리케이션 관리 및 문제 해결 지원
컨테이너 리소스 모니터링	컨테이너에 대한 포괄적인 시계열 메트릭스를 기록하고 데이터를 열람하기 위한 UI 제공
클러스터-레벨 로깅	중앙 로그 저장소에 컨테이너 로그를 저장하고 검색/열람 인터페이스를 제공

관련 도구

용어	유래	설명
Minikube	“mini” + “kube”	로컬 환경에서 쿠버네티스를 실행하기 위한 도구. 개발, 테스트, 학습 목적으로 적합
Kind	Kubernetes in Docker	Docker 컨테이너를 노드로 사용하여 로컬에서 쿠버네티스 클러스터를 실행. CI 파이프라인 테스트에 유용
k3s	“K8s”의 경량화 버전	경량화된 쿠버네티스 배포판. IoT 및 엣지 컴퓨팅에 최적화됨
Istio	그리스어로 “항해, 돛”	서비스 메시 솔루션. 마이크로서비스 간의 트래픽 관리, 보안, 관찰 가능성 제공
Knative	“kube-native”의 줄임말	쿠버네티스 위에서 서버리스 워크로드를 실행하기 위한 플랫폼. 이벤트 기반 애플리케이션 개발 지원
Prometheus		쿠버네티스 환경에서 널리 사용되는 오픈소스 모니터링 시스템. 메트릭 수집, 알림, 시각화 제공
Grafana		다양한 데이터 소스의 메트릭을 시각화하는 도구. Prometheus와 함께 자주 사용됨

쿠버네티스 아키텍처 개요

쿠버네티스는 크게 마스터 노드(컨트롤 플레인)와 워커 노드로 구성된다. 각 컴포넌트는 특정 역할을 담당하여 전체 클러스터의 원활한 운영을 보장한다.

graph TD
  subgraph "컨트롤 플레인 (마스터 노드)"
    A[kube-apiserver] --- B[etcd]
    A --- C[kube-scheduler]
    A --- D[kube-controller-manager]
    A --- E[cloud-controller-manager]
  end

  subgraph "워커 노드 1"
    F[kubelet] --- G[kube-proxy]
    F --- H[컨테이너 런타임]
    H --- I[Pod 1]
    H --- J[Pod 2]
  end

  subgraph "워커 노드 2"
    K[kubelet] --- L[kube-proxy]
    K --- M[컨테이너 런타임]
    M --- N[Pod 3]
    M --- O[Pod 4]
  end

  A -.- F
  A -.- K

쿠버네티스 작동 방식 간략 설명

1. 사용자가 kubectl이나 API를 통해 애플리케이션 배포를 요청한다.
2. kube-apiserver가 요청을 검증하고 처리한다.
3. 배포 정보는 etcd에 저장된다.
4. kube-scheduler가 적절한 노드를 선택한다.
5. 선택된 노드의 kubelet이 컨테이너 런타임을 통해 파드를 생성한다.
6. kube-controller-manager가 원하는 상태와 실제 상태를 일치시키기 위해 지속적으로 모니터링한다.
7. kube-proxy가 서비스에 대한 네트워크 규칙을 설정하여 파드에 접근할 수 있게 한다.

쿠버네티스의 중요한 개념

선언적 구성

쿠버네티스는 “선언적(declarative)” 접근 방식을 사용한다. 사용자는 시스템의 “원하는 상태”를 정의하고, 쿠버네티스는 현재 상태를 원하는 상태로 맞추기 위해 지속적으로 작업한다.

셀프 힐링

쿠버네티스는 노드 장애, 파드 충돌 등의 상황에서 자동으로 복구를 시도한다. 이는 높은 가용성과 안정성을 제공한다.

스케일링

수평적 스케일링(파드 복제본 수 증가) 및 수직적 스케일링(파드에 할당된 리소스 증가)을 통해 워크로드 요구사항에 맞게 조정할 수 있다.

롤백 및 업데이트

쿠버네티스는 애플리케이션의 롤링 업데이트를 지원하며, 문제 발생 시 이전 버전으로 쉽게 롤백할 수 있다.

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