[Docker 강의 19편] 도커와 쿠버네티스 기본 개념

 

안녕하세요 펭귄 교수입니다.

 

도커(Docker)와 쿠버네티스(Kubernetes)는 현대 애플리케이션 배포와 관리에서 필수적인 도구로 자리 잡았습니다.

 

도커는 컨테이너화를 통해 애플리케이션을 격리하고 효율적으로 배포할 수 있게 해주는 기술이고, 쿠버네티스는 이러한 도커 컨테이너를 대규모로 관리하는 오케스트레이션 도구입니다.

 

이 글에서는 도커와 쿠버네티스의 기본 개념을 다루고, 각각의 역할과 차이점, 어떻게 함께 사용되는지를 설명하겠습니다.

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1. 도커(Docker)란?

도커는 애플리케이션과 그 종속성들을 하나의 패키지로 묶어 격리된 환경에서 실행할 수 있도록 하는 컨테이너화 기술입니다. 이 컨테이너는 가상 머신과는 다르게 운영체제 수준에서 격리되며, 빠르고 가볍게 실행됩니다.

도커의 주요 기능

• 컨테이너화: 애플리케이션과 그에 필요한 모든 요소를 하나의 패키지로 묶어 실행.
• 이식성: 도커 이미지를 통해 어디서든 일관된 실행 환경 제공.
• 경량화: 가상 머신에 비해 더 적은 자원 사용.

도커는 클라우드 환경에서 여러 개의 컨테이너를 쉽게 배포하고 관리할 수 있도록 돕습니다. 이는 애플리케이션을 빠르고 유연하게 개발, 테스트, 배포하는 데 이상적인 도구입니다.

도커의 기본 명령어

다음은 도커를 사용할 때 기본적으로 많이 쓰이는 명령어들입니다.

docker run <이미지>
docker ps
docker stop <컨테이너 ID>
docker rm <컨테이너 ID>
docker images

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2. 쿠버네티스(Kubernetes)란?

쿠버네티스(Kubernetes)는 대규모 컨테이너 환경을 관리하고 조율하는 오케스트레이션 도구입니다. 단순히 컨테이너를 배포하는 것만이 아니라, 그들의 배포, 스케일링, 로드 밸런싱, 롤백 등을 자동으로 관리합니다.

 

운영 수준의 컨테이너 오케스트레이션

 

쿠버네티스의 주요 기능

• 자동화된 컨테이너 관리: 컨테이너의 배포와 상태 관리를 자동화.
• 스케일링: 필요에 따라 컨테이너 수를 자동으로 조절.
• 로드 밸런싱: 다수의 컨테이너 사이에 트래픽을 분배하여 고가용성 보장.
• 셀프 힐링(Self-healing): 실패한 컨테이너를 자동으로 다시 시작하거나 교체.
• 롤아웃 및 롤백: 애플리케이션 버전 업데이트 시 무중단 배포 및 롤백 지원.

쿠버네티스는 복잡한 환경에서도 다수의 컨테이너를 효과적으로 관리할 수 있도록 돕는 도구입니다.

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3. 도커와 쿠버네티스의 관계

도커와 쿠버네티스는 각각의 역할이 다르지만, 서로 보완적인 관계에 있습니다. 도커는 컨테이너를 생성하고 실행하는 도구이고, 쿠버네티스는 그 컨테이너들을 관리하는 역할을 합니다.

도커의 역할

• 애플리케이션을 컨테이너로 묶고, 실행하며, 이미지로 배포하는 역할.

쿠버네티스의 역할

• 다수의 컨테이너를 조율하고 관리하며, 클러스터 환경에서 자원을 효율적으로 분배하고 관리하는 역할.

쉽게 말해, 도커는 컨테이너 기술이고, 쿠버네티스는 그 컨테이너들을 자동으로 관리해주는 오케스트레이션 도구입니다.

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4. 도커에서 쿠버네티스로 전환하는 이유

도커는 단일 컨테이너 실행에 매우 강력하지만, 대규모 환경에서는 이를 관리하는 데 어려움이 있습니다. 수십, 수백 개의 컨테이너를 수동으로 관리하기에는 한계가 있기 때문에, 이를 해결하기 위해 쿠버네티스 같은 오케스트레이션 도구가 필요합니다.

쿠버네티스가 필요한 상황

• 다중 컨테이너: 여러 개의 컨테이너를 동시에 실행하고 관리할 때.
• 자동화: 배포 및 스케일링을 자동화하고자 할 때.
• 고가용성: 컨테이너 장애 시 자동으로 복구가 필요할 때.
• 확장성: 수천 개의 컨테이너를 효율적으로 배포하고 관리할 때.

도커를 통해 애플리케이션의 실행을 쉽게 할 수 있지만, 쿠버네티스를 통해 대규모 배포와 운영을 자동화하고 체계적으로 관리할 수 있습니다.

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5. 쿠버네티스의 기본 구성 요소

쿠버네티스는 여러 가지 구성 요소로 이루어져 있으며, 이들 각각이 역할을 분담하여 클러스터를 효과적으로 운영합니다. 가장 중요한 구성 요소는 다음과 같습니다.

5-1. 노드(Node)

쿠버네티스 클러스터를 구성하는 서버들입니다. 각각의 노드는 컨테이너를 실행하는 역할을 합니다.

5-2. 파드(Pod)

쿠버네티스에서 컨테이너가 실행되는 기본 단위입니다. 하나 이상의 컨테이너를 포함할 수 있으며, 동일한 네트워크와 스토리지를 공유합니다.

5-3. 레플리카셋(ReplicaSet)

애플리케이션의 복제본을 유지하고 관리하는 역할을 합니다. 설정된 수의 파드를 항상 유지하도록 도와줍니다.

5-4. 서비스(Service)

컨테이너 간 통신을 위한 네트워크 인터페이스를 제공합니다. 로드 밸런싱을 지원하여 트래픽을 여러 파드에 분산시킵니다.

5-5. 배포(Deployment)

쿠버네티스에서 애플리케이션의 배포, 업데이트, 롤백 등을 관리하는 핵심 객체입니다.

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6. 도커와 쿠버네티스 함께 사용하기

도커와 쿠버네티스를 함께 사용하면 다음과 같은 이점이 있습니다.

1. 자동화된 스케일링: 트래픽이 증가할 때 자동으로 컨테이너 수를 늘려 시스템 부하를 분산할 수 있습니다.
2. 무중단 배포: 애플리케이션 업데이트 시, 쿠버네티스는 중단 없이 새로운 버전을 배포할 수 있습니다.
3. 셀프 힐링: 컨테이너가 비정상적으로 종료되거나 실패할 경우, 자동으로 다시 시작하여 서비스 연속성을 유지합니다.

쿠버네티스는 복잡한 환경에서 도커 컨테이너를 손쉽게 관리하고, 대규모 분산 시스템을 구현할 수 있게 해줍니다.

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7. 도커와 쿠버네티스 설치하기

도커와 쿠버네티스를 로컬 환경에서 설치하고 사용하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 이 중 Minikube와 Docker Desktop은 간편하게 쿠버네티스 클러스터를 구성할 수 있는 도구입니다.

Minikube 설치

minikube start

 

Minikube는 로컬 환경에서 간단하게 쿠버네티스를 설치할 수 있는 도구입니다.

minikube start

Docker Desktop에서 쿠버네티스 활성화

Docker Desktop에서는 쿠버네티스 기능을 제공하며, 설정에서 활성화할 수 있습니다.

1. Docker Desktop을 실행합니다.
2. Settings → Kubernetes로 이동하여 Enable Kubernetes 옵션을 활성화합니다.

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8. Kubernetes 대시보드 사용하기

쿠버네티스는 웹 기반의 관리 도구인 Kubernetes Dashboard를 제공합니다. 이를 통해 클러스터의 상태를 실시간으로 확인하고, 애플리케이션을 쉽게 관리할 수 있습니다.

Kubernetes 대시보드 설치

kubectl apply -f <https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.2.0/aio/deploy/recommended.yaml>

대시보드를 설치한 후, 웹 브라우저에서 쿠버네티스 클러스터를 관리할 수 있습니다.

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9. 도커와 쿠버네티스를 통합한 실습 과제

이제 도커와 쿠버네티스의 기본 개념을 이해했다면, 다음 과제를 통해 이를 실습해 볼 수 있습니다.

과제 1

1. Minikube 또는 Docker Desktop을 사용하여 쿠버네티스 클러스터를 설정하세요.
2. 도커로 만든 애플리케이션을 쿠버네티스 클러스터에 배포해 보세요.
3. kubectl 명령어를 사용하여 클러스터 상태를 확인하고, 트래픽이 발생할 때 자동 스케일링을 테스트해 보세요.

과제 2

1. 간단한 웹 애플리케이션을 도커로 빌드한 후, 쿠버네티스 대시보드를 통해 파드 상태를 확인하세요.
2. 클러스터의 파드를 수동으로 조작해 보고, 이를 자동화하는 방법을 익혀 보세요.

 

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마무리

이렇게 도커와 쿠버네티스에 관해 알아보았습니다.

대규모 프로젝트를 하다보면 하나 하나의 도커 컨테이너를 관리하기에는 다소 까다로운 면들이 많습니다.

그럴 때 관리 툴로써 쿠버네티스가 현재 많은 사랑을 받고 있어 이렇게 소개를 드렸습니다.

그러기 위해서는 도커에 대한 개념 이해가 필수적으로 보입니다. 무엇이든지 기본기가 탄탄한 것이 중요한 법이죠.

 

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