[K8s 아키텍처 심층 분석] 쿠버네티스의 마스터 노드와 워커 노드 완전 정복

쿠버네티스 kubernetes k8s

쿠버네티스(Kubernetes)는 컨테이너화된 애플리케이션의 자동 배포, 스케일링 및 관리를 위한 강력한 오픈소스 플랫폼입니다. 이 시스템의 핵심은 마스터 노드와 워커 노드로 구성된 클러스터 아키텍처에 있습니다. 이 두 노드 유형은 각각 고유한 역할을 수행하며, 함께 작동하여 효율적이고 안정적인 컨테이너 오케스트레이션 환경을 제공합니다.

 

마스터 노드: 클러스터의 두뇌

마스터 노드는 쿠버네티스 클러스터의 제어 플레인으로, 전체 클러스터의 상태를 관리하고 조정합니다. 주요 구성 요소는 다음과 같습니다:

1. kube-apiserver:
   • 클러스터의 API 엔드포인트 역할
   • 모든 관리 작업의 중심점
   • RESTful API를 통해 클러스터 상태 쿼리 및 수정
2. kube-controller-manager:
   • 다양한 컨트롤러 프로세스 실행
   • 노드 상태, 복제, 엔드포인트 등 관리
3. kube-scheduler:
   • 새로운 파드를 적절한 워커 노드에 할당
   • 리소스 요구사항, 하드웨어/소프트웨어 제약 조건 고려
4. etcd:
   • 분산 키-값 저장소
   • 클러스터의 모든 상태 및 구성 데이터 저장
5. cloud-controller-manager (선택적):
   • 클라우드 제공업체의 API와 통합

 

워커 노드: 실제 작업의 실행자

워커 노드는 실제 애플리케이션 컨테이너가 실행되는 곳입니다. 주요 구성 요소는 다음과 같습니다:

1. kubelet:
   • 노드의 주요 에이전트
   • 파드 및 컨테이너 생성, 시작, 중지 관리
   • 마스터 노드와 통신하여 노드 상태 보고
2. kube-proxy:
   • 네트워크 프록시 및 로드 밸런서 역할
   • 클러스터 내부 서비스 디스커버리 및 라우팅 처리
3. 컨테이너 런타임:
   • 컨테이너 실행을 담당 (예: Docker, containerd)

 

클러스터 운영의 핵심 개념

• 상태 관리:
  쿠버네티스는 '선언적' 접근 방식을 사용합니다. 관리자는 원하는 상태를 정의하고, 시스템은 지속적으로 이 상태를 유지하려 노력합니다.이 YAML 파일은 3개의 nginx 컨테이너를 유지하도록 정의합니다. (이 YAML 파일은 3개의 nginx 컨테이너를 유지하도록 정의합니다.)

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

• 로드 밸런싱:
  kube-proxy는 서비스 레벨에서 로드 밸런싱을 제공합니다. 이는 클러스터 내부 및 외부 트래픽을 효율적으로 분산시킵니다.
• 고가용성:
  마스터 노드 컴포넌트를 여러 노드에 분산 배치하여 고가용성을 확보할 수 있습니다. etcd 클러스터링은 데이터의 안정성을 보장합니다.
• 스케일링:
  수평적(더 많은 파드) 및 수직적(더 많은 리소스) 스케일링을 자동으로 수행할 수 있습니다.

 

실제 운영 시 고려사항

1. 보안:
   • RBAC(Role-Based Access Control)을 통한 접근 제어
   • 네트워크 정책을 사용한 파드 간 통신 제한
   • 정기적인 etcd 백업 수행
2. 모니터링:
   • Prometheus와 Grafana를 활용한 클러스터 모니터링 구축
   • 로그 집계 시스템 (예: ELK 스택) 도입
3. 네트워킹:
   • CNI(Container Network Interface) 플러그인 선택 (예: Calico, Flannel)
   • 서비스 메시 도입 고려 (예: Istio)
4. 스토리지:
   • 적절한 스토리지 클래스 및 퍼시스턴트 볼륨 설정
   • 상태 유지가 필요한 애플리케이션을 위한 StatefulSet 사용

 

쿠버네티스의 마스터 노드와 워커 노드 아키텍처를 깊이 이해하면, 더욱 효율적이고 안정적인 컨테이너 기반 인프라를 구축하고 운영할 수 있습니다. 지속적인 학습과 실험을 통해 쿠버네티스의 강력한 기능을 최대한 활용하시기 바랍니다.

 

 

[k8s] 쿠버네티스의 마스터 노드와 워커 노드

 

[Kubernetes 완전 정복] 클라우드 네이티브 시대의 핵심 기술, 쿠버네티스 심층 분석