220622_3_k8s_컨트롤러-ReplicaSet Controller

쿠버네티스 교육/강의 내용 정리

220622_3_k8s_컨트롤러-ReplicaSet Controller

kimhope 2022. 6. 22. 18:26

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컨트롤러

Controller 개념

컨트롤러란

쿠버네티스에서는 어플리케이션 구동을 위해 파드를 생성함
실제 쿠버네티스를 통해서 서비스를 구축할 경우 개별 파드 오브젝트를 직접 컨트롤하는 방식은 사용하지 않음
쿠버네티스는 컨테이너 가상화의 특징을 활용하여 유연하고 확장성 있는 서비스를 구성할 수 있도록 컨트롤러 오브젝트를 제공하고 있음
컨트롤러는 'A 파드 5개 생성' 과 같은 동작 방식이 아닌 'A 파드가 5개인 상태 유지'와 같은 방식을 사용함

레플리카셋 컨트롤러란

쿠버네티스의 컨트롤러는 파드를 올바르게 동작하기 위해 특정 상태를 보장하는 역할
특정 상태는 컨트롤러에 따라 동작하는 방식 및 정의하는 상태가 조금씩 다름
레플리카셋 컨트롤러는 파드가 특정 갯수만큼 복제되고 동작하는 것을 보장함
노드에 문제가 발생하여 파드가 정상 작동하지 않을 경우 자동으로 스케줄러에 의해 새로운 노드 또는 기존 노드에 다시 새로운 파드를 생성하여 파드의 갯수를 유지하도록 복제함

정의한 갯수를 유지하지 않는 경우

수동으로 동일한 형식의 파드를 생성하는 경우
기존의 파드 유형을 변경하는 경우
정의한 복제본의 갯수를 변경하는 경우

레플리카셋 컨트롤러의 구성 요소

레이블 셀렉터: 파드 지정
파드 템플릿: 새로운 파드의 복제본 생성
복제본 수: 기본 값은 '1'

레플리카셋 컨트롤러가 제공하는 기능

정의한 복제본의 수만큼 파드가 없는 경우 파드 템플릿을 이용해 파드 생성
노드에 장애 발생 시 해당 노드에서 실행 중이던 파드를 다른 노드에 복제본 생성
수동이나 자동으로 파드 스케일 아웃이 가능함

실습

레플리카셋 컨트롤러 실습 - 1

.spec.selector.matchLabels: 일치성 기준 레이블 셀렉터 지정

복제본 수: 3
.spec.selector.matchLabels: 레이블 셀렉터의 레이블: app=testapp-rs
.spec.template.metadata.labels: 파드의 레이블: app=testapp-rs
레이블 셀렉터의 레이블과 파드 템플릿의 레이블이 일치하지 않으면 파드는 생성되지 않음

vagrant@kube-master1:~/test$ vi testapp-rs.yml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: testapp-rs
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: testapp-rs
  template:
    metadata:
      labels:
        app: testapp-rs
    spec:
      containers:
      - name: testapp
        image: c1t1d0s7/myweb
        ports:
        - containerPort: 8080
          protocol: TCP
        imagePullPolicy: Never

레플리카셋 컨트롤러 생성

vagrant@kube-master1:~/test$ vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl create -f testapp-rs.yml
replicaset.apps/testapp-rs created

생성된 파드 확인

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl get pods
NAME                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
testapp-pod-label   1/1     Running   0          8m46s
testapp-rs-c5g4s    1/1     Running   0          29s
testapp-rs-wwptq    1/1     Running   0          29s

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl get pods --show-labels
NAME                READY   STATUS    RESTARTS   AGE    LABELS
testapp-pod-label   1/1     Running   0          11m    app=testapp-rs
testapp-rs-c5g4s    1/1     Running   0          3m8s   app=testapp-rs
testapp-rs-wwptq    1/1     Running   0          3m8s   app=testapp-rs

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl describe replicaset.apps testapp-rs | less

파드의 레이블 변경
실행 중인 파드의 레이블이 변경됨과 동시에 testapp-rs 레이블이 정의된 파드가 새로 생성됨

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl label pods testapp-rs-wwptq app=rs --overwrite
pod/testapp-rs-wwptq labeled

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl get pods --show-labels
NAME                READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
testapp-pod-label   1/1     Running   0          13m     app=testapp-rs
testapp-rs-c5g4s    1/1     Running   0          5m20s   app=testapp-rs
testapp-rs-dvgs6    1/1     Running   0          4s      app=testapp-rs
testapp-rs-wwptq    1/1     Running   0          5m20s   app=rs

변경한 레이블을 원래대로 설정함과 동시에 한 개의 파드가 삭제됨
yml 파일에서 정의한 복제본 수를 유지하기 위함 (3개)

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl label pods testapp-rs-wwptq app=testapp-rs --overwrite
pod/testapp-rs-wwptq labeled

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl get pods --show-labels
NAME                READY   STATUS        RESTARTS   AGE    LABELS
testapp-pod-label   1/1     Running       0          14m    app=testapp-rs
testapp-rs-c5g4s    1/1     Running       0          6m1s   app=testapp-rs
testapp-rs-dvgs6    1/1     Terminating   0          45s    app=testapp-rs
testapp-rs-wwptq    1/1     Running       0          6m1s   app=testapp-rs

레플리카셋 컨트롤러 실습 - 2

파드 스케일 아웃

kubectl scale: 명령을 통한 스케일링

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl scale replicaset testapp-rs --replicas=4
replicaset.apps/testapp-rs scaled

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl get all

NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/testapp-pod-label   1/1     Running   0          38m
pod/testapp-rs-c5g4s    1/1     Running   0          30m
pod/testapp-rs-drssp    1/1     Running   0          4s
pod/testapp-rs-wwptq    1/1     Running   0          30m

NAME                 TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.233.0.1   <none>        443/TCP   24h

NAME                         DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/testapp-rs   4         4         4       30m

kubectl edit: 온라인 상태의 YAML 파일 수정을 통해 스케일링
변경한 내용이 문법 오류일 경우 저장이 되지 않고, 변경 사항이 반영되지 않음
저장 후 출력 구문이 "~ edited" 라고 나오는지 반드시 확인

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl edit replicasets.apps testapp-rs
replicaset.apps/testapp-rs edited

kubectl replace: 오브젝트 파일 수정을 통한 스케일링
기존 생성된 오브젝트의 구성과 YAML 파일의 구성 정보를 비교한 후 변경된 사항에 대해서만 반영됨

vagrant@kube-master1:~/test$ vi testapp-rs.yml

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl replace -f testapp-rs.yml
replicaset.apps/testapp-rs replaced

레플리카셋 컨트롤러 실습 - 3

.spec.selector.matchExpressions: 집합성 기준 레이블 셀렉터 지정

레이블 매칭 확장 연산자

In	레이블의 키가 존재하며, 값이 대상 중 하나와 일치
NotIn	레이블의 키가 존재하며, 값이 대상 모두와 불일치
Exists	레이블의 키가 존재함 (값 무관)
DoesNotExist	레이블의 키가 존재하지 않아야 함

실행 중인 모든 파드 삭제

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl delete replicasets.apps testapp-rs
replicaset.apps "testapp-rs" deleted

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl get all
NAME                    READY   STATUS        RESTARTS   AGE
pod/testapp-pod-label   1/1     Terminating   0          46m
pod/testapp-rs-7kjdt    1/1     Terminating   0          3m46s
pod/testapp-rs-kss92    1/1     Terminating   0          5m4s
pod/testapp-rs-wwptq    1/1     Terminating   0          37m
pod/testapp-rs-xghs5    1/1     Terminating   0          3m46s

NAME                 TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.233.0.1   <none>        443/TCP   24h

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl get all
NAME                 TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service/kubernetes   ClusterIP   10.233.0.1   <none>        443/TCP   24h

app=testapp-rs-exp 레이블을 포함한 파드 생성
metadata.name: testapp-pod-1, 2 부분을 변경하여 파드 생성

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl create -f testapp-pod.yml
pod/testapp-pod-1 created

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl create -f testapp-pod.yml
pod/testapp-pod-2 created

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl get pods --show-labels
NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
testapp-pod-1   1/1     Running   0          52s   app=testapp-rs-exp,env=dev
testapp-pod-2   1/1     Running   0          16s   app=testapp-rs-exp,env=admin

vagrant@kube-master1:~/test$ cat testapp-pod.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: testapp-pod-2
  labels:
    app: testapp-rs-exp
    env: admin
spec:
  containers:
  - name: testapp
    image: c1t1d0s7/myweb
    ports:
    - containerPort: 8080
    imagePullPolicy: Never

app(key)의 값이 testapp-rs-exp 또는 testapp-rs와 일치하고 env(key)를 포함한 파드의 복제본 4개가 유지되도록 구성함

vagrant@kube-master1:~/test$ vi testapp-rs-exp.yml

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: testapp-rs-exp
spec:
  replicas: 4
  selector:
    matchExpressions:
    - key: app
      operator: In
      values:
      - testapp-rs-exp
      - testapp-rs
    - key: env
      operator: Exists
  template:
    metadata:
      labels:
        app: testapp-rs
        env: op
    spec:
      containers:
      - name: testapp
        image: c1t1d0s7/myweb
        ports:
        - containerPort: 8080
        imagePullPolicy: Never

레플리카셋 생성

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl create -f testapp-rs-exp.yml
replicaset.apps/testapp-rs-exp created

레플리카셋 확인
실행 중인 파드는 총 4개

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl get all --show-labels
NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
pod/testapp-pod-1          1/1     Running   0          13m   app=testapp-rs-exp,env=dev
pod/testapp-pod-2          1/1     Running   0          12m   app=testapp-rs-exp,env=admin
pod/testapp-rs-exp-9mnjz   1/1     Running   0          11s   app=testapp-rs,env=op
pod/testapp-rs-exp-pmc29   1/1     Running   0          11s   app=testapp-rs,env=op

NAME                 TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE   LABELSservice/kubernetes   ClusterIP   10.233.0.1   <none>        443/TCP   25h   component=apiserver,provider=kubernetes

NAME                             DESIRED   CURRENT   READY   AGE   LABELS
replicaset.apps/testapp-rs-exp   4         4         4       11s   <none>

testapp-pod-1 파드의 레플리카셋 컨트롤러 확인
=> testapp-rs-exp 파드들과 컨트롤러가 동일함

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl describe pods testapp-rs-exp-9mnjz | grep -i 'control'
Controlled By:  ReplicaSet/testapp-rs-exp

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl describe pods testapp-pod-1 | grep -i 'control'
Controlled By:  ReplicaSet/testapp-rs-exp

testapp-pod-1의 env 레이블 삭제

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl label pods testapp-pod-1 env- --overwrite
pod/testapp-pod-1 labeled

파드 확인
app=testapp-rs, env=op 레이블을 포함한 파드가 생성됨

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl get all --show-labels
NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE    LABELS
pod/testapp-pod-1          1/1     Running   0          121m   app=testapp-rs-exp
pod/testapp-pod-2          1/1     Running   0          120m   app=testapp-rs-exp,env=admin
pod/testapp-rs-exp-9mnjz   1/1     Running   0          107m   app=testapp-rs,env=op
pod/testapp-rs-exp-gjnkk   1/1     Running   0          25s    app=testapp-rs,env=op
pod/testapp-rs-exp-pmc29   1/1     Running   0          107m   app=testapp-rs,env=op

NAME                 TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE   LABELS
service/kubernetes   ClusterIP   10.233.0.1   <none>        443/TCP   26h   component=apiserver,provider=kubernetes

NAME                             DESIRED   CURRENT   READY   AGE    LABELS
replicaset.apps/testapp-rs-exp   4         4         4       107m   <none>

testapp-pod-1 파드의 레플리카셋 컨트롤러 확인
=> 컨트롤러가 사라짐

vagrant@kube-master1:~/test$ kubectl describe pods testapp-pod-1  | grep -i 'control'
vagrant@kube-master1:~/test$

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