[4] 파드(Pod)

1. 파드란 무엇인가?

쿠버네티스는 실제로 파드라는 단위로 컨테이너를 묶어서 관리하므로 보통 컨테이너가 하나가 아닌 여러 개 컨테이너로 구성된다.

파드로 컨테이너 여러 개를 한꺼번에 관리할 때는 컨테이너마다 역할을 부여할 수 있다. 파드 하나에 속한 컨테이너들은 모두 노드 하나 안에서 실행된다. 컨테이너들이 같은 목적으로 자원을 공유하는 것은 파드의 역할중 하나이기때문에 가능한 현상이다.

파드 안 여러 개 컨테이너에 역할을 부여하는 그림

 

파드 안에 컨테이가 3개 있고 각각 웹 서버, 로그 수집기, 볼륨 컨테이너라는 역할을 부여했다. 또한 파드 하나 안에 있는 컨테이너들은 하나의 IP를 공유한다.

즉, 외부에서 파드에 접근할 때, 192.168.10.10이라는 IP로 접근하며 파드 안 컨테이너와 통신할 때는 컨테이너마다 다르게 설정한 포트를 사용한다.

 

컨테이너 하나에 앞 그림의 세 가지 역할을 모두 부여할 수도 있다. 하지만 실제로 컨테이너 하나 안에 2개의 프로세스를 실행하는 것은 간단하지 않다. 시스템 신호나 종료 코드 처리도 프로세스마다 설정해줘야 하기 때문에 컨테이너 관리 효율이 떨어진다.

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2. 파드 사용

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: kubernetes-simple-pod
  labels:
    app: kubernetes-simple-pod
spec:
  containers:
  - name: kubernetes-simple-pod
    image: arisu1000/simple-container-app:latest
    ports:
    - containerPort: 8080

<기본적인 파드의 템플릿 설정 예시>

 

• .metadata.name 필드는 파드 이름을 설정한다.
• .metadata.labels.app 필드는 오브젝트를 식별하는 레이블을 설정한다. 위 예시에서는 해당 파드가 앱 컨테이너이고 kubernetes-simple-pod라고 식별한다고 설정했다.
• .spec.containers[ ].name 필드는 컨테이너의 이름을 설정한다. 위 예시에서는 kubernetes-simple-pod로 설정하였다. name 앞에 설정한 '-'은 .spec.containers의 하위 필드를 배열 형태로 묶겠다는 뜻이다. (그렇기때문에 .spec.contaienrs[ ] 라고 표기)
• .spec.containers[ ].imgae 필드는 컨테이너에서 사용할 이미지를 결정한다.
• .spec.container[ ].ports[ ].containerPort 필드는 해당 컨테이너에 접속할 포트 번호를 설정한다.

파드 실행

정상적으로 파드가 실행됐음을 확인

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3. 파드 생명 주기

파드는 생성부터 삭제까지의 과정에 생명 주기가 있다.

• Pending: 쿠버네티스 시스템에서 파드를 생성 중임을 의미한다. 이 상태는 컨테이너 이미지를 다운로드한 뒤 전체 컨테이너를 실행하는 과정이므로 파드 안의 전체 컨테이너가 실행될 때까지 시간이 걸린다.
• Running: 파드 안 모든 컨테이너가 실행 중인 상태를 의미한다. 1개 이상의 컨테이너가 실행 중이거나 시작 또는 재시작 상태일 수 있다.
• Succeeded: 파드 안 모든 컨테이너가 정상 실행 종료된 상태로 재시작되지 않는다.
• Failed: 파드 안 모든 컨테이너 중 정상적으로 실행 종료되지 않은 컨테이너가 있는 상태이다. 컨테이너 종료 코드가 0이 아니면 비정상 종료이거나 시스템이 직접 컨테이너를 종료한 것이다.
• Unknwon: 파드의 상태를 확인할 수 없는 상태이다. 보통 파드가 있는 노드와 통신할 수 없을 때이다.

현재 파드 생명 주기는 kubectl describe pods 파드이름 명령을 실행한 후 Status 항목에서 확인할 수 있다.

 

Status 항목에서 현재 파드가 Running 상태인 것을 확인할 수 있다.

 

Conditions 항목은 파드의 현재 상태 정보를 나타내며 Type과 Status로 구분되어 있다.

• Initialized: 모든 초기화 컨테이너가 성공적으로 시작 완료되었다는 의미이다.
• Ready: 파드는 요청들을 실행할 수 있고 연결된 모든 서비스의 로드밸런싱 풀에 추가되어야 한다는 의미이다.
• ContainersReady: 파드가 하나의 노드로 스케줄을 완료했다는 의미이다.
• Unschedulable: 스케줄러가 자원의 부족이나 다른 제약 등으로 지금 당장 파드를 스케줄 할 수 없다는 의미이다.

Status는 Type의 상태를 나타내는 True(상태 활성화), False(상태 비활성화), Unknown(상태 알 수 없음)값을 출력한다.

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4. kubelet으로 컨테이너 진단

Probe는 컨테이너에서 kubelet에 의해 주기적으로 수행되는 진단이다. 컨테이너가 실행된 후에는 kubelet이 컨테이너를 주기적으로 진단하는데 이때 필요한 Probe는 다음 세 가지가 있다.

• livenessProbe: 컨테이너가 실행됐는지 확인한다. 이 진단이 실패하면 kubelet은 컨테이너를 종료시키고, 재시작 정책에 따라 컨테이너를 재시작한다. 컨테이너에 livenessProbe를 어떻게 할지 명시되지 않았다면 기본 상태 값은 Success이다.
• readinessProbe: 컨테이너가 실행된 후 실제로 서비스 요청에 응답할 수 있는지 진단한다. 이 진단이 실패하면 엔드포인트 컨트롤러는 해당 파드에 연결된 모든 서비스를 대상으로 엔드포인트 정보를 제거한다. 첫 번째 readinessProbe를 하기 전까지의 기본 상태 값은 Failure이고 readinessProbe를 지원하지 않는 컨테이너라면 기본 상태 값은 Success이다.
• startupProbe: 컨테이너 안 애플리케이션이 시작되었는지를 나타낸다. 스타트업 프로브는 진단이 성공할 때까지 다른 나머지 프로브는 활성화되지 않으며, 진단이 실패할 시 kubelet이 컨테이너를 종료시키고, 컨테이너를 재시작 정책에 따라 처리한다. 컨테이너 스타트업 프로브가 없으면 기본 상태 값은 Success이다.

앞 세 가지 프로브가 있는 것은 쿠버네티스의 장점중 하나이다. readinessProbe를 지원하는 컨테이너라면 컨테이너가 실행된 다음 바로 서비스에 투입되어서 트래픽을 받지 않는다. 실제 트래픽을 받을 준비가 되었음을 확인한 후 트래픽을 받을 수 있다.

자바 애플리케이션처럼 프로세스가 시작된 후 앱이 초기화될 때까지 시간이 걸리는 상황에 유용하다. 또한 앱을 실행할 때 대용량 데이터를 불러와야 하거나, 컨테이너 실행은 시작됐지만 앱의 환경 설정 실수로 앱이 실행되지 않는 상황 등에 대비할 수 있다.

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컨테이너 진단은 컨테이너가 구현한 핸들러를 kubelet이 호출해서 실행한다.

 

핸들러는 세 가지가 있다.

• ExecAction: 컨테이너 안에 지정된 명령을 실행하고 종료 코드가 0일 때 Success라고 진단한다.
• TCPSocketAction: 컨테이너 안에 지정된 IP와 포트로 TCP 상태를 확인하고 포트가 열려있으면 Success라고 진단한다.
• HTTPGetAction: 컨테이너 안에 지정된 IP, 포트, 경로로 HTTP GET 요청을 보낸다. 응답 상태 코드가 200에서 400 사이면 Success라고 진단한다.

진단 결과 3개

• Success: 컨테이너가 진단에 성공
• Failure: 컨테이너가 진단에 실패
• Unknown: 진단 자체가 실패해서 컨테이너 상태를 알 수 없음

 

<출처>
정원천 외 3명, 쿠버네티스 입문 90가지 예제로 배우는 컨테이너 관리 자동화 표준