Micro Service Architecture mini Project using Kubernetes
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- Kubernetes is a portable, extensible, open-source platform for managing containerized workloads(Pods, Replicaset..) and services. (쿠버네티스는 컨테이너화된 워크로드와 서비스를 관리하기 위한 이식성이 있고, 확장가능한 오픈소스 플랫폼이다.)
- application을 배포하기 위해 desired state를 다양한 object에 라벨Label을 붙여 정의(yaml)하고 API 서버에 전달하는 방식을 사용
- kube는 Deployment, StatefulSets, DaemonSet, Job, CronJob등 다양한 배포 방식을 지원
[Kubernetes Architecture & Ecosystem] 
- 목적 : Docker Build & Kubernetes Build & Provisioning
- 구성요소 : Nginx, Html Code
- 요건
- VM과 Container의 개념을 정확히 이해하고 있어야 합니다.
- Docker Build와 Kubernetes 배포 Script
- 개인 PC 사양 최소 16GB Memory, VirtualBox v.5.2.20 or later
- Kubernetes 환경 (출처)
- 사전 준비 사항 : Kubernetes에 대한 이해
- Launch A Single Node Cluster
- Launch a multi-node cluster using Kubeadm
- Deploy Containers Using Kubectl
- Deploy Containers Using YAML
- Getting Started with Kubeless -...
- DockerScript : ./docker
- KubernetesScript : ./kubernetes
$ cd ~/MSA_miniProject
$ mdir docker
$ mkdir kubernetes
$ touch docker/build.sh
$ touch docker/push.sh
$ touch kubernetes/kubProvisioning.sh
$ git config --global user.name "mincloud1501"
$ git config --global user.email "mincloud1501@naver.com"
$ cat .git/config- Git Push
$ git add -A
$ git commit -m "first" // Local Repository
$ git push // Remote Repository- Docker File Edit [/docker/build.sh]
docker build --rm -t mincloud1501/nginx .
docker run -d --rm --name nginx1 -p 8888:80 mincloud1501/nginx- Docker Build
cd ./docker
. build.sh- Docker Check
$ docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
mincloud1501/nginx latest 40f4b6da1e0f 24 seconds ago 109MB
$ docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
b9c7b72516dc mincloud1501/nginx "nginx -g 'daemon of…" 7 seconds ago Up 7 seconds 0.0.0.0:8888->80/tcp nginx1
$ docker-machine ip
192.168.99.100[Test Page Connection]
- Docker Hub Push
. push.sh- Kubernetes Provisioning
- [kubernetes Node1] 에서 실행
[root@node1 ~]# kubectl delete deploy/nginx1; kubectl run nginx1 --image=mincloud1501/nginx --port=80 -o yaml > deploy.yaml
[root@node1 ~]# kubectl create -f deploy.yaml 로 확인[root@node1 ~]# kubectl expose deployment/nginx1 --type="NodePort" --port 80 -o yaml > sevice.yaml- [kubProvisioning.sh 편집]
#!/bin/bash
kubectl delete deploy/nginx1
kubectl create -f ./deploy.yaml
kubectl delete svc/nginx1
kubectl create -f ./service.yaml[kubProvisioning.sh 실행]
[root@node1 ~]#. kubProvisioning.sh
kube-apiserver
- API 서버는 k8s API를 노출하는 k8s Control plane component의 Frontend
- kube-apiserver는 수평으로 확장되도록 디자인되어 더 많은 instance를 배포해서 확장/실행/인스턴스간 트래픽을 조절 기능
kube-scheduler
- node가 배정되지 않은 새로 생성된 pod를 감지하고, 구동될 node를 선택하는 master component
- 스케줄링 결정을 위해서 고려되는 요소는 리소스에 대한 개별 및 총체적 요구 사항, 하드웨어/소프트웨어/정책적 제약, affinity 및 anti-affinity 명세, 데이터 지역성, 워크로드-간 간섭, 데드라인을 포함
kube-controller-manager
- controller를 구동하는 master component
- 논리적으로, 각 controller는 개별 process이지만, 복잡성을 낮추기 위해 모두 단일 binary로 compile되고 단일 process 내에서 실행
- node controller : node가 down되었을 때 통지와 대응에 관한 책임
- replication controller : 시스템의 모든 replication controller object에 대해 알맞는 수의 pod들을 유지
- endpoint controller : endpoint object를 채운다 (service와 pod를 연결)
- service account & token controller : 새로운 namespace에 대한 기본 계정과 API access token을 생성
etcd
- 모든 cluster data를 담는 k8s backend 저장소로 사용되는 일관성·고가용성 key-value 저장소
cloud-controller-manager
- cloud 제공 사업자와 상호작용하는 controller를 작동
- cloud-controller-manager binary는 k8s release 1.6에서 도입된 alpha 기능
- cloud vendor code와 k8s code가 서로 독립적으로 발전시켜 나갈 수 있도록 해준다.
kubelet
- cluster의 각 node에서 실행되는 agent. Kubelet은 pod에서 container가 확실하게 동작하도록 관리
- Kubelet은 k8s를 통해 생성되지 않는 container는 관리하지 않는다.
kube-proxy
- kube-proxy는 cluster의 각 node에서 실행되는 network proxy로, k8s의 service 개념의 구현부
- node의 network 규칙을 유지 관리하며 이 네트워크 규칙이 내부 network session이나 cluster 외부에서 pod로 network 통신을 할 수 있도록 해준다.
container runtime
- container 실행을 담당하는 software
- k8s 여러 container runtime 지원 (Docker,containerd,cri-o,rktlet,Kubernetes CRI를 구현한 모든 software)
-
k8s object는 k8s system에서 영속성을 가지는 개체로 k8s는 cluster의 status를 관리하기 위해 object를 이용 (Pod/ReplicaSet /Service/Volume)
- 어떤 컨테이너화된 application이 동작 중인지 (그리고 어느 node에서 동작 중인지)
- 그 application이 이용할 수 있는 resource
- 그 application이 어떻게 재구동 정책, upgrade, 그리고 내고장성과 같은 것에 동작해야 하는지에 대한 정책
-
object를 생성하게 되면, k8s는 그 object 생성을 보장하기 위해 지속적으로 작동
-
생성/수정/삭제를 위해 k8s object를 동작시키려면, 쿠버네티스 API를 이용해야 한다. kubectl CLI를 이용할 때, 필요한 k8s API를 호출
[k8s deployment를 위한 Object Spec - YAML]
apiVersion: apps/v1 # apps/v1beta2를 사용하는 1.9.0보다 더 이전의 버전용
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
spec:
selector:
matchLabels:
app: nginx
replicas: 2 # 템플릿에 매칭되는 파드 2개를 구동하는 디플로이먼트임
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.7.9
ports:
- containerPort: 80Docker 및 k8s cluster를 배포 관리할 수 있는 플랫폼들을 알아보자.
- Rancher 2.0, OpenShift(Red Hat), Tectonic(CoreOS), Docker Enterprise Edition 등
- Service Mesh(Istio, linkerd), CI(Tekton, Spinnaker), Container Serverless(Knative), Machine Learning(kubeflow)이 모두 kube 환경
[평가 요소]
- k8s cluster의 provisioning
- 고가용성 및 복구
- 지원되는 배포 model
- 필수 구성 요소 및 운영 체제 요구 사항
- monitoring 및 운영 관리
- multi-cluster 관리 등
- 순수 Open Source Model
- Enterprise
지원 관점에서 OpenShift는 Rancher보다 약 5배 비쌈 - Red Hat OS에 국한되며 Windows를 지원하지 않음
- Docker Image의 전체 Life-cycle를 관리
- PAS (Pivotal Application Service) & Pivotal Container Service (PKS)로 구성
Ubuntu에서만 실행되며 값 비싼 모델이라 기업에 친숙하지 않은 가격 Model- Open-Core Model, Microsoft Windows Server를 지원
- 개발자가 사전 개발된 Docker Image를 맞춤 개발하여 registry에서 배포 가능
- Spring Boot 및 Spring Cloud를 사용하는 12팩터 응용 프로그램을 제공
- Linux host, docker container, k8s node 위에서 위치나 인프라와 관계 없이 관리하며, Amazon EKS, Google k8s engine, Azure container service, 기타 서비스로서의 k8s cloud에서 k8s cluster 관리 가능
- container 중심의 linux 배포판과 enterprise급 k8s 배포판을 제공. 이 두 개가 합쳐진 것이 Tectonic stack의 기반을 형성
- CoreOS 운영 체제인
Container Linux는 콘테이너화된 구성요소의 모음으로 제공된다는 점에서 차별점을 지닌다. - 실행 중인 애플리케이션을 중단할 필요 없이, OS에 대한 자동화된 업데이트를 가능하게 해 준다.
- 다양한 환경(Local baremetal, 원격 public cloud 등)에서도 실행되지만, 플랫폼9의 서비스 형태로 원격 관리
- 플랫폼9는 매니지드 쿠버네티스에 대한 업데이트를 약 6주에 한번씩 고객 감시 하에 내보낸다.
- Severless Compute 또는 FaaS라고도 하는데 거의 대부분의 프로그래밍 언어와 콘테이너화된 런타임으로 작동된다.
- k8s cluster에 Deployment를 배포하고 Ingress를 연결하자. Nginx말고 Traefik Ingress도 좋다던데?
- AWS에 설치할 땐 kops(Kubernetes Operations)가 좋고, 요즘엔 Amazon EKS(Elastic Kubernetes Service)도 선호?
- on-premise에 설치할 때, kubespray / kubeadm / rancher / openshift 중에 뭐가 좋을까?
- k8s에 istio나 linkerd 설치해서 service mesh 적용하고 zipkin으로 추적하자!
- Container Serverless Cloud Run이 Knative 기반이라던데?
- Container build, 배포는 Spinnaker나 Jenkins X (Jenkins와는 다름!) 써볼까?
- 설정 파일은 helm으로 만들고, ChartMuseum으로 관리하자!
- cluster 하나는 불안한데...? multi-cluster 구성해야 하지 않을까? Anthos?
- Cloud Native Application 만들어서 k8s에 배포하자!
Please report bugs to mincloud1501@naver.com
The github repository is at https://github.com/mincloud1501/MSA_miniProject.git
Some other stuff.
J.Ho Moon, mincloud1501@naver.com
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