현대의 애플리케이션은 마이크로서비스, 컨테이너, 클라우드 환경으로 빠르게 진화하고 있습니다. 이러한 환경에서 수많은 컨테이너를 효율적으로 관리하기 위해 사용되는 것이 바로 쿠버네티스(Kubernetes)입니다.
이번 글에서는 쿠버네티스의 기본 개념부터 아키텍처, 동작 원리, 핵심 구성요소까지 초보자도 이해할 수 있도록 체계적으로 정리해 드립니다.
1. 쿠버네티스란?
Kubernetes(쿠버네티스)는 컨테이너화된 애플리케이션을 자동으로 배포, 확장, 관리해주는 오픈소스 플랫폼입니다. 원래 Google에서 개발되었고, 현재는 CNCF(Cloud Native Computing Foundation)에서 관리하고 있습니다.
컨테이너(예: Docker)를 여러 개 사용하는 환경에서 오토스케일링, 자동 복구, 서비스 디스커버리, 배포 전략 등을 자동으로 처리해 줍니다.
2. 쿠버네티스의 필요성
- 수백~수천 개의 컨테이너를 수동으로 관리하는 것은 비효율적
- 복잡한 마이크로서비스 구조를 안정적으로 운영할 수 있음
- 리소스 최적화, 무중단 배포, 자가 복구 등 운영 자동화 기능 탑재
3. 쿠버네티스 기본 구조
쿠버네티스는 마스터 노드(Control Plane)와 워크 노드(Worker Node)로 구성된 클러스터 구조로 작동합니다.
| 컴포넌트 | 설명 |
|---|---|
| Control Plane | 전체 클러스터를 제어하는 중심. 스케줄링, 상태 관리, API 서버 등 포함 |
| Worker Node | 실제 컨테이너(Pod)가 실행되는 노드. kubelet, 컨테이너 런타임 포함 |
4. 쿠버네티스의 핵심 구성요소
- Pod: 쿠버네티스에서 가장 작은 배포 단위. 하나 이상의 컨테이너 포함 가능
- Deployment: 원하는 수의 Pod를 관리하고 업데이트하는 객체
- Service: Pod에 접근할 수 있는 네트워크 인터페이스 제공
- ConfigMap & Secret: 설정값과 민감한 정보를 안전하게 관리
- Volume: Pod 간 공유 가능한 파일 저장소
5. 쿠버네티스의 동작 원리
- kubectl 명령 또는 YAML 파일로 배포 요청
- API Server가 요청을 수신하고 Scheduler가 적절한 Node에 배치
- kubelet이 Pod 생성 요청을 받아 컨테이너 런타임(Docker 등)에 전달
- Pod는 생성되고, Service를 통해 외부 요청을 수신
- 모든 상태는 etcd에 저장되어 클러스터 일관성 유지
📌 흐름도 요약:
배포 요청 → API Server → Scheduler → Node → Pod 생성 → Service 연결
6. 쿠버네티스의 주요 기능
- 오토스케일링(Auto Scaling): 부하에 따라 Pod 수 자동 조절
- 자가 복구(Self-healing): 비정상 Pod 자동 재시작
- 롤링 업데이트: 무중단 배포 지원
- 서비스 디스커버리: DNS 또는 IP 기반 자동 연결
7. 쿠버네티스 vs Docker만 사용할 때의 차이점
| 항목 | Docker 단독 | Kubernetes 환경 |
|---|---|---|
| 운영 방식 | 수동 관리 | 자동화된 오케스트레이션 |
| 스케일링 | 명령어 수동 입력 필요 | 자동 부하 기반 조절 가능 |
| 장애 대응 | 수동 확인 및 재배포 | 비정상 Pod 자동 복구 |
| 서비스 연결 | IP 직접 입력 | Service 객체를 통한 동적 연결 |
8. 쿠버네티스 실습 팁
- minikube: 로컬 환경에서 K8s 테스트 가능
- kubectl: 쿠버네티스 관리 CLI 도구
- k9s: 콘솔 기반 대시보드 툴
- Play with Kubernetes: 브라우저 기반 실습 사이트
결론
쿠버네티스는 현대적인 애플리케이션 운영에 있어 필수 기술입니다. 복잡한 컨테이너 환경을 자동화하고 안정적으로 관리하는 데 있어, 쿠버네티스는 가장 널리 사용되는 플랫폼으로 자리잡았습니다.
2025년 현재, DevOps와 클라우드 네이티브 인프라를 도입하고 있다면, 쿠버네티스의 원리와 구성요소를 이해하는 것이 개발자와 운영자 모두에게 필수 역량입니다.
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