컨트롤러

컨트롤러

클러스터의 상태를 감시하고 현재 상태와 원하는 상태가 일치하도록 관리하는 작업

Pod의 개수를 보장

kubectl create deployment webui --image=httpd:latest --replicas=3

Controller 종류

모든 컨트롤러는 최종적으로 Pod를 관리한다. Deployment는 ReplicaSet을, CronJob은 Job을 거쳐 Pod를 관리한다.

Deployment → ReplicaSet → Pod , CronJob → Job → Pod

출처 : 유튜브 따배런 따배쿠 https://www.youtube.com/@ttabae-learn

ReplicationController

Pod의 인스턴스가 항상 특정 개수로 작동하도록 관리할 목적으로 사용. Pod의 replicas 설정에 따라 자동으로 Pod의 인스턴스를 추가 제거한다.

#Pod-definition
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
  labels:
    app: webui
spec:
  containers:
  - name: nginx-container
    image: nginx:1.14

#ReplicationController-definition
apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: rc-nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    app: webui
  template:
    metadata:
      name: nginx-pod
      labels:
        app: webui
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.14

ReplicaSet

ReplicaSet은 pod 집합의 실행을 항상 안정적으로 유지하며, 명시된 pod 개수를 보증하는데 사용된다.

더 다양한 selector 연산자를 제공.

ReplicationController VS ReplicaSet

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: rc-nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    app: webui
  template:
    metadata:
      name: nginx-pod
      labels:
        app: webui
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.14

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: rs-nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: webui
  template:
    metadata:
      name: nginx-pod
      labels:
        app: webui
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.14

• apiVersion : ReplicationController는 v1, ReplicaSet은 apps/v1
• selector : ReplicationController는 라벨을 바로 지정하고, ReplicaSet은 matchLabels / matchExpressions를 사용한다.

출처 : 유튜브 따배런 따배쿠 https://www.youtube.com/@ttabae-learn

ReplicaSet의 selector

• matchLabels : key: value 형식으로 라벨이 일치하는 Pod 연결
• matchExpressions : 아래 연산자로 Pod 연결

matchExpressions 예시

spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchExpressions:
    - {key: ver, operator: In, values: ["1.14"]}
  template:

spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchExpressions:
    - {key: ver, operator: Exists}
  template:

• 슬라이드에는 value:로 표기되어 있으나 실제 필드명은 values:(배열)이다.

출처 : 유튜브 따배런 따배쿠 https://www.youtube.com/@ttabae-learn

cat rs-nginx.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: rs-nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: webui
  template:
    metadata:
      name: nginx-pod
      labels:
        app: webui
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.14

kubectl get pods --show-labels
NAME             READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
rs-nginx-cxrrn   1/1     Running   0          65s   app=webui
rs-nginx-kxvrj   1/1     Running   0          65s   app=webui
rs-nginx-xmzxm   1/1     Running   0          65s   app=webui

kubectl get rs
NAME       DESIRED   CURRENT   READY   AGE
rs-nginx   3         3         3       2m5s

Deployment

상태가 없는 앱을 배포할 때 사용하는 가장 기본적인 컨트롤러이다.

Deployment의 목적은 rolling update를 위해서 만들어졌다.

Deployment는 ReplicaSet를 관리하면서 배포 방식, 버전 롤백 등이 설정 가능하다.

cat  deploy-nginx.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deploy-nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: webui
  template:
    metadata:
      name: nginx-pod
      labels:
        app: webui
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.14

#Deployment 가 ReplicaSet을 호출하고, 호출된 ReplicaSet이 pod를 관리한다
kubectl get kubectl get deploy,rs,pod
NAME                           READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/deploy-nginx   3/3     3            3           95s
  
NAME                                      DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/deploy-nginx-5cfbcf5f65   3         3         3       95s
  
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/deploy-nginx-5cfbcf5f65-2f7v5   1/1     Running   0          95s
pod/deploy-nginx-5cfbcf5f65-942vh   1/1     Running   0          95s
pod/deploy-nginx-5cfbcf5f65-lqw2d   1/1     Running   0          95s

ReplicaSet VS Deployment

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: rs-nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: webui
  template:
    metadata:
      name: nginx-pod
      labels:
        app: webui
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.14

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deploy-nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: webui
  template:
    metadata:
      name: nginx-pod
      labels:
        app: webui
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.14

• kind와 name만 다르고 나머지 구조는 ReplicaSet과 동일하다.

출처 : 유튜브 따배런 따배쿠 https://www.youtube.com/@ttabae-learn

RollingUpdate

[Rolling update]
kubectl set image deployment <deploy_name> <container_name>=<new_version_image>

[RollBack]
kubectl rollout history deployment <deploy_name>
kubectl rollout undo deploy <deploy_name>

#1.15로 이미지버전을 업데이트
kubectl set image deployment deploy-nginx nginx-container=nginx:1.15 --record

#1.16으로 이미지버전을 업데이트
kubectl set image deployment deploy-nginx nginx-container=nginx:1.16 --record

#rolling update 진행과정 조회
kubectl rollout status deployment deploy-nginx

#rolling update 잠시 중지, 배포이후에 해봐야 소용없음
kubectl rollout pause deployment deploy-nginx

#rolling update 재개
kubectl rollout resume deployment deploy-nginx

#rolling update 히스토리 조회
kubectl rollout history deployment deploy-nginx
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         <none>
2         kubectl set image deployment deploy-nginx nginx-container=nginx:1.15 --record=true
3         kubectl set image deployment deploy-nginx nginx-container=nginx:1.16 --record=true
4         kubectl set image deployment deploy-nginx nginx-container=nginx:1.17 --record=true

#바로 한단계 전으로 롤백
kubectl rollout undo deployment deploy-nginx

#히스토리의 REVISION번호값으로 undo.
#위의 예시에선 2번으로 rollback되면 2번이 사라지고 5번으로 나타난다.
kubectl rollout undo deployment deploy-nginx --to-revision=2 

#deployment 삭제
kubectl delete deployments.apps deploy-nginx

#yaml파일로 rollout 버전관리시, 아래항목으로 관리하면 좀 더 나은 이력관리를 할 수 있다.
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deploy-nginx
  annotations:
    kubernetes.io/change-cause: version 1.14
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: webui
  template:
    metadata:
      labels:
        app: webui
    spec:
      containers:
      - name: web
        image: nginx:1.14
        ports:
        - containerPort: 80

DaemonSet

전체노드에서 노드 당 Pod가 한 개씩 실행되도록 보장

로그 수집기, 모니터링 에이전트와 같은 프로그램 실행 시 적용

데몬셋이 대상으로 하고 있던 노드가 클러스터에 제거되는 경우, 다른 노드로 이동하여 파드를 실행시키지 않고 제거된다.

cat > daemonset-exam.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: daemonset-nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: webui
  template:
    metadata:
      name: nginx-pod
      labels:
        app: webui
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.14

kubectl create -f daemonset-exam.yaml

#데몬셋의 롤링업데이트는
kubectl get daemonsets.apps

#spec.template.spec.containers.image 의 버전을 변경하고 wq
kubectl edit daemonsets.apps daemonset-nginx

#데몬셋의 롤백은
kubectl rollout undo daemonset daemonset-nginx

#데몬셋 삭제
kubectl delete ds daemonset-nginx

ReplicaSet VS DaemonSet

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: rs-nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: webui
  template:
    metadata:
      name: nginx-pod
      labels:
        app: webui
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.14

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: daemonset-nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: webui
  template:
    metadata:
      name: nginx-pod
      labels:
        app: webui
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.14

• DaemonSet은 노드당 Pod를 1개씩 실행하므로 replicas 항목이 없다.

출처 : 유튜브 따배런 따배쿠 https://www.youtube.com/@ttabae-learn

StatefulSet

Pod의 상태를 유지해주는 컨트롤러
- Pod의 이름
- Pod의 볼륨

스테이트 풀 세트는 상태가 있는 파드를 관리하는 컨트롤러 입니다. 상태가 있다는 의미는 컨테이너가 종료되더라도 컨테이너에서 필요로 하는 데이터가 남게(Stateful 한 상태)되어 파드를 재시작 하더라도 데이터를 보존할 수 있다.

#생성
cat > statefulset-exam.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: sf-nginx
spec:
  replicas: 3
  serviceName: sf-service
#  podManagementPolicy: OrderedReady <---- 순차적으로 0,1,2 ?
  podManagementPolicy: Parallel      < --- 패러럴하게 번호를 채워줌 012 있었는데 1이 죽으면 1이 재생성. 추가되면 3이 생김. 제거되면 2가 제거
  selector:
    matchLabels:
      app: webui
  template:
    metadata:
      name: nginx-pod
      labels:
        app: webui
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.14

#Pod확인
kubectl get pods -o wide
NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP          NODE                NOMINATED NODE   READINESS GATES
sf-nginx-0   1/1     Running   0          2m2s   10.44.0.1   node1.example.com   <none>           <none>
sf-nginx-1   1/1     Running   0          89s    10.36.0.1   node2.example.com   <none>           <none>
sf-nginx-2   1/1     Running   0          2m2s   10.44.0.2   node1.example.com   <none>           <none>

#pod 삭제
kubectl delete pod sf-nginx-1  #<-- 1번을 지우면 어떻게 될까?, 죽었다가 replicas때문에 다시 살아나면서 1번을 유지한다.

#Scale out
kubectl scale statefulset sf-nginx --replicas=4  #<-- sf-nginx-3 pod가 생긴다

#kubectl edit statefulsets.apps sf-nginx 로 롤링업데이트 할 수 있고
#kubectl rollout undo statefulset sf-nginx 로 undo 할 수 있다

#삭제
kubectl delete statefulsets.apps sf-nginx

ReplicaSet VS StatefulSet

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: rs-nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: webui
  template:
    metadata:
      name: nginx-pod
      labels:
        app: webui
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.14

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: sf-nginx
spec:
  replicas: 3
  serviceName: sf-nginx-service
  selector:
    matchLabels:
      app: webui
  template:
    metadata:
      name: nginx-pod
      labels:
        app: webui
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx:1.14

• StatefulSet은 serviceName(연결할 Headless Service 이름)을 추가로 지정한다.

출처 : 유튜브 따배런 따배쿠 https://www.youtube.com/@ttabae-learn

Job

배치성 작업을 진행하기 위해 사용하는 컨트롤러.

Kubernetes는 Pod를 running 상태로 유지
Batch 처리하는 Pod는 작업이 완료되면 종료됨
Batch 처리에 적합한 컨트롤러로 Pod의 성공적인 완료를 보장

• 비정상 종료 시 다시 실행

• 정상 종료시 완료

#pod 실행 후 5초뒤에 종료되며, 쿠버네티스는 이를 다시 리스타트 시킨다 (반복)
kubectl run testpod --image=centos:7 --command sleep 5

Job definition

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: job-example
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: centos-container
        image: centos:7
        command: ["bash"]
        args:
        - "-c"
        - "echo 'Hello World'; sleep 50; echo 'Bye'"
      restartPolicy: Never

Job Object → Job controller (job-example) → centos-container Pod 실행 → Job finished successfully

• 작업이 정상 종료되면 Pod를 다시 시작하지 않는다 (restartPolicy: Never).
• 슬라이드에는 apiVersion: apps/v1로 표기되어 있으나 Job의 apiVersion은 batch/v1이다.

출처 : 유튜브 따배런 따배쿠 https://www.youtube.com/@ttabae-learn

#job 생성
cat > job-exam.yaml 
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: centos-job
spec:
#  completions: 5
#  parallelism: 2
#  activeDeadlineSeconds: 5
  template:
    spec:
      containers:
      - name: centos-container
        image: centos:7
        command: ["bash"]
        args:
        - "-c"
        - "echo 'Hello World'; sleep 50; echo 'Bye'"
      restartPolicy: Never
#      restartPolicy: OnFailure
#  backoffLimit: 3

#job 실행 : 실행되고 Running상태였다가 50초뒤에 Completed 상태로 pod가 변경된다.
kubectl create -f job-exam.yaml

#job 삭제
kubectl delete jobs.batch centos-job

#vi job-exam.yaml 해서 backoffLimit를 3(정의하지 않으면 디폴트6),
#restartPolicy: OnFailure 으로 수정한다면
# --> 컨테이너가 비정상 종료시 pod를 리스타트가 아니라 컨테이너를 리스타트 시키는데 3번까지 한다.

#vi job-exam.yaml 해서 restartPolicy: Never로 수정한다면
# --> 컨테이너가 비정상 종료시 pod를 리스타트 시킨다

#vi job-exam.yaml 해서 completions:3 로 수정한다면,
#템플릿에 있는 컨테이너를 3번 실행하겠다는 의미
# --> pod가 3개 실행되고, Completed 상태로 남음
 

#vi job-exam.yaml 해서 parallelism:2 로 수정한다면,
#템플릿에 있는 컨테이너를 2개씩 동시에 실행하겠다는 의미
# --> completions:3, parallelism:2 상태였다면, pod가 2개씩 3번 실행된다.

#vi job-exam.yaml 해서 activeDeadlineSeconds:5 로 수정한다면,
#애플리케이션이 5초안에 끝나지 않으면 완료처리 해버린다.

CronJob

사용자가 원하는 시간에 JOB 실행 예약 지원

지정한 시간에 한번만 잡을 실행하거나 지정한 시간동안 주기적으로 잡을 반복할 수 있다.

# ┌───────────── minute (0 - 59)
# │┌───────────── hour (0 - 23)
# ││┌───────────── day of the month (1 - 31)
# │││┌───────────── month (1 - 12)
# ││││┌───────────── day of the week (0 - 6) (Sunday to Saturday; <--- 일요일 에서 토요일까지임
# │││││                  7 is also Sunday on some systems)
# │││││                  OR sun, mon, tue, wed, thu, fri, sat
# │││││
# * * * * *


#매월 1일 3시에 실행   <--- "0 3 1 * *"
#주중 새벽3시에 job을 실행 <--- "0 3 * * 1-5"
#주말 새벽3시에 job을 실행 <--- "0 3 * * 0,6"
#5분마다 한번씩 job을 실행 <--- "*/5 * * * *"
#2시간마다 한번씩 job을 실행 <--- "0 */2 * * *"

Job VS CronJob

apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: centos-job
spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - name: centos-container
        image: centos:7
        command: ["bash"]
        args:
        - "-c"
        - "echo 'Hello'; sleep 5; echo 'Bye'"
      restartPolicy: Never

apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: cronjob-definition
spec:
  schedule: "0 3 1 * *"
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: hello
            image: busybox
            args:
            - /bin/sh
            - -c
            - date; echo Hello
          restartPolicy: Never

• CronJob은 schedule(cron 형식)을 지정하고, jobTemplate 아래에 Job의 spec을 넣는다.
• 슬라이드의 batch/v1beta1은 Kubernetes 1.25에서 제거되었으므로 batch/v1을 사용한다.

출처 : 유튜브 따배런 따배쿠 https://www.youtube.com/@ttabae-learn

#실행
cat > cronjob-exam.yaml 
apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: cronjob-exam
spec:
  schedule: "* * * * *"
  startingDeadlineSeconds: 500 #<-- 500초안에 안끝나면 취소시키겠다
#  concurrencyPolicy: Allow    #<-- Allow 가 디폴트이며, Allow면 작업이 1분마다 하는 작업인데 시간이 넘어가더라도 또 실행된다. 
  concurrencyPolicy: Forbid    #<-- 완료되지 않으면 새로 실행하지 않는다.
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: hello
            image: busybox
            args:
            - /bin/sh
            - -c
            - echo Hello; sleep 10; echo Bye
          restartPolicy: Never

kubectl create -f cronjob-exam.yaml
# 매 1분 정각에 실행되고, 10초뒤에 completed 되버림
# 다음 1분에 새로운 pod로 실행되고... 다음1분에 새로운 pod로 실행되고...
# pod가 계속 쌓이는가? 아니다. successfulJobsHistoryLimit: 3 가 기본값으로서, 3개까지만 유지된다.

kubectl get cronjobs.batch -o yaml

kubectl delete cronjobs.batch cronjob-exam