쿠버네티스, 컨테이너, 도커 개념 정리
쿠버네티스 1편
쿠버네티스와 컨테이너, 도커에 대한 기본 개념
Q. 쿠버네티스는 컨테이너를 오케스트레이션 하는 도구라는 글을 많이 봤어요. 도커는 컨테이너를 다루는 도구라고 설명하던데, 그렇다면 쿠버네티스는 도커를 다루는 도구인가요?
A. 아니요. 쿠버네티스의 역할은 컨테이너를 분산 배치, 상태 관리 및 컨테이너의 구동 환경까지 관리해 주는 도구이고, 도커는 컨테이너를 다루는 도구(컨테이너 런타임) 중 하나이다. 쿠버네티스는 컨테이너를 다루기 위해 도커 이외에도 다양한 컨테이너 런타임 소프트웨어를 사용할 수 있다.
📌 용어에 대한 정리
- 컨테이너: 앱이 구동되는 환경까지 감싸서 실행할 수 있도록 하는 격리 기술
- 컨테이너 런타임: 컨테이너를 다루는 도구
- 도커: 컨테이너를 다루는 도구 중 가장 유명한 것
- 쿠버네티스: 컨테이너 런타임을 통해 컨테이너를 오케스트레이션 하는 도구
- 오케스트레이션: 여러 서버에 걸친 컨테이너 및 사용하는 환경 설정을 관리하는 행위
컨테이너
컨테이너란, 우리가 구동하려는 애플리케이션을 실행할 수 있는 환경까지 감싸서, 어디서든 쉽게 실행할 수 있도록 해 주는 기술이다.
컨테이너 환경을 묶어서 배포한 컨테이너 이미지라는 프로그램을 내려받아 구동하면 실행되기 때문에, 각종 설정 과정이 줄어 들어서 편하게 사용 가능.
컨테이너 런타임이란, 컨테이너를 사용할 때 필요한 도구이다. 컨테이너를 쉽게 내려받거나 공유하고 구동할 수 있도록 해주는 도구이며, 그 중 가장 유명한 것이 도커이다. 도커가 사용하는 컨테이너 규격은 표준화되어 있으므로 도커가 아닌 다른 컨테이너 런타임들도 도커로 만든 컨테이너를 사용할 수 있다.
쿠버네티스는 컨테이너 런타임을 통해 컨테이너를 다루는 도구이다. 쿠버네티스가 해 주는 일은 여러 서버(노드)에 컨테이너를 분산해서 배치하거나, 문제가 생긴 컨테이너를 교체하거나, 컨테이너가 사용할 비밀번호나 환경 설정을 관리하고 주입해 주는 일 등이다.
가상환경 vs 컨테이너
1. 전통적 배포 (Traditional Deployment)
가장 오래되고 단순한 방식이며, 물리적인 컴퓨터 한 대에 하나의 OS (ex. Window)를 깔고 여러 가지 프로그램을 설치하는 방식.
💥 문제점 💥
한 대의 컴퓨터에서 모든 것을 처리하려고 하면 어떤 프로그램 동작이 다른 프로그램의 동작을 간섭하거나, 특정 프로그램이 성능을 독점할 경우 또 다른 프로그램의 성능이 떨어지는 단점이 있음.
-> 물리적 컴퓨터를 따로 구입해서 사용하는 방법이 있으나, 비용이 큼.
-> 이 문제를 해결하기 위한 해법이 가상화 배포
2. 가상화 배포 (Virtualized Deployment)
가상 머신을 기반으로 배포를 하는 방법이다. 하이퍼바이저는 하나의 시스템 상에서 가상 컴퓨터를 여러 개 구동할 수 있도록 해주는 중간 계층을 의미한다. App은 실행하고자 하는 프로그램, Bin/Library는 프로그램이 실행하는데 필요한 환경과 관련된 파일이다.
가상 머신에는 CPU, 메모리, 저장 장치 등을 개별적으로 할당할 수 있다. 하나의 컴퓨터 안에서 두 개의 가상화된 컴퓨터가 동작하기 때문에 서로 간섭을 일으키지 않게 할 수 있다. 이를 통해, 게임 컴퓨터에는 좀 더 많은 CPU와 메모리를, 인터넷 뱅킹용 컴퓨터에는 적은 CPU와 메모리를 할당하여 사용할 수 있다. 서버와 같이 다중화와 분산 처리가 중요한 시스템이면 시스템 자원 상황에 따라 가상머신 개수를 늘리고 줄이는 것도 좀 더 유연하게 처리 가능하다.
💥 문제점 💥
전통적 배포 방식보다는 분명 효율적이지만, 가상머신은 완전한 컴퓨터이고 가상머신에 일일이 운영체제를 설치해야 하기 때문에 컨테이너 중심의 배포보다는 무거운 편이다.
3. 컨테이너 중심의 배포 (Container Deployment)
가상화 배포와 비교해서 대체된 부분은 다음과 같다.
-
하이퍼바이저 -> Container Runtime
- Virtual Machine -> Container
컨테이너는 가상머신과 달리 프로그램 구동을 위해서 OS를 매번 설치할 필요가 없다. OS는 하나만 사용한다.
컨테이너 기반 배포는 물리적인 컴퓨터 상에서만 가능한 것이 아니라, 가상머신 위에 올라간 OS에서도 가능하다.
❓ 컨테이너 중심의 배포방식은 한 프로그램이 다른 프로그램의 성능 저하나 오류를 발생시키는 문제를 어떻게 해결할까?
- 게임과 인터넷 뱅킹 소프트웨어가 각각 컨테이너로 배포된다고 가정
- 두 프로그램은 하나의 OS 상에서 구동
- 컨테이너 중심의 배포는 프로그램이 각각 실행되면서 ‘이 컴퓨터에서 나만 구동되고 있다’라고 판단할 수 있또록, 실제로 두 프로그램 간에 간섭을 일으킬 수 없는 장벽을 침
- 이러한 장벽을 치는 것과 동시에 OS는 게임과 인터넷 뱅킹이 사용할 수 있는 CPU, 메모리 등의 자원 또한 독립적으로 사용할 수 있도록 할당하고 관리함.
- 이러한 과정을 통해 게임과 인터넷 프로그램은 스스로를 ‘서로 다른 컴퓨터에서 깔려 있다’ 고 생각하게 됨.
- OS 관점에서 보면 둘 다 같은 OS 상에서 구동되는 프로그램
- 컨테이너 중심의 배포방식 == OS 커널을 공유하는 가상화
총정리
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