Controller, Replication Controller, ReplicaSet
🔹 Controller란?
쿠버네티스에는 다양한 Controller(컨트롤러) 가 존재한다.
컨트롤러는 단순히 파드를 생성하는 역할만 하는 것이 아니라,
클러스터의 상태를 지속적으로 감시하면서 원하는 상태를 유지하도록 관리한다.
즉, 서비스 운영 과정에서 발생하는 장애나 부하 상황을 자동으로 처리해주는 핵심 기능이다.
🔹 Controller가 제공하는 주요 기능
1. Auto Healing (자동 복구)
파드가 실행 중 갑자기 종료되거나,
해당 파드가 올라가 있던 노드 자체가 다운될 수 있다.
이 경우 기존 서비스는 장애 상태가 된다.
하지만 컨트롤러는 현재 상태를 감시 중에 있기 때문에
- 파드 장애 감지
- 노드 장애 감지
다른 정상 노드에 새로운 파드 재생성을 자동으로 수행한다.
-> 장애가 발생해도 서비스를 가능한 빠르게 복구한다.
2. Auto Scaling (자동 확장)
파드의 CPU / Memory 사용량이 증가하여 리소스 한계(Limit)에 가까워질 수 있다.
이 상황을 컨트롤러가 감지하면
- 동일한 파드를 추가 생성한다.
-> 1. 트래픽 분산
-> 2. 부하 감소- 특정 파드 과부하 방지
- 서비스 다운 방지
- 안정적인 성능 유지
3. Version Upgrade & Rollback
서비스 운영 중에는 버전 업그레이드가 자주 발생한다.
컨트롤러를 사용하면:
- 여러 파드를 한 번에 업그레이드 가능
- 배포 자동화 가능
- 문제 발생 시 Rollback 가능
즉, 운영 안정성을 높이면서 배포 작업을 단순화할 수 있다.
4. 일시적인 작업(Job성 작업)
컨트롤러는 특정 순간에만 필요한 작업도 수행할 수 있다.
예를 들어:
- 배치 작업
- 로그 정리
- 데이터 처리
- 일회성 스크립트 실행
같은 작업이 필요할 때:
- 필요한 순간에만 파드 생성
- 작업 수행
- 완료 후 자동 삭제
- 사용 중일 때만 리소스 사용
- 작업 종료 후 자원 반환이 가능하기 때문에 효율적인 자원 관리가 가능하다.
Replication Controller & ReplicaSet
🔹 Replication Controller란?
Replication Controller 는 현재는 사실상 deprecated(구식) 상태의 오브젝트다.
현재는 대부분 ReplicaSet 으로 대체되어 사용된다.
하지만 ReplicaSet을 이해하려면
Replication Controller의 개념을 먼저 이해하는 것이 중요하다.
🔹 Controller와 Pod의 연결 방식
Controller 와 Pod 는
Service 와 Pod 관계같이 Label, Selector 를 통해 연결된다.
- Pod에 특정 Label 존재
- Controller의 Selector가 해당 Label과 매칭
- Controller가 해당 Pod를 관리
🔹 Template
컨트롤러에는 매우 중요한 기능인 Template 이 존재한다.
컨트롤러 생성 시 내부에:
- Pod 정보
- Container 정보
- Image 정보
등을 Template 형태로 저장한다.
▫️Template 동작 방식
컨트롤러는 항상 현재 상태를 감시한다.
만약 관리 중인 Pod가 죽으면:
- 현재 Pod 삭제 감지
- 내부 Template 확인
- 동일한 Pod 재생성
Template은 "파드를 복구하기 위한 원본 설계도" 역할을 한다.▫️ Template를 활용한 수동 업그레이드
이 Template 특성을 이용하면 버전 업그레이드도 가능하다.
예를 들어:
기존 Pod를 V1-> V2 로 변경하는 경우
- v1 작동 중
- Controller의 Template 수정
- v2 이미지로 변경
- 기존 Pod를 삭제
- Controller가 Pod 삭제 감지
- 새 Template 기반으로 재생성
- 결과적으로 v2 Pod 생성
수동 버전 업데이트 완료🔹 Template 작성 시 주의점
Template 내부에도 반드시 Label이 존재해야 한다.
왜냐하면:
- 새로 생성된 Pod도
- Controller Selector와 연결되어야 하기 때문
# Pod
template:
metadata:
name: pod1
labels:
type: webReplicaSet
“Pod 개수를 유지하는 Controller”
🔹 replicas
ReplicaSet은 replicas 값을 기준으로 Pod 개수를 유지한다.
예를 들어 replicas를 2라고 설정하면
- 항상 Pod 2개 유지를 목표 상태로 삼는다.
replicas: 2- 만약 Pod 하나가 삭제되거나 죽으면
- ReplicaSet이 상태 변화 감지
- 부족한 Pod 1개 재생성
현재 상태: 1개
목표 상태: 2개
→ 부족하므로 1개 생성되는 구조다.▫️ Scale Out
부족한 수만큼 Pod를 추가 생성
replicas 값을 증가시키면 Replicaset은 부족한 수만큼 Pod를 추가 생성
replicas: 3- 서비스 처리량 증가
- 트래픽 분산
- 부하 감소
효과를 얻을 수 있다.
▫️ Scale In
초과된 Pod를 제거
replicas 값을 감소시키면 Replicaset은 초과된 수만큼 Pod를 제거하여 필요 자원을 줄이는 과정
replicas: 1🔹 Template + Replicas 기능 결합
- Pod를 따로 생성하지 않고 Controller만 생성한다.
왜냐하면 ReplicaSet 내부 Template를 통해 필요한 Pod를 자동 생성할 수 있기 때문이다.
replicas: 2ReplicaSet은:
- Template 확인
- 동일한 Pod 2개 생성
운영자는 Pod를 직접 만들 필요가 없다.🔹 Replication Controller Selector
기존 Replication Controller는 Key, Value가 모두 정확히 일치해야 연결된다.
- key 다르면 연결 실패
- value 다르면 연결 실패🔹 ReplicaSet Selector 확장 기능
ReplicaSet의 Selector는 두 가지 방식이 존재한다.
matchLabelsmatchExpressions
▫️ matchLabels
matchLabels는 기존 Replication Controller와 동일한 방식이다.
- Key 일치
- Value 일치
▫️ matchExpressions
더 세밀한 조건 설정이 가능한 Selector 방식이다.
예시:
- key가
ver인 Pod 모두 선택
matchExpressions:
- key: ver
operator: ExistsReplicaSet은 다음 4가지 Operator를 제공한다.
- Exists
- DoesNotExist
- In
- NotIn
- Exists
ver라는 key가 존재하는 모든 Pod 선택
key: ver
operator: Exists- DoesNotExist
- key가 ‘a’ 인 Label이 없는 Pod 선택
key: a
operator: DoesNotExist- In
- key가 ‘a’
- value가 ‘2’ 또는 ‘3’
key: a
operator: In
values:
- 2
- 3- NotIn
- key가 ‘a’ 이면서 value가 ‘2’, ‘3’ 이 아닌 Pod 선택
key: a
operator: NotIn
values:
- 2
- 3🔹 ReplicaSet Selector의 장점
ReplicaSet은 다양한 Selector 옵션을 통해:
- 세밀한 Pod 선택
- 유연한 그룹 관리
- 버전 관리
- 운영 자동화
를 훨씬 효율적으로 수행할 수 있다.
Controller를 삭제하면, Controller에 포함된 Pod들이 함께 삭제되니 주의할 것!
본 문서는 인프런의 초급자를 위한 【대세는 쿠버네티스】 강의를 바탕으로 학습한 내용을 정리한 것입니다.