쿠버네티스와 마이크로서비스

마이크로서비스와 데브옵스

데브옵스의 실현과 마이크로서비스

데브옵스(DevOps)는 실리콘밸로를 중심으로 유행하여 전세계에 퍼지고 있는 현재 IT 분야에서 가장 진보된 소프트웨어 개발 문화 또는 방법론이다.
데브옵스는 개발 조직과 운영 조직이 물리적으로 격리되지 않는 환경에서 개발, 테스트, 배포, 운영에 이르는 전체 생명주기를 서로 긴밀하게 통합하여 관리한다.
데브옵스를 실현하기 위한 수단으로서 필연적으로 마이크로서비스가 등장한다.
마이크로서비스는 전통적인 거대한 덩치의 애플리케이션을 잘게 쪼개는 것을 의미한다.
쪼개서 집중하면 많은 문제가 자연스럽게 해결되고, 새로운 기술의 도입이나 고가용성과 무중단에 대한 고민 및 장애가 발생하였을 때의 대처도 모두 수월해진다.

데브옵스 워크플로우

소프트웨어의 개발(Development)과 운영(Operations)의 합성어로, 소프트웨어 개발자와 정보기술 전문가 간의 소통, 협업 및 통합을 강조하는 개발 환경이나 문화다.

데브옵스 도구

Devopedia 사이트에 접속하면 수많은 데브옵스 환경을 구축하기 위한 애플리케이션 목록을 확인할 수 있다.

마이크로서비스

정의

소프트웨어 애플리케이션을 독립적으로 배치 가능한 서비스 조합(suite)으로 설계하는 방식이다.
마이크로서비스 아키텍처는 아주 작은 단위로 동작하는 서비스가 구동되도록 시스템 및 소프트웨어의 구성과 구성요소 간의 관계를 정의한 아키텍처다.
모든 요소를 하나의 애플리케이션에 구축하는 전통적인 모놀리식 접근 방식 대신 마이크로서비스에서는 모든 요소가 독립적이며 연동되어 동일한 태스크를 완수한다.
하나의 애플리케이션을 구성함에 있어 분할된 다수의 서버 또는 컨테이너를 통해 애플리케이션 기능뿐만 아니라 데이터까지 분리하여 격리된 독립된 환경으로 구성된다는 특징이 있다.

특징

애플리케이션 로직을 각자 책임이 명확한 작은 컴포넌트들로 분리하고 이들을 조합해서 하나의 솔루션을 제공한다.
각 컴포넌트는 작은 책임 영역을 담당하고 완전히 상호 독립적으로 배포할 수 있다.
마이크로서비스는 몇가지 기본 원칙에 기반을 두며, 서비스 소비자와 서비스 제공자 사이의 데이터 교환을 위해 HTTP와 JSON 같은 경량 통신 프로토콜을 사용한다.
애플리케이션은 항상 기술 중립적 프로토콜을 사용해 통신하므로 서비스 구현 기술과는 무관하다.
작고 독립적이며 분산된 마이크로서비스를 사용해 조직은 명확히 정의된 책임 영역을 담당하는 소규모 팀을 보유할 수 있다.

가상화 & 컨테이너

전통적인 배포: 물리서버 기반에서 애플리케이션을 실행한다.
가상화된 배포: 단일 물리 서버의 CPU에서 여러 가상 시스템(VM)을 실행한다.
컨테이너 배포: VM과 유사하지만 격리 속성을 완화하여 애플리케이션 간에 운영체제(OS)를 공유한다.

컨테이너의 장점

기민한 애플리케이션 생성과 배포: VM 이미지를 사용하는 것에 비해 컨테이너 이미지 생성이 보다 쉽고 효율적이다.
지속적인 개발 & 통합 및 배포: 안정적이고 주기적으로 컨테이너 이미지를 빌드해서 배포할 수 있고, 이미지의 불변성덕에 빠르고 쉽게 롤백할 수 있다.
개발과 운영의 관심사 분리: 배포 시점이 아닌 빌드/릴리즈 시점에 애플리케이션 컨테이너 이미지를 만들기 때문에, 애플리케이션 인프라스트럭처에서 디커플링된다.
가시성은 OS 수준의 정보와 메트릭에 머무르지 않고, 애플리케이션의 상태와 그 밖의 신호를 확인할 수 있다.
개발 & 테스트 & 운영 환경에 걸친 일관성: 개발자의 PC에서도 클라우드에서와 동일하게 구동된다.
클라우드 및 OS 배포판 간 이식성: Ubuntu, RHEL, CoreOS, on-prem, Google Kubernetes Engine 및 다른 어디에서든 구동된다.
애플리케이션 중심 관리: 가상 하드웨어의 OS에서 애플리케이션을 구동하는 수준에서 OS의 논리적인 자원을 사용하여 애플리케이션을 구동하는 수준으로 추상화 수준이 높아진다.
느슨하게 커플링, 분산되고 유연한 마이크로서비스: 애플리케이션은 단일 목적의 머신에서 모놀리시 스택으로 구동되지 않고 보다 작고 독립적인 단위로 쪼개져서 동적으로 배포되고 관리될 수 있다.
자원 격리: 애플리케이션 성능을 예측할 수 있다.
자원 사용량: 고효율이며 고집적이다.

컨테이너 오케스트레이션

일반적으로 애플리케이션은 의도에 따라 애플리케이션이 실행되게 하기 위해 네트워킹 수준에서 정의가 필요한 개별적으로 컨테이너화된 구성 요소(주로 마이크로서비스)로 구성된다.
컨테이너 배포 관리는 흔히 컨테이너 오케스트리이션을 통해서 이루어진다.
컨테이너 오케스트레이션의 목적은 여러 컨테이너의 배포 프로세스를 최적화하는데 있다.
애플리케이션은 더 이상 하나의 통일체가 아니라 특정 애플리케이션이 설계 의도대로 기능하도록 함께 작동해야 하는 수십 또는 수백 개의 느슨하게 결합되고 컨테이너화된 요소로 구성된다.
Apache Mesos, Google Kubernetes, Docker Swarm 등의 플랫폼들은 각자 컨테이너 관리를 위한 자체적인 특별한 방식을 보유하고 있다.
컨테이너 오케스트레이션은 아래와 같은 기능이 있다.
- 컨테이너형 애플리케이션의 배포
- 컨테이너 그룹에 대한 로드밸런싱
- 스케일링/오토스케일링
- 컨테이너 장애 복구
- 컨테이너 그룹간 격리/연결
- 외부로 서비스 노출
- 서비스 디스커버리
- 로그 수집 집중화/자동화
- 모니터링 집중화/자동화

Kubernetes

컨테이너화된 워크로드와 서비스를 관리하기 위한 이식성이 있고, 확장 가능한 오픈소스 플랫폼이다.
디플로이(Deploy), 자동화, 스케일링(Scaling), 컨테이너화된 애플리케이션의 관리를 위한 오픈소스 플랫폼이다.
여러 클러스터의 호스트간 애플리케이션 컨테이너의 배치, 스케일링, 운영을 자동화하기 위한 플랫폼을 제공한다.
쿠버네티스는 크고, 빠르게 성장하는 생태계를 가지고 있다.
쿠버네티스란 명칭은 키잡이(helmsman)이나 파일럿을 뜻하는 그리스어에서 유래되었다.
구글이 2014년에 쿠버네티스 프로젝트를 오픈소스화하였다.

Docker Swarm

여러 개의 Docker 호스트를 함께 클러스터링하여 단일 가상 Docker 호스트를 생성한다.
호스트 OS에 Agent만 설치하면 간단하게 작동하고 설정이 간단하다.
Docker 명령어와 Compose 명령어를 그대로 사용할 수 있다.

Apache Mesos

수만 대의 물리적 시스템으로 확장할 수 있도록 설계되어 있다.
Hadoop, MPI, Hypertable, Spark와 같은 애플리케이션을 동적 클러스터 환경에서 리소스 공유와 분리를 통해 자원 최적화가 가능하다.
Docker 컨테이너를 적극적으로 지원한다.

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