🚢 쿠버네티스(Kubernetes) 구조 완벽 가이드 ⚓

🚢 쿠버네티스(Kubernetes) 구조 완벽 가이드 ⚓

 

“쿠버네티스를 쓴다는데, 대체 구조가 어떻게 되어 있는 거지?”

 

쿠버네티스(Kubernetes)는 컨테이너 오케스트레이션 도구로, 수많은 컨테이너를 효율적으로 관리할 수 있도록 설계되었다. 하지만 내부 구조를 제대로 이해하지 못하면, 단순히 “자동화된 컨테이너 관리 시스템”으로만 보일 수 있다.

 

이번 글에서는 쿠버네티스의 구조를 아주 섬세하게 파헤쳐 보고, 내부적으로 어떻게 동작하는지 제대로 이해해보자! 🚀

📌 목차

 

1️⃣ 쿠버네티스란? (간략한 개념 정리)

2️⃣ 쿠버네티스의 전체 구조 개요

3️⃣ 마스터 노드의 구성 요소

4️⃣ 워커 노드의 구성 요소

5️⃣ 쿠버네티스의 핵심 리소스

6️⃣ 쿠버네티스 내부 통신 구조

7️⃣ 실무에서 쿠버네티스 구조 활용하기

8️⃣ 결론: 쿠버네티스를 제대로 이해해야 하는 이유

1️⃣ 쿠버네티스란? (간략한 개념 정리)

 

쿠버네티스(Kubernetes, K8s)는 컨테이너를 자동으로 배포, 확장, 운영하는 오픈소스 오케스트레이션 도구이다.

• 컨테이너를 자동으로 관리하여 가용성을 높이고,

• 스케일링과 업데이트를 자동화하여 운영 부담을 줄인다.

• 여러 개의 컨테이너를 효율적으로 배포하고 실행할 수 있다.

 

💡 **즉, “컨테이너들을 하나의 군집(Cluster)으로 관리하는 시스템”**이라고 보면 된다.

2️⃣ 쿠버네티스의 전체 구조 개요

 

쿠버네티스는 크게 **“마스터 노드(Master Node)”**와 **“워커 노드(Worker Node)”**로 나뉜다.

• 마스터 노드: 클러스터를 관리하고 조정하는 역할

• 워커 노드: 실제 애플리케이션이 실행되는 노드

 

✅ 전체 구조를 도식화하면 다음과 같다:

+-------------------------------------+
|           Master Node              |
|-------------------------------------|
|  API Server  |  Scheduler  |  etcd  |
|              | Controller  |        |
+-------------------------------------+

+-------------------------------------------------+
|                 Worker Node 1                   |
|-------------------------------------------------|
|  Kubelet  |  Kube Proxy  |  Container Runtime  |
|           |              | (Docker, containerd)|
|----------------------------------------------- |
|  Pod 1    |  Pod 2       |  Pod 3             |
+-------------------------------------------------+

+-------------------------------------------------+
|                 Worker Node 2                   |
|-------------------------------------------------|
|  Kubelet  |  Kube Proxy  |  Container Runtime  |
|           |              | (Docker, containerd)|
|----------------------------------------------- |
|  Pod 4    |  Pod 5       |  Pod 6             |
+-------------------------------------------------+

3️⃣ 마스터 노드의 구성 요소 (컨트롤 플레인)

 

마스터 노드는 클러스터의 두뇌 역할을 한다.

이 안에서 쿠버네티스의 핵심 기능을 수행하는 주요 컴포넌트들이 있다.

컴포넌트역할

API Server (kube-apiserver)	쿠버네티스의 진입점! 모든 요청을 처리하는 핵심
Scheduler (kube-scheduler)	새로운 Pod가 어디에서 실행될지 결정
Controller Manager (kube-controller-manager)	클러스터 상태를 원하는 상태로 유지
etcd	클러스터의 모든 상태 정보를 저장하는 분산 키-값 저장소

🎯 (1) API Server (kube-apiserver)

• 쿠버네티스의 중앙 허브 역할

• kubectl apply 같은 명령이 API Server를 통해 실행됨

• 모든 컴포넌트가 이 API Server를 통해 데이터를 주고받음

 

🎯 (2) Scheduler (kube-scheduler)

• 새로운 Pod가 어느 Worker Node에서 실행될지 결정

• CPU, 메모리, 노드 상태 등을 고려해서 가장 적절한 노드에 배치

 

🎯 (3) Controller Manager (kube-controller-manager)

• 클러스터의 상태를 원하는 상태로 유지하는 역할

• 노드 컨트롤러, 레플리케이션 컨트롤러, 엔드포인트 컨트롤러 등이 포함됨

• 예를 들어, 어떤 Pod가 죽으면 새로운 Pod를 자동으로 생성

 

🎯 (4) etcd

• 쿠버네티스의 “데이터베이스”

• 모든 클러스터의 상태 정보를 저장 (노드 정보, 네트워크 정보, 컨피그 데이터 등)

• 고가용성을 위해 분산 저장 가능 (RAFT 알고리즘 사용)

4️⃣ 워커 노드의 구성 요소

 

워커 노드는 실제 애플리케이션이 실행되는 노드이다.

컴포넌트역할

Kubelet	각 노드에서 Pod의 실행을 관리
Kube Proxy	네트워크 트래픽을 관리
Container Runtime	컨테이너 실행 (Docker, containerd 등)

🎯 (1) Kubelet

• 워커 노드의 핵심! Pod를 실행하고 관리하는 역할

• 마스터 노드의 API Server로부터 명령을 받아 컨테이너를 실행

 

🎯 (2) Kube Proxy

• 클러스터 내부 네트워크 트래픽을 관리

• Pod 간 통신을 원활하게 연결

 

🎯 (3) Container Runtime

• 실제 컨테이너를 실행하는 역할

• 대표적인 컨테이너 런타임: Docker, containerd, CRI-O

5️⃣ 쿠버네티스의 핵심 리소스

 

쿠버네티스에서 가장 많이 사용하는 리소스들을 정리해보자.

리소스설명

Pod	컨테이너의 최소 단위
Deployment	여러 개의 Pod를 관리
Service	네트워크를 통해 Pod를 연결
ConfigMap / Secret	환경변수 및 보안 정보 관리
PersistentVolume (PV)	외부 저장소 연결

💡 쿠버네티스는 이 리소스들을 조합해서 다양한 애플리케이션을 배포할 수 있다! 🚀

6️⃣ 쿠버네티스 내부 통신 구조

 

쿠버네티스의 내부 통신은 API Server를 중심으로 이루어진다.

• API Server ←→ etcd : 클러스터 상태 관리

• API Server ←→ Kubelet : Pod 실행 및 상태 확인

• Pod ←→ Pod (Service 활용) : 내부 네트워크로 통신

 

💡 Service 없이 Pod를 직접 연결하려고 하면, 재시작될 때마다 IP가 바뀌어서 통신이 안 될 수 있다!

💡 그래서 보통 Service를 사용해서 안정적인 통신을 보장한다.

7️⃣ 실무에서 쿠버네티스 구조 활용하기

 

쿠버네티스를 실무에서 활용할 때 주의할 점을 몇 가지 정리해보자.

 

✅ 리소스 관리

• Pod, Service, Deployment를 이해하고 적절하게 사용

 

✅ 네트워크 설계

• Kube Proxy와 Service의 역할을 명확히 파악

 

✅ 클러스터 모니터링

• Prometheus + Grafana로 클러스터 상태를 모니터링

 

✅ 오토스케일링 적용

• HPA (Horizontal Pod Autoscaler)로 자동 확장

8️⃣ 결론: 쿠버네티스를 제대로 이해해야 하는 이유

 

쿠버네티스는 단순한 컨테이너 오케스트레이션 도구가 아니다.

내부 구조를 제대로 이해하면, 더욱 안정적이고 확장 가능한 서비스를 운영할 수 있다.

 

🚀 “이제 쿠버네티스의 구조가 보인다!”

🌷 전설의 개발자가 되어봅시당! 🌷