쿠버네티스 기초 학습

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Minikube로 쿠버네티스 설치

Minikube는 쿠버네티스를 로컬에서 쉽게 실행하는 도구이다. Minikube는 매일 쿠버네티스를 사용하거나 개발하려는 사용자들을 위해 가상 머신(VM) 이나 노트북에서 단일 노드 쿠버네티스 클러스터를 실행한다.

Minikube 특징

Minikube는 다음과 같은 쿠버네티스의 기능을 제공한다.

  • DNS
  • 노드 포트
  • 컨피그 맵과 시크릿
  • 대시보드
  • 컨테이너 런타임: Docker, CRI-O 와 containerd
  • CNI(Container Network Interface) 사용
  • 인그레스

설치

Minikube 설치 항목을 보자.

빠른 시작

여기서 기술하는 간단한 데모는 어떻게 로컬에서 Minikube를 시작하고, 사용하고 삭제하는지를 안내한다. 다음의 주어진 단계를 따라서 Minikube를 시작하고 탐구한다.

  1. Minikube를 시작하고 클러스터를 생성

    minikube start

    결과는 다음과 비슷하다.

    Starting local Kubernetes cluster...
Running pre-create checks...
Creating machine...
Starting local Kubernetes cluster...

    특정 쿠버네티스 버전, VM, 컨테이너 런타임 상에서 클러스터를 시작하기 위한 보다 상세한 정보는 클러스터 시작하기를 참조한다.

  2. 이제, kubectl을 통해서 클러스터와 상호작용할 수 있다. 보다 상세한 정보는 클러스터와 상호 작용하기를 참조한다.

    단순한 HTTP 서버인 echoserver 이미지를 사용해서 쿠버네티스 디플로이먼트를 만들고 --port를 이용해서 8080 포트로 노출해보자.

    kubectl create deployment hello-minikube --image=k8s.gcr.io/echoserver:1.10

    결과는 다음과 비슷하다.

    deployment.apps/hello-minikube created

  3. hello-minikube 디플로이먼트에 액세스하기 위해, 서비스로 노출시킨다.

    kubectl expose deployment hello-minikube --type=NodePort --port=8080

    --type=NodePort 옵션은 서비스 타입을 지정한다.

    결과는 다음과 비슷하다.

    service/hello-minikube exposed

  4. hello-minikube 파드가 이제 시작되었지만 노출된 서비스를 통해서 접근하기 전에 파드가 뜨기를 기다려야한다.

    파드가 떠서 구동되고 있는지 확인한다.

    kubectl get pod

    출력에서 STATUS가 ContainerCreating으로 나타나는 경우, 파드는 아직 생성 중이다.

    NAME                              READY     STATUS              RESTARTS   AGE
hello-minikube-3383150820-vctvh   0/1       ContainerCreating   0          3s

    출력에서 STATUS가 Running으로 나타나는 경우, 파드는 이제 떠서 기동 중이다.

    NAME                              READY     STATUS    RESTARTS   AGE
hello-minikube-3383150820-vctvh   1/1       Running   0          13s

  5. 서비스 상세를 보기 위해서 노출된 서비스의 URL을 얻는다.

    minikube service hello-minikube --url

  6. 로컬 클러스터의 상세를 보기위해서, 출력에서 얻은 URL을 브라우저에 복사해서 붙여 넣는다.

    출력은 다음과 비슷하다.

    Hostname: hello-minikube-7c77b68cff-8wdzq

Pod Information:
    -no pod information available-

Server values:
    server_version=nginx: 1.13.3 - lua: 10008

Request Information:
    client_address=172.17.0.1
    method=GET
    real path=/
    query=
    request_version=1.1
    request_scheme=http
    request_uri=http://192.168.99.100:8080/

Request Headers:
    accept=*/*
    host=192.168.99.100:30674
    user-agent=curl/7.47.0

Request Body:
    -no body in request-

서비스나 클러스터가 더 이상 구동되지 않도록 하려면, 삭제한다.
7. hello-minikube 서비스 삭제 shell kubectl delete services hello-minikube 출력은 다음과 비슷하다. service "hello-minikube" deleted 8. hello-minikube 디플로이먼트 삭제 shell kubectl delete deployment hello-minikube 출력은 다음과 비슷하다. deployment.extensions "hello-minikube" deleted 9. 로컬 Minikube 클러스터 중지 shell minikube stop 출력은 다음과 비슷하다. Stopping "minikube"... "minikube" stopped. 보다 상세한 정보는 클러스터 중지하기를 참조한다. 10. 로컬 Minikube 클러스터 삭제 shell minikube delete 출력은 다음과 비슷하다. Deleting "minikube" ... The "minikube" cluster has been deleted. 보다 상세한 정보는 Deleting a cluster를 참조한다.

클러스터 관리하기

클러스터 시작하기

클러스터를 시작하기 위해서 minikube start 커멘드를 사용할 수 있다. 이 커멘드는 단일 노드 쿠버네티스 클러스터를 구동하는 가상 머신을 생성하고 구성한다. 이 커멘드는 또한 kubectl도 설정해서 클러스터와 통신할 수 있도록 한다.

참고:

웹 프록시 뒤에 있다면, minikube start 커맨드에 해당 정보를 전달해야 한다.

https_proxy=<my proxy> minikube start --docker-env http_proxy=<my proxy> --docker-env https_proxy=<my proxy> --docker-env no_proxy=192.168.99.0/24

불행하게도, 환경 변수 설정만으로는 되지 않는다.

Minikube는 또한 “minikube” 컨텍스트를 생성하고 이를 kubectl의 기본값으로 설정한다. 이 컨텍스트로 돌아오려면, 다음의 코멘드를 입력한다. kubectl config use-context minikube.

쿠버네티스 버전 지정하기

minikube start 코멘드에 --kubernetes-version 문자열을 추가해서 Minikube에서 사용할 쿠버네티스 버전을 지정할 수 있다. 예를 들어 버전 v1.17.17를 구동하려면, 다음과 같이 실행한다.

minikube start --kubernetes-version v1.17.17

VM 드라이버 지정하기

minikube start 코멘드에 --vm-driver=<enter_driver_name> 플래그를 추가해서 VM 드라이버를 변경할 수 있다. 코멘드를 예를 들면 다음과 같다.

minikube start --vm-driver=<driver_name>

Minikube는 다음의 드라이버를 지원한다.

참고: 지원되는 드라이버와 플러그인 설치 방법에 대한 보다 상세한 정보는 드라이버를 참조한다.

주의: none 드라이버를 사용한다면 일부 쿠버네티스 컴포넌트는 Minikube 환경 외부에 있는 부작용이 있는 권한을 가진 컨테이너로 실행된다. 이런 부작용은 개인용 워크스테이션에는 none 드라이버가 권장하지 않는 것을 의미 한다.

대안적인 컨테이너 런타임 상에서 클러스터 시작하기

Minikube를 다음의 컨테이너 런타임에서 기동할 수 있다.

containerd를 컨테이너 런타임으로 사용하려면, 다음을 실행한다.

minikube start \
    --network-plugin=cni \
    --enable-default-cni \
    --container-runtime=containerd \
    --bootstrapper=kubeadm

혹은 확장 버전을 사용할 수 있다.

minikube start \
    --network-plugin=cni \
    --enable-default-cni \
    --extra-config=kubelet.container-runtime=remote \
    --extra-config=kubelet.container-runtime-endpoint=unix:///run/containerd/containerd.sock \
    --extra-config=kubelet.image-service-endpoint=unix:///run/containerd/containerd.sock \
    --bootstrapper=kubeadm

CRI-O를 컨테이너 런타임으로 사용하려면, 다음을 실행한다.

minikube start \
    --network-plugin=cni \
    --enable-default-cni \
    --container-runtime=cri-o \
    --bootstrapper=kubeadm

혹은 확장 버전을 사용할 수 있다.

minikube start \
    --network-plugin=cni \
    --enable-default-cni \
    --extra-config=kubelet.container-runtime=remote \
    --extra-config=kubelet.container-runtime-endpoint=/var/run/crio.sock \
    --extra-config=kubelet.image-service-endpoint=/var/run/crio.sock \
    --bootstrapper=kubeadm

Docker 데몬 재사용을 통한 로컬 이미지 사용하기

쿠버네티스 단일 VM을 사용하면 Minikube에 내장된 도커 데몬을 재사용하기에 매우 간편하다. 이 경우는 호스트 장비에 도커 레지스트리를 설치하고 이미지를 푸시할 필요가 없다. 또 로컬에서 빠르게 실행할 수 있는데 이는 Minikube와 동일한 도커 데몬 안에서 이미지를 빌드하기 때문이다.

참고: Docker 이미지를 ‘latest’가 아닌 다른 태그로 태그했는지 확인하고 이미지를 풀링할 때에는 그 태그를 이용한다. 혹시 이미지 태그 버전을 지정하지 않았다면, 기본값은 :latest이고 이미지 풀링 정책은 Always가 가정하나, 만약 기본 Docker 레지스트리(보통 DockerHub)에 해당 Docker 이미지 버전이 없다면 ErrImagePull의 결과가 나타날 것이다.

맥이나 리눅스 호스트에서 해당 Docker 데몬을 사용하려면 minikube docker-env 에서 마지막 줄을 실행한다.

이제 개인의 맥/리눅스 머신 내 커멘드 라인에서 도커를 사용해서 Minikube VM 안의 도커 데몬과 통신할 수 있다.

docker ps
참고:

Centos 7 에서 Docker는 아래와 같은 오류를 발생한다.

Could not read CA certificate "/etc/docker/ca.pem": open /etc/docker/ca.pem: no such file or directory

/etc/sysconfig/docker를 업데이트하고 Minikube의 환경에 변경이 반영되었는지 확인해서 고칠 수 있다.

< DOCKER_CERT_PATH=/etc/docker
---
> if [ -z "${DOCKER_CERT_PATH}" ]; then
>   DOCKER_CERT_PATH=/etc/docker
> fi

쿠버네티스 구성하기

Minikube는 사용자가 쿠버네티스 컴포넌트를 다양한 값으로 설정할 수 있도록 하는 ‘설정기’ 기능이 있다. 이 기능을 사용하려면, --extra-config 플래그를 minikube start 명령어에 추가하여야 한다.

이 플래그는 여러번 쓸 수 있어 여러 옵션 설정을 전달 할 수 있다.

이 플래그는 component.key=value형식의 문자열로, 앞에 component는 아래 목록에 하나의 문자열이며 key는 configuration struct의 값이고 value는 설정할 값이다(역주: key는 struct의 맴버명).

올바른 키들은 각 컴포넌트의 쿠버네티스 componentconfigs 문서에서 찾아 볼 수 있다. 다음은 각각의 지원하는 설정에 대한 문서이다.

예제

쿠블렛에서 MaxPods 설정을 5로 바꾸려면 --extra-config=kubelet.MaxPods=5 플래그를 전달하자.

이 기능은 또한 중첩 구조를 지원한다. 스케쥴러에서 LeaderElection.LeaderElect 설정을 true로 하려면, --extra-config=scheduler.LeaderElection.LeaderElect=true 플래그를 전달하자.

apiserver에서 AuthorizationMode를 RBAC으로 바꾸려면, --extra-config=apiserver.authorization-mode=RBAC를 사용할 수 있다.

클러스터 중지

minikube stop 명령어는 클러스터를 중지하는데 사용할 수 있다. 이 명령어는 Minikube 가상 머신을 종료하지만, 모든 클러스터 상태와 데이터를 보존한다. 클러스터를 다시 시작하면 이전의 상태로 돌려줍니다.

클러스터 삭제

minikube delete 명령은 클러스터를 삭제하는데 사용할 수 있다. 이 명령어는 Minikube 가상 머신을 종료하고 삭제한다. 어떤 데이터나 상태도 보존되지 않다.

minikube 업그레이드

minikube 업그레이드를 본다.

클러스터와 상호 작용하기

Kubectl

minikube start 명령어는 Minikube로 부르는 kubectl 컨텍스트를 생성한다. 이 컨텍스트는 Minikube 클러스터와 통신하는 설정을 포함한다.

Minikube는 이 컨텍스트를 자동적으로 기본으로 설정한다. 만약 미래에 이것을 바꾸고 싶다면

kubectl config use-context minikube을 실행하자.

혹은 kubectl get pods --context=minikube처럼 코멘드를 실행할때마다 매번 컨텍스트를 전달한다.

대시보드

쿠버네티스 대시보드를 이용하려면, Minikube를 실행한 후 쉘에서 아래 명령어를 실행하여 주소를 확인한다.

minikube dashboard

서비스

노드 포트로 노출된 서비스를 접근하기 위해, Minikube를 시작한 이후 쉘에서 아래 명령어를 실행하여 주소를 확인하자.

minikube service [-n NAMESPACE] [--url] NAME

네트워킹

Minikube VM은 host-only IP 주소를 통해 호스트 시스템에 노출되고, 이 IP 주소는 minikube ip 명령어로 확인할 수 있다. NodePort 서비스 타입은 IP 주소에 해당 노드 포트로 접근할 수 있다.

서비스의 NodePort를 확인하려면 kubectl 명령어로 아래와 같이 하면 된다.

kubectl get service $SERVICE --output='jsonpath="{.spec.ports[0].nodePort}"'

퍼시스턴트 볼륨

Minikube는 퍼시스턴트 볼륨을 hostPath 타입으로 지원한다. 이런 퍼시스턴트 볼륨은 Minikube VM 내에 디렉터리로 매핑됩니다.

Minikube VM은 tmpfs에서 부트하는데, 매우 많은 디렉터리가 재부트(minikube stop)까지는 유지되지 않다. 그러나, Minikube는 다음의 호스트 디렉터리 아래 파일은 유지하도록 설정되어 있다.

  • /data
  • /var/lib/minikube
  • /var/lib/docker

이것은 /data 디렉터리에 데이터를 보존하도록 한 퍼시스턴트 볼륨 환경설정의 예이다.

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv0001
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  capacity:
    storage: 5Gi
  hostPath:
    path: /data/pv0001/

호스트 폴더 마운트

어떤 드라이버는 VM 안에 호스트 폴더를 마운트하여 VM과 호스트 사이에 쉽게 파일을 공유할 수 있게 한다. 이들은 지금 설정할 수 없고 사용하는 드라이버나 운영체제에 따라 다르다.

참고: 호스트 폴더 공유는 KVM 드라이버에서 아직 구현되어 있지 않다.
Driver OS HostFolder VM
VirtualBox Linux /home /hosthome
VirtualBox macOS /Users /Users
VirtualBox Windows C://Users /c/Users
VMware Fusion macOS /Users /mnt/hgfs/Users
Xhyve macOS /Users /Users

프라이빗 컨테이너 레지스트리

프라이빗 컨테이너 레지스트리를 이용하려면, 이 페이지의 단계를 따르자.

ImagePullSecrets를 이용하기를 권하지만, Minikube VM 상에서 설정하려 한다면 /home/docker 디렉터리에 .dockercfg를 두거나 /home/docker/.docker 디렉터리에 config.json을 둘 수 있다.

애드온

Minikube에서 커스텀 애드온을 적절히 시작하고 재시작할 수 있으려면, Minikube와 함께 시작하려는 애드온을 ~/.minikube/addons 디렉터리에 두자. 폴더 내부의 애드온은 Minikube VM으로 이동되어 Minikube가 시작하거나 재시작될 때에 함께 실행된다.

HTTP 프록시 환경에서 Minikube 사용하기

Minikube는 쿠버네티스와 Docker 데몬을 포함한 가상 머신을 생성한다. 쿠버네티스가 Docker를 이용하여 컨테이너를 스케쥴링 시도할 때에, Docker 데몬은 컨테이너 이미지를 풀링하기 위해 외부 네트워크를 이용해야 한다.

HTTP 프록시 내부라면, Docker에서 프록시 설정을 해야 한다. 이를 하기 위해서 요구되는 환경 변수를 minikube start 중에 플래그로 전달한다.

예를 들어:

minikube start --docker-env http_proxy=http://$YOURPROXY:PORT \
                 --docker-env https_proxy=https://$YOURPROXY:PORT

만약 가상 머신 주소가 192.168.99.100 이라면 프록시 설정이 kubectl에 직접적으로 도달하지 못할 수도 있다. 이 IP 주소에 대해 프록시 설정을 지나치게 하려면 no_proxy 설정을 수정해야 한다. 다음과 같이 할 수 있다.

export no_proxy=$no_proxy,$(minikube ip)

알려진 이슈

다중 노드가 필요한 기능은 Minukube에서 동작하지 않는다.

설계

Minikube는 VM 프로비저닝을 위해서 libmachine를 사용하고, 쿠버네티스 클러스터를 프로비저닝하기 위해 kubeadm을 사용한다.

Minikube에 대한 더 자세한 정보는, 제안 부분을 읽어보자.

추가적인 링크:

  • 목표와 비목표: Minikube 프로젝트의 목표와 비목표에 대해서는 로드맵을 살펴보자.
  • 개발 가이드: 풀 리퀘스트를 보내는 방법에 대한 개요는 참여 가이드를 살펴보자.
  • Minikube 빌드: Minikube를 소스에서 빌드/테스트하는 방법은 빌드 가이드를 살펴보자.
  • 새 의존성 추가하기: Minikube에 새 의존성을 추가하는 방법에 대해서는, 의존성 추가 가이드를 보자.
  • 새 애드온 추가하기: Minikube에 새 애드온을 추가하는 방법에 대해서는, 애드온 추가 가이드를 보자.
  • MicroK8s: 가상 머신을 사용하지 않으려는 Linux 사용자는 대안으로 MicroK8s를 고려할 수 있다.

커뮤니티

컨트리뷰션, 질문과 의견은 모두 환영하며 격려한다! Minikube 개발자는 슬랙에 #minikube 채널(초청받으려면 여기)에 상주하고 있다. 또한 kubernetes-dev 구글 그룹 메일링 리스트도 있다. 메일링 리스트에 포스팅한다면 제목에 “minikube: “라는 접두어를 사용하자.

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