스테이트풀(Stateful) 애플리케이션 배포

이 페이지에서는 Google Kubernetes Engine(GKE)을 사용하여 스테이트풀(Stateful) 애플리케이션을 배포하는 방법을 설명합니다.

개요

스테이트풀(Stateful) 애플리케이션은 서버, 클라이언트, 기타 애플리케이션에서 사용할 수 있도록 영구 디스크 스토리지에 데이터를 저장합니다. 스테이트풀(Stateful) 애플리케이션의 예시로는 데이터가 저장되고 다른 애플리케이션에 의해 검색되는 데이터베이스 또는 키-값 저장소가 있습니다.

영구 스토리지는 동적으로 프로비저닝될 수 있으므로 기본 볼륨이 필요 시 생성됩니다. Kubernetes에서는 StorageClass를 만들어 동적 프로비저닝을 구성합니다. GKE에서는 기본 StorageClass를 사용하여 Compute Engine 영구 디스크를 동적으로 프로비저닝할 수 있습니다.

Kubernetes는 StatefulSet 컨트롤러를 사용하여 스테이트풀(Stateful) 애플리케이션을 StatefulSet 객체로 배포합니다. StatefulSet의 pod는 상호 호환되지 않습니다. 각 pod는 어디에 예약되든 상관없이 유지되는 고유한 식별자를 갖습니다.

스테이트풀(Stateful) 애플리케이션은 클라이언트 데이터가 세션 간에 서버에 저장되지 않는 스테이트리스(Stateless) 애플리케이션과 다릅니다.

멀티 영역 및 리전 클러스터의 영구 스토리지에 대해 자세히 알아보세요.

시작하기 전에

시작하기 전에 다음 태스크를 수행했는지 확인합니다.

다음 방법 중 하나를 사용하여 기본 gcloud 설정을 진행합니다.

  • gcloud init를 사용하여 기본값 설정 과정을 진행합니다.
  • gcloud config를 사용하여 프로젝트 ID, 영역, 리전을 개별적으로 설정합니다.

gcloud init 사용

One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location 오류가 표시되면 이 섹션을 완료합니다.

  1. gcloud init를 실행하고 다음 안내를 따르세요.

    gcloud init

    원격 서버에서 SSH를 사용하는 경우 --console-only 플래그를 사용하여 다음 명령어로 브라우저를 실행하지 못하게 할 수 있습니다.

    gcloud init --console-only
  2. 안내를 따라 gcloud에서 Google Cloud 계정을 사용하도록 승인합니다.
  3. 새 구성을 만들거나 기존 구성을 선택합니다.
  4. Google Cloud 프로젝트를 선택합니다.
  5. 기본 Compute Engine 영역을 선택합니다.

gcloud config 사용

  • 기본 프로젝트 ID를 설정합니다.
    gcloud config set project project-id
  • 영역 클러스터를 사용하는 경우 기본 컴퓨팅 영역을 설정합니다.
    gcloud config set compute/zone compute-zone
  • 리전 클러스터를 사용하는 경우 기본 컴퓨팅 리전을 설정합니다.
    gcloud config set compute/region compute-region
  • gcloud를 최신 버전으로 업데이트합니다.
    gcloud components update
  • 컨테이너형 애플리케이션이 Container Registry와 같은 이미지 레지스트리에 저장되어 있는지 확인합니다.

빠른 시작을 따라 GKE API를 사용 설정하고, 클러스터를 만들고, GKE에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.

StatefulSet에서 영구 스토리지 요청

애플리케이션은 PersistentVolumeClaim을 통해 영구 스토리지를 요청할 수 있습니다.

일반적으로 Pod뿐만 아니라 PersistentVolumeClaim 객체도 사용자가 만들어야 합니다. 다만 StatefulSet에는 PersistentVolumeClaim 객체를 자동으로 생성하는 volumeClaimTemplates 배열이 포함됩니다. 각 StatefulSet 복제본은 고유한 PersistentVolumeClaim 객체를 얻습니다.

StatefulSet에서 기존 디스크를 사용할 수도 있습니다.

StatefulSet 만들기

StatefulSet를 만들려면 kubectl apply 명령어를 사용합니다.

kubectl apply 명령어는 매니페스트 파일을 사용하여 클러스터에서 리소스를 생성, 업데이트, 삭제합니다. 이는 객체 구성의 선언적 메서드입니다. 이 메서드는 변경 내용을 객체 구성 파일에 다시 병합하지 않고 실시간 객체에 대한 쓰기를 보관합니다.

Linux

다음 매니페스트 파일은 별도로 생성된 서비스가 적용되는 StatefulSet의 간단한 예시입니다.

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: statefulset-name
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: app-name
  serviceName: "service-name"
  replicas: 3
  updateStrategy:
    type: RollingUpdate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: app-name
    spec:
      containers:
      - name: container-name
        image: ...
        ports:
        - containerPort: 80
          name: port-name
        volumeMounts:
        - name: pvc-name
          mountPath: ...
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: pvc-name
      annotations:
        ...
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

각 항목의 의미는 다음과 같습니다.

  • statefulset-name은 StatefulSet의 이름입니다.
  • service-name은 서비스의 이름입니다.
  • app-name은 Pod에서 실행되는 애플리케이션의 이름입니다.
  • container-name은 Pod의 컨테이너 이름입니다.
  • port-name은 StatefulSet에서 연 포트의 이름입니다.
  • pvc-name은 PersistentVolumeClaim의 이름입니다.

이 파일에서 kind 필드는 파일에 정의된 사양으로 StatefulSet 객체를 만들어야 함을 지정합니다. 이 예시 StatefulSet는 3개의 복제된 Pod를 생성하고, StatefulSet를 인터넷에 노출하기 위해 포트 80을 엽니다.

Windows

Windows Server 노드 풀에서 클러스터를 사용할 때 기본 StorageClass는 Linux 컨테이너에서만 작동하는 ext4를 파일 시스템 유형으로 사용하므로 StorageClass를 만들어야 합니다. Compute Engine 영구 디스크를 사용 중인 경우에는 다음 예시와 같이 NTFS를 파일 스토리지 유형으로 사용해야 합니다.

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: storageclass-name
parameters:
  type: pd-standard
  fstype: NTFS
provisioner: kubernetes.io/gce-pd
reclaimPolicy: Delete
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer

다음 StatefulSet 매니페스트는 위에서 정의한 StorageClass를 사용합니다. Compute Engine 영구 디스크 4개를 나타내는 4개의 PersistentVolume 및 PersistentVolumeClaim 쌍을 만듭니다. StatefulSet의 각 Pod는 하나의 영구 디스크를 사용합니다.

Pod가 Windows Server 노드에 올바르게 예약되도록 하려면 노드 선택기를 Pod 사양에 추가해야 합니다.

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: statefulset-name
spec:
  replicas: 4
  selector:
    matchLabels:
      app: app-name
  template:
    metadata:
      labels:
        app: app-name
      name: container-name
    spec:
      nodeSelector:
        kubernetes.io/os: windows
      containers:
      - name: container-name
        image: ...
        ports:
        - containerPort: 80
          name: port-name
        volumeMounts:
        - name: pvc-name
          mountPath: C:\mnt\state
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: pvc-name
    spec:
      storageClassName: storageclass-name
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

각 항목의 의미는 다음과 같습니다.

  • app-name은 Pod에서 실행되는 애플리케이션의 이름입니다.
  • statefulset-name은 StatefulSet의 이름입니다.
  • container-name은 Pod의 컨테이너 이름입니다.
  • port-name은 StatefulSet에서 연 포트의 이름입니다.
  • pvc-name은 PersistentVolumeClaim의 이름입니다.
  • storageclass-name은 StorageClass의 이름입니다.

StatefulSet를 만들려면 다음 명령어를 실행합니다.

kubectl apply -f statefulset-file

여기서 statefulset-file은 매니페스트 파일입니다.

또한 kubectl apply -f directory/를 사용하여 디렉터리에 저장된 구성 파일에 정의된 모든 객체(기존 객체 제외)를 만들 수 있습니다.

StatefulSet 검사

kubectl

StatefulSet를 검사하려면 다음 명령어를 실행하세요.

kubectl get statefulset statefulset-name -o yaml

이 명령어는 StatefulSet의 라이브 구성을 YAML 형식으로 표시합니다.

StatefulSet에 의해 생성된 Pod를 나열하려면 다음 명령어를 실행하세요.

kubectl get pods -l app=app-name

이 명령어에서 -l 플래그는 kubectlapp-name라벨이 지정된 모든 Pod를 가져오도록 지시합니다.

출력은 다음과 비슷합니다.

NAME                                READY     STATUS    RESTARTS   AGE
pod-name                            1/1       Running   0          1m
pod-name                            1/1       Running   0          1m

StatefulSet에 대한 자세한 정보를 보려면 다음 명령어를 실행합니다.

kubectl describe statefulset statefulset-name

여기서 statefulset-name은 StatefulSet의 이름입니다.

특정 Pod에 대한 정보를 가져오려면 다음을 실행합니다.

kubectl describe pod pod-name

생성된 PersistentVolumeClaim을 나열하려면 다음을 실행합니다.

kubectl get pvc

출력은 다음과 비슷합니다.

NAME                            STATUS    VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS    AGE
statefulset-name-pvc-name-0     Bound     pvc-bdff4e1e-183e-11e8-bf6d-42010a800002   1G         RWO            standard        9s
statefulset-name-pvc-name-1     Bound     pvc-bdff4e1e-183e-11e8-bf6d-42010a800003   1G         RWO            standard        9s
statefulset-name-pvc-name-2     Bound     pvc-bdff4e1e-183e-11e8-bf6d-42010a800004   1G         RWO            standard        9s

특정 PersistentVolumeClaim에 대한 정보를 가져오려면 다음을 실행합니다.

kubectl describe pvc statefulset-name-pvc-name-0

특정 PersistentVolume에 대한 정보를 가져오려면 다음을 실행합니다.

kubectl describe pv pv-name

Console

StatefulSet를 검사하려면 다음 단계를 수행하세요.

  1. Cloud Console에서 Google Kubernetes Engine 워크로드 메뉴로 이동합니다.

    워크로드 메뉴로 이동

  2. 메뉴에서 원하는 작업 부하를 선택합니다.

작업 부하 메뉴는 몇 가지 메뉴를 제공합니다.

  • StatefulSet의 라이브 구성을 보려면 YAML을 클릭합니다.
  • StatefulSet와 관련된 모든 이벤트를 보려면 이벤트를 클릭합니다.
  • StatefulSet의 업데이트 기록을 보려면 업데이트 기록을 클릭합니다.

StatefulSet 업데이트

StatefulSet를 업데이트하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 일반적인 선언적 메서드는 kubectl apply입니다. 셸 또는 선호하는 편집기에서 StatefulSet을 직접 업데이트하려면 kubectl edit를 사용합니다. Cloud Console의 GKE 워크로드 메뉴에서 YAML 편집기를 사용할 수도 있습니다.

이미지, 리소스 사용량/요청, 구성과 같은 StatefulSet의 pod 사양에 대한 업데이트를 롤아웃할 수 있습니다.

kubectl apply

새롭거나 업데이트된 매니페스트 파일을 적용하여 StatefulSet를 업데이트할 수 있습니다. 이 방법은 확장하거나 애플리케이션의 새 버전을 지정하는 등 StatefulSet를 다양하게 변경하는 경우에 유용합니다.

StatefulSet를 업데이트하려면 다음 명령어를 실행합니다.

kubectl apply -f statefulset-file

여기서 statefulset-file은 업데이트된 매니페스트 파일입니다.

kubectl apply 명령어는 매니페스트 파일을 리소스에 적용합니다. 지정된 리소스가 없으면 명령어에 의해 생성됩니다,

kubectl apply에 대한 자세한 내용은 kubectl 참조 문서를 확인하세요.

Console

StatefulSet의 실시간 구성을 수정하려면 다음 단계를 수행하세요.

  1. Cloud Console에서 Google Kubernetes Engine 워크로드 메뉴로 이동합니다.

    워크로드 메뉴로 이동

  2. 원하는 작업 부하를 선택합니다.

  3. 수정을 클릭합니다.

  4. 편집기를 사용하여 객체를 원하는 대로 변경합니다.

  5. 저장을 클릭합니다.

업데이트 롤아웃 검사

kubectl

StatefulSet의 롤아웃을 검사하려면 다음 명령을 실행합니다.

kubectl rollout status statefulset statefulset-name

StatefulSet의 롤아웃 기록을 보려면 다음을 실행합니다.

kubectl rollout history statefulset statefulset-name

롤아웃을 취소하려면 다음을 실행합니다.

kubectl rollout undo statefulset statefulset-name

Console

StatefulSet의 업데이트 기록을 보려면 다음 단계를 수행하세요.

  1. Cloud Console에서 Google Kubernetes Engine 워크로드 메뉴로 이동합니다.

    워크로드 메뉴로 이동

  2. 메뉴에서 원하는 작업 부하를 선택합니다.

  3. 업데이트 기록을 클릭합니다.

  4. 원하는 버전을 선택합니다.

업데이트 전략

StatefulSet의 updateStrategy 필드를 사용하면 컨테이너의 자동 순차적 업데이트, 라벨, 리소스 요청/한도, StatefulSet의 Pod에 대한 주석을 구성하고 사용 중지할 수 있습니다.

Kubernetes 문서에서 StatefulSet의 업데이트 전략에 대해 자세히 알아보세요.

StatefulSet 확장

kubectl

kubectl scale을 사용하여 언제든지 배포를 확장할 수 있습니다.

수동으로 StatefulSet를 확장하려면 다음 명령어를 실행하세요.

kubectl scale statefulset statefulset-name --replicas number-of-replicas

여기서 number-of-replicas는 원하는 복제된 포드의 수입니다.

Console

StatefulSet를 확장하려면 다음 단계를 수행하세요.

  1. Cloud Console에서 Google Kubernetes Engine 워크로드 메뉴로 이동합니다.

    워크로드 메뉴로 이동

  2. 메뉴에서 원하는 작업 부하를 선택합니다.

  3. 작업을 클릭한 후 확장을 클릭합니다.

  4. 복제본 필드에 원하는 복제본 수를 입력합니다.

  5. 확장을 클릭합니다.

StatefulSet 삭제

kubectl

StatefulSet를 삭제하려면 다음 명령어를 실행하세요.

kubectl delete statefulset statefulset-name

Console

StatefulSet를 삭제하려면 다음 단계를 수행하세요.

  1. Cloud Console에서 Google Kubernetes Engine 워크로드 메뉴로 이동합니다.

    워크로드 메뉴로 이동

  2. 메뉴에서 원하는 워크로드를 선택합니다.

  3. 삭제를 클릭합니다.

  4. 확인 대화상자 메뉴에서 삭제를 클릭합니다.

다음 단계