컨테이너 오케스트레이션이란?

• 컨테이너 오케스트레이션은 컨테이너 라이프사이클 전반에 걸쳐 컨테이너의 배포, 관리, 확장 및 네트워킹을 자동화하는 프로세스입니다.
• 쿠버네티스와 같은 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼은 원활한 자체 관리형 운영을 지원합니다.
• 오케스트레이션은 별도의 컨테이너에서 마이크로서비스를 조정합니다.
• 쿠버네티스에서는 컨테이너화된 애플리케이션을 배포하고 확장하는 데 포함되는 수동 프로세스가 대부분 필요하지 않습니다.
• Red Hat은 컨테이너 인프라를 보호하고, 간소화하고, 자동으로 업데이트하기 위한 필수 툴을 개발합니다.

컨테이너 오케스트레이션이란?

컨테이너 오케스트레이션은 컨테이너 라이프사이클 전반에 걸쳐 컨테이너의 배포, 관리, 확장 및 네트워킹을 자동화하는 프로세스로, 이를 통해 여러 다른 환경에 걸쳐 소프트웨어를 일관되고 규모에 맞게 배포할 수 있습니다.

독립형 유닛 내에 애플리케이션과 해당 런타임 환경을 패키지화한 컨테이너는 클라우드 네이티브 애플리케이션 개발의 기초를 제공합니다. 수백, 수천 개의 컨테이너와 호스트를 배포하고 관리해야 하는 기업의 경우 컨테이너 오케스트레이션이 특히 중요합니다. 대부분의 컨테이너 오케스트레이션 솔루션은 널리 채택된 오픈소스 플랫폼인 쿠버네티스를 기반으로 빌드됩니다. 

e-book: Red Hat OpenShift를 현대적인 애플리케이션 플랫폼으로 사용하기

쿠버네티스와 같은 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼은 컨테이너의 전체 라이프사이클을 자동화하여 IT 팀이 지속적으로 유지 관리해야 하는 운영 환경을 원활한 자체 관리형 환경으로 전환합니다.

컨테이너 오케스트레이션은 개발 방법, 비용, 보안 측면에서 다양한 장점을 제공합니다.

개발 가속화

이식성과 모든 환경에 걸친 일관된 실행이 특징인 컨테이너는 소프트웨어를 더욱 빠르게 개발할 수 있는 방법을 제공합니다. 컨테이너 오케스트레이션을 통해 지속적 통합/지속적 배포(Continuous Integration and Continuous Deployment, CI/CD) 파이프라인을 구축하여 자동화를 통해 소프트웨어 개발 라이프사이클 전반에서 소프트웨어 제공을 개선할 수 있습니다. 또한 컨테이너 오케스트레이션은 DevOps 방식과 연결되어 아이디어를 토대로 개발하고 배포하기까지 모든 프로세스를 가속화합니다.

비용 절감

컨테이너 오케스트레이션은 요구 사항에 따라 컨테이너의 규모를 자동으로 축소하거나 확장할 수 있어 애플리케이션에 필요한 용량을 제공하는 동시에 리소스를 절약하고 비용을 절감합니다. 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼은 멀티클라우드 및 하이브리드 환경을 효율적으로 사용해야 하는 조직에 필수적인 유연성을 제공할 수 있습니다.

보안

팀이 컨테이너에서 소프트웨어를 개발하면 빌드 단계에서 보안 이슈를 해결할 수 있어 실행 중인 애플리케이션에 업데이트나 패치를 적용할 필요가 없습니다. 이 기능은 컨테이너 동작의 예측 가능성과 이상 동작 감지 기능을 향상합니다. 또한 조직은 컨테이너 오케스트레이션을 통해 보안 및 거버넌스를 위한 정책을 적용하고, 포드 또는 포드 그룹별로 정책을 세분화할 수 있습니다. 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼을 사용하면 역할 기반 액세스 제어(Role-Based Access Control, RBAC)를 통해 사용자 계정과 서비스 계정에 특정 권한을 할당할 수도 있습니다.

컨테이너 오케스트레이션은 현대적인 클라우드 네이티브 애플리케이션의 까다로운 운영 요구 사항을 관리합니다. 과거에는 소프트웨어 애플리케이션이 하나의 거대한 블록 또는 '모놀리스' 형태를 보였습니다. 지금은 애플리케이션이 각각 자체 컨테이너에서 실행되는 수십 개 또는 수백 개의 작고 독립적인 서비스인 마이크로서비스로 분리됩니다. 오케스트레이션은 이러한 구성 요소를 조정하여 서로 통신하고 독립적으로 확장하며, 다양한 환경에서 안정적으로 실행될 수 있도록 합니다.

컨테이너 오케스트레이션을 사용하여 다음과 같은 태스크를 자동화하고 관리할 수 있습니다.

• 프로비저닝 및 배포: 오케스트레이터는 구성 청사진을 읽고 필요한 컨테이너 이미지를 다운로드한 후 인프라 전반에서 자동으로 초기화합니다.
• 구성 및 스케줄링: 클러스터의 서버를 평가해 각 컨테이너에 가장 적합한 호스트를 선택하고 시작 시 필요한 환경 변수와 스토리지 설정을 적용합니다.
• 리소스 할당: 오케스트레이터가 정의된 CPU 및 메모리 제한을 사용해 컨테이너를 서버에 지능적으로 배치함으로써 애플리케이션 간 리소스 경합을 방지하면서 하드웨어 효율성을 극대화합니다.
• 컨테이너 가용성: 클러스터를 지속적으로 모니터링하고 충돌한 컨테이너나 장애가 발생한 서버를 즉시 교체합니다.
• 확장 및 워크로드 밸런싱: 트래픽이 급증하여 정의된 리소스 임계값에 도달하면 컨테이너 복제본을 자동으로 추가하고 수요가 줄어들면 제거하여 비용을 절감합니다.
• 부하 분산 및 트래픽 라우팅: 변화하는 컨테이너 IP 주소 풀에 네트워크 트래픽을 고르게 분산하는 영구적인 내부 라우팅 엔드포인트를 제공합니다.
• 컨테이너 상태 모니터링: 자동화된 프로브가 컨테이너의 정상 작동 여부를 정기적으로 확인합니다. 응답이 멈춘 애플리케이션은 즉시 다시 시작하고 아직 부팅 중인 컨테이너에는 트래픽이 전달되지 않도록 합니다.
• 컨테이너별 애플리케이션 구성: 런타임에 고유한 구성과 시크릿 키를 컨테이너 환경에 직접 주입하여 애플리케이션 코드에서 설정을 분리합니다.
• 안전한 상호작용 유지: 서로 통신할 수 있는 컨테이너를 명시적으로 지정하는 엄격하고 격리된 네트워크 방화벽 정책을 적용하여 보안 리스크를 최소화합니다.

컨테이너 오케스트레이션 툴은 컨테이너와 마이크로서비스 아키텍처를 규모에 맞게 관리할 수 있는 프레임워크를 제공합니다. 다양한 컨테이너 오케스트레이션 툴을 사용하여 컨테이너 라이프사이클을 관리할 수 있습니다. 그중에서 많이 사용되는 툴은 쿠버네티스, Docker Swarm, Apache Mesos입니다.

쿠버네티스는 Google의 엔지니어들이 개발하고 설계한 오픈소스 컨테이너 오케스트레이션 툴입니다. 2015년에 Google은 새로 설립된 클라우드 네이티브 컴퓨팅 재단(Cloud Native Computing Foundation)에 쿠버네티스 프로젝트를 무상 제공했습니다.

쿠버네티스가 컨테이너 오케스트레이션을 지원하는 방식

쿠버네티스 오케스트레이션을 사용하면 여러 컨테이너에 걸쳐 애플리케이션 서비스를 구축하고, 클러스터 전체에서 컨테이너의 일정을 계획하고, 이러한 컨테이너를 확장하고, 컨테이너의 상태를 지속적으로 관리할 수 있습니다.

쿠버네티스에서는 컨테이너화된 애플리케이션을 배포하고 확장하는 데 포함되는 수동 프로세스가 대부분 필요하지 않습니다. Linux 컨테이너를 실행하는 호스트 그룹(물리 또는 가상 머신)을 함께 클러스터링할 수 있으며, 쿠버네티스는 이러한 클러스터를 쉽고 효율적으로 관리할 수 있는 플랫폼을 제공합니다. 

더 넓은 범위에서, 쿠버네티스는 프로덕션 환경에서 컨테이너 기반 인프라를 완전히 구현하고 사용할 수 있도록 합니다. 이러한 클러스터는 퍼블릭, 프라이빗 또는 하이브리드 클라우드 전체로 호스트를 확장할 수 있습니다. 이러한 이유로 쿠버네티스는 신속한 확장이 필요한 클라우드 네이티브 애플리케이션을 호스팅하는 데 이상적인 플랫폼입니다.

쿠버네티스는 설계를 변경하지 않고 애플리케이션을 이동할 수 있어 워크로드 이식성과 부하 분산도 지원합니다. 

쿠버네티스의 주요 구성요소:

• 클러스터: 컨트롤 플레인과 하나 이상의 컴퓨팅 머신 또는 노드입니다.
• 컨트롤 플레인: 쿠버네티스 노드를 제어하는 프로세스의 컬렉션입니다. 여기에서 모든 태스크 할당이 시작됩니다.
• Kubelet: 이 서비스는 노드에서 실행되며 컨테이너 매니페스트를 읽고, 정의된 컨테이너가 시작되어 실행 중인지 확인합니다.
• 포드: 단일 노드에 배포된 하나 이상의 컨테이너 그룹입니다. 포드에 있는 모든 컨테이너는 IP 주소, IPC, 호스트 이름, 기타 리소스를 공유합니다.

컨테이너 오케스트레이션 툴은 현실의 상태가 사용자가 지정한 상태와 일치하도록 지속적인 조정 루프(제어 루프라고도 함)를 실행합니다.

툴에 단계별 명령을 내리는 대신(명령형 방식), 원하는 최종 상태를 나타내는 청사진을 제공합니다(선언형 방식). 오케스트레이터가 하는 유일한 작업은 인프라의 실제 상태가 사용자가 정의한 원하는 상태와 항상 정확히 일치하도록 유지하는 것입니다.

쿠버네티스와 같은 컨테이너 오케스트레이션 툴을 사용하는 경우 YAML 또는 JSON 파일을 사용해 애플리케이션 구성을 설명하게 됩니다. 구성 관리 툴은 구성 파일을 통해 컨테이너 이미지의 위치와 네트워크를 설정하는 방법, 로그를 저장할 장소를 파악합니다.

새 컨테이너를 배포할 때 컨테이너 관리 툴은 정의된 요구 사항 또는 제한 사항을 고려하여 배포를 클러스터에 자동으로 예약하고 적절한 호스트를 찾습니다. 그러면 오케스트레이션 툴이 작성 파일에서 결정된 사양에 따라 컨테이너의 라이프사이클을 관리합니다.

쿠버네티스 패턴을 사용하여 컨테이너 기반 애플리케이션 및 서비스의 구성, 라이프사이클, 스케일을 관리할 수 있습니다. 이러한 반복 가능한 패턴은 쿠버네티스 개발자가 전체 시스템을 구축하는 데 필요한 툴입니다. 

컨테이너 오케스트레이션은 온프레미스 서버와 퍼블릭 또는 프라이빗 클라우드 환경 등 컨테이너를 실행하는 모든 환경에서 사용할 수 있습니다.

Red Hat은 오픈소스 컨테이너 기술을 선도하며 활발히 구축하는 기업으로서, 컨테이너 인프라의 보안, 간소화, 자동 업데이트를 위한 필수 툴을 개발합니다.

개발자는 Red Hat® OpenShift®의 확장성, 제어, 오케스트레이션 기능을 활용하여 컨테이너화된 새 앱을 구축 및 호스팅하고 클라우드에 배포함으로써 멋진 아이디어를 빠르고 쉽게 새로운 비즈니스로 만들어 낼 수 있습니다. 쿠버네티스 워크로드를 관리형 클라우드 서비스로 배포하거나 이동하고자 한다면 OpenShift를 AWS(Amazon Web Services), Microsoft Azure, Google Cloud, IBM Cloud 및 기타 공급업체를 기반으로 한 클라우드 네이티브 서비스로 사용할 수도 있습니다.

OpenShift 기반으로 구축되어 있으며, Red Hat Advanced Cluster Management와 Red Hat Ansible® Automation Platform을 함께 활용하여 퍼블릭 클라우드, 온프레미스 환경, 엣지 환경을 포함한 다양한 위치에서 여러 쿠버네티스 클러스터를 효율적으로 배포하고 관리할 수 있습니다.