스프링 부트와 쿠버네티스를 활용한 고급 컨테이너 오케스트레이션

스프링 부트와 쿠버네티스 기본 개념

컨테이너 환경에서 어플리케이션을 개발하고 배포하는 것은 많은 이점을 가지고 있습니다. 그 중에서도 가장 큰 이점은 개발자가 개발한 어플리케이션의 실행 환경과 운영 환경을 분리할 수 있다는 것입니다. 이를 통해 개발자는 어플리케이션을 더욱 안정적으로 운영할 수 있게 됩니다.

컨테이너 오케스트레이션은 컨테이너 기반 어플리케이션을 자동으로 배포, 확장, 관리하는 방법을 의미합니다. 스프링 부트와 쿠버네티스는 이러한 컨테이너 오케스트레이션을 지원하는 기술입니다.

스프링 부트와 쿠버네티스 기본 개념

스프링 부트

스프링 부트는 스프링 프레임워크를 기반으로 한 자바 웹 애플리케이션 개발을 쉽게 해주는 도구입니다. 스프링 부트는 자동 설정, 내장형 서버, 간편한 빌드 및 배포 등의 기능을 제공합니다.

스프링 부트는 많은 양의 설정 코드를 작성하지 않아도 되기 때문에 개발자가 더욱 효율적으로 어플리케이션을 개발할 수 있습니다.

쿠버네티스

쿠버네티스는 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼으로, 컨테이너 기반 어플리케이션의 배포, 확장, 관리를 자동화하는 기능을 제공합니다.

쿠버네티스는 어플리케이션의 높은 가용성, 안정성, 확장성을 보장하기 위한 다양한 기능을 제공합니다. 이러한 기능은 노드 간 자동 로드 밸런싱, 자동 복제, 롤링 업데이트, 스케일 업/다운, 모니터링, 로깅, 알람 등이 있습니다.

쿠버네티스는 구글에서 개발한 오픈소스 프로젝트로, 컨테이너 오케스트레이션 분야에서 가장 인기 있는 플랫폼입니다.

컨테이너

컨테이너는 어플리케이션을 실행하기 위한 격리된 환경을 제공하는 기술입니다. 컨테이너는 가상 머신과 비슷한 기능을 제공하지만, 가상 머신보다 더 가볍고 빠르며, 호스트 운영체제와 공유하는 리소스를 최소화합니다.

컨테이너는 일반적으로 도커(Docker)를 사용하여 구현됩니다. 도커는 컨테이너 이미지를 생성하고 관리할 수 있는 플랫폼입니다.

고급 컨테이너 오케스트레이션을 위한 스프링 부트와 쿠버네티스

쿠버네티스에서 스프링 부트 어플리케이션 배포하기

쿠버네티스에서 스프링 부트 어플리케이션을 배포하기 위해서는 먼저 Dockerfile을 작성해야 합니다. Dockerfile은 어플리케이션을 실행하기 위한 도커 이미지를 생성하는 파일입니다.

다음은 스프링 부트 어플리케이션을 Dockerfile로 만드는 예시입니다.

FROM openjdk:11-jre-slim
WORKDIR /app
COPY target/myapp.jar app.jar
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

이제 Dockerfile을 빌드하여 도커 이미지를 생성합니다.

$ docker build -t myapp .

이제 생성한 도커 이미지를 쿠버네티스에 배포합니다.

$ kubectl create deployment myapp --image=myapp

이제 쿠버네티스에서 스프링 부트 어플리케이션을 실행할 수 있습니다.

쿠버네티스에서 스프링 부트 어플리케이션 확장하기

쿠버네티스에서 스프링 부트 어플리케이션을 확장하기 위해서는 먼저 파드(Pod)를 생성해야 합니다. 파드는 하나 이상의 컨테이너를 포함하는 쿠버네티스 오브젝트입니다.

다음은 파드를 생성하는 예시입니다.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: myapp
    ports:
    - containerPort: 8080

이제 파드를 생성한 후에는 쿠버네티스에서 자동으로 파드를 복제하여 어플리케이션을 확장할 수 있습니다.

$ kubectl scale deployment myapp --replicas=3

이제 스프링 부트 어플리케이션은 3개의 파드에서 실행됩니다.

쿠버네티스에서 스프링 부트 어플리케이션 롤링 업데이트하기

쿠버네티스에서 스프링 부트 어플리케이션을 업데이트하기 위해서는 먼저 새로운 버전의 도커 이미지를 빌드해야 합니다.

$ docker build -t myapp:v2 .

이제 새로운 도커 이미지를 쿠버네티스에 배포합니다.

$ kubectl set image deployment/myapp myapp=myapp:v2

이제 쿠버네티스에서 자동으로 롤링 업데이트를 수행합니다.

쿠버네티스에서 스프링 부트 어플리케이션 모니터링하기

쿠버네티스에서 스프링 부트 어플리케이션을 모니터링하기 위해서는 먼저 쿠버네티스 대시보드를 설치해야 합니다.

$ kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.0-beta8/aio/deploy/recommended.yaml

이제 대시보드를 실행합니다.

$ kubectl proxy

대시보드는 다음 URL에서 확인할 수 있습니다.

http://localhost:8001/api/v1/namespaces/kube-system/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy/

대시보드에서는 파드의 상태, 로그, 리소스 사용량 등을 확인할 수 있습니다.

마이크로서비스 아키텍처에서의 스프링 부트와 쿠버네티스 활용

마이크로서비스 아키텍처에서는 여러 개의 작은 서비스로 어플리케이션을 구성합니다. 이러한 서비스는 각각의 컨테이너로 실행되며, 쿠버네티스에서 자동으로 배포, 확장, 관리됩니다.

스프링 부트와 쿠버네티스는 마이크로서비스 아키텍처를 구현하기 위한 이상적인 기술입니다. 스프링 부트는 각각의 서비스를 간단하게 구현할 수 있도록 지원하며, 쿠버네티스는 서비스의 자동 배포, 확장, 관리를 지원합니다.

스프링 클라우드 쿠버네티스

스프링 클라우드 쿠버네티스는 스프링 부트와 쿠버네티스를 결합한 기술입니다. 스프링 클라우드 쿠버네티스는 마이크로서비스 아키텍처에서의 서비스 디스커버리, 로드 밸런싱, 서킷 브레이커, 분산 추적 등의 기능을 제공합니다.

스프링 클라우드 쿠버네티스는 다음과 같은 라이브러리로 구성됩니다.

  • Spring Cloud Kubernetes Config
  • Spring Cloud Kubernetes Discovery
  • Spring Cloud Kubernetes Ribbon
  • Spring Cloud Kubernetes Hystrix

쿠버네티스에서 스프링 부트 어플리케이션 서비스 디스커버리하기

쿠버네티스에서 스프링 부트 어플리케이션 서비스 디스커버리를 위해서는 먼저 서비스(Service)를 생성해야 합니다. 서비스는 쿠버네티스에서 파드를 로드 밸런싱하는 오브젝트입니다.

다음은 서비스를 생성하는 예시입니다.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: myapp
  ports:
  - name: http
    port: 8080
    targetPort: 8080

이제 스프링 부트 어플리케이션에서는 서비스 디스커버리를 위해 Spring Cloud Kubernetes Discovery 라이브러리를 사용할 수 있습니다.

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
public class MyAppApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(MyAppApplication.class, args);
    }
}

이제 스프링 부트 어플리케이션은 쿠버네티스에서 자동으로 서비스 디스커버리를 수행합니다.

쿠버네티스에서 스프링 부트 어플리케이션 로드 밸런싱하기

쿠버네티스에서 스프링 부트 어플리케이션 로드 밸런싱을 위해서는 먼저 서비스를 생성해야 합니다. 서비스는 파드를 로드 밸런싱하는 오브젝트입니다.

다음은 서비스를 생성하는 예시입니다.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: myapp
  ports:
  - name: http
    port: 8080
    targetPort: 8080

이제 스프링 부트 어플리케이션에서는 로드 밸런싱을 위해 Spring Cloud Kubernetes Ribbon 라이브러리를 사용할 수 있습니다.

@Configuration
public class RibbonConfig {
    @Bean
    public ILoadBalancer ribbonLoadBalancer(IClientConfig config, KubernetesServerList serverList) {
        return RibbonLoadBalancerBuilder.newBuilder()
                .withServerList(serverList)
                .build();
    }
}

이제 스프링 부트 어플리케이션은 쿠버네티스에서 자동으로 로드 밸런싱을 수행합니다.

스프링 부트와 쿠버네티스를 이용한 안정적인 컨테이너 운영 방안

스프링 부트와 쿠버네티스를 이용한 안정적인 컨테이너 운영을 위해서는 다음과 같은 사항을 고려해야 합니다.

리소스 제한 설정하기

컨테이너는 호스트 운영체제와 리소스를 공유합니다. 이러한 공유 리소스는 다른 컨테이너와 경쟁하게 되므로, 리소스 제한을 설정하는 것이 중요합니다.

쿠버네티스에서는 리소스 제한을 설정하기 위해 다음과 같은 YAML 파일을 사용할 수 있습니다.


apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: myapp
    resources:
      limits:
        cpu: "1"
        memory: "1Gi"
      requests:
        cpu: "500m"