Kubernetes POD

POD

쿠버네티스가 관리하는 가장 작은 컴퓨팅 단위로 하나 이상의 컨테이너 그룹이다.
컨테이너의 공동 배포된 그룹이며 쿠버네티스의 기본 빌딩 블록을 대표
쿠버네티스는 컨테이너를 개별적으로 배포하지 않고 컨테이너의 포드를 항상 배포하고 운영
일반적으로 포드는 단일 컨테이너만 포함하지만 다수의 컨테이너를 포함할 수 있음
포드는 다수의 노드에 생성되지 않고 단일 노드에서만 실행
여러 프로세스를 실행하기 위해서는 컨테이너 당 단일 프로세스가 적합
다수의 프로세스를 제어하려면? -> 다수의 컨테이너를 다룰 수 있는 그룹 필요
포드 관리의 장점
- 포드는 밀접하게 연관된 프로세스를 함께 실행하고 마치 하나의 환경에서 동작하는 것처럼 보임
- 그러나 동일한 환경을 제공하면서 다소 격리된 상태로 유지
동일한 포드의 컨테이너 사이의 부분 격리
- 포드의 모든 컨테이너는 동일한 네트워크 및 UTS 네임스페이스에서 실행
- 같은 호스트 이름 및 네트워크 인터페이스를 공유 (포드 충돌 가능성 있음)
- 포드의 모든 컨테이너는 동일한 IPC 네임스페이스 아래에서 실행되며 IPC를 통해 통신 가능
  - 최신 쿠버네티스 및 도커 버전에는 동일한 PID 네임스페이스를 공유할 수 있지만 이 기능은 기본 활성화돼있지 않다.
플랫 인터 포드 네트워크 구조
- 쿠버네티스 클러스터의 모든 포드는 공유된 단일 플랫, 네트워크 주소 공간에 위치
- 포드 사이에는 NAT 게이트웨이가 존재하지 않는다.
컨테이너를 포드 전체에 적절하게 구성하는 방법
- 다수의 포드로 멀티티어 애플리케이션 분할
- 각각 스케일링이 가능한 포드로 분할
- ex) FE Process와 BE Process를 같은 포드에 구성하기 보다는 각각의 포드로 구성하는 것이 좋다.
- 밀접한 프로세스가 아닌 경우에는 한 포드에 여러 컨테이너를 사용하지 않는다.
YAML로 POD Descriptor 만들기
- kubectl 실행 명령으로 간단한 리소스 작성 방법도 가능하지만 일부 항목에 대해서만 가능하며 용의하지 않다.
- 모든 쿠버네티스 객체를 YAML로 정의하면 버전 제어 시스템에 저장 가능
- 모든 API에 대한 내용: https://kubernetes.io/docs/reference 참고
POD 정의 구성 요소
- apiVersion: 쿠버네티스 API의 버전을 가리킴
- kind: 어떤 리소스 유형인지 결정(포드 레플리카컨트롤러, 서비스 등)
- 메타데이터: 포드와 관련된 이름, 네임스페이스, 레이블, 그 밖의 정보 존재
- 스펙: 컨테이너, 볼륨등의 정보
- 상태: 포드의 상태, 각 컨테이너의 설명 및 상태, 포드 내부의 IP 및 그 밖의 기본 정보 등

POD Descriptor 작성

yaml 파일 작성
```
server1@server1-VirtualBox:~/yaml$ vi go-test.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: go-test 
spec:
  containers:
  - name: go-test
    image: devtak/test:v1.0
    ports:
    - containerPort: 8080
```
- apiVersion: YAML 파일에서 정의한 오브젝트의 API 버전을 나타낸다.
- kind: 해당 리소스의 종류를 나타낸다.
- metadata: 라벨, 주석, 이름 등과 같은 리소스의 부가 정보를 입력
- spec: 리소스를 생성하기 위한 자세한 정보를 입력

yaml 파일로 deploy 생성하기

server1@server1-VirtualBox:~/yaml$ kubectl create -f go-test.yaml
// server1@server1-VirtualBox:~/yaml$ kubectl apply -f go-test.yaml
server1@server1-VirtualBox:~/yaml$ kubectl get pod -o yaml
apiVersion: v1
items:
- apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
    creationTimestamp: "2021-04-02T06:41:26Z"
    managedFields:
    - apiVersion: v1
      fieldsType: FieldsV1
      fieldsV1:
        f:spec:
          f:containers:
            k:{"name":"go-test"}:
              .: {}
              f:image: {}
              f:imagePullPolicy: {}
              f:name: {}
              f:ports:
                .: {}
                k:{"containerPort":8080,"protocol":"TCP"}:
                  .: {}
                  f:containerPort: {}
                  f:protocol: {}
              f:resources: {}
              f:terminationMessagePath: {}
              f:terminationMessagePolicy: {}
          f:dnsPolicy: {}
          f:enableServiceLinks: {}
          f:restartPolicy: {}
          f:schedulerName: {}
          f:securityContext: {}
          f:terminationGracePeriodSeconds: {}
      manager: kubectl-create
      operation: Update
      time: "2021-04-02T06:41:26Z"
    - apiVersion: v1
      fieldsType: FieldsV1
      fieldsV1:
        f:status:
          f:conditions:
            k:{"type":"ContainersReady"}:
              .: {}
              f:lastProbeTime: {}
              f:lastTransitionTime: {}
              f:status: {}
              f:type: {}
            k:{"type":"Initialized"}:
              .: {}
              f:lastProbeTime: {}
              f:lastTransitionTime: {}
              f:status: {}
              f:type: {}
            k:{"type":"Ready"}:
              .: {}
              f:lastProbeTime: {}
              f:lastTransitionTime: {}
              f:status: {}
              f:type: {}
          f:containerStatuses: {}
          f:hostIP: {}
          f:phase: {}
          f:podIP: {}
          f:podIPs:
            .: {}
            k:{"ip":"172.17.0.2"}:
              .: {}
              f:ip: {}
          f:startTime: {}
      manager: kubelet
      operation: Update
      time: "2021-04-02T06:41:29Z"
    name: go-test
    namespace: default
    resourceVersion: "12002"
    uid: 463e3c63-be3b-4563-805d-e158bacac1e8
  spec:
    containers:
    - image: devtak/test:v1.0
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      name: go-test
      ports:
      - containerPort: 8080
        protocol: TCP
      resources: {}
      terminationMessagePath: /dev/termination-log
      terminationMessagePolicy: File
      volumeMounts:
      - mountPath: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount
        name: default-token-8p5fp
        readOnly: true
    dnsPolicy: ClusterFirst
    enableServiceLinks: true
    nodeName: minikube
    preemptionPolicy: PreemptLowerPriority
    priority: 0
    restartPolicy: Always
    schedulerName: default-scheduler
    securityContext: {}
    serviceAccount: default
    serviceAccountName: default
    terminationGracePeriodSeconds: 30
    tolerations:
    - effect: NoExecute
      key: node.kubernetes.io/not-ready
      operator: Exists
      tolerationSeconds: 300
    - effect: NoExecute
      key: node.kubernetes.io/unreachable
      operator: Exists
      tolerationSeconds: 300
    volumes:
    - name: default-token-8p5fp
      secret:
        defaultMode: 420
        secretName: default-token-8p5fp
  status:
    conditions:
    - lastProbeTime: null
      lastTransitionTime: "2021-04-02T06:41:26Z"
      status: "True"
      type: Initialized
    - lastProbeTime: null
      lastTransitionTime: "2021-04-02T06:41:29Z"
      status: "True"
      type: Ready
    - lastProbeTime: null
      lastTransitionTime: "2021-04-02T06:41:29Z"
      status: "True"
      type: ContainersReady
    - lastProbeTime: null
      lastTransitionTime: "2021-04-02T06:41:26Z"
      status: "True"
      type: PodScheduled
    containerStatuses:
    - containerID: docker://153a1cc21662b7620cc32fcb4638d607c24614c28d94280c321bcfe90ba49159
      image: devtak/test:v1.0
      imageID: docker-pullable://devtak/test@sha256:88b8e9599f84da43bfe13805bcce93e474a6b79c5564d535faa1b4b54eec6d99
      lastState: {}
      name: go-test
      ready: true
      restartCount: 0
      started: true
      state:
        running:
          startedAt: "2021-04-02T06:41:28Z"
    hostIP: 192.168.49.2
    phase: Running
    podIP: 172.17.0.2
    podIPs:
    - ip: 172.17.0.2
    qosClass: BestEffort
    startTime: "2021-04-02T06:41:26Z"
kind: List
metadata:
  resourceVersion: ""
  selfLink: ""

컨테이너에서 호스트로 포트 포워딩
- 디버깅 혹은 다른 이유로 서비스를 거치지 않고 특정 포드와 통신하고 싶을 때 사용
- kubectl port-forward 명령 수행
- 컨테이너 8081 포트를 pod의 8080 포트로 전달 ``` server1@server1-VirtualBox:~/yaml$ kubectl port-forward go-test 8081:8080 Forwarding from 127.0.0.1:8081 -> 8080 Forwarding from [::1]:8081 -> 8080
http://127.0.0.1:8081/hello 연결 확인 ```

삭제도 가능하다.

server1@server1-VirtualBox:~/yaml$ kyubectl delete -f go-test.yaml
server1@server1-VirtualBox:~/yaml$ kyubectl delete pod go-test

로그 확인도 가능하다.

server1@server1-VirtualBox:~/yaml$ kubectl logs go-test

포드에 주석 추가하기
- 각 포드나 API 객체 설명이 추가
- 클러스터를 사용하는 모든 사람이 각 객체의 정보를 빠르게 확인 가능
- 예를 들어 객체를 만든 사람의 이름을 지정
- 공동 작업 가능
- 총 256KB까지 포함 가능
```
server1@server1-VirtualBox:~/yaml$ kubectl annotate pod http-go key="test1234"
pod/http-go annotated
server1@server1-VirtualBox:~/yaml$ kubectl get pod http-go -o yaml
```

포드 삭제

만든 포드 조회

포드 삭제

server1@server1-VirtualBox:~/yaml$ kubectl delete pod <포드 이름>

전체 포드 삭제

server1@server1-VirtualBox:~/yaml$ kubectl delete pod --all

라이브니스, 레디네스, 스타트업 프로브 구성

Liveness Probe
- 컨테이너 살았는지 판단하고 다시 시작하는 기능
- 컨테이너의 상태를 스스로 판단하여 교착 상태에 빠진 컨테이너를 재시작
- 버그가 생겨도 높은 가용성을 보입
Readiness Probe
- 포드가 준비된 상태에 있는지 확인하고 정상 서비스를 시작하는 기능
- 포드가 적절하게 준비되지 않은 경우 로드밸런싱을 하지 않음
Startup Probe
- 애플리케이션의 시작 시기 확인하여 가용성을 높이는 기능
- Liveness, Readiness의 기능 비활성화
Liveness Command 설정 - 파일 존재 여부 확인
- 리눅스 환경에서 커맨드 실행 성공 시 0 (컨테이너 유지)
- 실패하면 그 외 값 출력 (컨테이너 재시작) ``` apiVersion: v1 kind: Pod metadata: labels: test: liveness names: liveness-exec spec: containers:
  - name: liveness image: k8c.gcr.io/busybox args:
    - /bin/sh
    - -c
    - touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600 livenessProve: exec: command:
      - cat
      - /tmp/healthy initialDelaySeconds: 5 periodSeconds: 5 ```
  - initialDelaySeconds: 5 -> POD이 실행되고 5초 뒤부터 확인
  - periodSeconds: 5 -> 5초마다 확인
  - spec.containers.args 에서 /tmp/healthy를 생성하고 삭제했다.
  - livenessProve는 /tmp/healthy를 확인한다. 즉, 30초 뒤에 삭제하기 때문에 30초 뒤에 컨테이너가 죽었다고 판단하고 다시 실행한다.
  - 아래 명령어로 확인할 수 있다.
    $ kubectl describe pod liveness-exec
Liveness 웹 설정 - http 요청 확인
- Response Code가 200 이상, 400 미만: 컨테이너 유지
- Response Code가 그 외(500 server error): 컨테이너 재시작 ``` apiVersion: v1 kind: Pod metadata: labels: test: liveness names: liveness-http spec: containers:
  - name: liveness image: k8c.gcr.io/busybox args:
    - /server livenessProve: httpGet: path: /healthz port: 8080 httpHeaders:
      - name: Custom-Header value: Awesome initialDelaySeconds: 3 periodSeconds: 3 ```

TCP 설정

TCP 연결로 확인
Readiness TCP 설정
- 준비 프로브는 8080포트를 검사
- 5초 후부터 검사 시작
- 검사 주기는 10초 -> 서비스를 시작해도 된다.
Liveness TCP 설정
- 활성화 프로브는 8080포트를 검사
- 15초 후부터 검사 시작
- 검사 주기는 20초 -> 컨테이너를 재시작하지 않아도 된다.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  names: goproxy
  labels:
    app: goproxy
spec:
  containers:
  - name: goproxy
    image: k8c.gcr.io/goproxy:0.1
    ports:
    - containerPort: 8080
    readinessProve:
      tcpSocket:
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 10
    livenessProbe:
      tcpSocket:
        port:8080
      initialDelaySeconds: 3
      periodSeconds: 3

Startup Probe

시작할 때까지 검사를 수행
http 요청을 통해 검사
30번을 검사하며 10초 간격으로 수행
300(30 * 10)초 후에도 포드가 정상 동작하지 않는 경우 종료 -> 300초 동안 포드가 정상 실행되는 시간을 벌어준다.

ports:
- name: liveness-port
  containerPort: 8080
  hostPort: 8080

livenessProbe:
    httpGet:
      path: /healthz
      port: liveness-port
    failureThreshold: 1
    periodSeconds: 10

startupProbe:
  httpGet:
    path: /healthz
    port: liveness-port
  failureThreshold: 30
  periodSeconds: 10

포드와 도커 컨테이너

포드를 사용하는 이유
- 여러 리눅스 네임스페이스를 공유하는 여러 컨테이너들을 추상화된 집합으로 사용하기 위해서이다.
- 네트워크를 생각해보면, 도커에 컨테이너는 같은 네트워크 네임스페이스를 컨테이너 간에 공유해 사용할 수 있도록 설정하기 때문에 여러 컨테이너가 동일한 네트워크 환경을 갖는다.
- 포드는 네트워크 뿐만 아니라 여러 네임스페이스를 공유하여 사용할 수 있다.

완전한 애플리케이션으로써의 포드

실제 쿠버네티스 환경에서는 1개의 컨테이너로 구성된 포드를 사용하는 경우가 많다.
하나의 포드는 하나의 완전한 애플리케이션이다.
하지만 컨테이너가 실행되기 위해 부가적인 기능을 필요로 한다면?
- 사이드카(sidecar)포드에 정의된 부가적인 컨테이너를 포드내에 포함하여 생성할 수 있다.

** 참고: https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/configure-liveness-readiness-startup-probes/

** 참고: 데브옵스를 위한 쿠버네티스 마스터

** 참고: 시작하세요 도커/쿠버네티스