쿠버네티스 기초 학습

개념

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파드 라이프사이클

이 페이지는 파드의 라이프사이클을 설명한다.

파드의 단계(phase)

파드의 status 필드는 phase 필드를 포함하는 PodStatus 오브젝트로 정의된다.

파드의 phase는 파드가 라이프사이클 중 어느 단계에 해당하는지 표현하는 간단한 고수준의 요약이다. Phase는 컨테이너나 파드의 관측 정보에 대한 포괄적인 롤업이나, 포괄적인 상태 머신을 표현하도록 의도되지는 않았다.

파드 phase 값에서 숫자와 의미는 엄격하게 지켜진다. 여기에 문서화된 내용 이외에는, 파드와 파드에 주어진 phase 값에 대해서 어떤 사항도 가정되어서는 안 된다.

phase에 가능한 값은 다음과 같다.

값 의미
Pending 파드가 쿠버네티스 시스템에 의해서 승인되었지만, 파드를 위한 하나 또는 하나 이상의 컨테이너 이미지 생성이 아직 완료되지 않았다. 여기에는 스케줄되기 이전까지의 시간 뿐만 아니라 오래 걸릴 수 있는 네트워크를 통한 이미지 다운로드 시간도 포함된다.
Running 파드가 한 노드에 결합되었고, 모든 컨테이너들의 생성이 완료되었다. 적어도 하나의 컨테이너가 동작 중이거나, 시작 또는 재시작 중에 있다.
Succeeded 파드에 있는 모든 컨테이너들이 성공으로 종료되었고, 재시작되지 않을 것이다.
Failed 파드에 있는 모든 컨테이너들이 종료되었고, 적어도 하나 이상의 컨테이너가 실패로 종료되었다. 즉, 해당 컨테이너는 non-zero 상태로 빠져나왔거나(exited) 시스템에 의해서 종료(terminated)되었다.
Unknown 어떤 이유에 의해서 파드의 상태를 얻을 수 없다. 일반적으로 파드 호스트와의 통신 오류에 의해서 발생한다.
Completed 완료된 잡(Job)과 같이 다 실행되어서 더 작동하고 있을 필요 없이 완료된 상태가 되었다.
CrashLoopBackOff 파드 내 컨테이너 중 하나가 예상과는 달리 종료(exit)되었고, restart policy에 따라 재시작된 뒤에도 0이 아닌 에러 코드가 발생했을 것이다.

파드의 조건(condition)

파드는 하나의 PodStatus를 가지며, 그것은 파드가 통과했거나 통과하지 못한 조건에 대한 PodConditions 배열을 가진다. PodCondition 배열의 각 요소는 다음 여섯 가지 필드를 가질 수 있다.

컨테이너 프로브(probe)

프로브는 컨테이너에서 kubelet에 의해 주기적으로 수행되는 진단(diagnostic)이다. 진단을 수행하기 위해서, kubelet은 컨테이너에 의해서 구현된 핸들러를 호출한다. 핸들러에는 다음과 같이 세 가지 타입이 있다.

각 probe는 다음 세 가지 결과 중 하나를 가진다.

kubelet은 실행 중인 컨테이너들에 대해서 선택적으로 두 가지 종류의 프로브를 수행하고 그에 반응할 수 있다.

언제 활성 또는 준비성 프로브를 사용해야 하는가?

만약 컨테이너 속 프로세스가 어떠한 이슈에 직면하거나 건강하지 못한 상태(unhealthy)가 되는 등 프로세스 자체의 문제로 중단될 수 있더라도, 활성 프로브가 반드시 필요한 것은 아니다. 그 경우에는 kubelet이 파드의 restartPolicy에 따라서 올바른 대처를 자동적으로 수행할 것이다.

프로브가 실패한 후 컨테이너가 종료되거나 재시작되길 원한다면, 활성 프로브를 지정하고, restartPolicy를 항상(Always) 또는 실패 시(OnFailure)로 지정한다.

프로브가 성공한 경우에만 파드에 트래픽 전송을 시작하려고 한다면, 준비성 프로브를 지정하길 바란다. 이 경우에서는, 준비성 프로브가 활성 프로브와 유사해 보일 수도 있지만, 스팩에 준비성 프로브가 존재한다는 것은 파드가 트래픽을 받지 않는 상태에서 시작되고 프로브가 성공하기 시작한 이후에만 트래픽을 받는다는 뜻이다.

만약 컨테이너가 대량의 데이터, 설정 파일들, 또는 시동 중 마그레이션을 처리해야 한다면, 준비성 프로브를 지정하길 바란다.

만약 당신의 컨테이너가 유지 관리를 위해서 자체 중단되게 하려면, 준비성 프로브를 지정하길 바란다. 준비성 프로브는 활성 프로브와는 다르게 준비성에 특정된 엔드포인트를 확인한다.

파드가 삭제될 때 단지 요청들이 흘려 보낼(drain) 목적으로, 준비성 프로브가 필요하지는 않다는 점을 유념해야한다. 삭제 시에, 파드는 프로브의 존재 여부와 무관하게 자동으로 스스로를 준비되지 않은 상태(unready)로 변경한다. 파드는 파드 내의 모든 컨테이너들이 중지될 때까지 준비되지 않은 상태로 남아있는다.

활성 프로브 및 준비성 프로브를 설정하는 방법에 대한 추가적인 정보는, 활성 프로브 및 준비성 프로브 설정하기를 참조하면 된다.

파드 및 컨테이너 상태

파드 및 컨테이너 상태에 대한 자세한 정보는, PodStatus 및 ContainerStatus를 참조하면 된다. 파드의 상태로서 보고되는 정보는 현재의 ContainerState에 의존적이라는 점에 유의하길 바란다.

컨테이너 상태

일단 스케줄러가 파드를 노드에 할당하면, kubelet이 컨테이너 런타임으로 컨테이너를 만들기 시작한다. 컨테이너에 세 가지 상태가 있는데, Waiting, Running, 그리고 Terminated이다. 컨테이너의 상태를 체크하려면 kubectl describe pod [POD_NAME] 명령을 사용할 수 있다. 상태는 파드 안에 있는 컨테이너 각각에 대해 출력된다.

   ...
      State:          Running
       Started:      Wed, 30 Jan 2019 16:46:38 +0530
   ...
   ...
      State:          Terminated
        Reason:       Completed
        Exit Code:    0
        Started:      Wed, 30 Jan 2019 11:45:26 +0530
        Finished:     Wed, 30 Jan 2019 11:45:26 +0530
    ...

파드의 준비성 게이트(readiness gate)

FEATURE STATE: Kubernetes v1.12 beta
This feature is currently in a beta state, meaning:

  • The version names contain beta (e.g. v2beta3).
  • Code is well tested. Enabling the feature is considered safe. Enabled by default.
  • Support for the overall feature will not be dropped, though details may change.
  • The schema and/or semantics of objects may change in incompatible ways in a subsequent beta or stable release. When this happens, we will provide instructions for migrating to the next version. This may require deleting, editing, and re-creating API objects. The editing process may require some thought. This may require downtime for applications that rely on the feature.
  • Recommended for only non-business-critical uses because of potential for incompatible changes in subsequent releases. If you have multiple clusters that can be upgraded independently, you may be able to relax this restriction.
  • Please do try our beta features and give feedback on them! After they exit beta, it may not be practical for us to make more changes.

파드의 준비성에 대한 확장성을 추가하기 위해서 추가적인 피드백이나 신호를 PodStatus에 주입하는 방법인, 파드 준비++라는 특징이 쿠버네티스 1.11에서 소개되었다. 파드의 준비성을 평가하기 위한 추가적인 조건들을 PodSpec 내의 새로운 ReadinessGate 필드를 통해서 지정할 수 있다. 만약 쿠버네티스가 status.conditions 필드에서 해당하는 조건을 찾지 못한다면, 그 조건의 상태는 기본 값인 “False“가 된다. 아래는 한 예제를 보여준다.

Kind: Pod
...
spec:
  readinessGates:
    - conditionType: "www.example.com/feature-1"
status:
  conditions:
    - type: Ready  # 이것은 내장된 PodCondition이다
      status: "True"
      lastProbeTime: null
      lastTransitionTime: 2018-01-01T00:00:00Z
    - type: "www.example.com/feature-1"   # 추가적인 PodCondition
      status: "False"
      lastProbeTime: null
      lastTransitionTime: 2018-01-01T00:00:00Z
  containerStatuses:
    - containerID: docker://abcd...
      ready: true
...

파드의 새로운 조건들은 쿠버네티스의 레이블 키 포멧을 준수해야 한다. kubectl patch 명령어가 오브젝트 상태 패치(patching)를 아직 제공하지 않기 때문에, 새로운 파드 조건들은 KubeClient 라이브러리를 통한 PATCH 액션을 통해서 주입되어야 한다.

새로운 파드 조건들이 적용된 경우, 파드는 오직 다음 두 문장이 모두 참일 때만 준비 상태로 평가된다.

파드 준비성 평가에 대한 변경을 촉진하기 위해서, 이전 파드 조건인 Ready를 포착하기 위한 새로운 파드 조건 ContainersReady가 소개되었다.

K8s 1.11에서, 알파 특징으로서, “파드 준비++” 특징을 사용하기 위해서는 특징 게이트의 PodReadinessGates를 참으로 설정함으로써 명시적으로 활성화해야 한다.

K8s 1.12에서는, 해당 특징이 기본으로 활성화되어 있다.

재시작 정책

PodSpec은 항상(Always), 실패 시(OnFailure), 절대 안 함(Never) 값으로 설정 가능한 restartPolicy 필드를 가지고 있다. 기본 값은 항상(Always)이다. restartPolicy는 파드 내의 모든 컨테이너들에 적용된다. restartPolicy는 같은 노드에 있는 kubelet에 의한 컨테이너들의 재시작에만 관련되어 있다. kubelet에 의해서 재시작되는 종료된 컨테이너는 5분으로 제한된 지수 백-오프 지연(10초, 20초, 40초 …)을 기준으로 재시작되며, 10분의 성공적 실행 후에 재설정된다. 파드 문서에서 의논된 바와 같이, 파드는 일단 한 노드에 바운드되고 나면, 다른 노드에 다시 바운드되지 않는다.

파드의 일생(lifetime)

일반적으로, 파드는 누군가 파드를 파괴할 때까지 사라지지 않는다. 그것은 주로 사람이나 컨트롤러에 의해서 일어난다. 이 법칙에 대한 유일한 예외는 일정 기간(마스터의 terminated-pod-gc-threshold에 의해 결정되는) 이상 파드의 phase가 Succeeded 또는 Failed라서 파드가 만료되고 자동적으로 파괴되는 경우이다.

세 가지 유형의 컨트롤러를 사용할 수 있다.

세 가지 모든 컨트롤러 유형은 PodTemplate을 가지고 있다. 파드를 직접적으로 생성하는 것 보다는, 적절한 컨트롤러를 생성하고 컨트롤러가 파드를 생성하도록 하는 것이 추천된다. 그 이유는 파드 혼자서는 머신의 실패에 탄력적(resilient)이지 않지만, 컨트롤러는 탄력적이기 때문이다.

만약 노드가 죽거나 다른 클러스터의 다른 노드들로부터 연결이 끊기면, 쿠버네티스는 잃어버린 노드에 있는 모든 파드의 phase를 실패된(Failed)으로 설정하는 정책을 적용한다.

예제

고급 활성 프로브 예제

활성 프로브는 kubelet에 의해서 실행된다. 따라서 모든 요청은 kubelet 네트워크 네임스페이스에서 이루어진다.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    test: liveness
  name: liveness-http
spec:
  containers:
  - args:
    - /server
    image: k8s.gcr.io/liveness
    livenessProbe:
      httpGet:
        # "host"가 정의되지 않은 경우, "PodIP" 가 사용될 것이다.
        # host: my-host
        # "scheme"이 정의되지 않은 경우, "HTTP" 스키마가 사용될 것이다. "HTTP"와 "HTTPS"만 허용된다.
        # scheme: HTTPS
        path: /healthz
        port: 8080
        httpHeaders:
        - name: X-Custom-Header
          value: Awesome
      initialDelaySeconds: 15
      timeoutSeconds: 1
    name: liveness

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