[Kubernetes] 쿠버네티스 마이크로서비스 어플리케이션(Microservice application)

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*유데미에서 진행하는 Kubernetes for the Absolute Beginners - Hands-on 강의를 바탕으로 제작되었습니다.

마이크로서비스 어플리케이션 실습을 위해 개와 고양이를 선택하는 투표앱과 그 결과를 알려주는 결과앱을 연동하는 서비스를 만들어보겠습니다.

마이크로서비스는 각 서비스가 독립적으로 동작하고 느슨하게 연결되어 있는 특징이 있습니다. 이러한 독립적인 서비스를 쿠버네티스 배포와 서비스를 이용해 만들어보겠습니다.

1. 마이크로서비스 구성

pod는 5개로 voting-app, redis, worker, postgres, result-app가 있고 각 파드들을 이어주기 위한 쿠버네티스 서비스가 필요합니다. 서비스는 voting-app, redis, postgres, result-app에 각 1개씩 총 4개가 존재하고 worker에는 서비스가 붙어있지 않습니다.

어떤 응용 프로그램이 어떤 서비스에 액세스를 요구하는지 확실히 알아야 합니다. 위의 그림에서 redis는 voting-app과 worker에 액세스되고, postgresDB는 worker앱과 result-app에 액세스 됩니다.

voting-app은 외부의 투표하는 사용자와 액세스 되고, result-app은 외부의 결과를 확인하기 위해 액세스 됩니다.

각각의 구성요소는 다른 구성요소의 연결을 허용하지만 worker앱은 아무도 접속하지 않습니다. 즉, 다른 구성요소나 외부 사용자가 worker앱에는 접속할 수 없습니다.

2. 정의 파일 생성 및 실행

각 파드를 생성하는 yaml 파일들은 다음과 같습니다.

voting-app-deploy.yaml, voting-app-service.yaml

redis-deploy.yaml, redis-service.yaml

worker-deploy.yaml

postgres-deploy.yaml, postgres-service.yaml

result-app-deploy.yaml, result-app-service.yaml

postgres-deploy.yaml

0.00MB

postgres-service.yaml

result-app-deploy.yaml

0.00MB

result-app-service.yaml

0.00MB

voting-app-deploy.yaml

0.00MB

voting-app-service.yaml

0.00MB

worker-deploy.yaml

0.00MB

# voting-app-deploy.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: voting-app-deploy
  labels:
    name: voting-app-deploy
    app: demo-voting-app
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:  
      name: voting-app-pod
      app: demo-voting-app
  template:
    metadata:
      name: voting-app-pod
      labels:
        name: voting-app-pod
        app: demo-voting-app
    spec:
      containers:
        - name: voting-app
          image: kodekloud/examplevotingapp_vote:v1
          ports: 
            - containerPort: 80

spec.containers.ports에 containerPort가 있습니다. containerPort란 컨테이너가 수신 대기하고 있는 포트를 의미합니다.

쿠버네티스 서비스에서 spec.ports.targetPort랑은 다른데 targetPort는 서비스나 다른 파드가 해당 컨테이너로 연결할 때 사용되는 포트이고, containerPort는 파드 내부의 컨테이너가 수신 대기하고 있는 포트. 즉, 파드 내부에서 해당 컨테이너의 어플리케이션이나 서비스와 통신하기 위해 사용되는 포트입니다.

targetPort는 외부용, containerPort는 파드 내부용입니다

# voting-app-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: voting-service
  labels:
    name: voting-service
    app: demo-voting-app
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80
      # voting-app은 클러스터 외부와 통신해야 하므로 nodePort 필요
      nodePort: 30004
  selector:
    # redis-pod.yaml의 labels 부분을 가져온다
    name: voting-app-pod
    app: demo-voting-app

voting-app은 외부 사용자와 통신해야 하므로 노드포트가 필요합니다. 그래서 type도 NodePort입니다.

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: redis-deploy
  labels:
    name: redis-pod
    app: demo-voting-app
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      name: redis-pod
      app: demo-voting-app
  template:
    metadata:
      name: redis-pod
      labels:
        name: redis-pod
        app: demo-voting-app
    spec:
      containers:
        - name: redis
          image: redis
          ports: 
            - containerPort: 6379

# redis-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis
  labels:
    name: redis-service
    app: demo-voting-app
spec:
  # type: ClusterIP 지정하지 않으면 클러스터ip가 기본값이 된다
  ports:
    - port: 6379
      targetPort: 6379
      # 내부 서비스가 될 예정이라 nodePort는 필요없다
  selector:
    # redis-pod.yaml의 labels 부분을 가져온다
    name: redis-pod
    app: demo-voting-app

redis의 서비스는 type이 ClusterIP이지만 spec속성에 따로 지정하지 않으면 자동으로 할당됩니다. 또한 redis는 클러스터 내부에서만 통신하기 때문에 노드포트가 필요없습니다.

# worker-deploy.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: worker-deploy
  labels:
    name: worker-app-pod
    app: demo-voting-app
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      name: worker-app-pod
      app: demo-voting-app 
  template:
    metadata:
      name: worker-app-pod
      labels:
        name: worker-app-pod
        app: demo-voting-app
    spec:
      containers:
        - name: worker-app
          image: kodekloud/examplevotingapp_worker:v1

# postgres-deploy.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: postgres-deploy
  labels:
    name: postgres-deploy
    app: demo-voting-app
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      name: postgres-pod
      app: demo-voting-app
  template:
    metadata:
      name: postgres-pod
      labels:
        name: postgres-pod
        app: demo-voting-app
    spec:
      containers:
        - name: postgres
          image: postgres
          ports: 
            - containerPort: 5432
          env:
            - name: POSTGRES_USER
              value: "postgres"
            - name: POSTGRES_PASSWORD
              value: "postgres"
            - name: POSTGRES_HOST_AUTH_METHOD # 추가사항
              value: trust

- name: POSTGRES_HOST_AUTH_METHOD # 추가사항
value: trust

이 부분은 강의대로 진행하면 오류가 발생해 문의사항에 질문을 올린 후 피드백을 받아서 추가한 내용입니다.

# postgres-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: db
  labels:
    name: postgres-service
    app: demo-voting-app
spec:
  ports:
    - port: 5432
      targetPort: 5432
  selector:
    name: postgres-pod
    app: demo-voting-app

postgres의 서비스도 클러스터 내부에서만 통신하기 때문에 노드포트가 필요하지 않습니다 또한 type은 클러스터ip로 자동 할당됩니다.

또한 데이터베이스의 역할을 하기 때문에 name도 db라 지정했습니다.

# result-app-deploy.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: result-app-deploy
  labels:
    name: result-app-pod
    app: demo-voting-app
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      name: result-app-pod
      app: demo-voting-app
  template:
    metadata:
      name: result-app-pod
      labels:
        name: result-app-pod
        app: demo-voting-app
    spec:
      containers:
        - name: result-app
          image: kodekloud/examplevotingapp_result:v1
          ports: 
            - containerPort: 80

# result-app-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: result-service
  labels:
    name: result-service
    app: demo-voting-app
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80
      # result-app-service는 클러스터 외부와 통신해야 하므로 노드포트 필요
      nodePort: 30005
  selector:
    # redis-pod.yaml의 labels 부분을 가져온다
    name: result-app-pod
    app: demo-voting-app

result-app은 외부 사용자와 통신해야 하므로 노드포트가 필요합니다.

이제 kubectl create -f 명령어를 사용해서 각 deployment와 service를 생성하고 생성 내용을 확인해 보겠습니다.

kubectl get pods,deployment

>>>
NAME                                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/postgres-deploy-776f4bdfcb-b54qz     1/1     Running   0          22m
pod/redis-deploy-54b67b7b4-wqwjj         1/1     Running   0          22m
pod/result-app-deploy-7cc95854b6-krqr6   1/1     Running   0          21m
pod/voting-app-deploy-96f58547f-t8ktw    1/1     Running   0          21m
pod/worker-deploy-54575bd48c-2qbzn       1/1     Running   0          20m

NAME                                READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/postgres-deploy     1/1     1            1           22m
deployment.apps/redis-deploy        1/1     1            1           22m
deployment.apps/result-app-deploy   1/1     1            1           21m
deployment.apps/voting-app-deploy   1/1     1            1           21m
deployment.apps/worker-deploy       1/1     1            1           20m

------------------------------------------------------------------------

kubectl get service

>>>
NAME             TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
db               ClusterIP   10.100.248.147   <none>        5432/TCP       20m
kubernetes       ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP        9h
redis            ClusterIP   10.98.104.33     <none>        6379/TCP       20m
result-service   NodePort    10.103.9.230     <none>        80:30005/TCP   20m
voting-service   NodePort    10.107.25.136    <none>        80:30004/TCP   5s

디플로이먼트 5개 replicas=1로 지정했기 때문에 pods도 5개가 생성되었습니다. 그리고 서비스의 type도 노드포트2개, 클러스터ip 3개로 총 5개가 정상적으로 작동되는 것을 확인할 수 있습니다.

3. 실행

이제 voting-app과 result-app이 잘 실행되는지 확인하기 위해 새로운 터미널 2개를 생성합니다.

각 터미널에 다음과 같은 명령어를 입력합니다.

minikube service voting-service --url

>>>
http://127.0.0.1:54697
❗  darwin 에서 Docker 드라이버를 사용하고 있기 때문에, 터미널을 열어야 실행할 수 있습니다

minikube service result-service --url

>>>
http://127.0.0.1:54758
❗  darwin 에서 Docker 드라이버를 사용하고 있기 때문에, 터미널을 열어야 실행할 수 있습니다

voting-service와 result-service에 지정한 노드포트인 30004, 30005가 아닌 다른 포트번호가 출력되는 것은 minikube에서 자동으로 다른 포트로 매핑하는 것이기 때문에 신경쓰지 않아도 됩니다. ctrl+c를 눌러 취소를 한 뒤 저 명령어를 다시 실행하면 포트 번호는 다른 번호로 변경됩니다.

voting-app 화면에서 고양이가 아닌 강아지를 선택하면 result-app의 모습도 변경됩니다.

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1. 마이크로서비스 구성

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