Kubernetes 아키텍처의 주요 구성 요소는 무엇이며 각 구성 요소는 무엇을 담당합니까?

Kubernetes 클러스터는 제어 플레인과 Pod에서 컨테이너화된 애플리케이션을 실행하는 노드라는 작업자 머신 세트로 구성됩니다. 모든 클러스터에는 Pod를 실행하기 위해 하나 이상의 작업자 노드가 필요합니다.

개념적으로 Kubernetes는 선언적입니다. 원하는 상태를 API 서버(etcd에 저장됨)에 제출하면 컨트롤러는 차이점을 관찰하고 실제 상태를 원하는 상태로 유도하는 지속적인 조정 루프를 실행합니다.

제어 영역 구성요소

컨트롤 플레인은 클러스터에 대한 전반적인 결정(예: 예약)을 내리고 클러스터 이벤트에 응답합니다. 프로덕션 환경에서는 일반적으로 고가용성을 위해 여러 시스템에서 실행됩니다.

• kube-apiserver — Kubernetes HTTP API를 노출하는 핵심 구성 요소입니다. 이는 제어 플레인의 프런트 엔드이자 단일 연락 지점입니다. 즉, 모든 인증, 권한 부여, 요청 검증, 클러스터 상태 읽기/쓰기가 이를 통과합니다. 수평으로 확장됩니다. 일반 배포에서는 etcd에서 직접 클러스터 상태를 읽고 쓰는 유일한 Kubernetes 구성 요소입니다. 다른 모든 구성 요소는 API 서버를 통해 상태와 상호 작용합니다.
• etcd — 모든 클러스터 데이터(구성, 상태 및 메타데이터)에 대한 Kubernetes의 백업 저장소로 사용되는 일관되고 가용성이 높은 키-값 저장소입니다. etcd는 필수이며 단일 정보 소스입니다. 이를 잃으면 모든 클러스터 상태가 손실되므로 쿼럼(홀수의 멤버)으로 실행하고 정기적으로 백업해야 합니다.
• kube-scheduler — 아직 노드에 바인딩되지 않은 Pod를 감시하고 리소스, 제약 조건, 정책을 고려하여 각 Pod를 적절한 노드에 할당합니다.
• kube-controller-manager — Kubernetes API 동작을 구현하는 컨트롤러(예: 노드 컨트롤러, 작업 컨트롤러, EndpointSlice 컨트롤러)를 실행합니다. 각 컨트롤러는 원하는 상태를 관찰하고 이에 맞춰 실제 상태를 조정합니다.
• cloud-controller-manager(선택 사항) — 기본 클라우드 공급자와 통합되어 핵심 Kubernetes 구성 요소에서 클라우드 관련 논리를 분리합니다.

노드 구성 요소

이는 모든 노드에서 실행되어 포드 실행을 유지하고 런타임 환경을 제공합니다.

• kubelet — 컨테이너를 포함하여 포드가 실행 중인지 확인하는 에이전트입니다. 포드 할당을 위해 API 서버를 감시하고, 런타임을 통해 컨테이너를 시작하고, 볼륨을 마운트하고, 활성/준비 프로브를 실행하고, 노드 상태를 보고합니다.
• kube-proxy — 서비스에 대한 트래픽이 올바른 포드 IP로 전달되도록 노드에서 iptables 또는 IPVS 규칙을 프로그래밍하여 서비스 네트워킹을 구현합니다. 일부 CNI 플러그인(예: eBPF 모드의 Cilium)이 해당 작업을 대신하기 때문에 선택 사항으로 표시되지만 표준 클러스터에서는 필수입니다.
• 컨테이너 런타임 — 컨테이너(CRI 인터페이스를 통한 컨테이너, CRI-O 등) 실행을 담당하는 소프트웨어입니다.

애드온

애드온은 클러스터 기능을 확장합니다: 클러스터 DNS(기본적으로 CoreDNS), 대시보드 웹 UI, 컨테이너 리소스 모니터링 및 클러스터 수준 로깅.

일반적인 후속 조치: 모든 통신은 API 서버를 통해 흐릅니다. 즉, 스케줄러, 컨트롤러 및 kubelet은 이를 감시하고 반응하므로 API 서버가 클러스터의 중요한 허브가 됩니다.