쿠버네티스 기초 학습

개념

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초기화 컨테이너

이 페이지는 초기화 컨테이너에 대한 개요를 제공한다. 초기화 컨테이너는 앱 컨테이너들이 실행되기 전에 실행되는 특수한 컨테이너이며, 앱 이미지에는 없는 유틸리티 또는 설정 스크립트 등을 포함할 수 있다.

초기화 컨테이너 이해하기

파드는 앱들을 실행하는 다수의 컨테이너를 포함할 수 있다. 또한, 파드는 앱 컨테이너 실행 전에 동작되는 하나 이상의 초기화 컨테이너도 포함할 수 있다.

다음의 경우를 제외하면, 초기화 컨테이너는 일반적인 컨테이너와 매우 유사하다.

만약 파드를 위한 초기화 컨테이너가 실패한다면, 쿠버네티스는 초기화 컨테이너가 성공할 때까지 파드를 반복적으로 재시작한다. 그러나, 만약 파드가 restartPolicy을 절대 하지 않음(Never)으로 설정한다면, 파드는 재시작되지 않는다.

컨테이너를 초기화 컨테이너로 지정하기 위해서는, 파드 스펙에 앱 containers 배열과 나란히 initContainers 필드를 컨테이너 타입 오브젝트들의 JSON 배열로서 추가한다. 초기화 컨테이너의 상태는 .status.initContainerStatuses 필드를 통해서 컨테이너 상태 배열로 반환된다 (.status.containerStatuses와 유사하게).

일반적인 컨테이너와의 차이점

초기화 컨테이너는 앱 컨테이너의 리소스 상한, 볼륨, 보안 세팅을 포함한 모든 필드와 특징을 지원한다. 그러나, 초기화 컨테이너를 위한 리소스 요청량과 상한은 약간 다르게 처리된다. 이것에 대해서는 아래 리소스에 문서화되어 있다. 또한, 초기화 컨테이너는 준비성 프로브(readiness probe)를 지원하지 않는다. 왜냐하면 초기화 컨테이너는 파드가 준비 상태가 되기 전에 완료를 목표로 실행되어야 하기 때문이다.

만약 다수의 초기화 컨테이너가 파드에 지정되어 있다면, 해당 초기화 컨테이너들은 순차적으로 한 번에 하나씩 실행된다. 각 초기화 컨테이너들은 다음 초기화 컨테이너가 실행되기 전에 성공되어야 한다. 모든 초기화 컨테이너들이 실행 완료되었을 때, 쿠버네티스는 파드를 초기화하고 애플리케이션 컨테이너를 평소와 같이 실행한다.

초기화 컨테이너는 무엇을 위해서 사용될 수 있는가?

초기화 컨테이너는 앱 컨테이너와는 별도의 이미지를 가지고 있기 때문에, 시동(start-up)에 관련된 코드에 몇 가지 이점을 가진다.

예제

초기화 컨테이너를 사용하는 방법에 대한 몇 가지 아이디어는 다음과 같다.

더 자세한 사용 예제는 스테이트풀 셋 문서 과 프로덕션 파드 가이드에서 확인한다.

사용되고 있는 초기화 컨테이너

쿠버네티스 1.5에 대한 다음의 yaml 파일은 두 개의 초기화 컨테이너를 포함한 간단한 파드에 대한 개요를 보여준다. 첫 번째는 myservice를 기다리고 두 번째는 mydb를 기다린다. 두 컨테이너들이 완료되면, 파드가 시작될 것이다.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp-pod
  labels:
    app: myapp
  annotations:
    pod.beta.kubernetes.io/init-containers: '[
        {
            "name": "init-myservice",
            "image": "busybox:1.28",
            "command": ["sh", "-c", "until nslookup myservice; do echo waiting for myservice; sleep 2; done;"]
        },
        {
            "name": "init-mydb",
            "image": "busybox:1.28",
            "command": ["sh", "-c", "until nslookup mydb; do echo waiting for mydb; sleep 2; done;"]
        }
    ]'
spec:
  containers:
  - name: myapp-container
    image: busybox:1.28
    command: ['sh', '-c', 'echo The app is running! && sleep 3600']

쿠버네티스 1.6에는 새로운 구문이 있다. 다만, 예전 어노테이션 구문도 1.6과 1.7에서는 여전히 동작한다. 새로운 구문은 1.8 또는 더 높은 버전에서 사용되어야 한다. 초기화에 대한 선언은 spec으로 옮겨졌다.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp-pod
  labels:
    app: myapp
spec:
  containers:
  - name: myapp-container
    image: busybox:1.28
    command: ['sh', '-c', 'echo The app is running! && sleep 3600']
  initContainers:
  - name: init-myservice
    image: busybox:1.28
    command: ['sh', '-c', 'until nslookup myservice; do echo waiting for myservice; sleep 2; done;']
  - name: init-mydb
    image: busybox:1.28
    command: ['sh', '-c', 'until nslookup mydb; do echo waiting for mydb; sleep 2; done;']

1.5 구문도 1.6에서 여전히 동작하지만, 1.6 구문 사용을 추천한다. 쿠버네티스 1.6에서는, 초기화 컨테이너가 API에서 필드로 만들어졌었다. 베타 어노테이션은 1.6과 1.7에서 여전히 지원되지만, 1.8이나 더 높은 버전에서는 지원되지 않는다.

아래의 yaml file은 mydb와 myservice 서비스의 개요를 보여준다.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myservice
spec:
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 9376
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mydb
spec:
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 9377

다음 커맨드들을 이용하여 파드를 시작하거나 디버깅할 수 있다.

kubectl apply -f myapp.yaml
pod/myapp-pod created

kubectl get -f myapp.yaml
NAME        READY     STATUS     RESTARTS   AGE
myapp-pod   0/1       Init:0/2   0          6m

kubectl describe -f myapp.yaml
Name:          myapp-pod
Namespace:     default
[...]
Labels:        app=myapp
Status:        Pending
[...]
Init Containers:
  init-myservice:
[...]
    State:         Running
[...]
  init-mydb:
[...]
    State:         Waiting
      Reason:      PodInitializing
    Ready:         False
[...]
Containers:
  myapp-container:
[...]
    State:         Waiting
      Reason:      PodInitializing
    Ready:         False
[...]
Events:
  FirstSeen    LastSeen    Count    From                      SubObjectPath                           Type          Reason        Message
  ---------    --------    -----    ----                      -------------                           --------      ------        -------
  16s          16s         1        {default-scheduler }                                              Normal        Scheduled     Successfully assigned myapp-pod to 172.17.4.201
  16s          16s         1        {kubelet 172.17.4.201}    spec.initContainers{init-myservice}     Normal        Pulling       pulling image "busybox"
  13s          13s         1        {kubelet 172.17.4.201}    spec.initContainers{init-myservice}     Normal        Pulled        Successfully pulled image "busybox"
  13s          13s         1        {kubelet 172.17.4.201}    spec.initContainers{init-myservice}     Normal        Created       Created container with docker id 5ced34a04634; Security:[seccomp=unconfined]
  13s          13s         1        {kubelet 172.17.4.201}    spec.initContainers{init-myservice}     Normal        Started       Started container with docker id 5ced34a04634

kubectl logs myapp-pod -c init-myservice # Inspect the first init container
kubectl logs myapp-pod -c init-mydb      # Inspect the second init container

mydb 및 myservice 서비스를 시작하고 나면, 초기화 컨테이너가 완료되고 myapp-pod가 생성된 것을 볼 수 있다.

kubectl apply -f services.yaml
service/myservice created
service/mydb created

kubectl get -f myapp.yaml
NAME        READY     STATUS    RESTARTS   AGE
myapp-pod   1/1       Running   0          9m

이 예제는 매우 단순하지만 사용자만의 초기화 컨테이너를 생성하는데 영감을 줄 것이다.

자세한 동작

파드 시동 시, 네트워크와 볼륨이 초기화되고 나면, 초기화 컨테이너가 순서대로 시작된다. 각 초기화 컨테이너는 다음 컨테이너가 시작되기 전에 성공적으로 종료되어야 한다. 만약 런타임 문제나 실패 상태로 종료되는 문제로인하여 초기화 컨테이너의 시작이 실패된다면, 초기화 컨테이너는 파드의 restartPolicy에 따라서 재시도 된다. 다만, 파드의 restartPolicy이 항상(Always)으로 설정된 경우, 해당 초기화 컨테이너는 restartPolicy을 실패 시(OnFailure)로 사용한다.

파드는 모든 초기화 컨테이너가 성공되기 전까지 Ready될 수 없다. 초기화 컨테이너의 포트는 서비스 하에 합쳐지지 않는다. 초기화 중인 파드는 Pending 상태이지만 Initializing이 참이 되는 조건을 가져야 한다.

만약 파드가 재시작되었다면, 모든 초기화 컨테이너는 반드시 다시 실행된다.

초기화 컨테이너 스펙 변경은 컨테이너 이미지 필드에서만 한정적으로 가능하다. 초기화 컨테이너 이미지 필드를 변경하는 것은 파드를 재시작하는 것과 같다.

초기화 컨테이너는 재시작되거나, 재시도, 또는 재실행 될 수 있기 때문에, 초기화 컨테이너 코드는 멱등성(indempotent)을 유지해야 한다. 특히, EmptyDirs에 있는 파일에 쓰기를 수행하는 코드는 출력 파일이 이미 존재할 가능성에 대비해야 한다.

초기화 컨테이너는 앱 컨테이너의 필드를 모두 가지고 있다. 그러나, 쿠버네티스는 readinessProbe가 사용되는 것을 금지한다. 초기화 컨테이너가 완료 상태와 준비성을 구분해서 정의할 수 없기 때문이다. 이것은 유효성 검사 중에 시행된다.

초기화 컨테이너들이 실패를 영원히 지속하는 상황을 방지하기 위해서 파드의 activeDeadlineSeconds와 컨테이너의 livenessProbe를 사용한다.

파드 내의 각 앱과 초기화 컨테이너의 이름은 유일해야 한다. 어떤 컨테이너가 다른 컨테이너와 같은 이름을 공유하는 경우 유효성 오류가 발생한다.

리소스

초기화 컨테이너에게 명령과 실행이 주어진 경우, 리소스 사용에 대한 다음의 규칙이 적용된다.

쿼터 및 상한은 유효한 파드의 요청량 및 상한에 따라 적용된다.

파드 레벨 cgroup은 유효한 파드 요청량 및 상한을 기반으로 한다. 이는 스케줄러와 같다.

파드 재시작 이유

파드는 다음과 같은 사유로, 초기화 컨테이너들의 재-실행을 일으키는, 재시작을 수행할 수 있다.

지원 및 호환성

Api서버 버전 1.6.0 또는 더 높은 버전으로 구성된 클러스터는 .spec.initContainers 필드를 사용하여 초기화 컨테이너를 지원한다. 이전 버전들은 초기화 컨테이너를 알파 또는 베타 어노테이션을 사용하여 지원한다. .spec.initContainers 필드는 알파 또는 베타 어노테이션에도 반영되어 있어서 버전 1.3.0 이상의 Kubelet이 초기화 컨테이너를 실행할 수 있도록 한다. 따라서, 버전 1.6 api서버가 기존에 생성된 파드들의 초기화 컨테이너 기능 손실 없이 안전하게 버전 1.5.x로 롤백할 수 있게 한다.

Api서버 및 Kubelet 버전 1.8.0 이상에서는, 사용 중단된 어노테이션을 .spec.initContainers 필드로 변환하는 것이 필요한, 알파 및 베타 어노테이션의 지원이 중단되었다.

이 특징은 1.6에서 베타를 빠져나왔다. 초기화 컨테이너는 앱 containers 배열과 나란히 파드 스펙에 명시될 수 있다. 베타 어노테이션의 값은 여전히 존중되며 파드 스펙 필드 값을 덮어쓴다. 하지만, 베타 어노테이션은 1.6과 1.7에서 사용 중단(deprecated)되었다. 1.8에서 어노테이션은 더는 지원되지 않으므로 파드 스펙 필드로 변환되어야 한다.

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