개발 배경지식/용어

[IT 인프라 배포 방식 및 운영 환경] 컨테이너 및 오케스트레이션

개발_노트 2025. 3. 12. 16:53

컨테이너 및 오케스트레이션

컨테이너 및 오케스트레이션 기술은 현대 애플리케이션 개발과 배포의 핵심 요소입니다. 컨테이너 기술을 통해 애플리케이션과 그 실행 환경을 일관되게 유지할 수 있으며, 오케스트레이션 시스템을 사용하면 이러한 컨테이너들을 효율적으로 관리할 수 있습니다. 또한, 서버리스(Serverless) 컴퓨팅을 활용하면 서버 관리 없이도 애플리케이션을 실행할 수 있습니다.

1. 컨테이너(Container)

개념

  • 애플리케이션과 그 실행 환경을 하나의 패키지로 묶어, 어떤 환경에서도 동일하게 실행될 수 있도록 하는 기술.
  • 운영체제(OS) 수준에서 격리된 독립적인 실행 환경을 제공하며, 개발과 배포를 일관되게 유지할 수 있음.
  • 가상 머신(VM)과 달리 가볍고 빠르게 실행되며, 시스템 자원을 효율적으로 사용할 수 있음.

특징

  • 애플리케이션 코드, 런타임, 라이브러리, 환경 변수 등을 하나의 컨테이너 이미지로 패키징하여 실행.
  • OS 커널을 공유하지만, 컨테이너마다 독립적인 프로세스를 실행함.
  • 마이크로서비스 아키텍처(MSA)와 클라우드 네이티브 환경에서 널리 사용됨.

활용 예제

  1. 애플리케이션 개발 및 배포 자동화
    • 개발자가 로컬에서 개발한 애플리케이션을 동일한 컨테이너 환경에서 테스트하고 배포할 수 있음.
  2. 마이크로서비스 아키텍처
    • 각 서비스가 독립적으로 컨테이너 내에서 실행되어 개별적으로 배포 및 확장 가능.
  3. CI/CD(지속적 통합 및 지속적 배포) 환경 구축
    • 컨테이너를 사용하면 빌드, 테스트, 배포 프로세스를 자동화하여 개발 속도를 향상시킬 수 있음.

대표적인 컨테이너 기술

  • Docker: 가장 널리 사용되는 컨테이너 플랫폼. docker run 명령어로 쉽게 컨테이너 실행 가능.
  • Podman: Docker와 유사하지만, 데몬(daemon)이 필요 없는 경량 컨테이너 관리 도구.
  • LXC (Linux Containers): 기존 리눅스 기술을 기반으로 하는 컨테이너 시스템.

장점

  1. 이식성(Portability) 증가: 동일한 컨테이너 이미지를 어디서든 실행 가능.
  2. 리소스 효율성: 가상 머신보다 가볍고 빠르게 실행됨.
  3. 개발 및 운영 환경 일관성 유지: 로컬, 테스트, 프로덕션 환경에서 동일한 환경을 제공.

단점

  1. 보안 취약점 가능성: 컨테이너는 OS 커널을 공유하므로 보안 관리가 필요.
  2. 데이터 지속성 관리 필요: 컨테이너는 기본적으로 상태를 유지하지 않으므로, 외부 스토리지를 활용해야 함.
  3. 초기 학습 곡선: 기존 VM 방식과 차이가 있어 학습이 필요할 수 있음.

2. 쿠버네티스(Kubernetes, K8s)

개념

  • 컨테이너화된 애플리케이션을 자동으로 배포, 확장, 운영하는 오케스트레이션 시스템.
  • 단일 서버에서 여러 개의 컨테이너를 실행하는 것이 아니라, 여러 개의 노드(서버)에서 컨테이너를 자동으로 관리하고 배포하는 것이 핵심.
  • 구글에서 개발하여 오픈소스로 공개하였으며, 현재는 **클라우드 네이티브 컴퓨팅 재단(CNCF)**에서 관리.

특징

  • 클러스터(cluster) 기반으로 동작하며, **마스터 노드(Control Plane)와 워커 노드(Worker Node)**로 구성됨.
  • kubectl 명령어를 사용하여 컨테이너 애플리케이션을 관리.
  • 다양한 클라우드 플랫폼(AWS, Azure, GCP)과 온프레미스 환경에서 실행 가능.

활용 예제

  1. 자동 확장(Auto Scaling)
    • 트래픽이 증가하면 자동으로 컨테이너를 추가하고, 감소하면 줄이는 기능 제공.
  2. 셀프 힐링(Self-Healing)
    • 장애가 발생한 컨테이너를 자동으로 재시작하거나 교체하여 애플리케이션 가용성을 높임.
  3. CI/CD 파이프라인 연계
    • 지속적 배포(Continuous Deployment) 환경에서 쿠버네티스를 활용하여 애플리케이션을 자동으로 배포하고 롤백 가능.

장점

  1. 컨테이너 오케스트레이션 자동화: 배포, 확장, 로드 밸런싱, 장애 복구 기능 제공.
  2. 다양한 인프라에서 실행 가능: 온프레미스, 클라우드 어디서나 동작.
  3. 서비스 디스커버리 및 로드 밸런싱 제공: 여러 개의 컨테이너를 그룹화하여 자동으로 트래픽을 분배.

단점

  1. 설정이 복잡함: 쿠버네티스 클러스터 구축 및 운영이 어려울 수 있음.
  2. 리소스 소비 증가: 쿠버네티스를 실행하기 위한 관리 노드가 필요하므로 리소스를 추가적으로 사용.
  3. 학습 곡선이 높음: 기존 단일 서버 배포 방식과 달라 익숙해지는 데 시간이 필요.

3. 서버리스(Serverless)

개념

  • 서버를 직접 관리할 필요 없이 코드만 실행하고 사용한 만큼 비용을 지불하는 클라우드 컴퓨팅 모델.
  • 서버 인프라는 클라우드 제공업체(AWS, Azure, GCP 등)가 자동으로 관리하며, 개발자는 비즈니스 로직에 집중할 수 있음.
  • 서버리스 컴퓨팅은 이벤트 기반으로 실행되며, 트리거(trigger)가 발생할 때만 실행됨.

특징

  • 이벤트 기반 실행: 특정 이벤트(API 요청, 파일 업로드 등)가 발생할 때만 코드가 실행됨.
  • 자동 확장(Auto Scaling): 수요에 따라 자동으로 인스턴스를 늘리거나 줄임.
  • 사용한 만큼 과금(Pay-as-you-go): 실행한 시간만큼 비용이 부과되므로 비용 절감 가능.

활용 예제

  1. API 백엔드 서버
    • RESTful API를 서버리스 환경에서 실행하여 유지보수 부담 감소.
  2. 데이터 처리 및 변환
    • 파일 업로드 시 자동 변환(AWS Lambda와 S3 연동).
  3. IoT 데이터 처리
    • IoT 센서에서 발생하는 데이터를 서버리스 함수로 실시간 분석.

대표적인 서버리스 플랫폼

  • AWS Lambda: 가장 널리 사용되는 서버리스 서비스.
  • Google Cloud Functions: 구글 클라우드에서 제공하는 서버리스 컴퓨팅 환경.
  • Azure Functions: 마이크로소프트의 서버리스 솔루션.

장점

  1. 서버 관리 부담 최소화: 인프라 유지보수가 필요 없음.
  2. 비용 절감: 사용한 만큼만 비용을 지불.
  3. 빠른 배포 및 확장성: 코드 변경 후 즉시 배포 가능하며, 자동 확장 지원.

단점

  1. 지연 시간 발생 가능: 처음 실행될 때 발생하는 콜드 스타트(Cold Start) 문제.
  2. 제한된 실행 시간: 일반적으로 최대 실행 시간이 제한됨(AWS Lambda는 기본 15분).
  3. 벤더 종속: 특정 클라우드 플랫폼에 종속될 가능성이 있음.