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[Kubernetes] 노드에 지속 부하 주기 — stress vs stress-ng
쿠버네티스 노드에 일부러 부하를 주는 일은 HPA·오토스케일링 검증, 스케줄링·리소스 한계 테스트, 하드웨어 번인(burn-in)에 필요합니다. 이 글에서는 목표 사용률(%)을 동적으로 유지하는 stress + DaemonSet 스크립트 방식과, 옵션 하나로 간단·정밀하게 거는 stress-ng 방식 두 가지를 비교하고 각각의 구체적인 절차를 정리합니다.
🆚 stress vs stress-ng 한눈에 비교 #
| 항목 | stress | stress-ng |
|---|---|---|
| 성격 | 기본 부하 생성기 | 차세대(next-gen), 상위 호환 |
| 스트레서 종류 | CPU·메모리·I/O·디스크 등 기본 | 60종 이상(CPU 50+, 가상메모리 20+ 등) |
| 부하 조절 | 워커(프로세스) 수로 조절 | 워커 수 + 부하율·메서드까지 정밀 |
| 메트릭 | 없음 | --metrics-brief로 처리량 측정 |
| 적합한 상황 | 스크립트로 목표 사용률 동적 유지 | 빠르고 정밀한 단발 테스트·벤치마크 |
💡
stress-ng는stress의 옵션을 대부분 호환하면서 기능이 훨씬 많습니다. 단순 부하면 어느 쪽이든 되지만, “CPU를 정확히 50%로 유지” 같은 목표치 제어는 별도 로직이 필요합니다.
1️⃣ 방법 A — stress + DaemonSet으로 목표 사용률 유지 #
stress는 워커 수만 지정할 수 있어, “노드 CPU를 50%로 유지"처럼 목표 사용률을 맞추려면 현재 사용률을 읽어 필요한 만큼만 부하를 거는 제어 스크립트가 필요합니다. 아래는 그 스크립트를 ConfigMap으로 넣고, DaemonSet으로 대상 노드마다 띄우는 구성입니다.
stress 설치 #
이미지 빌드 시 stress와 계산용 bc를 함께 설치합니다(Dockerfile 예).
1RUN apt-get update && apt-get install -y stress bcConfigMap — 목표 사용률 제어 스크립트 #
현재 CPU idle과 메모리 사용량을 읽어, 목표치까지 부족한 만큼만 stress를 거는 루프입니다.
1apiVersion: v1
2kind: ConfigMap
3metadata:
4 name: stress-script
5 namespace: chip-analyzer
6data:
7 stress-control.sh: |
8 #!/bin/bash
9
10 TARGET_CPU_USAGE=$TARGET_CPU
11 echo "TARGET_CPU_USAGE = $TARGET_CPU_USAGE"
12
13 TARGET_MEMORY_USAGE=$TARGET_MEM
14 echo "TARGET_MEMORY_USAGE = $TARGET_MEMORY_USAGE"
15
16 TIMEOUT=$TIMEOUT
17 echo "TIMEOUT = $TIMEOUT"
18
19 while true; do
20 echo "##### CPU Check #####"
21 TOTAL_CORES=$(nproc)
22 echo "TOTAL_CORES = $TOTAL_CORES"
23
24 CURRENT_IDLE=$(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | sed "s/.*, *\([0-9.]*\)%* id.*/\1/" | awk '{print $1}')
25 echo "CURRENT_IDLE = $CURRENT_IDLE"
26
27 CURRENT_CPU_USAGE=$(echo "100 - $CURRENT_IDLE" | bc -l)
28 echo "CURRENT_CPU_USAGE = $CURRENT_CPU_USAGE"
29
30 NEEDED_CPU_USAGE=$(echo "$TARGET_CPU_USAGE - $CURRENT_CPU_USAGE" | bc -l)
31 echo "NEEDED_CPU_USAGE = $NEEDED_CPU_USAGE"
32
33 TARGET_CPU_CORES=$(echo "$NEEDED_CPU_USAGE * $TOTAL_CORES / 100" | bc -l)
34 echo "TARGET_CPU_CORES = $TARGET_CPU_CORES"
35
36 TARGET_CPU_CORES_ROUNDED=$(echo "($TARGET_CPU_CORES+0.5)/1" | bc)
37 echo "TARGET_CPU_CORES_ROUNDED = $TARGET_CPU_CORES_ROUNDED"
38
39
40 echo "##### Memory Check #####"
41 TOTAL_MEMORY=$(grep MemTotal /proc/meminfo | awk '{print $2}')
42 echo "TOTAL_MEMORY = $TOTAL_MEMORY"
43
44 FREE_MEMORY=$(grep MemFree /proc/meminfo | awk '{print $2}')
45 echo "FREE_MEMORY = $FREE_MEMORY"
46
47 BUFFERS=$(grep Buffers /proc/meminfo | awk '{print $2}')
48 echo "BUFFERS = $BUFFERS"
49
50 CACHED=$(grep "^Cached" /proc/meminfo | awk '{print $2}')
51 echo "CACHED = $CACHED"
52
53 USED_MEMORY=$((TOTAL_MEMORY - FREE_MEMORY - BUFFERS - CACHED))
54 echo "USED_MEMORY = $USED_MEMORY"
55
56 TARGET_MEMORY=$(echo "$TOTAL_MEMORY * $TARGET_MEMORY_USAGE / 100" | bc)
57 echo "TARGET_MEMORY = $TARGET_MEMORY"
58
59 NEEDED_MEMORY=$((TARGET_MEMORY - USED_MEMORY))
60 echo "NEEDED_MEMORY = $NEEDED_MEMORY"
61
62 # MB로 계산하고 싶을 때(반올림 추가)
63 NEEDED_MEMORY_ROUNDED=$(echo "($NEEDED_MEMORY + 1023) / 1024" | bc)
64 echo "NEEDED_MEMORY_ROUNDED = $NEEDED_MEMORY_ROUNDED"
65
66 if (( $(echo "$TARGET_CPU_CORES_ROUNDED > 0" | bc -l) )) && (( NEEDED_MEMORY > 1023 )); then
67 echo "Adding Stress CPU: $TARGET_CPU_CORES_ROUNDED / Memory: $NEEDED_MEMORY KB."
68 stress --cpu $TARGET_CPU_CORES_ROUNDED --vm 1 --vm-bytes ${NEEDED_MEMORY}k --vm-hang 0 --verbose --timeout ${TIMEOUT}s
69 elif (( $(echo "$TARGET_CPU_CORES_ROUNDED > 0" | bc -l) )) && (( NEEDED_MEMORY <= 1023 )); then
70 echo "Adding Stress CPU: $TARGET_CPU_CORES_ROUNDED."
71 stress --cpu $TARGET_CPU_CORES_ROUNDED --vm-hang 0 --verbose --timeout ${TIMEOUT}s
72 elif (( $(echo "$TARGET_CPU_CORES_ROUNDED <= 0" | bc -l) )) && (( NEEDED_MEMORY > 1023 )); then
73 echo "Adding Stress Memory: $NEEDED_MEMORY KB."
74 stress --vm 1 --vm-bytes ${NEEDED_MEMORY}k --vm-hang 0 --verbose --timeout ${TIMEOUT}s
75 else
76 echo "No Stress Needed."
77 fi
78
79 wait
80
81 sleep 1
82
83 doneDaemonSet — 대상 노드마다 배포 #
환경변수 TARGET_CPU/TARGET_MEM/TIMEOUT로 목표치를 주입합니다. 아래 예시는 affinity로 control-plane 노드를 대상으로 하고, 해당 노드의 taint를 tolerations로 허용합니다.
1apiVersion: apps/v1
2kind: DaemonSet
3metadata:
4 labels:
5 app: chip-analyzer-master
6 name: chip-analyzer-master
7 namespace: chip-analyzer
8spec:
9 updateStrategy:
10 type: RollingUpdate
11 rollingUpdate:
12 maxUnavailable: 5
13 maxSurge: 0
14 selector:
15 matchLabels:
16 app: chip-analyzer-master
17 template:
18 metadata:
19 labels:
20 app: chip-analyzer-master
21 spec:
22 affinity:
23 nodeAffinity:
24 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
25 nodeSelectorTerms:
26 - matchExpressions:
27 - key: node-role.kubernetes.io/control-plane
28 operator: Exists
29 tolerations:
30 - key: node-role.kubernetes.io/control-plane
31 operator: Exists
32 effect: NoSchedule
33 - key: node-role.kubernetes.io/master
34 operator: Exists
35 effect: NoSchedule
36 containers:
37 - name: chip-analyzer-master
38 image: stress:v1.0
39 imagePullPolicy: Always
40 command: ["/bin/bash", "/scripts/stress-control.sh"]
41 env:
42 - name: TARGET_CPU
43 value: "50"
44 - name: TARGET_MEM
45 value: "50"
46 - name: TIMEOUT
47 value: "300"
48 volumeMounts:
49 - name: script-volume
50 mountPath: /scripts
51 restartPolicy: Always
52 volumes:
53 - name: script-volume
54 configMap:
55 name: stress-script
56 defaultMode: 0775⚠️ 원본 매니페스트에 있던 들여쓰기 오류(
operator/value/mountPath/configMap한 칸 밀림)를 바로잡았습니다. 위 YAML은 그대로kubectl apply가능합니다.
2️⃣ 방법 B — stress-ng로 간단·정밀 부하 #
stress-ng(stress next-generation)는 60종이 넘는 스트레서를 제공하는 상위 호환 도구입니다. 워커 수뿐 아니라 부하율·연산 방식·처리량 메트릭까지 다룰 수 있어, 빠른 단발 테스트나 벤치마크에 적합합니다.
stress-ng 설치 #
1apt install -y stress-ng자주 쓰는 옵션 #
| 옵션 | 설명 |
|---|---|
--cpu N | CPU 워커 N개 (0이면 전체 코어) |
--cpu-load P | CPU 부하율을 P%로 제한 |
--cpu-method | 연산 방식 지정(matrixprod, all 등) |
--vm N | 메모리 워커 N개 |
--vm-bytes | 워커당 할당 메모리(예: 1G) |
--vm-method | 메모리 스트레스 패턴 |
--io N | I/O 워커 N개 |
--timeout T | 지속 시간(예: 60s) |
--metrics-brief | 처리량(bogo-ops) 요약 출력 |
실행 예제 #
1# CPU 4개를 70%로 60초 (메트릭 출력)
2stress-ng --cpu 4 --cpu-load 70 --timeout 60s --metrics-brief
3
4# 메모리 워커 2개 × 1GB, 60초
5stress-ng --vm 2 --vm-bytes 1G --timeout 60s --metrics-brief
6
7# CPU·메모리·I/O 복합 부하, 5분
8stress-ng --cpu 4 --vm 2 --vm-bytes 2G --io 2 --timeout 300s --metrics-brief💡
--timeout을 반드시 지정하세요. 빼면 무한히 부하가 걸립니다.
쿠버네티스에서 일회성으로 실행 (Job) #
특정 노드에 한 번만 부하를 주려면 nodeName(또는 nodeSelector)을 지정한 Job이 간단합니다.
1apiVersion: batch/v1
2kind: Job
3metadata:
4 name: stress-ng
5 namespace: chip-analyzer
6spec:
7 backoffLimit: 0
8 template:
9 spec:
10 restartPolicy: Never
11 nodeName: <대상-노드-이름> # 특정 노드 지정
12 containers:
13 - name: stress-ng
14 image: ubuntu:22.04
15 command: ["/bin/bash", "-c"]
16 args:
17 - >-
18 apt-get update && apt-get install -y stress-ng &&
19 stress-ng --cpu 2 --vm 1 --vm-bytes 512M --timeout 300s --metrics-brief
20 resources:
21 limits:
22 cpu: "2"
23 memory: 1Gi🤔 언제 무엇을 쓰나 #
- 목표 사용률을 일정하게 유지해야 한다(예: “노드를 계속 CPU 50%로”) → 방법 A. 현재 사용률을 읽어 부족분만 채우는 제어 루프가 필요합니다.
- 빠르게 한 번 강하게 부하를 주거나, CPU 부하율·메트릭을 정밀하게 보고 싶다 → 방법 B.
--cpu-load,--metrics-brief로 간단히 해결됩니다. - 여러 노드에 상시 배포가 필요하면 DaemonSet(방법 A), 특정 노드에 단발이면 Job(방법 B)이 깔끔합니다.
⚠️ 주의사항 #
- control-plane(마스터) 노드 부하는 위험합니다. API 서버·etcd 응답이 느려져 클러스터 전체가 불안정해질 수 있습니다. 가능하면 워커 노드를 대상으로 하고, 꼭 필요하면
--timeout을 짧게 잡으세요. - 항상 시간 제한을 둡니다(
--timeout, 스크립트의TIMEOUT). 무한 부하는 노드를 NotReady로 만들 수 있습니다. - 부하 파드에도
resources.limits를 설정해 부하가 의도한 범위를 넘지 않도록 합니다. - 테스트 중에는
kubectl top nodes나 모니터링으로 실제 사용률을 함께 관찰하세요.
❓ 자주 묻는 질문 #
Q. stress와 stress-ng 중 무엇을 쓰면 되나요?
간단·정밀 테스트는 stress-ng가 낫습니다. 다만 “특정 사용률 유지"처럼 목표치 제어가 필요하면 stress-ng만으로는 부족하고, 방법 A 같은 제어 스크립트가 필요합니다.
Q. CPU를 정확히 50%로 유지하려면?
방법 A의 제어 루프를 쓰거나, stress-ng --cpu N --cpu-load 50으로 워커당 부하율을 50%로 제한할 수 있습니다(노드 전체 평균과는 다를 수 있으니 모니터링 병행).
Q. control-plane 노드에 부하를 줘도 되나요?
권장하지 않습니다. 꼭 필요한 테스트라면 짧은 --timeout과 리소스 제한을 두고, 클러스터 상태를 관찰하며 진행하세요.
📚 참고 #
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