[Kubernetes] Controller, ReplicaSet, Deployment 구조 이해하기

☸️ Kubernetes Controller 구조 이해하기 #

이전 글에서는 Kubernetes의 기본 구성요소인

• Cluster
• Pod
• Service
• Volume
• Deployment

등의 개념을 정리했습니다.

Kubernetes를 조금 더 깊게 이해하려면 Controller 개념을 알아야 합니다.

Kubernetes의 대부분 기능은 Controller 패턴으로 동작합니다.

Controller란 무엇인가 #

Controller는 Kubernetes에서 클러스터 상태를 원하는 상태(Desired State)로 유지하는 컴포넌트입니다.

즉 Kubernetes는 다음 방식으로 동작합니다.

사용자가 원하는 상태 선언
→ Kubernetes가 실제 상태를 확인
→ 차이가 있으면 자동 수정

이를 Reconciliation Loop라고 합니다.

Controller 동작 방식 #

graph TD

A[Desired State - YAML]

B[Current State]

C[Controller]

A --> C
B --> C

C --> D[Create / Delete / Update Resources]

Controller는 다음 작업을 수행합니다.

• 리소스 생성
• 리소스 삭제
• 리소스 업데이트

Kubernetes 주요 Controller #

Kubernetes에는 다양한 Controller가 존재합니다.

대표적인 Controller는 다음과 같습니다.

ReplicaSet #

ReplicaSet은 Pod의 개수를 유지하는 Controller입니다.

예를 들어 다음과 같은 상황을 생각해볼 수 있습니다.

Pod 3개 실행
→ Pod 1개 장애 발생
→ ReplicaSet이 자동으로 새 Pod 생성

즉 ReplicaSet의 역할은

항상 지정된 개수의 Pod가 실행되도록 유지하는 것입니다.

ReplicaSet 아키텍처 #

graph TD

A[ReplicaSet]

A --> B[Pod]
A --> C[Pod]
A --> D[Pod]

ReplicaSet이 관리하는 핵심 값은 다음입니다.

replicas: 3

이 값이 유지되도록 Kubernetes가 자동으로 Pod를 생성합니다.

ReplicaSet YAML 예시 #

 1apiVersion: apps/v1
 2kind: ReplicaSet
 3metadata:
 4  name: nginx-rs
 5
 6spec:
 7  replicas: 3
 8
 9  selector:
10    matchLabels:
11      app: nginx
12
13  template:
14    metadata:
15      labels:
16        app: nginx
17
18    spec:
19      containers:
20      - name: nginx
21        image: nginx

중요한 부분은 selector입니다.

ReplicaSet은 label을 기준으로 Pod를 관리합니다.

Deployment #

실제 Kubernetes 환경에서는 ReplicaSet을 직접 사용하는 경우는 많지 않습니다.

대신 Deployment를 사용합니다.

Deployment는 다음 기능을 제공합니다.

• ReplicaSet 관리
• Rolling Update
• Rollback
• 배포 전략 관리

Deployment 구조 #

graph TD

A[Deployment]

A --> B[ReplicaSet]

B --> C[Pod]
B --> D[Pod]
B --> E[Pod]

즉 구조는 다음과 같습니다.

Deployment
  ↓
ReplicaSet
  ↓
Pod

Deployment가 새로운 버전을 배포하면 새로운 ReplicaSet이 생성됩니다.

Rolling Update 동작 과정 #

Deployment는 기본적으로 Rolling Update 방식을 사용합니다.

graph LR

A[Old Pod 1]
B[Old Pod 2]
C[Old Pod 3]

D[New Pod 1]
E[New Pod 2]
F[New Pod 3]

A --> D
B --> E
C --> F

업데이트 과정

1️⃣ 새로운 Pod 생성 2️⃣ 기존 Pod 삭제 3️⃣ 점진적으로 교체

이 방식 덕분에 서비스 중단 없이 배포가 가능합니다.

Deployment YAML 예시 #

 1apiVersion: apps/v1
 2kind: Deployment
 3metadata:
 4  name: nginx-deployment
 5
 6spec:
 7  replicas: 3
 8
 9  selector:
10    matchLabels:
11      app: nginx
12
13  template:
14    metadata:
15      labels:
16        app: nginx
17
18    spec:
19      containers:
20      - name: nginx
21        image: nginx:1.25

Deployment를 생성하면 내부적으로

Deployment
→ ReplicaSet 생성
→ Pod 생성

이 과정이 자동으로 진행됩니다.