[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.

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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.

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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

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Kubernetes 주요 Controller

Kubernetes에는 다양한 Controller가 존재합니다.

대표적인 Controller는 다음과 같습니다.

Controller	역할
Deployment	Pod 배포 관리
ReplicaSet	Pod 개수 유지
StatefulSet	상태 기반 애플리케이션
DaemonSet	Node마다 Pod 실행
Job	배치 작업 실행

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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.

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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.

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ReplicaSet YAML 예시

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: nginx-rs

spec:
  replicas: 3

  selector:
    matchLabels:
      app: nginx

  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx

    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx

중요한 부분은 selector입니다.

ReplicaSet은 label을 기준으로 Pod를 관리합니다.

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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

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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.

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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.

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Deployment YAML 예시

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment

spec:
  replicas: 3

  selector:
    matchLabels:
      app: nginx

  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx

    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.25

Deployment를 생성하면 내부적으로

Deployment
→ ReplicaSet 생성
→ Pod 생성

이 과정이 자동으로 진행됩니다.