Kubernetes StatefulSet를 사용해 MongoDB 실행하기

2019 클라우드 스터디 잼 입문반에서 진행하는 Kubernetes in the Google Cloud 퀵랩을 듣고 정리한 내용입니다

Basic

Stateless Application의 특징
- 디스크에 중요한 데이터가 없음
- 필요한 만큼 여러 똑같은 컨테이너를 시작, 종료할 수 있음
- 컨테이너가 죽으면 보관중 데이터는 사라짐
Stateful Application의 특징
- Container-specific
- 암호, 인증키, 설정값을 Instance에 개별 할당
Stateful 정의
- Stateful means the computer or program keeps track of the state of interaction, usually by setting values in a storage field designated for that purpose
- 컴퓨터, 프로그램이 스토리지 필드에 값을 설정하고 상호 작용에 대한 상태를 지속적으로 기록
- StatefulSet은 stateful한 애플리케이션을 관리하기 위해 사용하는 workload
- Pod 각각에 대해 sticky identity를 유지
StatefulSet의 복제본은 배포, 크기 조정, 업그레이드 및 종료에 대한 정상적이고 순차적인 접근 방식을 따름
- StatefulSet을 사용하면 복제본이 다시 예약될 때 명명 규칙, 네트워크 이름 및 저장소가 그대로 유지

기본 설정

컴퓨터 영역 설정

  gcloud config set compute/zone us-central1-f

새 클러스터 생성
- 3개의 노드(가상 머신)가 있는 새 클러스터 생성
```
  gcloud container clusters create hello-world
```

저장소 등급

저장소 등급 설정
- MongoDB 복제본 세트를 설정하기 위해 StorageClass, Headless Service, StatefulSet 설정
- 예제 구성 파일 복제
```
  git clone https://github.com/thesandlord/mongo-k8s-sidecar.git
cd ./mongo-k8s-sidecar/example/StatefulSet/
```
저장소 등급 생성
- 저장소 등급 구성 확인(SSD와 하드디스크)
```
  cat googlecloud_ssd.yaml
```
저장소 등급 배포(kubectl apply 명령어 사용)
```
  kubectl apply -f googlecloud_ssd.yaml
```

Headless Service 및 StatefulSet 배포

Headless Serice 구성 확인
- clusterIP가 ‘None’으로 설정되어 있어서 Headless Service를 확인할 수 있음
- StatefulSet과 함께 사용시 포등 ㅔ직접 액세스할 수 있는 DNS 주소를 제공받을 수 있음
```
  cat mongo-statefulset.yaml
```

StatefulSet 확인

  cat mongo-statefulset.yaml

  apiVersion: apps/v1beta1
  kind: StatefulSet
  metadata:
  name: mongo
  spec:
  serviceName: "mongo"
  replicas: 3
  template:
     metadata:
       labels:
         role: mongo
         environment: test
     spec:
       terminationGracePeriodSeconds: 10
       containers:
         - name: mongo
           image: mongo
           command:
             - mongod
             - "--replSet"
             - rs0
             - "--smallfiles"
             - "--noprealloc"
           ports:
             - containerPort: 27017
           volumeMounts:
             - name: mongo-persistent-storage
               mountPath: /data/db
         - name: mongo-sidecar
           image: cvallance/mongo-k8s-sidecar
           env:
             - name: MONGO_SIDECAR_POD_LABELS
               value: "role=mongo,environment=test"
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
       name: mongo-persistent-storage
       annotations:
         volume.beta.kubernetes.io/storage-class: "fast"
     spec:
       accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
       resources:
         requests:
           storage: 100Gi

StatefulSet 객체에 대한 설명, 메타데이터 부분은 레이블과 복제본의 수를 지정
spec 부분엔 포드 사양을 작성. name이 mongo와 mongo-sidecar가 존재하는데, 사이드카 컨테이너가 복제본 세트를 자동으로 구성
volumnClaimTemplates는 전에 생성한 StorageClass를 호출해 볼륨을 프로비저닝하고 MongoDB 복제본당 100GB 디스크를 프로비저닝함

배포

  kubectl apply -f mongo-statefulset.yaml

MongoDB 복제본 세트에 연결

아래 명령어를 출력해 DESIRED와 CURRENT 수가 동일한지 확인
```
  kubectl get statefulset
```
클러스터 3개 포드 확인
```
  kubectl get pods
```
첫 복제본 세트 멤버에 연결
```
  kubectl exec -ti mongo-0 mongo
```
MongoDB REPL에 연결됨. 기본 구성으로 복제본 세트 시작
```
  rs.initiate()
```
복제본 세트 구성 인쇄
```
  rs.conf()
```
종료
```
  exit
```

MongoDB 복제본 세트 확장

복제본을 3개에서 5개로 늘리기

  kubectl scale --replicas=5 statefulset mongo

아래 명령어로 확인
```
  kubectl get pods
```

5개에서 3개로 줄이기

  kubectl scale --replicas=3 statefulset mongo

아래 명령어로 확인
```
  kubectl get pods
```

MongoDB 복제본 세트 활용

Headless Serivce가 지원하는 StatefulSet의 각 포드엔 안정된 DNS 이름이 존재. .의 형식
3개의 복제본 세트의 DNS 이름은 아래와 같음
```
  mongo-0.mongo
  mongo-1.mongo
  mongo-2.mongo
```

연결 문자열 URI는 아래와 같음

  "mongodb://mongo-0.mongo,mongo-1.mongo,mongo-2.mongo:27017/dbname_?"

삭제하기

StatefulSet 삭제
```
  kubectl delete statefulset mongo
```
Headless Service 삭제
```
  kubectl delete svc mongo
```
볼륨 삭제
```
  kubectl delete pvc -l role=mongo
```

클러스터 삭제

  gcloud container clusters delete "hello-world"

Reference

카일스쿨 유튜브 채널을 만들었습니다. 데이터 분석, 커리어에 대한 내용을 공유드릴 예정입니다.

PM을 위한 데이터 리터러시 강의를 만들었습니다. 문제 정의, 지표, 실험 설계, 문화 만들기, 로그 설계, 회고 등을 담은 강의입니다

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