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


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