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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