[OpenInfra Days Korea 2018] K8s workshop: with containers & K8s on OpenStack + Azure

[Kubernetes Workshop]
With Containers and K8s
on OpenStack + Azure
June 29, 2018
- OpenInfra Days Korea 2018 (Day 2) -
발표자: 최영락
現 글로벌 오픈프론티어 파트타임 개발자
OpenStack 한국 커뮤니티 3기 대표 (Jan 2017 – Dec 2018)
Microsoft MVP – Cloud & Datacenter Management
(July 2016 – June 2018)

목차
• 컨테이너 인프라와 Kubernetes 소개
• OpenStack에서의 “Containers & Kubernetes”
• Azure와 Container Service, 그리고 Kubernetes Service

Microsoft Azure
Bootcamp
(2018, Korea)
Kubernetes & Azure

컨테이너 인프라와 Kubernetes (K8s) 소개
컨테이너
• 패키징 및 배포 결과
• VM 대안으로 보다 가볍고 효율적인 다양한 사례 등장

Docker는?
• Linux 컨테이너 서비스 중 대표적인 하나
• 개발자와 시스템 관리자를 위한 분산 Applications용 Open
platform
• Hypervisor 없이 Application을 격리된 상태에서 실행하는 경량의 가상화
솔루션
• 소프트웨어의 모든 종속성을 포함하여 어디서나 구동될 수 있도록
표준화된 형태의 Package로 만들고, 실행할 수 있게 해주는 솔루션

Why Docker? N x M matrix
Develoment
VM
QA Server
Single Prod
Server
Onsite
Cluster
Public
Cloud
Customer
Server
…
Static
Website
AA AB AC AD AE AF AZ
Web
frontend
BA BB BC BD BE BF BZ
User DB CA CB CC CD CE CF CZ
Analytics
DB
DA DB DC DD DE DF DZ
Queue EA EB EC ED EE EF EZ
… ZA ZB ZC ZD ZE ZF ZZ
Dependency
Hell

Why Docker? N x M matrix
Develoment
VM
QA Server
Single Prod
Server
Onsite
Cluster
Public
Cloud
Customer
Server
…
Static
Website
AA AB AC AD AE AF AZ
Web
frontend
BA BB BC BD BE BF BZ
User DB CA CB CC CD CE CF CZ
Analytics
DB
DA DB DC DD DE DF DZ
Queue EA EB EC ED EE EF EZ
… ZA ZB ZC ZD ZE ZF ZZ

Docker 개념
• 기존의 VM이 Hardware와 OS의 모든 부분까지 가상화하는 것에 비해서,
Docker는 기존의 Host OS의 기본 Kernel 등을 그대로 공유해서 사용.
• Guest OS는 Host OS의 기본 Kernel을 사용하여, 그 위에 필요한 부분만
Packing을 하기 때문에 기존의 VM방식보다 성능에 대한 이슈가 줄어 듬.

Docker 컨테이너
• Docker의 Guest OS는 Linux
Container (LXC)를 사용하는
방식으로 동작되었지만, Docker
v0.9부터는 ‘Go’로 작성 되어진
libcontainer Driver 를 통해서 직접
Kernel API에 접근 가능.
※ LXC에 대한 사용도
지속적으로 지원
• Container 를 사용하는 방식을
통해서 Guest OS를 Host OS로부터
Isolation하게 동작. Process에 CPU, Memory, Network
등의 자원에 대한 격리

Docker 장단점
▪ 완벽한 이식성을 통한 동일한 환경을 제공하여, 환경에 대한 문제점 해소
▪ 빠른 속도와 가벼움
▪ OS의 Resource 사용을 최소화하여 오버헤드를 줄임.
장 점
▪ HOST OS에 대한 종속
- Container의 Guest OS는 Linux kernel에 대한 종속
▪ 기존 Hypervisor를 통한 가상화 대비한, 사용자에 비 친화적인 환경
단 점

Docker Flow

Kubernetes란?
• K8s
• 머신 클러스터 상에서 운영이 이루어지는 소프트웨어
• 컨테이너 관리를 위한 선언적 언어
• 컨테이너 클러스터에 대한 시작, 중지, 업데이트 및 관리 가능
• 오픈 소스 (초창기 Google이 lead)

Kubernetes를 이해하기 위해 알아야 할 것들
• 클러스터 / Cluster (Nodes)
• 컨테이너 / Container
• 팟 / Pod
• 라벨 / Labels
• 복제 컨트롤러 / Replication Controller
• 서비스 / Service

팟 / Pod
• 스케줄링이 가능한 K8s 단일 작업 단위
– 머신 간 이동 불가능
– 여러 머신으로 확장 불가능
• 컨텐스트를 공유하는 컨테이너 그룹
– 공유 IP
– 공유 볼륨
• 각 pod은 각자 유일한 IP 주소를 얻음

라벨 / Labels
• 임의의 키-값 쌍을 가질 수 있음
• 라벨을 사용하여 개체를 query함
• 사용하는 부분:
– pod을 복제 컨트롤러와 매칭
– pod을 서비스와 매칭
•DNS 항목과 동일한 네이밍 규칙을 사용
•tier=web, version=1.2, webserver != nginx

OpenStack에서의 “Containers & Kubernetes”
컨테이너 관련 OpenStack 공식 프로젝트

• Magnum
• 컨테이너 오케스트레이션 엔진을 프로비저
닝, 스케일링 및 관리를 하기 위한 서비스
집합
https://www.altoros.com/blog/openstack-orchestration-options-with-openstack-magnum/
https://www.youtube.com/watch?v=nxPUd8ZZuD0
https://wiki.openstack.org/wiki/Magnum

• Kuryr
• 컨테이너 네트워킹 모델 → OpenStack 네트워킹 모델
• 컨테이너에서 Neutron에서 정의된 네트워크를 직접 사용
• Fuxi
• 컨테이너 스토리지 모델 → OpenStack 스토리지 모델
• 컨테이너/K8s에서 Cinder 및 Manila 볼륨을 직접 사용 가능
https://www.slideshare.net/openstackil/openstack-israel-meetup-
project-kuryr-bringing-container-networking-to-neutron
https://www.slideshare.net/nvirters/tech-talk-by-gal-sagie-kuryr-
connecting-containers-networking-to-openstack-neutron
https://www.openstack.org/assets/presentation-media/Kuryr-Fuxi.pdf

• Zun
• OpenStack 인프라 환경 위에 컨테이너를 직접 관리
• 참고: Nova-docker는 Nova API를 통해 docker에 액세스를 할 수 없
었으나, Zun은 컨테이너를 관리 가능한 모든 API를 제공함
https://www.slideshare.net/hongbin034/zun-presentation-openstack-barcelona-summit

• Kolla
• OpenStack 핵심 구성 요소들을 컨테이너화하여 관리
https://www.slideshare.net/Vikram_Hosakote/kolla-talk-at-openstack-summit-2017-in-sydney

• OpenStack-helm
• Helm은 Kubernetes에 어플리케이션을 chart 단위로 배포하는 도구
• OpenStack-helm은 컨테이너화된 OpenStack 구성요소를 Helm을 통해
chart 단위로 배포

Azure와 Container Service, 그리고 AKS
Azure에서의 컨테이너 지원 방식
• Docker VM Extension (템플릿)
• Azure Driver with Docker-Machine
• Container Service
• Kubernetes Services (AKS)

Docker VM Extension (템플릿)
• https://github.com/Azure/azure-quickstart-
templates/tree/master/docker-simple-on-ubuntu

Docker-Machine
• https://docs.docker.com/machine/overview/
• Docker 엔진을 일종의 가상 호스트에서 docker-machine 명령어로
이기종 플랫폼에서 실행 가능하도록 설계
• Mac, Windows Box + Azure, AWS 등 클라우드 지원
Azure Driver with Docker-Machine
• Docker-Machine 명령어 실행 가능하도록 제공되는 Azure 컨테이너
환경
docker-machine create -d azure
--azure-ssh-user ops
--azure-subscription-id <Your AZURE_SUBSCRIPTION_ID>
--azure-open-port 80 machine

Container Service
• Azure에서 컨테이너 관리 서비스인 DC/OS (w/ Mesos + Marathon),
Swarm, Kubernetes 등과 통합 관리 가능한 환경 지원을 위한 서비스

Container Service for DC/OS (w/ Mesos + Marathon)

Kubernetes Service (AKS)
• ACS가 VM을 직접 배포하는 것과 달리, AKS는 managed Kubernetes
환경

정리
• 인프라 기술에서 컨테이너 (Docker) 및 컨테이너 오케스트레이션 (Docker
Swarm, Kubernetes) 기술이 발전하였음
• OpenStack에서는 컨테이너를 인프라에 도입하고자 하는 다양한 기술 시
도가 이루어졌음
• Azure 역시 다양한 접근 방식으로 컨테이너 및 컨테이너 오케스트레이션
을 지원하고자 함
• OpenStack Foundation에서는 또한 Katacontainer를 통한 Container +
Lightweight VM을 활용하는 새 프로젝트를 2017년 12월 발표
• 위 기술들은 현재 Linux 기반을 가정으로 하고 있으며, 다음 세션에서
Windows와 관련된 컨테이너 내용을 설명할 것임

감사합니다.
(E-mail: ianyrchoi@gmail.com)

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