★ 이 책에서 다루는 내용 ★

- 장기 운영을 위한 강력한 쿠버네티스 클러스터 설계
- GCE, AWS, 애저, 베어 메탈 환경에서 쿠버네티스 실행의 이점
- 클러스터 페더레이션의 자율성과 옵션에 대한 ID 모델 탐색
- 쿠버네티스 클러스터 모니터링과 문제 해결 및 고가용성 쿠버네티스 실행
- 사용자 정의 리소스를 정의, 생성, 구성 및 리소스로 쿠버네티스 클러스터의 기능 확장
- 컨테이너 환경에서 복잡한 상태저장 애플리케이션을 실행하는 기술
- 표준 패키지로 애플리케이션 제공

★ 이 책의 대상 독자 ★

쿠버네티스에 대한 중급 지식을 갖고 있으면서 고급 기능을 익히기를 원하는 시스템 관리자와 개발자를 대상으로 한다. 기본적인 네트워크 지식도 필요하다.

★ 이 책의 구성 ★

1장, '쿠버네티스 아키텍처의 이해'에서는 쿠버네티스 시스템을 설계하게 된 동기와 구조를 살펴본다.
2장, '쿠버네티스 클러스터 생성'에서는 쿠버네티스 클러스터를 만드는 데 필요한 다양한 옵션을 살펴본 후 도구를 이용해 클러스터를 여러 개 만들어 검사한다.
3장, '모니터링, 로깅, 문제 해결'에서는 쿠버네티스 클러스터에서 모니터링 및 측정을 이해하고 직접 설정해봄으로써 일상 업무에서 관리자가 직면하는 일반적인 문제를 식별하고 해결할 수 있다.
4장, '고가용성과 신뢰성'에서는 HA에서 쿠버네티스를 설계하고 실시간 클러스터 업그레이드를 수행하는 데 도움이 된다. 대규모 운영 환경을 위한 쿠버네티스 아키텍처를 설계하는 방법을 배운다.
5장, '쿠버네티스 보안, 제한, 계정 설정'에서는 쿠버네티스 보안과 제한, AAA통합, 네임스페이스, 서비스 계정 구성 및 실습을 수행한다.
6장, '중요 쿠버네티스 리소스 사용하기'에서는 운영 환경에서 최신 쿠버네티스 리소스를 적합한 곳에 알맞게 사용하는 방법을 살펴본다. 또한 이런 객체를 정의, 버전 지정, 전달하는 방법을 배운다.
7장, '쿠버네티스 스토리지 관리하기'에서는 영구 볼륨에 대한 쿠버네티스 스토리지 드라이버를 이해하고 사용할 수 있다. Flocker가 작동 방법과 기존 엔터프라이즈 스토리지 (iSCSI/NFS/FC)를 쿠버네티스에 통합하는 방법에 대해 알아본다.
8장, '쿠버네티스를 사용해 상태저장 애플리케이션 실행'에서는 운영 작업부하에 적합한 단일 상태 저장 애플리케이션을 쿠버네티스에서 실행되는 마이크로서비스로 변환하는 방법을 배운다. 또한 쿠버네티스 1.3 이전에 PetSet 리소스를 사용할지 여부에 관계없이 이 작업을 수행할 수 있는 여러 가지 방법을 배운다. 사용 가능한 문서 리소스의 공백을 메울 수 있다.
9장, '롤링 업데이트, 확장성, 할당량'에서는 롤링 업데이트와 수평적 포드 자동 스케일링이 어떻게 작동하는지 설명한다. 운영 환경에서 스케일링 테스트를 사용자 정의하고 실행하는 방법을 알아본다. CPU와 메모리의 리소스 할당량을 사용할 수 있다.
10장, '쿠버네티스 고급 네트워크'에서는 서로 다른 배포판에 적합한 네트워킹 플러그인을 결정하는 데 도움이 되며 다양한 네트워크 플러그인을 사용해 쿠버네티스를 배포하는 방법을 배운다. Iptables 로드밸런싱과 이를 확장하는 방법을 살펴본다.
11장, '여러 클라우드와 클러스터 페더레이션에서 쿠버네티스 실행하기'에서는 쿠버네티스를 실행하면서 쿠버네티스 클러스터를 운영 환경에 배포할 때 사용되는 다양한 옵션을 살펴본다. 아마존과 구글 클라우드 엔진(Google Cloud Engine)에서 클러스터를 프로비저닝하고 실행, 자동화하는 방법에 대한 지침이 제공된다. 또한 지리적으로 연합된 쿠버네티스 클러스터를 구축하고 클러스터에서 제공하는 작업부하를 프로비저닝, 실행 및 자동화하는 방법에 대한 지침이 제공된다.
12장, '쿠버네티스 커스터마이징: API와 플러그인'에서는 타사 리소스를 구현하고 쿠버네티스 API를 향상시키는 개념을 이해하며, 기존 환경과 리소스를 통합하는 방법을 보여준다. 스케줄러의 작동 방식과 자체 스케줄링 엔진을 구현하는 방법을 학습한다. 마지막으로 HAProxy 또는 nginx와 같은 공통 서비스를 기반으로 하는 사내 구현을 위한 사용자 지정 외부 로드밸런싱을 구현하는 방법도 배운다.
13장, '쿠버네티스 패키지 매니저'에서는 쿠버네티스 애플리케이션을 패키지로 처리하는 방법을 설명한다. Helm Classic으로 시작해 쿠버네티스를 위한 Helm을 살펴보고, 운영 애플리케이션을 위한 패키지를 유지 관리하기 위해 실제로 Helm 저장소에서 패키지를 만들고 업데이트하는 방법을 다룬다. 또한 자신만의 쿠버네티스 패키지를 만들고 Helm 저장소에 저장하는 방법도 설명한다. 저장소에서 클러스터에 이르기까지 쿠버네티스 패키지 용 전달 파이프 라인을 알아본다.
14장, '쿠버네티스의 미래'에서는 쿠버네티스의 로드맵과 앞으로 출시될 제품의 기능을 알아보고, 커뮤니티, 생태계, 공유 정신(mindshare) 차원을 포함한 개념 단계부터 현재까지 쿠버네티스의 추진력에 대해 살펴본다.

1장. 쿠버네티스 아키텍처 이해
__쿠버네티스는 무엇인가
__쿠버네티스가 아닌 것은 무엇인가
__컨테이너 오케스트레이션 이해
____실제 머신, 가상 머신, 컨테이너
____컨테이너의 장점
____클라우드 컨테이너
____소 떼 vs 애완동물
__쿠버네티스 개념
____클러스터
____노드
____마스터
____포드
____라벨
____애노테이션
____라벨 셀렉터
____복제 컨트롤러와 복제 세트
____서비스
____볼륨
____스테이트풀세트
____시크릿
____이름
____네임스페이스
__쿠버네티스 구조 심층 탐구
____분산 시스템 디자인 패턴
__쿠버네티스 API
____리소스 카테고리
__쿠버네티스 컴포넌트
____마스터 컴포넌트
__쿠버네티스 런타임
____컨테이너 런타임 인터페이스
____도커
____Rkt
____하이퍼 컨테이너
__지속적 통합과 배포(CI/CD)
____CI/CD 파이프라인
____쿠버네티스를 위한 CI/CD 파이프라인 설계
__요약


2장. 쿠버네티스 클러스터 생성하기
__Minikube를 사용해 단일 노드 클러스터 생성하기
____작업 준비하기
____윈도우의 경우
____맥OS의 경우
____클러스터 생성하기
____문제 해결
____클러스터 확인하기
____작업하기
____대시보드로 클러스터 검사하기
__Kubeadm을 사용해 다중 노드 클러스터 생성하기
____기대치 설정하기
____준비 사항
____베이그런트 VM 클러스터 준비하기
____필요 소프트웨어 설치하기
____클러스터 생성하기
____포드 네트워크 설정하기
____작업자 노드 추가하기
__클라우드(GCP, AWS, 애저)에서 클러스터 생성하기
____클라우드 공급자 인터페이스
____구글 클라우드 플랫폼(GCP)
____아마존 웹서비스(AWS)
____애저
____알리바바 클라우드
__베어 메탈 클러스터 생성하기
____베어 메탈 사용 사례
____베어 메탈 클러스터 생성 시기
__클러스터 생성 절차
__가상 사설 클라우드 인프라 사용하기
____북큐브
__요약


3장. 모니터링, 로깅, 문제 해결
__힙스터를 사용한 쿠버네티스 모니터링
____cAdvisor
__힙스터 설치
__인플럭스DB 백엔드
____스토리지 스키마
____그라파나 시각화
__대시보드를 사용한 성능 분석
____최상위 수준 보기
____중앙 집중 로깅 추가
__노드 문제 감지
____노드 문제 감지기
____데몬세트
____Problem Daemons
__문제 해결 시나리오
__견고한 시스템 설계
__하드웨어 장애
____할당량, 공유, 제한
____잘못된 설정
____비용 대비 성능
__프로메테우스 사용
____오퍼레이터란
____프로메테우스 오퍼레이터
____kube-prometheus를 이용해서 프로메테우스 설치하기
____프로메테우스로 클러스터 모니터링
__요약


4장. 고가용성과 신뢰성
__고가용성의 개념
____중복성
____핫 스와핑
____리더 선출
____스마트 로드밸런싱
____멱등성
____자가 치유
__고가용성 모범 사례
____고가용성 클러스터 생성
____노드 안정화
____클러스터 상태 보호
____데이터 보호
____중복 API 서버 실행
____쿠버네티스를 사용한 리더 선출 실행
____고가용성 스테이징 환경 만들기
____고가용성 테스트
__실시간 클러스터 업그레이드
____롤링 업그레이드
____블루그린 업그레이드
____데이터 컨트랙트 변경 관리
____데이터 마이그레이션
____API 지원 중단
__대규모 클러스터 성능, 비용, 설계 균형
____가용성 요구 사항
____최선의 노력
____유지보수 작업시간
____빠른 복구
____무중단
____성능과 데이터 일관성
__요약


5장. 쿠버네티스 보안, 제한, 계정 설정
__쿠버네티스 보안 문제에 대한 이해
____노드 문제
____이미지 문제
____설정과 배포 문제
____포드와 컨테이너 문제
____조직, 문화, 프로세스 문제
__쿠버네티스 보안강화
____쿠버네티스 서비스 계정 이해
____API 서버 접근
____포드 보호
__네트워크 정책 관리
____지원되는 네트워크 솔루션 선택
____네트워크 정책 정의
____외부 네트워크로의 출력 제한
____네임스페이스 간 정책
__시크릿 사용
__다중사용자 클러스터 실행
____다중 사용자 클러스터 사례
____안전한 멀티테넌시를 위한 네임스페이스 사용
____네임스페이스 함정 피하기
__요약


6장. 중요 쿠버네티스 리소스 사용하기
__Hue 플랫폼 설계
____Hue 범위 정의
____워크플로우 계획
__쿠버네티스를 사용한 Hue 플랫폼 구축
____효과적인 Kubectl 활용
____Kubectl 리소스 구성 파일 이해
____포드에 장기 실행 마이크로서비스 배포
__내부 서비스와 외부 서비스의 분리
____내부 서비스 배포
____Hue-reminder 서비스 생성
____외부에 서비스 공개
__네임스페이스를 사용한 접근 제한
__작업 시작
____병렬 작업 실행
____완료 작업 삭제
____cron 작업 스케줄링
__비 클러스터 컴포넌트 혼합
____외부 클러스터 네트워크 컴포넌트
____내부 클러스터 네트워크 컴포넌트
____쿠버네티스로 Hue 플랫폼 관리
____준비 프로브를 사용한 종속성 관리
__init 컨테이너를 사용한 포드 정렬 실행
____데몬세트 포드와 공유
__쿠버네티스로 Hue 플랫폼 진화
____기업에서 Hue 활용
____Hue를 활용한 과학 발전
____Hue를 활용한 미래의 아이들 교육
__요약


7장. 쿠버네티스 스토리지 관리하기
__영구 볼륨 살펴보기
____볼륨
____영구 볼륨 생성
____영구적인 볼륨 요청 만들기
____요청된 볼륨 마운트하기
____원시 블록 볼륨
____스토리지 클래스
____영구 볼륨 스토리지 구성 시연
__공용 스토리지 볼륨 유형: GCE, AWS, 애저
____AWS 탄력적인 블록스토어
____AWS 탄력적인 파일시스템
____GCE 영구 디스크
____애저 데이터 디스크
____애저 파일 스토리지
__쿠버네티스에서 GlusterFS와 Ceph 볼륨
____GlusterFS 사용
____Ceph 사용
__클러스터된 컨테이너 데이터 볼륨 관리자로써 Flocker
__쿠버네티스에 기업용 스토리지 통합
__볼륨 예상
__FlexVolume을 이용한 트리 외부 볼륨 플러그인 사용
__컨테이너 스토리지 인터페이스
__요약


8장. 상태저장 쿠버네티스 애플리케이션 실행
__상태저장 VS 상태 비저장 쿠버네티스 애플리케이션
____분산 데이터 집약적인 앱의 본질 이해
____쿠버네티스 내부 상태 관리 목적
____쿠버네티스 외부 상태 관리 목적
__공유 환경 변수 VS DNS 레코드
____DNS를 통한 외부 데이터 저장소 접근
____환경 변수를 통한 외부 데이터 저장소 접근
____ConfigMap을 환경 변수로 사용
____중복 메모리 상태 사용하기
____중복 영구 스토리지로 데몬세트 사용
____영구적 볼륨 요청 적용
____스테이트풀세트 활용
__쿠버네티스에서 카산드라 클러스터 운영
____카산드라에 대한 간략한 소개
____카산드라 도커 이미지
____쿠버네티스와 카산드라의 연결
____카산드라 헤드리스 서비스 생성
____스테이트풀세트를 사용해 카산드라 클러스터 생성
____복제 컨트롤러를 사용해 카산드라 배포
____데몬세트을 사용해 카산드라 배포
__요약


9장. 롤링 업데이트, 확장성, 할당량
__수평적 포드 자동 스케일링
____수평적 포드 자동 스케일러 선언
____사용자 정의 측정 항목
__자동 스케일링을 통한 롤링 업데이트
__제한과 할당량을 이용한 부족한 리소스 처리
____리소스 할당량 사용하기
____리소스 할당량 유형
____할당량 범위
____요청과 제한
____할당량 작업
__클러스터 용량 선택과 관리
____노드 유형 선택
____스토리지 솔루션 선택
____비용과 응답 시간의 상관 관계
____여러 노드 구성의 효과적 사용
____탄력적인 클라우드 리소스 사용의 이점
____hyper.sh와 AWS Fargate 고려하기
__쿠버네티스로 한계 극복
____쿠버네티스의 성능과 확장성 개선하기
____쿠버네티스의 성능과 확장성 측정
____대규모 쿠버네티스 테스트
__요약


10장. 쿠버네티스 고급 네트워크
__쿠버네티스 네트워크 모델 이해하기
____포드 내부 통신(컨테이너 대 컨테이너)
____포드 간 통신(포드-포드)
____포드와 서비스 간 통신
____외부 액세스
____쿠버네티스 네트워크와 도커 네트워크
____조회와 검색
____쿠버네티스 네트워크 플러그인
__쿠버네티스 네트워크 솔루션
____베어메탈 클러스터에서 브리징
____Contiv
____Open vSwitch
____누아지 네트워크의 VCS
____Canal
____플라넬
____칼리코 프로젝트
____로마나
____위브넷
__네트워크 정책의 효과적 사용
____쿠버네티스 네트워크 정책의 설계 이해
____네트워크 정책과 CNI 플러그인
____네트워크 정책 구성
____네트워크 정책 구현
__로드밸런싱 옵션
____외부 로드밸런서
____서비스 로드밸런서
____인그레스
__Træfic/Traefik
__자신만의 CNI 플러그인 작성
____루프백 플러그인 탐색
__요약


11장. 클라우드와 클러스터 페더레이션에서 쿠버네티스 실행
__클러스터 페더레이션의 이해
____클러스터 페더레이션의 중요 사용 사례
____페더레이션 컨트롤 플레인
____페더레이션된 리소스
____고난이도 항목
__쿠버네티스 클러스터 페더레이션 관리
____클러스터 페더레이션 설정
____초기 설정
____공식 배포된 Hyperkube 이미지 이용
____페더레이션 컨트롤 플레인 실행
____쿠버네티스 클러스터를 페더레이션에 등록
____KubeDNS 업데이트
____페더레이션 종료
____Kubefed를 사용해 클러스터 페더레이션 설정
__페더레이션 작업부하 실행
____페더레이션 서비스 생성
____백엔드 포드 추가
____공개 DNS 레코드 확인
____페더레이션 서비스 탐색
____백엔드 포드와 클러스터 전체의 실패 처리
____문제 해결
__요약


12장. 쿠버네티스 커스터마이징: API와 플러그인
__쿠버네티스 API 작업
____OpenAPI 이해하기
____프록시 설정
____쿠버네티스 API 직접 탐색
____쿠버네티스 API를 통해 포드 생성하기
____파이선 클라이언트를 통해 쿠버네티스 API 접근
__쿠버네티스 API 확장
____커스텀 리소스의 구조 이해
____커스텀 리소스 정의 개발
____커스텀 리소스 통합
____API 서버 집계 이해
____서비스 카탈로그 활용
__쿠버네티스 플러그인 작성
____커스텀 스케줄러 플러그인 작성
__액세스 제어 웹훅 사용
____인증 웹훅 사용
____인가 웹훅 사용하기
____승인 제어 웹훅 사용
____수평적 포드 자동 스케일링을 위한 사용자 지정 측정 항목 제공
____커스텀 스토리지로 쿠버네티스 확장
__요약


13장. 쿠버네티스 패키지 매니저 관리
__Helm 이해
____Helm의 동기
____Helm 아키텍처
____Helm의 구성 요소
__Helm 사용
____Helm 설치
____차트 찾기
____패키지 설치
____저장소 작업
____Helm으로 차트 관리
__나만의 차트 만들기
____Chart.yaml 파일
____차트의 메타데이터 파일
____차트 종속성 관리
____템플릿과 값 사용
__요약


14장. 쿠버네티스의 미래
__앞으로 나아갈 길
____쿠버네티스 출시와 주요 일정
____쿠버네티스의 특별 관심사와 작업 그룹
__경쟁
____번들링의 가치
____도커 스웜
____메소스/메소스피어
____클라우드 플랫폼
____AWS
____애저
____알리바바 클라우드
____커뮤니티
____깃허브
____회의와 만남
____공유 정신
____쿠버네티스 생태계
____공개 클라우드 공급자
__모듈화 및 트리 외부 플러그인
__서비스 메시와 서버리스 프레임워크
____서비스 메시
____서버리스 프레임워크
__요약

★ 지은이의 말 ★

쿠버네티스는 컨테이너 애플리케이션의 배포와 확장, 관리를 자동화하는 오픈소스 시스템이다. 많은 수의 컨테이너를 실행하거나 컨테이너 관리를 자동화할 때 쿠버네티스는 꼭 필요하다. 이 책은 쿠버네티스 클러스터의 고급 관리를 안내하는 데 초점을 맞추고 있다.
이 책은 쿠버네티스 아키텍처의 기초를 설명하고 쿠버네티스의 설계를 자세히 설명한다. 수평적 포드 자동 스케일링, 롤링 업데이트, 리소스 할당량, 영구 스토리지 백업 같은 고급 기능을 비롯해 쿠버네티스에서 복잡한 스테이트풀 마이크로서비스를 실행하는 방법까지 다룬다. 실제 사용 사례에서는 네트워크 구성 옵션을 탐색하고 다양한 쿠버네티스 네트워크 플러그인을 설정, 작동 및 문제를 해결하는 방법을 이해한다. 마지막으로 자동화와 유지 관리 작업 흐름에서 사용자 정의 리소스 개발과 활용에 대해 살펴본다. 이 책에서는 프로메테우스, 역할 기반 액세스 제어, API 집계 같은 쿠버네티스 1.10 릴리스를 기반으로 하는 개념도 다룬다. 이 책을 모두 읽으면 중급에서 고급 수준으로 발전하기 위해 알아야 할 모든 것을 알게 될 것이다.

★ 옮긴이의 말 ★

여섯 명의 역자는 108회 정보관리/컴퓨터시스템응용기술사로서 ‘108번역’이라는 소모임에서 번역 활동을 하고 있다. 쿠버네티스의 포드(Pod)와 컨테이너 오케스트레이션(Container Orchestration)이 서로 다른 환경의 시스템에서 애플리케이션을 배포하고 통합하듯 역자들은 서로 다른 IT 영역에서 최고의 전문가 역할을 충실히 이행하고 있다. 컨테이너를 직접 적용해 사용하거나 가상 머신으로 구성된 소규모 시스템 환경에서 쿠버네티스의 실험적 경험을 쌓고 있다.
이 책에서는 쿠버네티스 아키텍처의 원리 및 쿠버네티스를 통해 실행할 수 있는 다양한 서비스를 설명한다. 개발자와 데브옵스(DevOps) 엔지니어, 그리고 컨테이너 오케스트레이션을 사용해 복잡한 분산 시스템을 개발하고 진화시켜야 하는 개발자를 대상으로 쿠버네티스가 제공하는 모든 기능과 서비스를 다룬다. 또한 실제 사례를 통해 다양한 환경에서 고가용성 쿠버네티스를 구축하고 모니터링하며 문제를 해결할 수 있는 방법을 제시한다. 2판에서는 쿠버네티스 1.10으로 내용이 업그레이드되면서 몇 가지 기술은 사라지거나 통합됐고, 새로운 기능도 많이 생겨났다.
이 책을 처음 읽었을 때 다양한 환경에서 동작하는 컨테이너 오케스트레이션의 훌륭한 기능에 놀라지 않을 수 없었다. 마치 고전 소설과 고전 음악의 잘 정리된 리듬의 조화와 같았다. 리눅스 컨테이너(LXC), 도커(Docker), 서버리스(Serverless) 애플리케이션, 데브옵스 등 관련 주제를 함께 읽기를 권장한다. 컨테이너 오케스트레이션 기능을 제공하는 쿠버네티스를 구축하고 활용하는 데 많은 도움을 제공하고 관점을 확장시켜 줄 것이다.
마지막으로 거대하고 다양한 환경에 업무용 애플리케이션의 배포를 고려하고 있는 경우, 컨테이너와 함께 쿠버네티스를 반드시 검토하기 바란다. 애플리케이션 배포 시 고민하는 자동화, 업데이트, 애플리케이션의 라이브러리 종속성 문제를 바로 해결할 수 있을 것이다.