쿠버네티스 1.24: gRPC 컨테이너 프로브 베타

저자: Sergey Kanzhelev (Google)

번역: 송원석 (쏘카), 손석호 (ETRI), 김상홍 (국민대), 김보배 (11번가)

쿠버네티스 1.24에서 gRPC 프로브 기능이 베타에 진입했으며 기본적으로 사용 가능하다. 이제 HTTP 엔드포인트를 노출하지 않고, gRPC 앱에 대한 스타트업(startup), 활성(liveness) 및 준비성(readiness) 프로브를 구성할 수 있으며, 실행 파일도 필요하지 않는다. 쿠버네티스는 기본적으로 gRPC를 통해 워크로드에 자체적으로(natively) 연결 가능하며, 상태를 쿼리할 수 있다.

약간의 히스토리

시스템이 워크로드의 앱이 정상인지, 정상적으로 시작되었는지, 트래픽을 수용할 수 있는지에 대해 관리하는 것은 유용하다. gRPC 지원이 추가되기 전에도, 쿠버네티스는 이미 컨테이너 이미지 내부에서 실행 파일을 실행하거나, HTTP 요청을 하거나, TCP 연결이 성공했는지 여부를 확인하여 상태를 확인할 수 있었다.

대부분의 앱은, 이러한 검사로 충분하다. 앱이 상태(또는 준비성) 확인을 위한 gRPC 엔드포인트를 제공하는 경우 exec 프로브를 gRPC 상태 확인에 사용하도록 쉽게 용도를 변경할 수 있다. 블로그 기사 쿠버네티스의 gRPC 서버 상태 확인에서, Ahmet Alp Balkan은 이를 수행하는 방법을 설명하였으며, 이는 지금도 여전히 작동하는 메커니즘이다.

이것을 활성화하기 위해 일반적으로 사용하는 도구는 2018년 8월 21일에 생성되었으며, 이 도구의 첫 릴리즈는 2018년 9월 19일에 나왔다.

gRPC 앱 상태 확인을 위한 이 접근 방식은 매우 인기있다. grpc_health_probe를 포함하고 있는 Dockerfile은 3,626개이며, (문서 작성 시점에)GitHub의 기본 검색으로 발견된 yaml 파일은 6,621개가 있다. 이것은 도구의 인기와 이를 기본적으로 지원해야 할 필요성을 잘 나타낸다.

쿠버네티스 v1.23은 gRPC를 사용하여 워크로드 상태를 쿼리하는 기본(native) 지원을 알파 수준의 구현으로 기본 지원으로 도입 및 소개했다. 알파 기능이었기 때문에 v1.23 릴리스에서는 기본적으로 비활성화되었다.

기능 사용

우리는 다른 프로브와 유사한 방식으로 gRPC 상태를 확인할 수 있도록 구축했으며, 쿠버네티스의 다른 프로브에 익숙하다면 사용하기 쉬울 것이라 믿는다. 자체적으로 지원되는 상태 프로브는 grpc_health_probe 실행 파일과 관련되어 있던 차선책에 비해 많은 이점이 있다.

기본 gRPC 지원을 사용하면 이미지에 10MB의 추가 실행 파일을 다운로드하여 저장할 필요가 없다. Exec 프로브는 실행 파일을 실행하기 위해 새 프로세스를 인스턴스화해야 하므로 일반적으로 gRPC 호출보다 느리다. 또한 파드가 리소스 최대치로 실행 중이고 새 프로세스를 인스턴스화하는데 문제가 있는 경우에는 검사의 분별성을 낮추게 만든다.

그러나 여기에는 몇 가지 제약이 있다. 프로브용 클라이언트 인증서(certificate)를 구성하는 것이 어렵기 때문에, 클라이언트 인증(authentication)이 필요한 서비스는 지원하지 않는다. 기본 제공(built-in) 프로브도 서버 인증서를 확인하지 않고 관련 문제를 무시한다.

또한 기본 제공 검사는 특정 유형의 오류를 무시하도록 구성할 수 없으며 (grpc_health_probe는 다른 오류에 대해 다른 종료 코드를 반환함), 단일 프로브에서 여러 서비스 상태 검사를 실행하도록 "연계(chained)"할 수 없다.

그러나 이러한 모든 제한 사항은 gRPC에서 꽤 일반적이며 이에 대한 쉬운 해결 방법이 있다.

직접 해 보기

클러스터 수준의 설정

오늘 이 기능을 사용해 볼 수 있다. 기본 gRPC 프로브 사용을 시도하려면, GRPCContainerProbe 기능 게이트를 활성화하여 쿠버네티스 클러스터를 직접 가동한다. 가용한 도구가 많이 있다.

기능 게이트 GRPCContainerProbe는 1.24에서 기본적으로 활성화되어 있으므로, 많은 공급업체가 이 기능을 즉시 사용 가능하도록 제공할 것이다. 따라서 선택한 플랫폼에서 1.24 클러스터를 그냥 생성하면 된다. 일부 공급업체는 1.23 클러스터에서 알파 기능을 사용 할 수 있도록 허용한다.

예를 들어, 빠른 테스트를 위해 GKE에서 테스트 클러스터를 가동할 수 있다. (해당 문서 작성 시점 기준) 다른 공급업체도 유사한 기능을 가지고 있을 수 있다. 특히 쿠버네티스 1.24 릴리스 이후 이 블로그 게시물을 읽고 있는 경우에는 더욱 그렇다.

GKE에서 다음 명령어를 사용한다. (참고로 버전은 1.23이고 enable-kubernetes-alpha가 지정됨).

gcloud container clusters create test-grpc \
    --enable-kubernetes-alpha \
    --no-enable-autorepair \
    --no-enable-autoupgrade \
    --release-channel=rapid \
    --cluster-version=1.23

또한 클러스터에 접근하기 위해서 kubectl을 구성할 필요가 있다.

gcloud container clusters get-credentials test-grpc

기능 사용해 보기

gRPC 프로브가 작동하는 방식을 테스트하기 위해 파드를 생성해 보겠다. 이 테스트에서는 agnhost 이미지를 사용한다. 이것은 모든 종류의 워크로드 테스트에 사용할 수 있도록, k8s가 유지 관리하는 이미지다. 예를 들어, 두 개의 포트를 노출하는 유용한 grpc-health-checking 모듈을 가지고 있다. 하나는 상태 확인 서비스를 제공하고 다른 하나는 make-serving 및 make-not-serving 명령에 반응하는 http 포트다.

다음은 파드 정의의 예시이다. 이 예시는 grpc-health-checking 모듈을 시작하고, 포트 5000 및 8080을 노출하며, gRPC 준비성 프로브를 구성한다.

---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-grpc
spec:
  containers:
  - name: agnhost
    # 이미지가 변경됨 (기존에는 "k8s.gcr.io" 레지스트리를 사용)
    image: registry.k8s.io/e2e-test-images/agnhost:2.35
    command: ["/agnhost", "grpc-health-checking"]
    ports:
    - containerPort: 5000
    - containerPort: 8080
    readinessProbe:
      grpc:
        port: 5000

test.yaml이라는 파일이 있으면, 파드를 생성하고 상태를 확인할 수 있다. 파드는 아래 출력 스니펫(snippet)에 표시된 대로 준비(ready) 상태가 된다.

kubectl apply -f test.yaml
kubectl describe test-grpc

출력에는 다음과 같은 내용이 포함된다.

Conditions:
  Type              Status
  Initialized       True
  Ready             True
  ContainersReady   True
  PodScheduled      True

이제 상태 확인 엔드포인트 상태를 NOT_SERVING으로 변경해 보겠다. 파드의 http 포트를 호출하기 위해 포트 포워드를 생성한다.

kubectl port-forward test-grpc 8080:8080

명령을 호출하기 위해 curl을 사용할 수 있다 ...

curl http://localhost:8080/make-not-serving

... 그리고 몇 초 후에 포트 상태가 준비되지 않음으로 전환된다.

kubectl describe pod test-grpc

이제 다음과 같은 출력을 확인할 수 있을 것이다.

Conditions:
  Type              Status
  Initialized       True
  Ready             False
  ContainersReady   False
  PodScheduled      True
...
  Warning  Unhealthy  2s (x6 over 42s)  kubelet            Readiness probe failed: service unhealthy (responded with "NOT_SERVING")

다시 전환되면, 약 1초 후에 파드가 준비(ready) 상태로 돌아간다.

curl http://localhost:8080/make-serving
kubectl describe test-grpc

아래 출력은 파드가 다시 Ready 상태로 돌아갔다는 것을 나타낸다.

Conditions:
  Type              Status
  Initialized       True
  Ready             True
  ContainersReady   True
  PodScheduled      True

쿠버네티스에 내장된 이 새로운 gRPC 상태 프로브를 사용하면 별도의 exec 프로브를 사용하는 이전 접근 방식보다 gRPC를 통한 상태 확인을 훨씬 쉽게 구현할 수 있다. 더 자세한 내용 파악을 위해 공식 문서를 자세히 살펴보고, 기능이 GA로 승격되기 전에 피드백을 제공하길 바란다.

요약

쿠버네티스는 인기 있는 워크로드 오케스트레이션 플랫폼이며 피드백과 수요를 기반으로 기능을 추가한다. gRPC 프로브 지원과 같은 기능은 많은 앱 개발자의 삶을 더 쉽게 만들고 앱을 더 탄력적으로 만들 수 있는 마이너한 개선이다. 오늘 기능을 사용해보고 기능이 GA로 전환되기 전에 오늘 사용해 보고 피드백을 제공해보자.

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