Kubernetes는 컨테이너화된 애플리케이션을 자동으로 배포, 확장 및 운영할 수 있도록 도와주는 강력한 오케스트레이션 도구입니다. Kubernetes 클러스터는 Control Plane(제어 플레인)과 Worker Node(작업자 노드)로 구성되며, Control Plane은 클러스터의 상태를 유지하고 조정하는 핵심적인 역할을 담당합니다.
이번 글에서는 Control Plane의 주요 구성 요소와 그 역할에 대해 살펴보겠습니다.
1. Control Plane이란?
Control Plane은 Kubernetes 클러스터의 중심이 되는 부분으로, 클러스터 전체의 상태를 관리하고 노드 및 애플리케이션 배포를 조정하는 역할을 합니다. Control Plane은 여러 개의 핵심 구성 요소로 이루어져 있으며, 각 요소가 협력하여 Kubernetes 클러스터를 원활하게 운영할 수 있도록 합니다.
Control Plane의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다:
- API Server (kube-apiserver)
- etcd
- Scheduler (kube-scheduler)
- Controller Manager (kube-controller-manager)
- Cloud Controller Manager (kube-cloud-controller-manager)
2. Control Plane 구성 요소 상세 설명
2.1 API Server (kube-apiserver)
API Server는 Kubernetes의 핵심 엔드포인트이며, 클러스터 내 모든 구성 요소가 통신하는 중앙 허브 역할을 합니다.
주요 기능
- Kubernetes 클러스터와 사용자 간의 REST API 인터페이스 제공
- kubectl, Helm 등의 CLI 및 Kubernetes 내부 컴포넌트와 통신
- etcd와 상호 작용하여 클러스터 상태를 저장하고 조회
- RBAC(Role-Based Access Control)과 TLS 인증을 통한 보안 관리
한마디로: Kubernetes의 ‘문지기’ 역할을 하며, 클러스터의 모든 요청을 관리하고 조정합니다.
2.2 etcd
etcd는 Kubernetes의 분산 키-값 저장소로, 클러스터의 모든 상태 정보를 저장하는 역할을 합니다.
주요 기능
- Kubernetes 클러스터의 구성 및 상태 정보 저장 (예: Pod, Service, ConfigMap 등)
- 고가용성을 위한 분산형 데이터 저장소 제공
- API Server와 직접 통신하여 클러스터 상태를 지속적으로 업데이트
- 장애 발생 시 클러스터의 상태를 복원하는 역할 수행
한마디로: 클러스터의 ‘기억력’이며, 모든 중요한 정보를 저장하는 데이터베이스 역할을 합니다.
2.3 Scheduler (kube-scheduler)
Scheduler는 새로운 Pod가 생성될 때 적절한 Worker Node에 할당하는 역할을 합니다.
주요 기능
- 배포된 Pod가 어떤 노드에서 실행될지 결정
- 리소스 사용률(CPU, 메모리 등), Node Affinity, Taints & Tolerations 등을 고려하여 최적의 노드를 선택
- 여러 가지 스케줄링 정책(스케줄러 프로파일 등) 지원
한마디로: ‘자원 관리자’로서, 최적의 노드를 찾아 Pod를 배치하는 역할을 합니다.
2.4 Controller Manager (kube-controller-manager)
Controller Manager는 Kubernetes의 다양한 컨트롤러를 실행하여 클러스터의 원하는 상태를 유지하도록 돕는 역할을 합니다.
주요 기능
- ReplicaSet Controller: Pod의 개수를 유지
- Node Controller: 노드의 상태를 감지하고 장애 감지 시 조치 수행
- Job Controller: 일회성 또는 반복 작업을 관리
- Endpoint Controller: Service와 Pod 간의 네트워크 연결 관리
한마디로: ‘자동 조정자’로, 클러스터가 의도한 상태를 유지하도록 지속적으로 조정합니다.
2.5 Cloud Controller Manager (kube-cloud-controller-manager)
Cloud Controller Manager는 클라우드 공급자(AWS, GCP, Azure 등)와 Kubernetes를 연결하는 역할을 합니다.
주요 기능
- 클라우드 리소스(VM, 스토리지, 로드 밸런서 등)와 Kubernetes 통합
- 클라우드 환경에 따라 노드의 생성, 삭제 등을 자동으로 수행
- 특정 클라우드 벤더와 연계된 기능을 실행할 수 있도록 지원
한마디로: 클라우드 기반 Kubernetes 운영을 원활하게 해주는 ‘클라우드 커넥터’입니다.
3. Control Plane이 중요한 이유
Control Plane은 Kubernetes 클러스터의 두뇌 역할을 하며, 클러스터의 상태를 지속적으로 유지하고 원하는 상태로 조정하는 역할을 합니다. Control Plane이 정상적으로 작동하지 않으면 Kubernetes 클러스터는 새로운 작업을 처리할 수 없거나, 기존 상태를 유지할 수 없게 됩니다.
따라서, Control Plane을 구성할 때는 고가용성(HA, High Availability) 및 장애 대응 전략을 고려하는 것이 매우 중요합니다. 보통 프로덕션 환경에서는 여러 개의 Control Plane 노드를 설정하여 단일 장애 지점(Single Point of Failure, SPOF)을 방지합니다.
4. 마무리
Control Plane은 Kubernetes 클러스터의 핵심이며, 클러스터를 유지하고 관리하는 중요한 역할을 합니다. API Server, etcd, Scheduler, Controller Manager, Cloud Controller Manager가 서로 협력하여 안정적으로 클러스터를 운영합니다.
Kubernetes를 운영할 때, Control Plane의 동작을 이해하는 것은 필수적입니다. 특히, 고가용성을 고려한 배포 및 장애 대응 전략을 마련하는 것이 안정적인 클러스터 운영의 핵심이 됩니다.
다음 글에서는 Worker Node 구성 요소에 대해 깊이 있게 다뤄보겠습니다. 😊