Kubernetes Static Pod & Control Plane

 

Static Pod

Static Pod는 Kubernetes 클러스터에서 kubelet에 의해 직접 관리되는 Pod이다.

 

API 서버를 통해 관리되는 일반적인 Pod와는 달리, Static Pod는 Kubernetes API 서버의 개입 없이 kubelet에 의해 직접 생성 및 관리된다.

 

특징:

• Static Pod는 control plane의 일부(예: kube-apiserver, etcd, kube-scheduler 등)와 같은 중요 구성 요소를 실행하기 위해 주로 사용된다.
• Pod 정의 파일이 직접 노드의 특정 경로(일반적으로 /etc/kubernetes/manifests/)에 저장되며, kubelet은 해당 경로를 지속적으로 모니터링하고 그 정의에 따라 Pod를 실행한다.
• Static Pod는 kube-apiserver와 같은 중앙 관리 서비스 없이도 노드에서 자동으로 실행됩니다. 즉, API 서버가 다운되더라도 Static Pod는 계속 실행된다.
• Static Pod는 Deployment, ReplicaSet과 같은 리소스 관리 기능을 사용하지 않는다. 만약 Static Pod가 종료되면, kubelet이 이를 감지하고 다시 시작한다.
• Static Pod가 실행 중일 때, kubelet은 해당 Pod에 대한 정보를 API 서버로 전달하며, 이를 통해 kube-apiserver에서 간접적으로 Static Pod의 상태를 확인할 수 있다.

 

Static Pod 정의 파일을 다른 경로에서 사용하는 방법:

 

1. Kubelet 실행 시 command 옵션 사용:

 

kubelet을 실행할 때, --pod-manifest-path 플래그를 사용하여 Static Pod의 정의 파일을 저장할 경로를 지정할 수 있다.

 

kubelet --pod-manifest-path=원하는 경로

 

이 경우 kubelet은 원하는 경로를 모니터링하여 그곳에 있는 정의 파일을 기반으로 Static Pod를 실행한다.

 

 

2. Kubelet 설정 파일 수정:

 

kubelet이 실행될 때 참조하는 설정 파일 /var/lib/kubelet/config.yaml 또는 /etc/kubernetes/kubelet.conf에서

 

podManifestPath 옵션을 설정하여 Static Pod 정의 파일을 읽을 경로를 변경할 수 있다.

 

$ cat /var/lib/kubelet/config.yaml
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
kind: KubeletConfiguration
...
staticPodPath: /etc/kubernetes/manifests <- 원하는 경로로

 

Control Plane

Control Plane은 Kubernetes 클러스터에서 클러스터 전반을 관리하고 제어하는 중앙 관리 시스템이다.

 

Control Plane은 여러 컴포넌트로 구성되며, 이 컴포넌트들은 클러스터의 상태를 조정하고, desired state와 actual state가 일치하도록 만든다.

 

Control Plane 주요 component

 

• kube-apiserver:
  • 클러스터의 중앙 통신 허브 역할
  • 모든 컴포넌트 및 사용자 요청이 API 서버를 통해 이루어지며, Kubernetes 클러스터와 상호작용하는 주요 진입점.
  • kubectl을 통해 클러스터에 명령을 내리거나 클러스터 상태를 조회할 때 모두 kube-apiserver를 거친다.
• etcd:
  • Kubernetes의 분산 키-값 저장소 
  • 모든 클러스터 상태 정보(노드, Pod, 서비스, 설정 등)를 저장하는 곳이다.
  • Control Plane의 다른 컴포넌트들은 모두 etcd에서 데이터를 읽거나 수정하면서 클러스터의 상태를 유지 및 관리한다.
• kube-scheduler:
  • 새로운 Pod가 생성되면, 이를 어느 노드에 할당할지 결정하는 역할을 한다.
  • 클러스터의 리소스 사용량을 고려하여, Pod를 적절한 노드에 배치하는 것이 주요 역할
• kube-controller-manager:
  • 다양한 컨트롤러를 실행하여 클러스터의 상태를 유지하고 관리합니다. 각 컨트롤러는 클러스터의 상태를 모니터링하고, desired state에 맞게 조정하는 역할을 한다.
  • 예: ReplicaSet 컨트롤러, 노드 컨트롤러, Job 컨트롤러 등

 

 

Static Pod와 Control Plane의 관계:

Control Plane의 핵심 구성 요소들은 일반적으로 Static Pod로 실행되며 master node에 주로 배치된다.

 

즉, kube-apiserver, etcd, kube-scheduler와 같은 중요한 Control Plane 컴포넌트들이 Static Pod로 설정되어 있기 때문에, API 서버에 의존하지 않고도 실행 및 복구될 수 있다.

 

따라서 API 서버가 다운되거나 문제가 생겼을 때에도 클러스터가 완전히 멈추지 않도록 한다.

 

 

직접 Static Pod 생성해보기 

 

1. static-busybox.yaml 파일 작성 

 

kubectl run static-busybox --image=busybox:1.28.4 --dry-run=client -o yaml --command -- sleep 1000

 

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    run: static-busybox
  name: static-busybox
spec:
  containers:
  - command:
    - sleep
    - "1000"
    image: busybox:1.28.4
    name: static-busybox
    resources: {}
  dnsPolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always
status: {}

 

 

2. /etc/kubernetes/manifests 하위로 yaml 파일 이동

 

mv /etc/kubernetes/manifests

 

 

3. 결과 확인 

 

 

요약:

• Static Pod는 API 서버를 거치지 않고, 노드에서 직접 kubelet에 의해 실행되는 Pod이다. 주로 Control Plane 구성 요소를 실행하는 데 사용된다.
• Control Plane은 Kubernetes 클러스터를 관리하는 중심부로, 클러스터의 상태를 조정하고 필요한 작업을 수행하는 여러 컴포넌트들로 이루어져 있다.
• Control Plane의 주요 구성 요소인 kube-apiserver, etcd, kube-scheduler 등은 Static Pod로 실행되며, 클러스터의 가용성과 안정성을 보장한다.
• Custom Static Pod를 사용하기 위해선 /etc/kubernetes/manifests/에 yaml 파일을 위치시키면 된다.