Docker + Kubernetes를 이용한 빌드 서버 가상화 사례

1. Docker + Kubernetes를 이용한 빌드 서버 가상화 사례 Naver Labs 김훈민

2. Docker + Kubernetes를 이용한 빌드 가상화 사례 Kubernetes 분석/삽질기

3. 누구? • 남편이자 두 아이의 아빠 • ~ 2011 웹개발 • ~ 2014 성능팀, Arcus 캐시 개발/운영 • 2015 ~ nDeploy 빌드 배포 시스템

4. Naver Labs & D2 Program • Naver Labs • 네이버의 핵심기술에 대한 Research & Engineering • http://labs.naver.com • D2 Program (For Developers, By Developers) • 가치 있는 기술 지식 생산을 돕고 경험을 나누며, 개발자 를 지원합니다.

5. 오늘의 주제 • nDeploy • Docker, CoreOS • Kubernetes

6. 오늘의 주제 • nDeploy • Docker, CoreOS • Kubernetes • 경험으로 얻은 소소한 이야기

7. nDeploy • 네이버와 라인, NHNEnt.에서 사용하는 빌드/배포 시스템. • 사용자가 관리하는 Jenkins 서버를 좀 더 쉽고 강력하게 쓸 수 있게 해줍니다. • 접근 권한 관리, 배포할 서버 관리, 시나리오에 기반한 자유 도 높은 빌드 프로세스 정의가 가능합니다. • In-house 앱 배포 기능도 있습니다.

11. 번거로운 Jenkins 설치 • 자유도가 높아질 수록 운영 비용이 올라 갔습니다. • Jenkins 설치는 어떻게 하나요? • 플러그인은 뭘 깔아야 하나요? • 서버 검색이 안되요 ㅠ_ㅜ • VM을 쓰고 있는데 너무 느려요 ㅠ_ㅜ

12. Jenkins를 풀(pool)로 제공해봐 • VM만으로는 해결이 되지 않는다. • 고사양의 공용 빌드 서버에 Jenkins를 여러 개 띄우려면? • 각 사용자 별로 독립적인 환경을 어떻게 제공하지?

13. 이 녀석들로 시작했지만…

14. 여러 호스트에서 컨테이너를 관리하려면 어떻게 해야하지? Host Host Host Host Host Host Controller

15. Docker Orchestration

16. CoreOS Fleet • CoreOS에 내장. systemd를 클러스터 레벨로 지원. • 단순한 스케줄러. • 도커 컨테이너에 대한 별도의 지원은 없음. • 서비스 디스커버리를 직접 구현해야 함. • 하지만 도커 컨테이너를 여러 호스트에서 간단히 실행하기 에는 좋은 플랫폼.

17. 도커 Swarm • 0.1.0 릴리즈 직후 테스트. • Balanced 스케줄러가 없음. • 컨테이너 리밸런싱 안됨. • 컨테이너 리스트 캐싱 버그. • swarm-agent가 죽어도 알아 차리지 못함. • 0.2.0에서 어느 정도 개선되었습니다.

18. 타임 오버

19. http://kubernetes.io/

20. Kubernetes • 구글에서 공개한 리눅스 컨테이너 관리 시스템. • GCE, AWS 같은 클라우드 환경과 물리 장비를 모두 지원. • 구글의 리눅스 컨테이너 운용 경험을 녹였다고 함. 그리스어로 배의 조타수(Helmsman)

21. kubectl • kubectl create -f controller.yaml • kubectl create -f ./jenkins • kubectl update -f ./jenkins • kubectl delete -f ./jenkins

22. https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes/blob/master/docs/design/architecture.md

23. 아키텍처 Master ApiServer ReplicationController Scheduler Minion Kubelet Proxy Minion POD Container Container Minion

25. POD 컨테이너들의 집합

26. JSON, YAML로 정의 name:

27. jenkins

28. image:

29. registry.ndeploy.com:5000/ndeploy/jenkins:latest

30. command:

34. start

35. ports:

40. name:

41. jenkins

46. containerPort:

47. 8080

48. env:

53. name:

54. JAVA_OPTS

59. value:

60. -Xmx2g

61. -Xms2g

62. -Duser.timezone=Asia/Seoul

63. memory:

64. 4294967296

65. volumeMounts:

70. name:

71. app-home

76. mountPath:

77. /home/ndeploy/app_home

82. readOnly:

83. true

87. name:

88. localtime

93. mountPath:

94. /etc/localtime

95. 도커 네트워킹 • 호스트 환경과 독립적인 컨테이너를 외부에 노출하는 방법 • bridge (디폴트) • host (netns) • MACVLAN (향후 지원)

96. 컨테이너 하나 docker0 (10.1.15.1/24) veth2c8f4f4 (10.1.15.2/24) NGINX veth13f8c56 eth0 (192.168.0.100)

97. 컨테이너 둘 docker0 10.1.15.1/24 eth0 (veth2c8f4f4) 10.1.15.2/24 NGINX veth13f8c56 eth0 192.168.0.100 eth0 (veth80d8ec5) 10.1.15.3/24 JENKINS vetha451781

98. NGINX 포트를 노출 docker0 10.1.15.1/24 eth0 (veth2c8f4f4) 10.1.15.2/24 NGINX:80 eth0 192.168.0.100 eth0 (veth80d8ec5) (10.1.15.3/24) JENKINS:8080 DNAT :80 — 10.1.15.2:80 (iptables) -p 80:80

99. NGINX와 JENKINS 연결 docker0 10.1.15.1/24 eth0 (veth2c8f4f4) 10.1.15.2/24 NGINX:80 eth0 192.168.0.100 eth0 (veth80d8ec5) (10.1.15.3/24) JENKINS:8080 DNAT :80 — 10.1.15.2:80 (iptables) link JENKINS_PORT_8080_TCP

100. 호스트가 다르다면? docker0 10.1.15.1/24 eth0 (veth2c8f4f4) 10.1.15.2/24 NGINX:80 eth0 192.168.0.100 docker0 10.1.20.1/24 eth0 (veth80d8ec5) 10.1.20.2/24 JENKINS:8080 eth0 192.168.0.200 DNAT 80 DNAT 8080

101. 포트가 여러 개 필요하다면? docker0 10.1.15.1/24 eth0 (veth2c8f4f4) 10.1.15.2/24 NGINX:80 eth0 192.168.0.100 DNAT 80 docker0 10.1.20.1/24 eth0 10.1.20.2/24 JENKINS:8080 eth0 192.168.0.200 eth0 (10.1.20.3/24) JENKINS:8080 ?

102. Overlay Network docker0 10.1.15.1/24 eth0 (veth2c8f4f4) 10.1.15.2/24 NGINX:80 eth0 192.168.0.100 docker0 10.1.20.1/24 eth0 10.1.20.2/24 JENKINS:8080 eth0 192.168.0.200 eth0 (10.1.20.3/24) JENKINS:8080

103. CoreOS Flannel docker0 10.1.15.1/24 eth0 (veth2c8f4f4) 10.1.15.2/24 NGINX:80 eth0 192.168.0.100 docker0 10.1.20.1/24 eth0 10.1.20.2/24 JENKINS:8080 eth0 192.168.0.200 eth0 (10.1.20.3/24) JENKINS:8080 flannel.1 10.1.15.0/16 flannel.1 10.1.20.0/16flanneld vxlan

104. 여러 개의 컨테이너를 묶으려면? docker0 10.1.15.1/24 eth0 (veth2c8f4f4) 10.1.15.2/24 NGINX:80 eth0 192.168.0.100 docker0 10.1.20.1/24 eth0 10.1.20.2/24 JENKINS:8080 eth0 192.168.0.200 eth0 (10.1.20.3/24) AGENT:8081 flannel.1 10.1.15.0/16 flannel.1 10.1.20.0/16

105. 여러 개의 컨테이너를 묶으려면? docker0 10.1.15.1/24 eth0 (veth2c8f4f4) 10.1.15.2/24 NGINX:80 eth0 192.168.0.100 docker0 10.1.20.1/24 eth0 10.1.20.2/24 JENKINS:8080 eth0 192.168.0.200 AGENT:8081 flannel.1 10.1.15.0/16 flannel.1 10.1.20.0/16 netns

106. —net=container:pause docker0 10.1.15.1/24 eth0 (veth2c8f4f4) 10.1.15.2/24 NGINX:80 eth0 192.168.0.100 docker0 10.1.20.1/24 eth0 10.1.20.2/24 JENKINS:8080 eth0 192.168.0.200 AGENT:8081 flannel.1 10.1.15.0/16 flannel.1 10.1.20.0/16 pause

107. POD = 컨테이너의 그룹 docker0 10.1.15.1/24 eth0 (veth2c8f4f4) 10.1.15.2/24 NGINX:80 eth0 192.168.0.100 docker0 10.1.20.1/24 eth0 10.1.20.2/24 JENKINS:8080 eth0 192.168.0.200 AGENT:8081 flannel.1 10.1.15.0/16 flannel.1 10.1.20.0/16 pause POD

108. ReplicationController 복제를 담당합니다.

109. controller.yaml apiVersion:

110. v1beta3

111. kind:

112. ReplicationController

113. id:

114. nginx

115. desiredState:

119. replicas:

120. 3

123. replicaSelector:

129. name:

130. nginx

133. podTemplate:

139. desiredState:

147. manifest:

157. version:

158. v1beta3

167. id:

168. jenkins

177. containers: 앞서 보셨던 pod 정보를 기록합니다.

178. Replicas = 3 POD 10.1.30.2:8080 POD 10.1.20.2:8080 POD 10.1.40.2:8080 Kubelet Kubelet Kubelet ApiServer ReplicationController Host A Host B Host C

179. POD 하나가 죽었다면? POD 10.1.30.2:8080 POD 10.1.20.2:8080 POD 10.1.40.2:8080 Kubelet Kubelet Kubelet ApiServer ReplicationController Host A Host B Host C 1. notify 2. periodic check (10s)

180. 다시 살려줍니다 POD 10.1.30.2:8080 NEW POD 10.1.20.5:8080 POD 10.1.40.2:8080 Kubelet Kubelet Kubelet ApiServer ReplicationController Host A Host B Host C 4. create 3. create 하지만 IP가 바뀌었네요

181. 같은 POD들을 묶을 수 있으면 좋겠네요 POD 10.1.30.2:8080 POD 10.1.40.2:8080 Proxy Load Balancer 10.100.0.1:8080 Host A Host B Host C POD 10.1.20.5:8080 Client

182. Service Proxy

183. service.yaml apiVersion:

184. v1beta3

185. kind:

186. Service

187. id:

188. nginx-service

189. containerPort:

190. nginx

191. port:

192. 8080

193. labels:

196. name:

197. nginx

200. role:

201. nginx

202. selector:

205. name:

206. nginx

207. service를 생성하면 별도의 IP가 할당됩니다 POD 10.1.30.2:8080 POD 10.1.40.2:8080 nginx-service 10.100.0.1:8080 Host A Host B Host C POD 10.1.20.5:8080 Client PROXY PROXY PROXY Portal IP IP가 충돌할 수 있으니 다른 subnet을 사용

208. 각 호스트에 있는 Proxy가 iptables 정책을 변경하여 어디서든 접속할 수 있도록 합니다. POD 10.1.30.2:8080 POD 10.1.40.2:8080 nginx-service 10.100.0.1:8080 Host A Host B Host C POD 10.1.20.5:8080 Client PROXY PROXY PROXY port 42356 port 33615 port 55178 (REDIRECT / DNAT) 10.100.0.1 tcp dpt:8080 to:ip:port

209. 정리하면… Master ApiServer ReplicationController Scheduler Minion Kubelet Proxy Minion POD Container Container Minion

210. 사례: nDeploy 빌드 풀

211. 요구 사항 • 고성능 SSD 장비를 이용한 공용 빌드 서버 제공. • 발급 요청과 동시에 독립된 Jenkins 서버와 접근 URL 생성. • Docker 클러스터를 통한 고가용성. • 사용자 데이터에 대한 백업 지원.

212. Jenkins 빌드 풀(pool)

213. 아키텍처

214. • https://coreos.com/ • 최신 커널과 리눅스 플랫폼을 지원하는 경량 리눅스 배포본. • 선택한 이유 • system, journald, fleetd, etcd, flanneld • CentOS 7이 아직 초기 단계. • cloudinit을 이용한 쉬운 OS 형상 관리.

215. 사실 한번 써보고 싶어서… 보스

216. Ansible • CoreOS 및 Kubernetes 클러스터 운영을 자동화. • CoreOS 호스트 별 OS/플랫폼 설정을 템플릿 화 할 수 있음. • CoreOS에는 파이썬이 설치되어 있지 않기 때문에 직접 설 치해야 합니다. • https://github.com/defunctzombie/ansible-coreos- bootstrap

217. [coreos-kubernetes] master01 fleet_metadata=master=true,minion=true master02 fleet_metadata=master=true,minion=true minion01 fleet_metadata=master=true,minion=true minion02 fleet_metadata=master=false,minion=true [coreos-kubernetes:vars] ansible_ssh_user=coreos ansible_python_interpreter=PATH=/home/coreos/bin:$PATH python # coreos update coreos_update_policy=off coreos_update_channel=stable # kubernetes kubernetes_version=v0.15.0 kubernetes_master=master.kubernetes.ndeploy.com:8080

218. Jenkins 도커 이미지 • All-in-one 이미지를 하나만 관리. • 사내에서 주로 사용하는 빌드 도구나 SDK를 미리 설치. • JDK7/8, maven, gradle, nodejs, android SDK 등. • 필수 플러그인을 미리 설정. • 인증, 빌드 도구, nDeploy 등.

219. Jenkins 도커 이미지 • official jenkins Dockerfile을 기반으로 사내 환경에 맞춤. • 사내 계정, 사내 플러그인 설치 등. • 기본 빌드 도구 및 SDK는 호스트에 설치하여 볼륨 마운트. • 로컬 라이브러리 저장소(maven, gradle)도 공유.

220. Jenkins Reverse Proxy • 도메인에 연결된 전용 Jenkins URL 제공. • /jenkins-id • Golang으로 구현한 간단한 reverse proxy로 역시 Kubernetes pod/service로 구동. 80 포트를 노출. • 요청된 jenkins-id에 대해 Kubernetes의 service discovery 정보를 확인하여 실제 endpoint IP를 확인.

221. Jenkins Reverse Proxy • ApiServer에서 지원하는 Proxy를 쓰지 않은 이유 • apiserver로 모든 요청이 집중되기 때문. (요청량 제한) • 어차피 ApiServer로 부터 discovery 정보를 얻지 않나? • 메모리에 캐싱하여 주기적으로 갱신해야 함. • ApiServer의 Watch API를 이용, 리얼타임 갱신도 수행.

222. Private Docker Registry • nDeploy 전용의 도커 저장소가 필요. • 사내 환경에 맞는 도커 이미지 서비스: OS, Jenkins 등 • 사용자별 Jenkins 도커 이미지 저장. • V1: https://github.com/docker/docker-registry • V2: https://github.com/docker/distribution

223. V1 버전은 쓰지 마세요 • 매우 느립니다. • 자주 죽습니다. (심지어 sleep 하다가도…) • 검색 엔진(alchemy) 붙일 경우 UPDATE lock에 시달립니다. • 하지만 도커 1.5 버전 까지는 어쩔 수 없이 써야 합니다ㅠ_ㅜ

224. V2로 업그레이드 • 마이그레이션 • Docker 1.6과 Registry V2를 설치하여 실행. • docker pull을 이용하여 registry1의 모든 이미지를 pull. • 도커 업그레이드 (1.5 - 1.6) • 이미지 호환되지 않음. • 1.6 설치 후, 다른 storage path를 지정하여 실행.

225. Kubernetes Master 이중화 • Kubernetes는 아직 master 이중화를 지원하지 않습니다. • 저희는 L4와 fleet을 이용해 이중화 하고 있습니다. • fleet에 대한 자세한 내용은 아래 링크를 참고 해주세요. • https://github.com/coreos/fleet

226. Kubernetes Master 이중화 L4(VIP) Master1 (fleet_metadata=master=true,minion=true) Master2 (fleet_metadata=master=true,minion=true) Master3 (fleet_metadata=master=true,minion=true) 모든 master 프로세스가 3대 중 하나의 호스트에서만 실행되도록 합니다.

227. Kubernetes Master 이중화 kube-apiserver.service [Service] ExecStart=/kube-apiserver [X-Fleet] MachineMetadata=master=true kube-controller-manager.service [Service] ExecStart=/kube-controller-manager [X-Fleet] MachineOf=kube-apiserver.service MachineMetadata=master=true apiserver가 실행되는 호스트에서 함께 실행되도록 스케줄링 합니다.

228. Kubernetes Master 이중화 - name: submit kubernetes master services to fleet command: {{ item }} with_items: - fleetctl submit /etc/systemd/system/kube-apiserver.service - fleetctl submit /etc/systemd/system/kube-controller-manager.service - fleetctl submit /etc/systemd/system/kube-scheduler.service - fleetctl submit /etc/systemd/system/kube-register.service - name: start kubernetes master services command: {{ item }} with_items: - fleetctl start kube-apiserver.service - fleetctl start kube-controller-manager.service - fleetctl start kube-scheduler.service - fleetctl start kube-register.service

229. Kubernetes 클러스터 관리 운영 작업을 위해 간단한 웹 UI 구현

230. 컨테이너 모니터링 • 지금은 초보적인 모니터링만 수행 • fluentd, elasticsearch를 이용하여 컨테이너 로그 수집 • cadvisor, heapster, grafana를 이용한 통계 확인 • git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/heapster • kubectl create -f heapster/deploy/kube-config

231. 부록: 소소한 경험담

232. 발전 가능성 = 성숙도

233. Go 언어를 익히면 좋다.

234. 최신 OS/플랫폼은 공짜가 아니다.

235. journald는 기본적으로 메모리 에 로그를 저장한다.

236. 리소스 제한은 먼저 고민하지 말자. 나중에 할 수 있다.

237. 가능하면 컨테이너에 사용자 데이터를 넣지 말자

238. Docker Timezone

239. 운영 도구는 직접 만들어 써야한다.

240. Q A

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