Replication Controllers and ReplicaSets

Replication Controller

2.1 개념

Replication Controller는 애플리케이션의 고가용성을 보장하기 위해 여러 개의 Pod 인스턴스를 실행합니다.

• Pod가 하나만 실행 중일 경우, 해당 Pod가 실패하면 애플리케이션에 접근할 수 없게 됩니다.
• 이를 방지하기 위해 여러 Pod를 실행하여 하나가 실패하더라도 다른 Pod가 애플리케이션을 계속 제공할 수 있도록 합니다.

2.2 주요 기능

• Pod 복제: 지정된 개수의 Pod를 항상 실행 상태로 유지.
• 자동 복구: Pod가 실패하면 새로운 Pod 생성.
• 로드 분산: 여러 Pod를 통해 사용자 요청 부하를 분산.
• 확장성: 클러스터의 여러 노드에 Pod를 배치하여 애플리케이션 확장.

2.3 YAML 정의 파일

Replication Controller 정의 파일은 다음과 같은 4가지 최상위 필드를 포함합니다:

• apiVersion: API 버전 (예: v1).
• kind: 객체 유형 (예: ReplicationController).
• metadata: 이름 및 라벨 정보.
• spec: 사양 정의.

Pod 템플릿을 포함하여 YAML 파일은 다음과 같이 작성

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: my-app-rc
  labels:
    app: my-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    app: my-app ## template 밑의 metadata labels의 값과 동일해야함
  template:
    ### 여기서부터는 pod의 yaml 내용과 동일
    ##아래 apiVersion, kind 속성만 빠졌다고 생각하면 됨.
    ### apiVersion: v1
    ### kind: Pod
    metadata:
      labels:
        app: my-app ## selector의 값과 동일해야 함
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx

 

ReplicationController에서 selector를 명시하지 않으면 기본적으로 Pod 템플릿(.spec.template.metadata.labels)에 정의된 라벨이 selector로 설정

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: my-app-rc
spec:
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx

1. .spec.template.metadata.labels에 정의된 app: my-app 라벨을 기본 selector로 설정
2. 따라서, app: my-app 라벨을 가진 Pod만 관리 대상

주요 명령어

• 생성: kubectl create -f rc-definition.yml
• Replication Controller 확인: kubectl get replicationcontroller
• 생성된 Pod 확인: kubectl get pods

Replica Set

Replica Set은 Replication Controller의 개선된 버전으로, 동일한 목적을 가집니다. 그러나 몇 가지 차이점이 있습니다.

3.1 주요 차이점

1. API 버전:
   • Replication Controller: v1
   • Replica Set: apps/v1
2. Selector 필드:
   • Replica Set은 반드시 selector 필드 정의가 필요합니다.
   • Selector는 관리 대상 Pod를 식별하며, 기존에 생성된 Pod도 관리할 수 있습니다.

3.2 YAML 정의 파일

Replica Set 정의 파일

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: my-app-rs
  labels:
    app: my-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-app
    spec:
      containers:
      - name: nginx-container
        image: nginx

 

주요 명령어

• 생성: kubectl create -f rs-definition.yml
• Replica Set 확인: kubectl get replicaset
• 생성된 Pod 확인: kubectl get pods

레이블과 셀렉터

레이블(Label)

Pod와 같은 객체에 키-값 쌍으로 메타데이터를 추가하여 식별 및 그룹화에 사용됩니다.

셀렉터(Selector)

레이블을 기반으로 관리 대상 객체(Pod)를 선택합니다.

• 예시:

selector:
  matchLabels:
    app: my-app

Replica Set 확장(Scaling)

Replica Set의 복제본 수를 변경하려면 다음 방법 중 하나를 사용합니다:

1. YAML 파일 수정 후 업데이트:
2. 명령어로 직접 확장:

kubectl replace -f rs-definition.yml
kubectl scale replicaset my-app-rs --replicas=6

 

Replication Controller와 Replica Set은 고가용성과 확장성을 제공하는 쿠버네티스 컨트롤러

• Replication Controller는 기존 기술이며, Replica Set이 이를 대체
• Replica Set은 더 유연한 Selector 기능을 제공
• YAML 정의 파일을 작성하고 명령어를 사용해 손쉽게 리소스를 생성, 관리, 확장

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Demo - ReplicaSets

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: myapp-replicaset
  labels:
    app: myapp
spec:
  selector:
    matchLabels:
      env: production ## pod labels에서 가져옴
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      name: nginx-2
      labels:
        env: production ## 위 matchLabels와 일치
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx

kubectl create -f replicaset.yaml
kubectl get replicaset
kubectl get pods
kubectl delete -f replicaset 
or
kubectl delete replicaset [replicaset name]

make a replicaset yaml

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: frontend
  labels:
    app: mywebsite
    tier: frontend
spec:
  replicas: 4
  template:
    metadata:
      name: myapp-pod
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp

• ReplicaSet은 Kubernetes 1.9 버전에서 apps/v1로 이동

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How many ReplicaSets exist on the system?

• kubectl get replicaset

What is the image used to create the pods in the new-replica-set

• kubectl describe replicaset new-replica-set

# kubectl describe replicasets.apps new-replica-set 
Name:         new-replica-set
Namespace:    default
Selector:     name=busybox-pod
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
Replicas:     4 current / 4 desired
Pods Status:  0 Running / 4 Waiting / 0 Succeeded / 0 Failed
Pod Template:
  Labels:  name=busybox-pod
  Containers:
   busybox-container:
    Image:      busybox777
    Port:       <none>
    Host Port:  <none>
    Command:
      sh
      -c
      echo Hello Kubernetes! && sleep 3600
    Environment:   <none>
    Mounts:        <none>
  Volumes:         <none>
  Node-Selectors:  <none>
  Tolerations:     <none>
Events:
  Type    Reason            Age   From                   Message
  ----    ------            ----  ----                   -------
  Normal  SuccessfulCreate  60s   replicaset-controller  Created pod: new-replica-set-shnjx
  Normal  SuccessfulCreate  60s   replicaset-controller  Created pod: new-replica-set-cw7zn
  Normal  SuccessfulCreate  60s   replicaset-controller  Created pod: new-replica-set-bk75v
  Normal  SuccessfulCreate  60s   replicaset-controller  Created pod: new-replica-set-wg54m

 

Why are there still 4 PODs, even after you deleted one?

• ReplicaSet ensures that desired number of PODs always run

Scale the ReplicaSet to 5 PODs.

Use kubectl scale command or edit the replicaset using kubectl edit replicaset

• kubectl scale --replicas=5 replicaset new-replica-set 

Scale the ReplicaSet to 5 PODs.

Use kubectl scale command or edit the replicaset using kubectl edit replicaset

• kubectl scale --replicas=2 replicaset new-replica-set