클러스터 노드 오버프로비저닝

이 페이지에서는 쿠버네티스 클러스터에서 노드 오버프로비저닝을 구성하는 방법을 안내해요. 노드 오버프로비저닝은 클러스터 컴퓨트 리소스의 일부를 사전에 예약하는 전략이에요. 이 예약은 스케일링 이벤트 중 새 파드를 스케줄하는 데 필요한 시간을 줄여, 트래픽이나 워크로드 수요의 갑작스러운 급증에 대한 클러스터 대응력을 높여줍니다.

미사용 용량을 일부 유지하면 새 파드가 생성될 때 리소스가 즉시 사용 가능해져, 클러스터가 스케일업하는 동안 파드가 pending 상태로 빠지는 것을 막아줘요.

출처: 문서

본문

시작하기 전에

쿠버네티스 클러스터가 필요하고, kubectl 명령줄 도구가 클러스터와 통신하도록 설정돼 있어야 해요.
Deployments, Pod 우선순위, 노드 오토스케일링에 대한 기본적인 이해가 있어야 해요.
클러스터가 수요에 따라 노드를 관리하는 오토스케일러로 설정되어 있어야 해요.

PriorityClass 만들기

자리 표시자(placeholder) 파드를 위한 PriorityClass를 정의하는 것부터 시작해요. 먼저, 곧 자리 표시자 파드에 할당할 음수 우선순위 값을 가진 PriorityClass를 만들어요. 나중에 이 PriorityClass를 사용하는 Deployment를 설정할 거예요.

그런 다음 PriorityClass를 만들어요:

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/priorityclass/low-priority-class.yaml

다음으로 음수 우선순위 PriorityClass를 사용하고 최소 컨테이너를 실행하는 Deployment를 정의할 거예요. 이것을 클러스터에 추가하면 쿠버네티스는 용량을 예약하기 위해 그 자리 표시자 파드를 실행해요. 용량이 부족할 때마다 컨트롤 플레인은 이 자리 표시자 파드 중 하나를 선점될 첫 후보로 선택합니다.

노드 용량을 요청하는 파드 실행하기

샘플 매니페스트를 검토해요:

자리 표시자 파드의 네임스페이스 고르기

자리 표시자 파드가 들어갈 네임스페이스를 선택하거나 만들어야 해요.

자리 표시자 deployment 만들기

그 매니페스트를 기반으로 Deployment를 만들어요:

# Change the namespace name "example"
kubectl --namespace example apply -f https://k8s.io/examples/deployments/deployment-with-capacity-reservation.yaml

자리 표시자 리소스 request 조정하기

자리 표시자 파드의 리소스 request와 limit을 구성해 유지하고 싶은 오버프로비저닝 리소스 양을 정의해요. 이 예약은 특정 양의 CPU와 메모리가 새 파드를 위해 유지되도록 보장합니다.

Deployment를 편집하려면 Deployment 매니페스트 파일의 resources 섹션을 수정해 적절한 request와 limit을 설정해요. 그 파일을 로컬로 다운로드해 선호하는 텍스트 편집기로 편집할 수 있습니다.

kubectl로도 Deployment를 편집할 수 있어요:

kubectl edit deployment capacity-reservation

예를 들어 5개의 자리 표시자 파드에 걸쳐 총 0.5 CPU와 1GiB 메모리를 예약하려면, 단일 자리 표시자 파드의 리소스 request와 limit을 다음과 같이 정의해요:

  resources:
    requests:
      cpu: "100m"
      memory: "200Mi"
    limits:
      cpu: "100m"

원하는 레플리카 수 설정하기

예약된 총 리소스 계산하기

예를 들어 각각 0.1 CPU와 200MiB 메모리를 예약한 5개 레플리카가 있다고 하면:
예약된 총 CPU: 5 × 0.1 = 0.5 (Pod 스펙에서는 수량 500m으로 씁니다)
예약된 총 메모리: 5 × 200MiB = 1GiB (Pod 스펙에서는 1 Gi로 씁니다)

클러스터 크기와 예상 워크로드에 따라 레플리카 수를 조정해 Deployment를 스케일링해요:

kubectl scale deployment capacity-reservation --replicas=5

스케일링을 확인해요:

kubectl get deployment capacity-reservation

출력은 업데이트된 레플리카 수를 반영해야 해요:

NAME                   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
capacity-reservation   5/5     5            5           2m

일부 오토스케일러, 특히 Karpenter는 노드 스케일링을 고려할 때 선호 친화도 규칙을 하드 규칙으로 취급해요. Karpenter나 같은 휴리스틱을 사용하는 다른 노드 오토스케일러를 사용한다면, 여기서 설정한 레플리카 수가 클러스터의 최소 노드 수도 설정합니다.

더 알아보기 (Learn more)

PriorityClasses와 파드 스케줄링에 미치는 영향에 대해 더 알아보기.
워크로드 수요에 따라 클러스터 크기를 동적으로 조정하는 노드 오토스케일링 탐색하기.
쿠버네티스가 리소스 경합을 처리하는 핵심 메커니즘인 Pod 선점(preemption) 이해하기. 같은 페이지가 다루는 _축출(eviction)_은 자리 표시자 파드 접근 방식과 덜 관련되지만, 리소스가 경합될 때 쿠버네티스가 반응하는 또 다른 메커니즘입니다.