쿠버네티스는 애플리케이션의 배포, 스케일링, 운영을 자동화해서 컨테이너 중심 인프라를 제공하는 가장 인기 있는 오픈 소스 플랫폼이다. 실제 환경에서 쿠버네티스를 이용해 마이크로서비스를 개발해 보면서 시너지 효과에 대한 심층적인 통찰력을 제공한다. 애플리케이션의 맥락에서 마이크로서비스와 쿠버네티스 개념을 이해하는 데 도움이 된다. 다음으로 CI/CD 파이프 라인을 설정하고 쿠버네티스 컨피그맵으로 마이크로서비스를 구성해 개발 속도를 높일 수 있다. 또한, 마이크로서비스 보안, REST, gRPC API, 데이터 저장소 구현에 대한 실무 경험을 얻을 수 있다. 쿠버네티스에서 마이크로서비스를 배포하고 모니터링하면서 서비스 메시의 중요성과 클러스터에 통합하는 방법을 알아본다.
이 책에서 다루는 내용
■ 쿠버네티스와 마이크로서비스의 시너지 이해
■ 쿠버네티스에서 마이크로서비스를 위한 완전한 CI/CD 파이프라인 생성
■ 모범 사례로 Go-Kit 프레임워크를 사용해 쿠버네티스에서 마이크로서비스 개발
■ 쿠버네티스와 오픈 소스 도구를 사용한 시스템 관리와 모니터링
■ REST와 gRPC API로 서비스 노출
■ 서버리스 함수를 서비스로 구현, 배포
■ 외부 인증/인가 사용과 서비스 메시를 사용한 트래픽 셰이핑
■ 구글 쿠버네티스 엔진(GKE) 클라우드에서 쿠버네티스 클러스터 실행

이 책의 대상 독자
대규모 소프트웨어 엔지니어링을 하려는 개발자와 데브옵스 엔지니어를 대상으로 한다. 하나 이상의 시스템에서 컨테이너를 사용해 배포해봤으며 여러 팀에서 개발한 대규모 소프트웨어 시스템을 개발한 경험이 있다면 도움이 될 것이다.

이 책의 구성
1장, ‘개발자를 위한 쿠버네티스 소개’에서는 쿠버네티스를 소개한다. 쿠버네티스의 간단한 소개와 쿠버네티스가 마이크로서비스와 얼마나 잘 조화되는지 그 아이디어를 얻게 될 것이다.
2장, ‘마이크로서비스 시작’에서는 마이크로서비스 기반 시스템의 일반적인 문제의 다양한 측면, 패턴, 접근 방식과 모놀리스를 대규모 서비스 같은 다른 일반적인 아키텍처와 비교하는 방법을 설명한다.
3장, ‘Delinkcious - 샘플 애플리케이션’에서는 Go를 Delinkcious의 프로그래밍 언어로 선택해야 하는 이유를 설명한다. 그런 다음 Go-kit을 살펴볼 것이다.
4장, ‘CI/CD 파이프 라인 설정’에서는 CI/CD 파이프라인이 해결하는 문제를 설명하고 쿠버네티스의 CI/CD 파이프라인에 관한 다양한 옵션을 다룬다. 마지막으로 Delinkcious를 위한 CI/CD 파이프라인 구축을 살펴본다.
5장, ‘쿠버네티스를 사용한 마이크로서비스 구성’에서는 실용적이고 실제적인 마이크로서비스 구성 영역을 살펴본다. 또한 쿠버네티스 관련 옵션, 특히 컨피그맵(ConfigMap)을 설명한다.
6장, ‘쿠버네티스에서 마이크로서비스 보안’에서는 쿠버네티스에서 마이크로서비스를 심층적으로 보호하는 방법을 설명한다. 또한 쿠버네티스에서 마이크로서비스 보안의 기반이 되는 원칙도 논의한다.
7장, ‘외부와 통신- API와 로드밸런서’에서는 Delinkcious를 클러스터 외부에서 사용자와 상호작용할 수 있게 하는 것을 살펴본다. 또한 사용자가 다른 사용자에 대한 뉴스를 얻고자 할 때 이용할 수 있는 gRPC 기반 뉴스 서비스를 추가할 것이다. 마지막으로 서비스가 느슨하게 연결된 방식으로 통신할 수 있도록 메시지 대기열을 추가할 것이다.
8장, ‘스테이트풀 서비스 사용하기’에서는 쿠버네티스 스토리지 모델을 설명한다. 또한 Delinkcious 뉴스 서비스를 확장해 데이터를 메모리 대신 Redis에 저장한다.
9장, ‘쿠버네티스에서 서버리스 작업 실행’에서는 클라우드 네이티브 시스템에서 가장 인기 있는 트렌드인 서버리스 컴퓨팅을 소개한다. 쿠버네티스에서 서버리스 컴퓨팅을 수행하는 다른 방법도 다룬다.
10장, ‘마이크로서비스 테스트’에서는 테스트 주제와 다양한 특징(단위 테스트, 통합 테스트, 모든 종류의 종단 간(end-to-end) 테스트)을 소개한다. 또한 Delinkcious 테스트가 구성되는 방법도 자세히 살핀다.
11장, ‘마이크로서비스 배포’에서는 프로덕션 배포와 개발 배포라는, 관련이 있지만 별도인 두 가지 테마를 다룬다.
12장, ‘모니터링, 로깅, 메트릭’에서는 쿠버네티스에서 대규모 분산 시스템을 실행하는 운영 측면과 시스템 설계 방법 그리고 최고 수준의 운영 환경을 보장하기 위해 고려해야 할 사항에 중점을 둔다.
13장, ‘서비스 메시-이스티오’에서는 서비스 메시의 뜨거운 주제인 이스티오(Istio)를 검토한다. 서비스 메시가 진정한 판도를 바꾸는 것이기 때문에 흥미로울 것이다.
14장, ‘마이크로서비스와 쿠버네티스의 미래’에서는 쿠버네티스와 마이크로서비스를 다루며 새로운 기술을 채택하고 투자할 적절한 시기를 결정하는 방법을 배우도록 도와줄 것이다.

1장. 개발자를 위한 쿠버네티스 소개
기술 요구 사항
도커 설치
Kubectl 설치
Minikube 설치
코드
간결한 쿠버네티스
쿠버네티스-컨테이너 오케스트레이션 플랫폼
쿠버네티스의 역사
쿠버네티스의 현재
쿠버네티스 구조의 이해
컨트롤 플레인
데이터 플레인
쿠버네티스와 마이크로서비스-완벽한 조합
마이크로서비스 패키징과 배포
마이크로서비스 노출과 디스커버리
마이크로서비스 보안
마이크로서비스 인증과 인가
마이크로서비스 업그레이드
로컬 클러스터 생성
클러스터 확인
클러스터 사용하기
Helm 설치
요약
추가 자료

2장. 마이크로서비스 시작
기술 요구 사항
macOS에 Homebrew로 Go 설치
다른 플랫폼에 Go 설치
코드
마이크로 프로그래밍- 적을수록 더 좋다
마이크로서비스 자율화
인터페이스 및 계약 사용
API로 서비스 노출
클라이언트 라이브러리 사용
종속성 관리
마이크로서비스 코디네이팅
균일성과 유연성 절충
소유권의 이점 활용
콘웨이의 법칙 이해
수직
수평
메트릭스
여러 서비스의 문제 해결
공유 서비스 라이브러리 활용
소스 제어 전략 선택
단일 저장소
여러 저장소
하이브리드
데이터 전략 생성
마이크로서비스당 하나의 데이터 저장소
분산 쿼리 실행
사가를 사용해 여러 서비스 간의 트랜잭션 관리
요약
추가 자료

3장. Delinkcious-샘플 애플리케이션
기술 요구 사항
비주얼 스튜디오 코드
GoLand
LiteIDE
기타 옵션
코드
Delinkcious를 위한 Go 선택
Go kit의 이해
Go kit으로 마이크로서비스 구조화
전송
엔드포인트
서비스
미들웨어
클라이언트
상용구 생성
Delinkcious 디렉터리 구조 소개
cmd 하위 디렉터리
pkg 하위 디렉터리
svc 하위 디렉터리
Delinkcious 마이크로서비스 소개
객체 모델
서비스 구현
지원 함수 구현
클라이언트 라이브러리로 API 호출
데이터 저장
요약
추가 자료

4장. CI/CD 파이프라인 시작
기술 요구 사항
코드
CI/CD 파이프라인 이해
Delinkcious CI/CD 파이프라인 선택
젠킨스 X
스피너커
트래비스 CI와 CircleCI
텍톤
Argo CD
자체 솔루션
GitOps
CircleCI로 이미지 생성
소스 트리 검토
CI 파이프라인 구성
build.sh 스크립트 이해
CircleCI UI
향후 개선 고려
Delinkcious에 대한 지속적인 배포 설정
분리형 마이크로서비스 배포
Argo CD 이해
Argo CD 시작하기
Argo CD 구성
Argo CD 탐색
요약
추가 자료

5장. 쿠버네티스로 마이크로서비스 구성
기술 요구 사항
코드
구성이란 무엇인가?
구성과 시크릿
옛날 방식 구성 관리
구성 협약
명령줄 플래그
환경변수
구성 파일
하이브리드 구성 및 기본값
12가지 애플리케이션 구성법
동적으로 구성 관리
동적 구성 이해
원격 구성 저장소
원격 구성 서비스
쿠버네티스로 마이크로서비스 구성
쿠버네티스 컨피그 맵 작업
쿠버네티스 사용자 정의 리소스
서비스 디스커버리
요약
추가 자료

6장. 쿠버네티스의 마이크로서비스 보안
기술 요구 사항
코드
건전한 보안 원칙 적용
사용자 어카운트와 서비스 어카운트의 차별화
사용자 어카운트
서비스 어카운트
쿠버네티스로 시크릿 관리
쿠버네티스 시크릿의 세 가지 유형 이해
시크릿 만들기
컨테이너로 시크릿 전달
안전한 포드 만들기
역할 기반 액세스 제어 모델을 통한 권한 관리
인증, 인가, 어드미션으로 액세스 제어
마이크로서비스 인증
마이크로서비스 인가
마이크로서비스 어드미션
보안 모범 사례를 사용해 쿠버네티스 클러스터 강화
이미지 보안
네트워크 분할 정복
이미지 레지스트리 보호
필요에 따라 쿠버네티스 리소스의 액세스 권한 부여
쿼터를 사용해 피해 반경 최소화
보안 컨텍스트 구현
보안 정책으로 포드 강화
툴 체인 강화
JWT 토큰으로 관리자 인증
RBAC로 인가
HTTPS로 안전한 통신
시크릿 및 자격증명 관리
감사
클러스터 RBAC
요약
추가 자료

7장. 외부와 통신-API와 로드밸런서
기술 요구 사항
코드
쿠버네티스 서비스 익숙해지기
쿠버네티스의 서비스 유형
East-west와 north-south 통신 비교
인그레스와 로드밸런싱 이해
공개 REST API 제공과 소비
파이썬 기반 API 게이트웨이 서비스 구축
인그레스 추가
API 게이트웨이가 클러스터 외부에서 사용 가능한지 확인
내부 gRPC API 제공 및 소비
NewsManager 인터페이스 정의
뉴스 관리자 패키지 구현
gRPC 서비스로 NewsManager 노출
메시지 대기열로 이벤트 전송 및 수신
NATS란?
클러스터에 NATS 배포
NATS로 링크 이벤트 보내기
NATS의 링크 이벤트 구독
링크 이벤트 처리
서비스 메시 이해
요약
추가 자료

8장. 스테이트풀 서비스 사용하기
기술 요구 사항
코드
스토리지 추상화
쿠버네티스 스토리지 모델
내부 및 외부 스토리지 플러그인
CSI 이해
쿠버네티스 클러스터 외부에 데이터 저장
스테이트풀 셋을 사용해 클러스터 내부에 데이터 저장
스테이트풀 셋 이해
언제 스테이트풀 셋을 사용해야 하나?
대용량 스테이트풀 셋 예제
로컬 스토리지로 고성능 달성
메모리에 데이터 저장
로컬 SSD에 데이터 저장
쿠버네티스에서 관계형 데이터베이스 사용
데이터가 저장되는 위치
디플로이먼트 및 서비스 사용
스테이트풀 셋 사용
사용자 서비스가 스테이트풀 셋 포드를 찾는 데 도움
스키마 변경 관리
쿠버네티스에서 비관계형 데이터 저장소 사용
레디스 소개
요약
추가 자료

9장. 쿠버네티스에서 서버리스 작업 실행
기술 요구 사항
코드
클라우드에서 서버리스
마이크로서비스와 서버리스 함수
쿠버네티스에서 서버리스 함수 모델링
서버리스 함수 빌드, 구성, 배포
서버리스 함수 호출
Delinkcious의 링크 검증
링크 점검 설계
링크 검증 구현
Nuclio를 통한 서버리스 링크 검증
Nuclio 간단 소개
링크 검증 서버리스 함수 만들기
nuctl을 사용해 링크 검증 함수 배포
Nuclio 대시보드를 사용해 함수 배포
링크 검증 함수 직접 호출
LinkManager에서 링크 검증 시작
다른 쿠버네티스 서버리스 프레임워크
쿠버네티스 잡과 크론잡
KNative
Fission
Kubeless
OpenFaas
요약
추가 자료

10장. 마이크로서비스 테스트
기술 요구 사항
단위 테스트
Go에서 단위 테스트
Ginkgo와 Gomega로 단위 테스트
Delinkcious 단위 테스트
멋진 모의 구현
모든 것을 테스트해야 하나?
통합 테스트
테스트 데이터베이스 초기화
서비스 실행
실제 테스트 실행
데이터베이스 테스트 헬퍼 구현
서비스 테스트 헬퍼 구현
쿠버네티스로 로컬 테스트
스모크 테스트 작성
텔레프레즌스
라이브 디버깅을 위해 GoLand로 로컬 링크 서비스에 연결
테스트 격리
테스트 클러스터
네임스페이스 테스트
크로스 네임스페이스/클러스터
종단 간 테스트
승인 테스트
회귀 테스트
성능 시험
테스트 데이터 관리
합성 데이터
수동 테스트 데이터
프로덕션 스냅샷
요약
추가 자료

11장. 마이크로서비스 배포
기술 요구 사항
코드
쿠버네티스 디플로이먼트
여러 환경에 배포
배포 전략 이해
재생성 배포
롤링 업데이트
블루-그린 배포
카나리아 배포
배포 롤백
표준 쿠버네티스 디플로이먼트 롤백
블루-그린 배포 롤백
카나리아 배포 롤백
스키마, API, 페이로드 변경 후 롤백 처리
버전과 종속성 관리
공개 API 관리
서비스 간 종속성 관리
타사 종속성 관리
인프라와 툴체인 관리
로컬 개발 배포
Ko
Ksync
드래프트
스카폴드
틸트
요약
추가 자료

12장. 모니터링, 로깅 그리고 메트릭
기술 요구 사항
코드
쿠버네티스로 자가 치유
컨테이너 고장
노드 장애
시스템 고장
쿠버네티스 클러스터 오토 스케일링
수평 포드 오토 스케일링
수평 포드 오토 스케일러 사용
클러스터 오토 스케일링
수직 포드 오토 스케일링
쿠버네티스에 리소스 프로비저닝
어떤 리소스를 프로비저닝할까?
컨테이너 제한 정의
리소스 쿼터 지정
수동 프로비저닝
오토 스케일링 사용
자신만의 오토 프로비저닝 사용
올바른 성능 얻기
성능과 사용자 경험
성능과 고가용성
성능과 비용
성능과 보안
로깅
무엇을 로깅해야 할까?
로깅 대 오류 보고
완벽한 Go 로깅 인터페이스를 위한 노력
Go-kit으로 로깅
쿠버네티스에서 메트릭 수집
쿠버네티스 메트릭스 API 소개
쿠버네티스 메트릭 서버 이해
프로메테우스 사용
경보
구성 요소 장애 수용
시스템 장애 수용
인적 요인 고려
프로메테우스 경보 관리자 활용
분산 추적
예거 설치
서비스에 추적 추가
요약
추가 자료

13장. 서비스 메시-이스티오
기술 요구 사항
코드
서비스 메시란 무엇인가?
모놀리스와 마이크로서비스 비교
공유 라이브러리를 사용해 마이크로서비스의 교차 문제 관리
서비스 메시를 사용해 마이크로서비스의 교차 문제 관리
쿠버네티스와 서비스 메시의 관계 이해
이스티오는 무엇을 제공하는가?
이스티오 아키텍처 알아보기
이스티오로 트래픽 관리
이스티오로 클러스터 보안
이스티오 정책 적용
이스티오로 메트릭 수집
이스티오를 사용해서는 안 될 때는 언제일까?
이스티오를 적용한 Delinkcious
서비스 간 상호 인증 제거
더 나은 카나리아 배포 활용
자동 로깅과 오류 보고
NATS 수용
이스티오 풋프린트 검사
이스티오 대안
링커드 2.0
엔보이
하시코프 콘슬
AWS 앱 메시
기타
메시 사용하지 않음
요약
추가 자료

14장. 마이크로서비스와 쿠버네티스의 미래
마이크로서비스의 미래
마이크로서비스와 서버리스 함수
마이크로서비스, 컨테이너 및 오케스트레이션
gRPC와 gRPC-Web
GraphQL
HTTP/3의 등장
쿠버네티스의 미래
쿠버네티스 확장성
서비스 메시 통합
쿠버네티스의 서버리스 컴퓨팅
쿠버네티스와 가상머신
클러스터 자동 확장
오퍼레이터 사용
페더레이션
요약
추가 자료

★ 지은이의 말 ★

이 책은 바로 여러분이 기다리던 책이다. 마이크로서비스를 개발하고 쿠버네티스에 배포하는 두 가지 과정을 안내한다. 마이크로서비스 기반 아키텍트와 쿠버네티스의 시너지 효과는 매우 강력하다. 이 책은 모든 각도를 망라하고 있다. 마이크로서비스와 쿠버네티스의 기본 개념을 설명하고, 실제 문제와 장단점을 알아본 후, 척척 만들어지는 마이크로서비스 기반 시스템의 개발 과정을 안내하고 모범 사례와 권장 사항을 제공한다.
엄청난 양의 근거를 아주 깊이 있게 설명하기 위한 작업 코드를 다룬다. 마이크로서비스 기반 아키텍트를 설계하고, 마이크로서비스를 만들고, 만들어진 마이크로서비스를 테스트하고, 도커 이미지로 패키징하는 방법을 알게 될 것이다. 그런 다음 도커 이미지 패키지로 시스템을 쿠버네티스에 배포하며 관리하는 방법을 배우게 될 것이다.
그 과정에서 자동화된 CI/CD, gRPC 기반 마이크로서비스, 서버리스(serverless) 컴퓨팅, 서비스 메시와 같은 중요한 트렌드에 익숙해질 것이다.
끝에서는 쿠버네티스에 배포된 마이크로서비스 기반 아키텍트를 사용해 대규모 클라우드 네이티브 시스템을 계획, 개발, 운영할 수 있는 많은 지식과 실무 경험을 얻게 될 것이다.

 

★ 옮긴이의 말 ★

쿠버네티스는 굉장히 방대한 플랫폼이다. 쿠버네티스 하나만 자세히 알기에도 벅차다. 하지만 쿠버네티스에 애플리케이션을 배포, 운영하려고 한다면 고민해야 할 부분이 무척 많을 것이다. 국내에 수많은 쿠버네티스 관련 서적이 나와 있기는 하지만 쿠버네티스 자체 기능과 쿠버네티스에 애플리케이션을 배포하고 관리하는 방법에만 초점을 맞추고 있다. 이 책은 저자의 다양한 경험을 통해 마이크로서비스 아키텍트(MSA) 기반 애플리케이션을 쿠버네티스에 적용하기 위한 다양한 사례를 솔직하게 이야기하고 있어서 좋았다.
한 가지 단점 아닌 단점이라고 한다면, 아직까지 국내에서는 Java를 이용해 애플리케이션을 개발하는 경우가 많다. 그러나 이 책에서는 Go를 애플리케이션 개발 언어로 사용해, Go 언어에 익숙하지 않은 개발자나 운영자에게는 고민이 될 수도 있다.
그렇지만 Go뿐만 아니라 파이썬(Python), 러스트(Rust) 등의 다양한 언어도 사용한다. 어렵게 생각하지 말고 그 부분은 과감하게 건너뛰어도 상관이 없으므로 큰 부담을 갖지 않았으면 좋겠다. 마이크로서비스 애플리케이션을 만드는 방법을 알고자 하는 독자에게는 이 책의 앞 부분이 도움이 될 것이고, 마이크로서비스 아키텍트 입장에서 쿠버네티스와 다양한 툴 (CI/CD, Serverless, 모니터링, 서비스 메시 등)을 활용하는 방법을 자세히 알고 싶다면 중반 이후가 유용할 것이다.