일반적인 쿠버네티스 클러스터 문제 및 해결 방법
쿠버네티스는 강력하지만 때로는 신중한 문제 해결이 필요한 난관에 부딪히기도 합니다. 일반적인 클러스터 전체 문제와 그 해결책을 이해하는 것은 건강하고 안정적인 오케스트레이션 환경을 유지하는 데 중요합니다. 이 가이드는 쿠버네티스 컨트롤 플레인, etcd, 워커 노드에 영향을 미치는 빈번한 문제를 자세히 설명하고, 이를 진단하고 해결하기 위한 실제적인 단계를 제공합니다.
효과적인 쿠버네티스 클러스터 관리는 사전 예방적인 모니터링과 체계적인 문제 해결 접근 방식에 달려 있습니다. 이러한 일반적인 문제들을 숙지함으로써 다운타임을 크게 줄이고 애플리케이션의 가용성을 보장할 수 있습니다.
컨트롤 플레인 문제
쿠버네티스 컨트롤 플레인은 클러스터의 두뇌로서 상태를 관리하고 작업을 조정합니다. 이곳의 문제는 광범위한 결과를 초래할 수 있습니다.
API 서버 비가용성
API 서버는 모든 클러스터 통신의 중앙 허브입니다. 만약 API 서버가 다운되거나 응답하지 않으면, kubectl 또는 다른 도구를 사용하여 클러스터와 상호 작용할 수 없습니다.
증상:
* kubectl 명령이 타임아웃되거나 연결 거부 오류와 함께 실패합니다.
* 컨트롤러 및 기타 클러스터 구성 요소가 통신할 수 없습니다.
원인 및 해결:
* 리소스 고갈: API 서버 Pod가 CPU 또는 메모리가 부족할 수 있습니다. kubectl top pods -n kube-system을 사용하여 리소스 사용량을 확인하고 필요한 경우 API 서버 배포 또는 노드를 확장하십시오.
bash
kubectl get pods -n kube-system -l component=kube-apiserver -o wide
kubectl top pods -n kube-system -l component=kube-apiserver
* 네트워크 문제: 네트워크 정책이나 방화벽이 API 서버의 포트(일반적으로 6443)로 가는 트래픽을 차단하고 있지 않은지 확인하십시오.
* 컨트롤 플레인 노드 상태: API 서버가 특정 노드에서 실행 중인 경우, 해당 노드의 상태를 확인하십시오. 과부하 상태이거나 NotReady 상태이거나 커널 패닉을 겪고 있습니까?
bash
kubectl get nodes
kubectl describe node <node-name>
* 인증서 만료: API 서버는 TLS 인증서에 의존합니다. 만료되면 통신이 실패합니다. 인증서 만료 날짜를 모니터링하고 사전에 갱신하십시오.
컨트롤러 매니저 또는 스케줄러 오류
컨트롤러 매니저와 스케줄러는 클러스터의 원하는 상태를 관리하고 노드에 Pod를 스케줄링하는 데 중요한 구성 요소입니다.
증상:
* 새 Pod가 생성되거나 스케줄링되지 않습니다.
* 배포(Deployments), StatefulSet 또는 다른 컨트롤러가 진행되지 않습니다.
* Pod가 Pending 상태에 멈춰 있습니다.
원인 및 해결:
* Pod 오류: kube-system 네임스페이스의 kube-controller-manager 및 kube-scheduler Pod의 로그를 확인하십시오.
bash
kubectl logs <controller-manager-pod-name> -n kube-system
kubectl logs <scheduler-pod-name> -n kube-system
* 리더 선출 문제: 이 구성 요소들은 하나의 인스턴스만 활성화되도록 리더 선출을 사용합니다. 네트워크 파티션 또는 리더 선출 잠금 문제로 인해 사용할 수 없게 될 수 있습니다.
* RBAC 권한: 이 구성 요소들이 사용하는 서비스 계정이 API 서버와 상호 작용하는 데 필요한 권한을 가지고 있는지 확인하십시오.
Etcd 문제
etcd는 모든 클러스터 데이터의 쿠버네티스 백업 저장소 역할을 하는 분산 키-값 저장소입니다. etcd의 상태는 매우 중요합니다.
Etcd 성능 저하
etcd 작업이 느리면 컨트롤 플레인이 느려지거나 응답하지 않을 수 있습니다.
증상:
* 느린 kubectl 작업.
* API 서버 지연 시간.
* etcd와 통신할 때 컨트롤 플레인 구성 요소가 타임아웃을 보고합니다.
원인 및 해결:
* 높은 디스크 I/O: etcd는 디스크 성능에 매우 민감합니다. etcd 데이터 디렉터리에는 빠른 SSD를 사용하십시오.
* 네트워크 지연 시간: etcd 멤버 간 및 etcd와 API 서버 간에 낮은 지연 시간을 유지하도록 하십시오.
* 큰 데이터베이스 크기: 시간이 지남에 따라 etcd는 많은 데이터를 축적할 수 있습니다. etcd 데이터베이스를 정기적으로 압축하고 조각 모음하십시오.
bash
ETCDCTL_API=3 etcdctl compact $(etcdctl --endpoints=<etcd-endpoints> --cacert=<ca.crt> --cert=<client.crt> --key=<client.key> alarm list | grep -o '[0-9]*')
ETCDCTL_API=3 etcdctl defrag --endpoints=<etcd-endpoints> --cacert=<ca.crt> --cert=<client.crt> --key=<client.key>
* 불충분한 리소스: etcd Pod 또는 전용 노드가 적절한 CPU 및 메모리를 가지고 있는지 확인하십시오.
Etcd 클러스터 비가용성
etcd가 쿼럼을 유지할 수 없으면 전체 클러스터가 작동을 멈춥니다.
증상:
* 클러스터가 완전히 응답하지 않습니다.
* API 서버가 etcd에 연결할 수 없습니다.
원인 및 해결:
* 네트워크 파티션: 모든 etcd 멤버가 서로 통신할 수 있는지 확인하십시오. 방화벽 및 네트워크 구성을 확인하십시오.
* 멤버 오류: 너무 많은 etcd 멤버가 실패하면(N-멤버 클러스터의 경우 (N-1)/2 이상), 쿼럼이 손실됩니다. 실패한 멤버를 조사하고, 다시 시작을 시도하거나, 백업에서 복원하는 것을 고려하십시오.
* 디스크 손상: etcd 로그에서 디스크 관련 오류를 확인하십시오. 데이터가 손상된 경우 백업에서 복원해야 할 수 있습니다.
팁: 항상 정기적으로 테스트된 etcd 백업을 가지고 있어야 합니다. 이것이 궁극적인 안전망입니다.
노드 상태 문제
워커 노드는 애플리케이션 Pod가 실행되는 곳입니다. 노드 문제는 애플리케이션 가용성에 직접적인 영향을 미칩니다.
NotReady 상태의 노드
노드의 kubelet이 API 서버에 상태를 보고하는 것을 중단하면 노드는 NotReady가 됩니다.
증상:
* kubectl get nodes가 노드를 NotReady 상태로 표시합니다.
* 해당 노드에 스케줄링된 Pod는 스케줄링 불가능해지거나 다른 곳으로 재스케줄링될 수 있습니다.
원인 및 해결:
* Kubelet 미실행: kubelet 프로세스가 충돌했거나 시작하지 못했을 수 있습니다. 노드에서 kubelet 로그를 확인하십시오.
bash
sudo journalctl -u kubelet -f
* 리소스 부족: 노드가 CPU, 메모리 또는 디스크 공간이 부족하여 kubelet이 올바르게 작동하지 못할 수 있습니다.
bash
kubectl describe node <node-name>
# 노드 자체에서:
top
df -h
* 네트워크 연결: 노드가 컨트롤 플레인과의 네트워크 연결을 잃었을 수 있습니다.
* Docker/Containerd 문제: 컨테이너 런타임(예: Docker, containerd)이 노드에서 오작동할 수 있습니다.
Pod 축출 (Eviction)
Pod는 리소스 제약 또는 기타 정책 기반 이벤트로 인해 노드에서 축출될 수 있습니다.
증상:
* Pod가 Evicted 상태로 발견됩니다.
* kubectl describe pod <pod-name>이 Reason: Evicted와 원인을 나타내는 메시지(예: the node has insufficient memory)를 보여줍니다.
원인 및 해결:
* 리소스 제한: 정의된 리소스 제한(CPU/메모리)을 초과하는 Pod는 특히 메모리 압력 하에서 축출 대상이 됩니다.
* 노드 압력: 노드가 심각한 리소스 부족(메모리, 디스크, PID)을 겪고 있을 수 있습니다. 쿠버네티스의 kubelet 축출 관리자가 이를 적극적으로 모니터링합니다.
* 서비스 품질 (QoS) 클래스: 낮은 QoS 클래스(BestEffort, Burstable)를 가진 Pod는 Guaranteed QoS Pod보다 축출될 가능성이 더 높습니다.
예방:
* 리소스 요청 및 제한 설정: 모든 컨테이너에 대해 CPU 및 메모리 요청과 제한을 정확하게 정의하십시오.
yaml
resources:
requests:
memory: "64Mi"
cpu: "250m"
limits:
memory: "128Mi"
cpu: "500m"
* 노드 테인트(Taints) 및 톨러레이션(Tolerations) 사용: 특정 특성 또는 리소스 제약이 있는 노드에 원치 않는 Pod가 스케줄링되는 것을 방지하십시오.
* 노드 리소스 모니터링: 노드의 높은 리소스 사용량에 대해 경고하는 강력한 모니터링을 구현하십시오.
네트워킹 문제
네트워킹은 쿠버네티스에서 복잡성과 문제의 일반적인 원천입니다.
Pod-간 통신 실패
Pod가 동일한 노드에 있더라도 서로 도달할 수 없을 수 있습니다.
원인 및 해결:
* CNI 플러그인 문제: CNI(Container Network Interface) 플러그인(예: Calico, Flannel, Cilium)은 Pod 네트워킹을 담당합니다. CNI Pod의 상태와 로그를 확인하십시오.
bash
kubectl get pods -n kube-system -l <cni-label-selector>
kubectl logs <cni-pod-name> -n kube-system
* 네트워크 정책: 잘못 구성된 NetworkPolicy 리소스는 합법적인 트래픽을 차단할 수 있습니다.
bash
kubectl get networkpolicy --all-namespaces
* 방화벽/보안 그룹: 노드 간 및 클러스터 내의 네트워크 보안 규칙이 CNI에 필요한 트래픽을 허용하는지 확인하십시오.
* IP 주소 관리 (IPAM): IP 주소 할당 문제로 인해 Pod가 유효한 IP를 받거나 라우팅할 수 없게 될 수 있습니다.
서비스 디스커버리 실패 (DNS)
Pod가 서비스 이름을 확인할 수 없으면 다른 서비스와 통신할 수 없습니다.
원인 및 해결:
* CoreDNS/Kube-DNS 문제: 클러스터의 DNS 서비스(일반적으로 CoreDNS)가 비정상이거나 잘못 구성되었을 수 있습니다. 로그 및 리소스 사용량을 확인하십시오.
bash
kubectl logs <coredns-pod-name> -n kube-system
* kubelet DNS 구성: 각 노드의 kubelet이 클러스터의 DNS 서비스를 사용하도록 올바르게 구성되었는지 확인하십시오. 이는 일반적으로 --cluster-dns 플래그를 통해 설정됩니다.
* DNS에 대한 네트워크 연결: Pod는 DNS 서비스 IP 주소에 도달할 수 있어야 합니다.
결론
쿠버네티스 클러스터 문제 해결은 증상을 식별하는 것부터 시작하여 관련 구성 요소를 체계적으로 조사하는 방법론적인 접근 방식이 필요합니다. 컨트롤 플레인, etcd, 노드 및 네트워킹의 일반적인 실패 지점을 이해함으로써 문제를 효율적으로 진단하고 해결하여 쿠버네티스 환경의 안정성과 성능을 보장할 수 있습니다.
주요 요점:
* 모든 것을 모니터링: 모든 클러스터 구성 요소에 대한 포괄적인 모니터링을 구현하십시오.
* 로그 확인: Pod 및 시스템 로그는 근본 원인을 찾아내는 데 매우 중요합니다.
* 종속성 이해: etcd, API 서버 및 kubelet과 같은 구성 요소가 상호 작용하는 방식을 인식하십시오.
* 정기적으로 백업: 특히 etcd의 경우, 정기적인 백업은 재해 복구를 위해 중요합니다.
* 솔루션 테스트: 프로덕션에 변경 사항을 적용하기 전에 스테이징 환경에서 테스트하십시오.