컨테이너 오케스트레이션: Docker Swarm vs Kubernetes - 종합 가이드

오늘날 빠르게 변화하는 소프트웨어 개발 환경에서 컨테이너화는 최신 애플리케이션 아키텍처의 초석이 되었습니다. 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼은 이러한 컨테이너를 효율적으로 관리하고 확장하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 분야의 두 주요 주자는 Docker Swarm과 Kubernetes입니다. 이 종합 가이드에서는 이들 플랫폼의 아키텍처, 기능, 배포 전략 및 사용 사례를 심층적으로 비교하여 귀하의 특정 요구에 맞는 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 도와드립니다.

컨테이너 오케스트레이션이란 무엇인가?

컨테이너 오케스트레이션은 컨테이너화된 애플리케이션의 배포, 확장, 네트워킹 및 관리를 자동화합니다. 여러 서버에 걸쳐 수백 또는 수천 개의 컨테이너가 실행되고 있다고 상상해 보십시오. 이러한 컨테이너를 수동으로 관리하는 것은 운영상의 악몽이 될 것입니다. 컨테이너 오케스트레이션은 이러한 복잡성을 처리하는 데 필요한 도구와 자동화를 제공합니다.

컨테이너 오케스트레이션의 주요 이점은 다음과 같습니다:

자동화된 배포 및 확장: 수요에 따라 애플리케이션을 쉽게 배포하고 확장할 수 있습니다.
고가용성: 일부 컨테이너나 서버에 장애가 발생하더라도 애플리케이션의 가용성을 보장합니다.
리소스 최적화: 리소스 가용성에 따라 컨테이너를 스케줄링하여 하드웨어 리소스를 효율적으로 활용합니다.
간소화된 관리: 컨테이너화된 애플리케이션의 관리를 간소화합니다.

Docker Swarm: Docker 네이티브 오케스트레이션 솔루션

Docker Swarm은 Docker의 네이티브 컨테이너 오케스트레이션 솔루션입니다. 사용하기 쉽고 Docker 생태계와 원활하게 통합되도록 설계되었습니다. Swarm은 익숙한 Docker CLI와 API를 활용하므로 이미 Docker에 익숙한 개발자에게 인기 있는 선택입니다.

Docker Swarm의 아키텍처

Docker Swarm 클러스터는 두 가지 주요 구성 요소로 이루어집니다:

매니저(Managers): 클러스터를 관리하고 작업을 오케스트레이션합니다. 매니저들은 리더를 선출하여 의사 결정을 내리고 클러스터의 원하는 상태를 유지합니다.
워커(Workers): 매니저가 할당한 작업을 실행합니다. 워커는 애플리케이션을 구성하는 컨테이너를 실행합니다.

Swarm 아키텍처는 단순성과 이해 용이성을 촉진합니다. 매니저는 컨트롤 플레인을 처리하고 워커는 데이터 플레인을 실행합니다. 이러한 관심사의 분리는 클러스터의 전반적인 관리를 단순화합니다.

Docker Swarm의 주요 기능

쉬운 설정 및 사용: Swarm은 특히 Docker에 이미 익숙한 경우 설정하고 사용하기가 매우 쉽습니다.
통합된 로드 밸런싱: Swarm은 내장된 로드 밸런싱을 제공하여 컨테이너 간에 트래픽을 분산시킵니다.
서비스 디스커버리: Swarm은 클러스터 내의 서비스를 자동으로 검색하여 컨테이너가 서로 통신할 수 있도록 합니다.
롤링 업데이트: Swarm은 롤링 업데이트를 지원하여 다운타임 없이 애플리케이션을 업데이트할 수 있습니다.
분산형 설계: Swarm은 분산형 설계를 가지고 있어 장애에 대한 복원력이 뛰어납니다.

Docker Swarm의 사용 사례

Docker Swarm은 다음에 적합합니다:

소규모에서 중간 규모의 애플리케이션: Swarm은 덜 복잡한 요구 사항을 가진 소규모 애플리케이션에 좋은 선택입니다.
간단한 배포: Swarm은 사용 편의성이 우선시되는 간단한 배포에 이상적입니다.
이미 Docker를 사용하는 팀: Swarm은 이미 Docker 생태계에 익숙한 팀에게 자연스러운 선택입니다.
개념 증명(Proof-of-Concept) 프로젝트: Swarm은 컨테이너화된 애플리케이션을 신속하게 설정하고 테스트하기 위한 훌륭한 옵션입니다.

예시: 소규모 전자상거래 비즈니스는 Docker Swarm을 사용하여 웹사이트, API 및 데이터베이스를 배포하고 관리할 수 있습니다. Swarm의 사용 편의성과 통합된 기능은 이 시나리오에 적합합니다.

Kubernetes: 업계 최고의 오케스트레이션 플랫폼

Kubernetes(종종 K8s로 축약됨)는 업계 표준이 된 오픈소스 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼입니다. 강력한 기능, 확장성 및 유연성으로 유명합니다.

Kubernetes의 아키텍처

Kubernetes 클러스터는 여러 주요 구성 요소로 이루어집니다:

컨트롤 플레인(Control Plane): 클러스터를 관리하며 API 서버, 스케줄러, 컨트롤러 매니저, etcd(분산 키-값 저장소)와 같은 구성 요소를 포함합니다.
노드(Nodes): 컨테이너를 실행합니다. 각 노드는 kubelet(컨테이너를 관리하는 에이전트), kube-proxy(네트워크 프록시) 및 컨테이너 런타임(예: Docker 또는 containerd)을 실행합니다.

Kubernetes 아키텍처는 Docker Swarm보다 복잡하지만 더 높은 수준의 제어와 유연성을 제공합니다.

Kubernetes의 주요 기능

자동화된 롤아웃 및 롤백: Kubernetes는 자동화된 롤아웃 및 롤백을 지원하여 애플리케이션을 쉽게 업데이트하고 필요한 경우 이전 버전으로 되돌릴 수 있습니다.
자체 치유(Self-Healing): Kubernetes는 실패한 컨테이너를 자동으로 다시 시작하고 정상 노드에 다시 스케줄링합니다.
서비스 디스커버리 및 로드 밸런싱: Kubernetes는 내장된 서비스 디스커버리 및 로드 밸런싱을 제공합니다.
수평적 확장: Kubernetes는 수요에 따라 애플리케이션을 자동으로 확장할 수 있습니다.
스토리지 오케스트레이션: Kubernetes는 다양한 스토리지 솔루션을 지원하여 애플리케이션의 영구 스토리지를 관리할 수 있습니다.
시크릿 및 구성 관리: Kubernetes는 암호 및 API 키와 같은 민감한 정보의 안전한 관리를 제공합니다.
확장성: Kubernetes는 확장성이 매우 뛰어나 특정 요구 사항에 맞게 사용자 정의할 수 있습니다.

Kubernetes의 사용 사례

Kubernetes는 다음에 적합합니다:

크고 복잡한 애플리케이션: Kubernetes는 까다로운 요구 사항을 가진 크고 복잡한 애플리케이션을 관리하도록 설계되었습니다.
마이크로서비스 아키텍처: Kubernetes는 애플리케이션이 많은 작고 독립적인 서비스로 구성되는 마이크로서비스 아키텍처에 자연스럽게 적합합니다.
높은 트래픽의 애플리케이션: Kubernetes는 확장성 및 로드 밸런싱 기능 덕분에 높은 트래픽의 애플리케이션을 쉽게 처리할 수 있습니다.
엔터프라이즈 환경: Kubernetes는 강력한 기능과 지원으로 인해 엔터프라이즈 환경에서 널리 채택되고 있습니다.
하이브리드 및 멀티 클라우드 배포: Kubernetes는 여러 클라우드 제공업체와 온프레미스 환경에 걸쳐 배포될 수 있습니다.

예시: 글로벌 금융 기관은 Kubernetes를 사용하여 트레이딩 플랫폼, 위험 관리 시스템 및 고객 대면 애플리케이션을 배포하고 관리할 수 있습니다. Kubernetes의 확장성, 신뢰성 및 보안 기능은 이러한 유형의 애플리케이션에 필수적입니다.

Docker Swarm vs Kubernetes: 상세 비교

이제 Docker Swarm과 Kubernetes를 다양한 측면에서 상세히 비교해 보겠습니다:

1. 사용 편의성

Docker Swarm: Swarm은 Kubernetes보다 설정하고 사용하기가 훨씬 쉽습니다. 익숙한 Docker CLI와 API를 활용하므로 이미 Docker에 익숙한 개발자에게 자연스러운 선택입니다. Swarm 클러스터를 설정하는 것은 간단하며 애플리케이션 배포도 비교적 간단합니다.

Kubernetes: Kubernetes는 Swarm보다 학습 곡선이 가파릅니다. 더 복잡한 아키텍처를 가지고 있으며 다양한 구성 요소에 대한 깊은 이해가 필요합니다. Kubernetes에 애플리케이션을 배포하려면 다양한 YAML 파일을 정의해야 하므로 초보자에게는 어려울 수 있습니다.

2. 확장성

Docker Swarm: Swarm은 합리적인 수준까지 확장할 수 있지만 Kubernetes만큼 확장성이 뛰어나지는 않습니다. 소규모에서 중간 규모의 애플리케이션에 적합합니다. Swarm의 확장성은 분산형 설계와 많은 수의 노드를 관리하는 오버헤드로 인해 제한됩니다.

Kubernetes: Kubernetes는 확장성이 매우 뛰어나며 크고 복잡한 애플리케이션을 쉽게 처리할 수 있습니다. 수천 개의 노드로 확장하도록 설계되었으며 엄청난 수의 컨테이너를 관리할 수 있습니다. Kubernetes의 고급 스케줄링 및 리소스 관리 기능은 리소스를 효율적으로 활용하고 수요에 따라 애플리케이션을 확장할 수 있게 합니다.

3. 기능

Docker Swarm: Swarm은 서비스 디스커버리, 로드 밸런싱, 롤링 업데이트를 포함한 컨테이너 오케스트레이션을 위한 기본 기능 세트를 제공합니다. 그러나 자체 치유, 스토리지 오케스트레이션, 시크릿 관리와 같은 Kubernetes에서 볼 수 있는 일부 고급 기능이 부족합니다.

Kubernetes: Kubernetes는 자동화된 롤아웃 및 롤백, 자체 치유, 서비스 디스커버리 및 로드 밸런싱, 수평적 확장, 스토리지 오케스트레이션, 시크릿 및 구성 관리, 확장성 등 컨테이너 오케스트레이션을 위한 풍부한 기능 세트를 자랑합니다. 포괄적인 기능 세트 덕분에 광범위한 애플리케이션에 적합합니다.

4. 커뮤니티 및 생태계

Docker Swarm: Swarm은 Kubernetes에 비해 커뮤니티와 생태계가 작습니다. Docker의 지원을 받지만 Kubernetes와 동일한 수준의 커뮤니티 지원과 서드파티 통합을 갖추고 있지는 않습니다.

Kubernetes: Kubernetes는 거대하고 활기찬 커뮤니티와 생태계를 가지고 있습니다. 수많은 기업과 개인의 지원을 받으며 Kubernetes를 위한 방대한 도구와 통합이 제공됩니다. 강력한 커뮤니티 지원과 풍부한 생태계 덕분에 Kubernetes는 엔터프라이즈 환경에서 인기 있는 선택입니다.

5. 네트워킹

Docker Swarm: Swarm은 비교적 간단한 Docker의 내장 네트워킹 기능을 사용합니다. 컨테이너 간 통신을 위한 오버레이 네트워크를 지원하고 기본 로드 밸런싱을 제공합니다.

Kubernetes: Kubernetes는 더 진보된 네트워킹 모델을 가지고 있어 복잡한 네트워크 구성을 허용합니다. Calico, Flannel, Cilium과 같은 다양한 네트워킹 플러그인을 지원하여 네트워크 정책 및 서비스 메시와 같은 고급 네트워킹 기능을 제공합니다.

6. 모니터링 및 로깅

Docker Swarm: Swarm에는 내장된 모니터링 및 로깅 기능이 부족합니다. 모니터링 및 로깅을 위해 Prometheus, Grafana와 같은 외부 도구와 통합해야 합니다.

Kubernetes: Kubernetes는 기본적인 모니터링 및 로깅 기능을 제공하지만, 일반적으로 더 포괄적인 모니터링 및 로깅을 위해 Prometheus, Grafana, Elasticsearch, Kibana와 같은 외부 도구와 통합됩니다.

7. 보안

Docker Swarm: Swarm은 노드 간 통신을 위한 TLS 암호화와 같은 기본 보안 기능을 제공합니다. 그러나 파드 보안 정책, 네트워크 정책과 같은 Kubernetes에서 볼 수 있는 일부 고급 보안 기능이 부족합니다.

Kubernetes: Kubernetes는 파드 보안 정책, 네트워크 정책, 역할 기반 접근 제어(RBAC), 시크릿 관리 등 강력한 보안 기능 세트를 제공합니다. 이러한 기능은 컨테이너화된 애플리케이션의 보안을 보장하는 데 도움이 됩니다.

8. 비용

Docker Swarm: Swarm은 특히 소규모 배포의 경우 Kubernetes보다 운영 비용이 일반적으로 저렴합니다. 더 적은 리소스가 필요하고 더 간단한 아키텍처를 가지고 있어 인프라 비용이 낮아집니다.

Kubernetes: Kubernetes는 특히 대규모 배포의 경우 Swarm보다 운영 비용이 더 비쌀 수 있습니다. 더 많은 리소스가 필요하고 더 복잡한 아키텍처를 가지고 있어 인프라 비용이 높아집니다. 그러나 확장성 및 풍부한 기능과 같은 Kubernetes의 이점은 많은 조직에서 비용을 상쇄하는 경우가 많습니다.

올바른 오케스트레이션 플랫폼 선택하기

Docker Swarm과 Kubernetes 사이의 선택은 특정 요구 사항과 필요에 따라 달라집니다. 결정을 내리는 데 도움이 되는 요약은 다음과 같습니다:

다음과 같은 경우 Docker Swarm을 선택하세요:

간단하고 사용하기 쉬운 오케스트레이션 플랫폼이 필요한 경우.
이미 Docker에 익숙하고 기존 지식을 활용하고 싶은 경우.
덜 복잡한 요구 사항을 가진 소규모에서 중간 규모의 애플리케이션을 운영하는 경우.
고급 기능과 확장성보다 사용 편의성과 빠른 설정을 우선시하는 경우.

다음과 같은 경우 Kubernetes를 선택하세요:

확장성이 뛰어나고 기능이 풍부한 오케스트레이션 플랫폼이 필요한 경우.
까다로운 요구 사항을 가진 크고 복잡한 애플리케이션을 운영하는 경우.
마이크로서비스 아키텍처를 구축하는 경우.
자체 치유, 스토리지 오케스트레이션, 시크릿 관리와 같은 고급 기능이 필요한 경우.
엔터프라이즈 환경을 위한 강력하고 안전한 플랫폼이 필요한 경우.

글로벌 사용자를 위한 고려 사항: 글로벌 사용자를 위한 오케스트레이션 플랫폼을 선택할 때 다음을 고려하십시오:

글로벌 가용성: 선택한 플랫폼이 전 세계 여러 지역에서 사용 가능한지 확인하십시오. AWS, Google Cloud, Azure와 같은 클라우드 제공업체는 다양한 지역에서 관리형 Kubernetes 서비스를 제공합니다.
네트워크 지연 시간: 다른 지리적 위치의 사용자를 위해 네트워크 지연 시간을 최소화하도록 애플리케이션 배포를 최적화하십시오. 여러 지역에 애플리케이션을 배포하고 콘텐츠 전송 네트워크(CDN)를 사용하여 정적 콘텐츠를 캐시하는 것을 고려하십시오.
데이터 상주성: 여러 국가의 데이터 상주 규정을 준수하십시오. 데이터가 저장되어야 하는 지역에 데이터를 저장하십시오.
다국어 지원: 애플리케이션이 여러 언어를 지원하도록 하십시오.
현지화: 대상 고객의 특정 문화 및 언어 선호도에 맞게 애플리케이션을 조정하십시오.

예시: 글로벌 e-러닝 플랫폼은 온라인 강좌, 비디오 스트리밍 서비스 및 사용자 인증 시스템을 관리하기 위해 Kubernetes를 선택할 수 있습니다. Kubernetes의 확장성과 글로벌 가용성은 전 세계의 크고 다양한 사용자 기반에 서비스를 제공하는 데 중요합니다. 이 플랫폼은 여러 지역에 애플리케이션을 배포하여 네트워크 지연 시간을 최소화하고 데이터 상주 규정을 준수할 수 있습니다.

결론

Docker Swarm과 Kubernetes는 각각 장단점이 있는 강력한 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼입니다. Docker Swarm은 사용하기 쉽고 간단한 배포에 적합하며, Kubernetes는 더 포괄적인 기능 세트를 제공하고 크고 복잡한 애플리케이션을 관리하도록 설계되었습니다. 특정 요구 사항과 필요를 신중하게 고려함으로써 컨테이너화된 애플리케이션 배포를 간소화하고 DevOps 여정을 가속화할 올바른 오케스트레이션 플랫폼을 선택할 수 있습니다.

궁극적으로 최선의 선택은 특정 상황에 따라 다릅니다. 결정을 내리기 전에 팀의 기술, 애플리케이션의 복잡성 및 장기 목표를 평가하십시오. 간단한 프로젝트에는 Docker Swarm으로 시작하고 요구 사항이 커지고 복잡해짐에 따라 Kubernetes로 전환하는 것을 고려하십시오. 컨테이너화된 솔루션을 설계하고 배포할 때 애플리케이션의 글로벌 도달 범위를 고려하는 것을 잊지 마십시오.