쿠버네티스 환경에서 효율적인 자원 활용은 애플리케이션의 성능을 최적화하고 운영 오버헤드를 절감하기 위한 중요한 요소입니다. 오토 스케일링 솔루션은 워크로드의 요청에 기반하여 자원 배분을 자동화하는 솔루션입니다. 이번 포스트에서는 다양한 오토 스케일링 솔루션이 시중에 나와있으며, 그중 몇 가지를 비교해 보려고 합니다.
대상 오토스케일링 솔루션: ScaleOps, Horizontal Pod Autoscaler(HPA), Vertical Pod Autoscaler(VPA), KEDA
오토스케일링의 이해
쿠버네티스에서 오토스케일링을 적용하면 워크로드 요구에 맞춰 자원을 자동으로 분배 및 조정하여 성능과 자원활용을 최적화합니다.
클러스터 오토스케일러
클러스터 오토스케일러는 리소스 활용과 포드 스케줄링에 맞춰 자동으로 노드를 추가 및 삭제하여 쿠버네티스 클러스터의 크기를 조정합니다. 포드의 자원 요청과 스케줄링의 제약을 검토하여 요구사항을 만족하기 위해 신규 노드를 추가할 것인지, 기존의 노드를 삭제하여 자원활용을 최적화할 것인지 정합니다. 이런 역동적인 스케일링은 효율적으로 자원을 배분하고 갑자스러운 워크로드 증가에 대한 요청을 새로운 노드가 필요할 때 자동으로 프로비저닝 할 수 있습니다.
카펜터(Karpenter)는 잘 유지보수되고 광범위하게 사용되는 오픈소스 툴로 클러스터 오토스케일러와 비교하여 조금 더 적극적으로 스케일링에 접근합니다. 개별 노드를 클라우드 상에 직접 프로비젼하고 스케줄링되지 않은 포드에 대한 자원 요청에 대해서도 맞춤으로 제공합니다. 이런 작업은 자원의 활용성을 높이고, 비용은 낮춥니다.
Horizontal Pod Autoscaler (HPA)
HPA는 CPU 활용율 혹은 맞춤 매트릭스를 기반으로 쿠버네티스의 포드 복제본의 수를 조정하는 툴입니다. 이 툴은 다양한 워크로드를 보유한 애플리케이션에게 매우 효과적이며, 성능 유지를 위해 자동으로 스케일링됩니다. HPA는 유동적으로 변하는 요구사항을 끊김 없이 유지하여 수작업으로 조정 없이 애플리케이션이 항상 요청에 응답하도록 합니다. HPA는 예측 불가능한 트래픽 패턴이나 주기적인 요구사항이 빈번한 워크로드에 적용하기 좋습니다.
KEDA (Kubernetes-based Event-Driven Autoscaling)
KEDA는 HPA 스케일러의 기능에 고급 기능이 추가된 툴로 메세지 큐 혹은 맞춤 메트릭과 같은 외부 이벤트에 기반하여 워크로드의 스케일링은 제공합니다. 외부 트리거에 따라 워크로드 요구사항이 유동적인 이벤트 주도의 아키텍처에 이상적인 툴입니다. KEDA는 Kubernetes 배포가 이벤트에 따라 동적으로 확장되어 최적의 리소스 할당 및 애플리케이션 응답성을 보장합니다.
Vertical Pod Autoscaler (VPA)
VPA는 모니터링된 자원 사용 패턴을 기반으로 포드 자원의 요청과 제한을 역동적으로 조정합니다. 이를 통해 자원의 배분과 개별 포트에 대한 세밀한 통제가 가능합니다. VPA는 자원 사용을 최적화하여 과도하거나/부족하게 프로비저닝 되지 않도록 자동으로 스케일링 제공하며 성능 최적화를 보장하기 위해 정교한 튜닝과 모니터링을 제공합니다. 한 가지 단점은 자원 관리 관점에서 운영방식이 달라 HPA와 통합이 원활하지 않다는 것입니다.
ScaleOps
스케일옵스는 클러스터 오토스케일러인 HPA< KEDA, VPA와 통합이 가능하며 쿠버네티스 자원 관리를 위한 통합 솔루션입니다. 스케일옵스는 클러스터 오토스케일러의 기능을 강화하고 워크로드 요구사항에 맞춰 클러스터 용량을 조정하고 운영효율화를 보장합니다. 핵심 기능으로는 역동적인 자원 배분, 인텔리전스 스케일링, 정책 감지 및 오토-힐링(auto-healing) 및 제로 다운타임 최적화가 있습니다.
분석
- 비용 절감: 쿠버네티스와 연관된 모든 오토스케일링 툴과 기능적인 통합을 통해 스케일옵스는 효율적인 자원 배분, 과도한 프로비져닝의 위험을 감소하고 불필요한 인프라 비용을 절감하도록 지원합니다. 운영 오버헤드를 감소하여 관리도 간소화하며 고성능을 유지하면서 비용을 절감할 수 있도록 다양한 기능과 인사이트를 제공합니다.
- 성능: 스케일옵스는 애플리케이션의 대응력, 레이턴시 및 사용자 경험을 최적화하여 역동적인 스케일링을 지원합니다.
- 확장성: 스케일옵스는 다양한 Dynamic Scaling 역량과 통합하여 확정성을 보장합니다. 다양한 워크로드 요구사항과 자원의 분배 및 변경되는 요구사항을 빠르게 대응할 수 있습니다.
- 유연성: 스케일옵스는 상이한 워크로드 별로, 그리고 자원 요구사항에 맞춰 역동적인 스케일링이 가능한 비교불가능한 유연성을 제공합니다. 포괄적인 솔루션으로써 조직이 필요하는 맞춤형 스케일링 전략을 특정 애플리케이션 아키텍처와 비즈니스 요구사항에 맞춰 제공합니다.
- 쉬운 온보딩 (zero onboarding time): 스케일옵스는 자동으로 워크로드를 발견하고 적정 스케일링 정책을 적용함으로써 담당자가 정책을 파악하고 적용하는 시간을 단축합니다.
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참고링크:
똑똑한 데브옵스, 쿠버네티스 모범관행을 따라 효율적인 클러스터 관리
