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kube-apiserver

kube-apiserver

🚀 Kubernetes API Server (kube-apiserver)의 역할과 작동 방식

📌 한 줄 요약

“kube-apiserver는 Kubernetes의 중심 허브로, 클러스터의 모든 컴포넌트와 통신하는 게이트웨이(API 엔드포인트) 역할을 한다.”

🎯 kube-apiserver의 주요 역할

✅ 1. Kubernetes API 엔드포인트 제공

  • 사용자가 kubectl, REST API, 또는 대시보드 등을 통해 요청하면 이를 받아들여 처리함.
  • 예제:
    kubectl get pods
    • kubectl → kube-apiserver에 요청
    • kube-apiserver → etcd에서 데이터를 가져옴
    • 응답 반환

✅ 2. 클러스터 상태 관리 (etcd와 통신)

  • 클러스터의 모든 상태 정보를 etcd(Kubernetes의 키-값 저장소)에 저장하고 관리.
  • 새로운 리소스(Pod, Service 등)가 생성되면 이를 etcd에 기록.

✅ 3. 인증 & 인가 (Authentication & Authorization)

  • 사용자가 kubectl apply로 리소스를 생성하려 하면,
    1. 인증(Authentication): 사용자가 누구인지 확인 (예: kubeconfig에 등록된 사용자).
    2. 인가(Authorization): 해당 사용자가 요청한 작업을 할 권한이 있는지 확인 (RBAC 적용).

✅ 4. Admission Controller 적용

  • 새로운 리소스 요청이 올 때, 정책을 적용해 검증 및 변환.
  • 예제: 특정 네임스페이스에만 Pod이 생성되도록 제한하는 정책 적용.

✅ 5. Kubernetes 컴포넌트와 통신 (컨트롤러, 스케줄러, kubelet 등)

  • kube-controller-manager, kube-scheduler, kubelet 등과 통신하여 클러스터가 정상 작동하도록 조율.

🛠 작동 방식 (예제)

📌 1️⃣ kubectl apply로 Pod 생성 

kubectl apply -f nginx-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx

📌 2️⃣ kube-apiserver의 동작 흐름

  1. 요청을 받음

    • 사용자가 Pod 생성 요청을 보냄.
    • kubectl → kube-apiserver → etcd

  2. 인증 & 인가

    • 사용자의 ID를 확인 (kubeconfig)
    • RBAC(Role-Based Access Control)로 권한 체크

  3. Admission Controller 실행

    • Pod의 리소스 제한, 네트워크 정책 적용

  4. etcd에 저장

    • 유효한 요청이면 Pod을 etcd에 저장

  5. 컨트롤러 및 스케줄러 호출

    • kube-controller-manager가 Pod을 감지하고 관리
    • kube-scheduler가 적절한 노드에 배치

  6. kubelet이 최종 실행

    • 스케줄링된 노드의 kubelet이 Pod을 실행

🛠 고급 기능

✅ 1. API 요청 확인 (kubectl proxy)

  • API 서버와 직접 통신해볼 수 있음.
kubectl proxy
curl http://localhost:8001/api/v1/pods

✅ 2. etcd 데이터 확인 

kubectl exec -it etcd-container -- sh
etcdctl get /registry/pods --prefix --keys-only

✅ 3. Role-Based Access Control (RBAC)

  • 특정 사용자가 특정 네임스페이스의 Pod을 관리할 수 있도록 설정 가능.
kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  namespace: default
  name: pod-reader
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["get", "list", "watch"]

🚀 정리

✅ kube-apiserver는 Kubernetes의 중심 허브로, 클러스터의 모든 요청을 처리하고 etcd에 저장함.
✅ 인증 & 인가, Admission Controller 적용, 컨트롤러 및 스케줄러와 통신하는 핵심 역할 수행.
✅ REST API를 제공하여 모든 Kubernetes 리소스를 관리하고 조작하는 역할을 함.

즉, kube-apiserver 없이는 Kubernetes 클러스터가 동작할 수 없다! 🚀

파드 할당 워크플로우

🎯 Kubernetes API Server를 통한 Pod 생성 과정

📌 한 줄 요약

kubectl apply → kube-apiserver → etcd 저장 → kube-scheduler → kubelet → Pod 실행

🛠 1. kubectl apply로 Pod 생성 요청 

kubectl apply -f nginx-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx

사용자가 kubectl apply로 Pod을 생성하면, kubectl이 kube-apiserver로 요청을 보냄.

🛠 2. kube-apiserver가 요청 처리

1️⃣ 인증(Authentication)

  • 사용자의 신원을 확인 (kubeconfig 기반).
  • 예: Service Account, 인증서, OIDC, 베이직 인증 등 사용.

2️⃣ 인가(Authorization)

  • 사용자가 Pod을 생성할 권한이 있는지 체크 (RBAC, ABAC).
  • RBAC 정책 예시:
    kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  namespace: default
  name: pod-creator
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["pods"]
  verbs: ["create", "get", "list"]

3️⃣ Admission Controller 적용

  • 리소스 할당 제한, 보안 정책 검토
  • 예: PodSecurityPolicy, MutatingWebhook

4️⃣ 요청을 etcd에 저장

  • kube-apiserver가 검증을 통과하면 Pod 정보를 etcd에 저장
  • 저장된 내용 확인:
    kubectl get pods nginx-pod -o yaml

🛠 3. kube-scheduler가 Pod 배치

1️⃣ kube-scheduler가 etcd에서 “스케줄되지 않은 Pod” 검색

kubectl get pods --field-selector=status.phase=Pending

2️⃣ 적절한 노드를 선택해 Pod을 배치

  • CPU, 메모리, 라벨, 노드 셀렉터 등의 조건을 고려
  • 스케줄링된 Pod 정보는 etcd에 업데이트됨.

🛠 4. kubelet이 Pod 실행

1️⃣ kubelet이 kube-apiserver에서 자신의 노드에 할당된 Pod 목록을 조회

kubectl get pods -o wide

2️⃣ kubelet이 컨테이너 런타임(예: containerd)을 통해 실제 컨테이너 실행

crictl ps

3️⃣ Pod가 정상적으로 실행되었는지 상태 업데이트 (etcd 반영)

kubectl get pods

✅ 최종 정리 (전체 과정)

1️⃣ kubectl apply → kube-apiserver가 요청 받음
2️⃣ kube-apiserver가 인증/인가 후 etcd에 저장
3️⃣ kube-scheduler가 적절한 노드에 배치
4️⃣ kubelet이 Pod을 실행하고 상태를 업데이트
5️⃣ kubectl get pods로 실행 여부 확인

🚀 결론: kube-apiserver는 클러스터의 모든 요청을 조율하며, etcd와 통신하여 리소스 상태를 관리함.

참고사이트

Kubernetes Cluster & Process Flow of a POD creation

파드생성 워크플로우

kube-schedulerkube-controller-manager