쿠버네티스와 EKS에서의 데이터베이스 영속성: PV, StorageClass, EBS 비교 분석
RDS 사용하기는 아깝고, EKS올리기엔 불안한 컨테이너 데이터베이스
EKS에 올라가는 서비스 중에 작은 서비스 혹은 Super Set이나 Airflow 같은 솔루션의 메타 정보를 담기위한 DB를 사용하기 위해 가격이 비싼 RDS를 배포하는 것은 낭비일수도 있습니다. 그런데 pod가 종료 되었을 때 데이터가 같이 날아가버리면 어쩌나 하는 고민도 생길 수 있습니다. 그러기 위해선 DB 컨테이너에 별도의 스토리지를 마운트 해야합니다.
데이터베이스 워크로드를 쿠버네티스나 Amazon EKS(Elastic Kubernetes Service)에서 운영할 때 가장 중요한 고려사항 중 하나는 데이터의 영속성입니다. 컨테이너가 재시작되거나 삭제되어도 데이터는 안전하게 보존되어야 합니다. 이를 위해 쿠버네티스는 여러 가지 스토리지 솔루션을 제공하는데, 그 중에서도 PersistentVolume(PV), StorageClass(SC), 그리고 Amazon EBS(Elastic Block Store)가 주로 사용됩니다. 이 글에서는 이 세 가지 방식의 장단점을 비용, 백업, 고가용성 측면에서 상세히 비교 분석해 보겠습니다.
스토리지 옵션 비교
먼저, PV, StorageClass, EBS의 주요 특징을 비교한 표를 살펴보겠습니다.
| 측면 | PersistentVolume | StorageClass | EBS |
|---|---|---|---|
| 비용 | 스토리지 타입에 따라 다양함 | 사용량 기반 과금, 효율적인 리소스 활용 가능 | 사용량 기반 과금, 다양한 볼륨 타입 선택 가능 |
| 백업 | 백업 방식은 스토리지 타입에 따라 다름 | 스냅샷 기능 지원 (스토리지 제공자에 따라 다름) | 스냅샷 기능 내장, 자동화된 백업 용이 |
| 고가용성 | 스토리지 타입에 따라 다양한 수준의 가용성 | 복제 및 다중 AZ 배포 지원 가능 (제공자에 따라 다름) | 다중 AZ 배포 지원, 99.999% 내구성 |
| 성능 | 스토리지 타입에 따라 다양함 | 스토리지 클래스에 따라 성능 조절 가능 | gp2, gp3, io1, io2 등 다양한 성능 옵션 |
| 확장성 | 수동 확장 필요 | 동적 프로비저닝으로 자동 확장 가능 | 필요에 따라 볼륨 크기 조정 가능 |
| 관리 복잡성 | 수동 관리 필요 | 자동화된 관리, 정책 기반 프로비저닝 | AWS 콘솔이나 API를 통한 관리 |
이제 각 옵션에 대해 더 자세히 살펴보겠습니다.
1. PersistentVolume (PV)
PersistentVolume은 관리자가 프로비저닝하거나 StorageClass를 사용하여 동적으로 프로비저닝할 수 있는 클러스터의 스토리지 조각입니다.
장점:
- 스토리지와 사용을 분리하여 관리가 용이
- 다양한 스토리지 백엔드 지원 (NFS, iSCSI, 클라우드 제공업체의 블록 스토리지 등)
- 데이터의 생명주기를 pod와 분리하여 관리 가능
단점:
- 수동으로 PV를 생성하고 관리해야 함
- 대규모 환경에서 관리가 복잡해질 수 있음
비용 측면:
PV의 비용은 사용하는 스토리지 타입에 따라 크게 달라집니다. 온프레미스 환경에서는 초기 하드웨어 투자가 필요할 수 있으며, 클라우드 환경에서는 선택한 스토리지 서비스의 가격 정책을 따르게 됩니다.
백업 측면:
백업 방식은 사용하는 스토리지 타입에 따라 다양합니다. 일부 스토리지 솔루션은 스냅샷 기능을 제공하지만, 그렇지 않은 경우 별도의 백업 솔루션을 구현해야 할 수 있습니다.
고가용성 측면:
PV의 고가용성은 기반 스토리지 솔루션의 기능에 따라 달라집니다. 예를 들어, 일부 네트워크 스토리지 솔루션은 자체적인 복제 기능을 제공하여 고가용성을 지원합니다.
2. StorageClass (SC)
StorageClass는 관리자가 제공하는 스토리지의 “클래스”를 설명하는 방법을 제공합니다. 다양한 품질의 서비스 수준, 백업 정책, 임의의 정책 등을 포함할 수 있습니다.
장점:
- 동적 볼륨 프로비저닝 지원
- 스토리지 타입, 성능 특성 등을 추상화하여 관리 용이
- 클라우드 제공업체의 스토리지 서비스와 쉽게 통합
단점:
- 초기 설정이 복잡할 수 있음
- 클라우드 제공업체나 스토리지 시스템에 따라 기능이 제한될 수 있음
비용 측면:
StorageClass를 사용하면 일반적으로 사용량 기반 과금 모델을 적용할 수 있습니다. 동적 프로비저닝을 통해 필요한 만큼만 스토리지를 할당하므로 비용을 효율적으로 관리할 수 있습니다.
백업 측면:
대부분의 클라우드 제공업체는 StorageClass와 연동된 스토리지 서비스에 대해 스냅샷 기능을 지원합니다. 이를 통해 자동화된 백업 정책을 설정할 수 있어 데이터 보호가 용이합니다.
고가용성 측면:
클라우드 제공업체의 스토리지 서비스를 사용하는 경우, 해당 서비스의 고가용성 기능을 활용할 수 있습니다. 예를 들어, 다중 가용 영역(AZ) 배포를 지원하여 단일 AZ 장애에도 대응할 수 있습니다.
3. Amazon EBS (Elastic Block Store)
EBS는 AWS에서 제공하는 블록 수준 스토리지 서비스로, EKS와 함께 사용할 때 높은 성능과 안정성을 제공합니다.
장점:
- AWS 인프라와 잘 통합됨
- 높은 성능과 내구성
- 스냅샷 및 백업 용이
단점:
- AWS에 종속적
- 다른 클라우드 환경으로 마이그레이션 시 변경 필요
비용 측면:
EBS는 사용량 기반 과금 모델을 따릅니다. 다양한 볼륨 타입(gp2, gp3, io1, io2 등)을 제공하여 성능과 비용 사이의 균형을 조절할 수 있습니다. 스냅샷 저장에 대한 추가 비용이 발생하지만, 증분 백업을 지원하여 비용을 최적화할 수 있습니다.
백업 측면:
EBS는 내장된 스냅샷 기능을 통해 쉽고 효율적인 백업을 지원합니다. AWS Backup 서비스와 통합하여 자동화된 백업 정책을 설정할 수 있으며, 증분 백업을 통해 스토리지 비용을 절감할 수 있습니다.
고가용성 측면:
EBS는 AWS의 다중 AZ 기능을 활용하여 고가용성을 구성할 수 있습니다. EBS 볼륨은 99.999%의 내구성을 제공하며, Amazon RDS와 같은 관리형 데이터베이스 서비스와 함께 사용하면 자동 복제 및 장애 조치 기능을 활용할 수 있습니다.
결론
데이터베이스의 영속성을 위한 스토리지 솔루션을 선택할 때는 워크로드의 특성, 필요한 성능 수준, 예산, 그리고 운영 팀의 전문성을 종합적으로 고려해야 합니다.
- PersistentVolume은 다양한 스토리지 백엔드를 지원하지만, 관리 복잡성이 높을 수 있습니다. 특히 온프레미스 환경이나 특수한 스토리지 요구사항이 있는 경우에 적합할 수 있습니다.
- StorageClass는 동적 프로비저닝을 통해 관리를 간소화하고 클라우드 네이티브 환경에 잘 맞습니다. 대규모 환경이나 자주 변경되는 워크로드에 적합합니다.
- EBS는 AWS 환경에 최적화되어 있어 관리가 쉽고 성능이 우수합니다. AWS의 다른 서비스들과의 통합이 용이하여 AWS 기반의 인프라를 사용하는 경우 좋은 선택이 될 수 있습니다.
최종적으로, 각 옵션의 장단점을 충분히 이해하고 프로젝트의 요구사항에 가장 적합한 솔루션을 선택하는 것이 중요합니다. 또한, 선택한 솔루션에 대한 지속적인 모니터링과 최적화를 통해 성능을 개선하고 비용을 절감할 수 있습니다.
이 비교 분석을 통해 여러분의 환경에 가장 적합한 스토리지 솔루션을 선택하는 데 도움이 되길 바랍니다. 각 옵션은 고유한 장단점을 가지고 있으므로, 실제 구현 전에 소규모 테스트를 통해 성능과 관리 용이성을 직접 경험해 보는 것도 좋은 방법입니다.
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