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Helm과 Argo의 개념과 통합 활용법?!

강예원 2024.03.08

애플리케이션을 클라우드 네이티브 환경에서 효율적으로 관리하고 운영할 수 있는 플랫폼인 쿠버네티스(kubernetes)를 활용하는 기업들이 점점 더 늘어나고 있습니다.

이에 따라 효율적인 애플리케이션 관리를 통해 패키징 배포, 관리를 자동화하고 일관된 상태를 유지하는 것이 중요해지고 있습니다. 이번 글을 통해서는 애플리케이션 개발 및 도구 중 최근 많이 사용되는 Helm과 Argo에 대해서 자세히 알아보겠습니다.

ㅣHelm의 등장

쿠버네티스를 활용한 애플리케이션 배포에 가장 기본이 되는 단위는 yaml 파일로, 주로 쿠버네티스 object(리소스)들을 정의하고 다루는데 활용됩니다.

쿠버네티스를 통해 애플리케이션을 배포하다 보면 비슷한 틀과 내용을 공유하고, 내부 값(configuration)만 일부 변경하는 작업을 하게 되는데요, 이 과정에서 애플리케이션마다 모두 yaml 파일을 만들어야 하나 보니 매우 번거로웠습니다.

위 이미지를 보면, A 애플리케이션은 정적 파일인 yaml을 오브젝트별(Service, Pod, ConfigMap)로 만들어서 생성하고 배포합니다. 그러다가 프로젝트의 확장에 따른 기능 추가로 인해 B와 C 애플리케이션으로 쪼개어 각각의 yaml 파일을 복사해서 사용합니다.

하지만, 팀 단위로 인프라가 확장될 경우는 어떻게 할까요? 개별 오브젝트에 대한 yaml 개별적으로 관리할 수 있을까요? 만약, 개별적으로 관리한다면 파일의 갯수와 코드량의 증가로 인해 개발자들은 매우 혼잡하게 될 것입니다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 쿠버네티스에서 애플리케이션을 배포하기 위해 사용되는 대표적인 패키징 툴인 Helm이 등장하게 됐습니다.

Helm을 활용하면 컨테이너 배포뿐 아니라 애플리케이션을 배포하기 위해 필요한 쿠버네티스 리소스를Node의 npm, Ubuntu의 APT, Mac의 Homebrew처럼 모두 패키지 형태로 배포할 수 있습니다.

ㅣHelm의 역사

Helm은 v1부터 v3에 이르기까지 아래와 같은 변화의 과정을 거쳐왔습니다.

Helm v1

◾ [2015년 11월] DEIS의 내부 프로젝트로 시작되어 KubeCon에서 발표

◾ [2017년 04월] MS에서 DEIS를 인수

Helm v2

◾ [2016년 01월] Google 프로젝트에 합류

◾ [2016년 ~ 2018년] Helm v2 고도화, 2.15.0 릴리스 발표에서 v2 향후 계획 세부사항 공유

Helm v3

◾ [2018년 06월] CNCF 프로젝트에 합류, MS, 삼성 SDS, IBM 및 Blood Orange의 구성원 등이 참여

◾ [2019년 11월] 릴리스 발표

v2에서 v3로 고도화되면서 가장 눈에 띄는 변화는 Tiller(클러스터 내에서 Helm 패키지 및 배포 상태를 관리하는 서버 구성요소)의 제거입니다.

Helm v2에서는 클러스터에 Tiller를 설치하여, API Server와 REST*1 통신을 하고, Client와 gRPC*2 통신을 진행했었는데요, Helm v3부터는 Tiller가 제거되면서 Client에서 바로 REST 통신을 통해 API Server로 요청하는 방식으로 변경되었습니다.

그 외에도 Helm v3으로 업그레이드되면서 보안 취약점이 줄어들었으며, 설치 및 관리 과정이 단순화되었습니다. 또한 사용자에게 보다 더 안전하고 효율적인 배포 및 관리 환경을 제공할 수 있게 되었습니다.

*1 REST (Representational State Transfer) : 웹 기반 애플리케이션에서 자원을 관리하기 위한 아키텍처 스타일, 데이터를 고유한 URL로 표현하고 HTTP 메서드(GET, POST, PUT, DELETE 등)를 사용하여 해당 자원에 대한 행위를 정의함

*2 gRPC (google Remote Procedure Call) : 구글에서 개발한 오픈소스 프레임워크, 원격지에 있는 다른 시스템 또는 서버에 있는 함수를 호출하는 방식

ㅣHelm의 주요 개념

Helm은 애플리케이션을 배포해 주는 툴이라고 앞서 살펴봤는데요, Helm과 같이 사용되는 주요 개념들을 살펴보겠습니다.

◾ Helm Chart: 쿠버네티스 리소스를 하나로 묶은 패키지입니다. 이는 yaml 파일의 묶음(패키지)으로, 이 묶음 public 혹은 private registry에 push 해두고, helm 명령어를 통해 Helm Chart를 설치하여 쿠버네티스 리소스를 배포하는 역할을 합니다.

◾ Repository: Helm Chart 들의 저장소

◾ Release: kubernetes Cluster에서 구동되는 차트 인스턴스이며, Chart는 여러 번 설치되고 새로운 인스턴스는 Release로 관리됩니다.

ㅣHelm의 주요 기능

Helm의 두 가지 주요 기능을 살펴보겠습니다.

[1] Helm Chart를 통한 손쉬운 배포

Helm을 사용하면 어떻게 되는지 그림으로 살펴보겠습니다.

개발 클러스터가 있고 앱 2개를 배포한다고 가정했을 때, Helm Chart Template을 만들면 변수 처리를 통해 yaml 파일을 하나하나 수정할 필요 없습니다. kubectl 명령어를 통해 yaml 파일의 동적 값을 치환하여 템플릿 형태로 편리하게 배포할 수 있다는 장점이 있습니다.

[2] Helm Package를 이용한 오픈소스 설치 및 배포

Helm을 통해서 쿠버네티스에서 가동할 수 있는 아래와 같은 다양한 오픈소스들의 제품들을 쉽게 설치/배포할 수 있습니다.

위제품들 외에도 Helm Chart는 총 14,376개의 패키지와 281,373개의 릴리스를 오픈소스로 제공합니다. 이를 통해 사용자들은 자신의 요구에 맞는 가장 적합한 솔루션을 선택하여 개발할 수 있습니다. 또한 많은 사용자들이 검증하고 사용함에 따라 안정성 있는 운영도 가능하죠.

다양한 Helm Chart 패키지는 커스터마이징이 가능한 경우가 많은데요, 사용자는 필요에 따라 구성을 조정하고 수정해서 사용할 수 있는 장점이 있습니다.

다음으로는 Helm 못지않게 많이 활용되는 ArgoCD에 대해서 살펴보겠습니다.

ㅣ ArgoCD란?!

기존의 kubernetes 애플리케이션을 배포하고 관리하는 방식은 수동적이었습니다. yaml 파일을 직접 편집하고, kubectl로 변경사항을 클러스터에 적용하는 수동 배포 방식은 실수를 많이 유발했죠.

또한 여러 개발자나 팀이 각자의 방식대로 배포 및 관리를 수행하는 경우, 클러스터 상태의 일관성이 저하되었는데요. 이로 인해 개발 및 운영팀 간의 협업이 어렵고 생산성이 감소되는 문제가 발생하기도 했습니다.

이러한 기존 접근 방식에 대한 대안으로 GitOps가 탄생했는데요, GitOps는 Git 저장소를 사용하는 소프트웨어 배포 접근 방식입니다. GitOps는 인프라와 소프트웨어를 함께 관리함으로써, Git 버전 관리 시스템과 운영환경 간의 일관성을 유지할 수 있도록 합니다.

ArgoCD는 GitOps를 구현하기 위한 도구 중 하나로 kubernetes 애플리케이션의 자동 배포를 위한 오픈소스 도구입니다. kubernetes 클러스터에 배포된 애플리케이션의 CI/CD 파이프라인에서 CD 부분을 담당하며, Git 저장소에서 변경사항을 감지하여 자동으로 kubernetes 클러스터에 애플리케이션을 배포할 수 있습니다.

kubernetes 애플리케이션 배포 과정을 살펴보겠습니다.

① 사용자가 개발한 내용을 Git 저장소에 Push(이때, kubernetes 배포 방식인 Helm 배포 방식의 구조로 Git 저장소에 Push 할 수 있습니다.)

② ArgoCD가 Git 저장소의 변경 상태를 감지

③ Git 저장소의 변경된 내용을 kubernetes에 배포하여 반영

ㅣ ArgoCD의 주요 기능

◾ 애플리케이션을 지정된 환경에 자동으로 배포

◾ 멀티 클러스터 관리기능 제공

◾ OCI, OAuth2, LDAP 등 SSO 연동

◾ 멀티 테넌시와 자체적인 RBAC 정책 제공

◾ 애플리케이션 리소스 상태 분석

◾ 애플리케이션 자동 및 수동 동기화 기능 제공

◾ Argo가 관리하고 있는 쿠버네티스 리소스 시각화 UI 제공

◾ 자동화 및 CI 통합을 위한 CLI 제공

위 내용은 ArgoCD가 제공하는 주요 기능을 나열한 것인데요, 이 중에서도 대표적인 다섯 가지 기능에 대해서 자세히 살펴보겠습니다.

① 쿠버네티스 모니터링

ArgoCD는 쿠버네티스를 항상 추적하고 있다가 저장소의 변경사항이 감지되면, 자동으로 클러스터의 상태를 저장소의 상태와 동기화합니다. 또한 문제가 생기면 이전 상태로 롤백 할 수 있으며, 이를 통해 시스템 복구 및 문제 해결을 용이하게 합니다.

② 멀티 클러스터 관리

다중 클러스터 환경에서도 배포를 관리할 수 있어 복잡한 인프라 환경에서의 효율적인 작업을 가능하게 합니다.

③ ArgoCD 대시보드

Argo에서는 클러스터 상태를 효과적으로 관리하고 모니터링할 수 있는 대시보드를 제공합니다.

ArgoCD 대시보드를 통해 애플리케이션의 실시간 상태와 동기화 상태와 같은 전체적인 배포 파이프라인을 자동화하여 시각적으로 확인할 수 있고, 롤백 및 이력 추적 기능도 동시에 제공하고 있습니다.

④ 안전한 인증 및 권한 관리

역할 기반 액세스 제어(RBAC) 및 권한 제어기능을 통해 민감한 정보에 대한 접근을 제어할 수 있습니다.

⑤ GitOps 지원

ArgoCD는 GitOps 방법론을 따르므로 애플리케이션의 배포를 Git Repository와 동기화할 수 있습니다. 이를 통해 코드와 인프라의 일관성을 유지하고 변경사항을 추적할 수 있습니다.

ㅣ Helm과 ArgoCD의 통합 활용 프로세스

Helm과 Argo를 함께 사용하면 개발, 테스트, 배포 프로세스를 효과적으로 관리할 수 있습니다. Helm으로 애플리케이션을 패키징하고 버전을 관리하며, Argo를 활용하여 GitOps 워크플로우를 통해 지속적인 통합 및 배포를 자동화할 수 있습니다.

① develop: Helm을 사용하여 애플리케이션을 Helm Chart로 패키징 합니다. 이후 개발된 Helm Chart를 저장하기 위한 Git 저장소를 설정합니다. ArgoCD에서 저장한 저장소를 특정 배포 대상 Kubernetes 클러스터와 연결하여, Git 저장소의 변경사항을 감지하고 새로운 배포를 시작하여 클러스터에 적용합니다.

② git push: 개발자가 로컬 저장소 내용을 원격 저장소에 배포합니다.

③ Observe(GitOps): ArgoCD는 Git 저장소의 변경 사항을 감지하여, 변경사항이 발생하면 새로운 버전의 애플리케이션을 배포하여 자동화 및 일관성을 유지합니다.

④ 운영/테스트/개발

ㅣ마무리

오늘 함께 살펴본 Helm과 ArgoCD 두 가지 강력한 도구를 함께 이용한다면 CI/CD 통합, 버전 관리, 자동화 등의 이점을 활용해서 kubernetes 환경에서 애플리케이션을 더 효율적으로 관리할 수 있습니다.

한편 애플리케이션을 효과적으로 개발하는 것도 중요하지만, kubernetes 환경의 프로세스를 실시간 모니터링하고 추적하여 관리하는 것도 매우 중요합니다.

브레인즈컴퍼니의 kubernetes 모니터링 솔루션 Zenius-K8s는 다양한 CI/CD 도구를 이용하여 개발한 kubernetes 애플리케이션의 전체 클러스터 및 구성요소에 대한 상세 성능 정보를 모니터링하고, 리소스를 추적함으로써 시스템의 안정성과 성능을 높여주고 있습니다.

강예원프리세일즈팀

고객에게 특화된 Zenius를 제공하기 위해, 비즈니스 요구에 알맞은 전략적 컨설팅을 제안합니다.

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SI같은 성격의 프로젝트라면 내부 고객뿐 아니라 상대방 고객도 설득해야 하는 문제점이 더 크다. 그런 면에서 이번 프로젝트는 JPA를 도입하거나 적용하기엔 괜찮은 상황이라는 게 결론이었다. 2.3. 조직/인력 구조 : 바로 우리가 쓰는 기술이다. 기술도 중요하지만 우리도 중요하다. 제목처럼 아무리 좋은 기술이라도 우리에게 맞냐는 게 결정적이다. 아래와 같은 질문들을 던져 보았다. • 현재 구성원들의 사전 지식은 어느 정도인가? • 우리 회사나 우리 팀에서 향후 관련된 개발자를 계속 충원할 수 있는가? • 우리 팀은 새로운 기술을 공부하며 도입할 의지를 가졌는가? • 회사는 관련된 교육과 초기에 벌어질 삽질을 감내할 수 있는가? 결론적으로 반반이었다. 우리 팀은 JPA에 대해서 아는 바가 거의 없는 상태였다. 게다가 지금이야 JPA를 사용하는 사람들도 더 늘어난 것 같고 우리 회사의 위상도 달라졌지만 당시의 우리 회사의 규모나 채용 형태를 봤을 때 관련된 개발자를 충원하는 것도 쉽지는 않을 것 같았다. 반대로 새로운 기술 도입에 대해서 강한 의지까지는 아니라도 긍정적은 자세를 가진 팀원과 초기 삽질에 대해서 어느 정도 감내할 수 있는 회사라는 것이 당시의 생각이었다. 그래도 반이 어디냐…는 게 최종 결론이었다. 2.4. 재미 : 그래서 땡기냐? 이성적이고 객관적인 여러 사실들을 매트릭스화해서 평가를 하면서도 스스로에게 던지는 마지막 질문은… 그래서 땡기냐는 거다. 모든 수치가 부정적인데도 끝까지 미련을 버리지 못하고 하고 싶은 경우가 있고, 모든 결과가 긍정적인데도 뭔가 하기 싫은 경우가 많은데, 결국 그것들은 결과로 이어지더라. 리누스 토발즈가 커널을 업그레이드할 때 가장 중요한 점으로 “얼마나 재미”가 있냐는 점이라고 얘기 했다는데, 우리는 그 정도 레벨의 개발자는 아직(!) 아니지만 우리에게도 “재미”는 가장 중요한 결정요인 중 하나이다. 스스로에게 물어보자. 재미있어 보이나? 그리고, 당시에 나에게는 무척 설레었던 일이었음을 고백해야겠다. 3. 염려스러운 점 3.1. 회귀본능 아직 익숙하지 않은 상태에서 개발을 진행하다 보면 도무지 JPA에서 왜 이런 쿼리를 만들어내는지 이해하기 어려운 경우를 종종 만난다. 혹은 익숙한 SQL이 머리속에서 막 떠오르는데 JPA로 적용하기 위해서 이런저런 삽질을 하다 보면… 아… 그냥 쿼리를 직접 짤까? Native Query도 Mybatis도 지원한다던데… 분명 이런 순간이 올 것이라고 예상했다. 공부를 하는 것도 좋지만 회사에서 업무로 일정에 맞춰 무언가를 만들어내야 하는 압박감은 따로 누가 주지 않아도 가지고 있는 것이니… 침착하자. 익숙하지 않고 힘들다고 나도 모르게 무언가 자꾸 길을 벗어나고 있는 건 아닌지 계속 주의 깊게 들여다 봐야 한다. 결론적으로 지금에 와서 돌이켜보면 초반에는 의도대로 생성되지 않는 쿼리들에 당황하긴 했지만, 약간의 삽질 후에는 왜 그런 상황이 발생되는지 알기가 어렵지는 않았다. 언젠가는 복잡한 통계나 로직 때문에 Native Query를 쓰게 될 날이 오겠지만 아직은 아니다. 3.2. 학습곡선 도입하려는 기술에 따라, 혹은 구성원의 사전 지식에 따라 학습곡선은 상당히 다양한 형태로 나타나는데, 평균적으로 JPA의 학습곡선은 전반적으로 경사가 아주 완만하다고 판단했다. 즉 도입 검토 시점의 진입장벽은 그 자체로 염려스러운 점이었다. 그 얘기는 수준을 일정수준 이상으로 끌어올리기 위해서 많은 시간과 노력이 팀 차원에서 필요하다는 얘기였고 필요로 하는 사전지식도 꽤 있을 듯 했다. 게다가 여러 가지 이유로 개인별로 나타나는 학습곡선도 많이 다르리라 예상했다. 뭔가 기막힌 해결책이 있으면 좋겠지만, 책을 구매해서 읽고 유료 강의, 무료 강의들을 공유하고… 서로서로 도와가며 공부하는 클래식한 정공법을 택했다. (그만큼 사실 효과는 기대하기 힘들다는 것도 알지만…) 지금 생각해보면 어떤 기술이나 프로세스든 누군가 소수의 인원이 먼저 출발해서 끌어줄 수 있는 형태가 되는 것이 제일 나은 것 같다. 서로서로 도움을 주면서 같이 커가는 모양새가 될 수 있을 듯 한데 우리는 그렇지는 못했고 모두가 공평(?)하게 모르는 상태에서 스타뜨~ JPA의 도입에 대한 학습곡선은 최종적으로 도입을 결정하는데 마지막까지 고민을 하게 했던 점이었다. 3.3. Mapper는 누가? 자, 우리는 Object도 Model도 이제까지 다 개발자가 했다. Object야 당연히 개발자가 만들어야 하겠지만 큰 기업에서처럼 DBA가 있거나 화면을 퍼블리싱해주거나 하지 않는다. 우리는 우리가 화면, 미들웨어, DB까지 직접 만들고 컨트롤 해왔다. 그게 좋은 것이냐의 문제를 여기서 얘기하자는 게 아니라 현실이라는걸 얘기하는 거다. 우리 팀원 모두가 JPA 초보이다. Mybatis를 사용하고 Spring을 사용해봤다고 하지만 ORM이나 SQL Mapper에 대한 심도있는 고민은 부족한 상황. 앞으로 JPA에서 Object와 Model은 그렇다고 해도 Mapper역할은 또 필요하지 않을까? 그런 가이드는 또 누가 해야 하나… 모든 개발자에게 알아야 한다고 말할 수 있지만 모든 개발자에게 팀에서 잘하는 메인이 되라고 하기엔 좀 애매한 영역이란 게 항상 있다. 프로그램의 오브젝트와 DB의 모델을 연결하는 Mapper를 잘 구성할 경험이 많은 개발자가 없다는 점은 학습곡선과 더불어 JPA 도입을 망설이게 했던 주요 고민이었다. 결론적으로 선임 개발자를 중심으로 착실히 스터디를 잘 해주었고 제품의 특성상 그렇게 복잡한 관계를 매핑할 일이 많지 않아서인지 초반에 몇 번 팀원들이 같이 머리를 싸매고 논의했던 것 외에 문제는 없었다. 4. 결론(현재까지는…) 도입 결정 후 꽤 긴 시간 제품을 만들고, 이제는 고객사에 납품도 하면서 기능을 계속 추가하고 있는 이 시점에서 돌아보면, 어떤 부분은 팀원들이 너무 잘해주고 있고, 어떤 부분은 전혀 예상하지 않은 형태로 진행이 돼서 난감한 경우도 있지만 전체적으로는 아주 만족하고 있다. 정확하게 측정을 하진 못했지만 쿼리를 직접 짜면서 개발을 진행하는 것보다 생산성 측면에서 확실히 나아졌다고 느끼고 있고 그 효과는 초반에 투입된 시간에 비례해 앞으로 더욱 더 기대된다. 만족하고 있다고는 했지만 여기서 만족이라는 게 성과나 기술적인 완성도에 대한 절대적인 만족은 아니다. 다만 아직 우리 제품에 대한 아쉬움을 가지는 것이 JPA 때문은 아니라는 점은 확실하다. JPA가 유행에 따라 생긴 기술이라고 하기엔 너무 오래된 기술이지만 그래서인가 ORM 자체에 대한 흥미도 점점 더 해가고 있다. JPA도 ORM에 대한 가장 최근의 시도중 하나겠지만, 앞으로 어떤 식으로 발전해 나갈지, 그에 따른 개발 업무는 또 어떤 식으로 변화가 있을지도 궁금하고… 어쨌든, 지금으로서는 다시 돌아가진 않을 생각이다. 2023.01.03