Knative란?

Knative(발음: 케이-네이-티브)는 Kubernetes 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼의 확장판입니다. 이는 Kubernetes 내에서 컨테이너화된 애플리케이션을 구축, 배포 및 관리하는 작업을 더 쉽고 Kubernetes에 자연스럽게 통합된 경험으로 만들어주는 툴과 유틸리티를 제공합니다(따라서 이름도 "Kubernetes(K)" + "native").

Kubernetes처럼 Knative도 오픈 소스 소프트웨어입니다. Google이 IBM®, Pivotal, Red Hat®, SAP 및 약 50여 개 기업과 협력하여 처음 개발했습니다. 현재 Knative 오픈 소스 프로젝트는 Cloud Native Computing Foundation(CNCF)에서 관리합니다.

Kubernetes는 소스 코드와 모든 운영 체제(OS) 라이브러리 및 종속 항목을 결합하여 어떤 환경에서도 코드를 실행할 수 있도록 만든 가벼운 실행 가능한 애플리케이션 구성 요소인 컨테이너의 배포, 관리 및 확장을 자동화하고 스케줄링합니다.

컨테이너는 가상 머신(VM)이 애플리케이션이 단일 물리적 컴퓨터의 리소스를 공유하도록 하는 것과 유사하게, 단일 OS 인스턴스의 리소스를 애플리케이션 구성 요소가 공유할 수 있도록 합니다. 컨테이너는 VM보다 더 작고 리소스 효율이 높으며 Agile 및 DevOps 개발 방법론의 점진적 릴리스 주기에 더 적합하여, 현대 클라우드 네이티브 애플리케이션의 사실상 표준 컴퓨팅 단위로 자리잡았습니다. 컨테이너를 사용하는 기업들은 애플리케이션 품질 향상, 혁신 수준 증가 등 다양한 이점을 보고하고 있습니다.

클라우드 네이티브 개발이 보편화되고 조직 내에서 컨테이너가 확산됨에 따라, Kubernetes의 스케줄링, 로드 밸런싱, 상태 모니터링 등의 컨테이너 오케스트레이션 기능은 이러한 확산을 보다 쉽게 관리할 수 있도록 돕습니다. 그러나 Kubernetes는 복잡한 툴로서, 개발자가 애플리케이션 소스 코드를 리포지토리에서 가져오고, 해당 코드를 기반으로 컨테이너 이미지를 빌드 및 프로비저닝하며, Kubernetes 외부에서 다양한 툴을 사용해 네트워크 연결을 구성하는 등 반복적인 작업을 수행하거나 템플릿화해야 합니다. Kubernetes에서 관리하는 컨테이너를 자동화된 지속적 통합/지속적 배포(CI/CD) 파이프라인에 통합하려면 특수한 툴과 커스텀 코딩이 필요합니다.

Knative는 Kubernetes 내에서 이러한 작업을 자동화하는 툴로 이러한 복잡성을 제거합니다. 개발자는 단일 YAML 매니페스트 파일에서 컨테이너의 내용 및 구성을 정의할 수 있으며, 나머지는 Knative가 처리하여 컨테이너를 생성하고, 라우트 설정, 인그레스 구성, 로드 밸런싱 등의 네트워크 프로그래밍을 수행합니다. Knative는 개발자가 YAML 파일을 편집하지 않고도 Knative 기능에 액세스할 수 있는 명령줄 인터페이스인 Knative CLI도 제공합니다.

서버리스 컴퓨팅은 애플리케이션 개발을 더 쉽고 비용 효율적으로 만들어주는 클라우드 네이티브 실행 모델입니다. 서버리스 컴퓨팅 모델은

• 온디맨드 방식으로 컴퓨팅 리소스를 프로비저닝하고, 요청에 따라 투명하게 확장하며, 요청이 더 이상 이루어지지 않을 때는 0으로 축소됩니다.
  
  
• 이는 확장, 스케줄링, 패치, 프로비저닝 등 모든 인프라 관리 작업을 클라우드 제공업체에 맡겨 개발자가 개발과 혁신에 더 많은 시간과 노력을 집중할 수 있도록 합니다.
  
  
• 또한 클라우드 고객은 사용한 리소스에 대해서만 비용을 지불하며, 유휴 용량에 대한 비용은 발생하지 않습니다.

Kubernetes 단독으로는 특정 클라우드 제공업체의 서버리스 플랫폼과 통합하는 특수 소프트웨어 없이는 서버리스 애플리케이션을 실행할 수 없습니다. Knative는 서버리스 함수 또는 기타 애플리케이션 코드(예: 마이크로서비스) 기반 컨테이너라도 코드와 네트워크 라우팅, 이벤트 트리거, 오토스케일링 처리를 추상화하여 모든 Kubernetes 클러스터에서 서버리스 워크로드로 실행할 수 있도록 합니다.

Knative는 Kubernetes 위에 구축되며 Build, Serving, Eventing이라는 세 가지 주요 구성 요소를 추가합니다.

Knative Build 구성 요소는 소스 코드를 컨테이너로 자동 변환합니다. 이 프로세스는 일반적으로 다음과 같은 여러 단계를 포함합니다.

• GitHub 등의 코드 리포지토리에서 소스 코드를 가져오기
• 코드 실행에 필요한 환경 변수 및 소프트웨어 라이브러리 등의 종속 항목 설치
• 컨테이너 이미지 빌드
• Kubernetes 및 다른 개발자가 찾을 수 있도록 컨테이너 이미지를 레지스트리에 등록

Knative는 Build 프로세스에 Kubernetes API 및 기타 툴을 사용합니다. 개발자는 소스 코드 위치, 필요한 종속 항목 등 모든 변수를 지정하는 단일 매니페스트(YAML 파일)를 생성할 수 있으며, Knative는 이 매니페스트를 사용하여 컨테이너 빌드를 자동화합니다.

Serving 구성 요소는 컨테이너를 확장 가능한 Knative 서비스로 배포하고 실행합니다. Serving은 다음과 같은 주요 기능을 제공합니다.

• 구성은 서비스 상태를 정의하고 유지 관리합니다. 또한 버전 관리를 제공합니다. 구성을 수정할 때마다 서비스의 새 버전이 생성되며, 이전 버전은 저장됩니다.
  
  
• 지능형 서비스 라우팅은 개발자가 트래픽을 서비스의 다른 버전으로 라우팅할 수 있도록 합니다. 새로운 서비스 버전을 만들었지만 모든 사용자에게 배포하기 전에 일부 사용자에게 먼저 배포하고자 한다고 가정해 보겠습니다. 지능형 서비스 라우팅을 통해 일부 사용자 요청을 새 서비스로 라우팅하고 나머지는 이전 버전으로 라우팅할 수 있습니다. 새 서비스에 대한 확신이 높아질수록 점진적으로 더 많은 트래픽을 새 서비스로 전환할 수 있습니다.
  
  
• 자동 확장. Knative는 서비스를 수천 개 인스턴스로 확장할 수 있으며, 0까지 축소(즉, 컨테이너 인스턴스가 전혀 없는 상태로)할 수도 있어 서버리스 애플리케이션 지원에 필수적입니다.

Knative Serving은 Kubernetes 에코시스템 내 또 다른 애플리케이션인 Istio에서 지능형 서비스 라우팅 기능을 차용합니다. Istio는 Kubernetes용 오픈 소스 서비스 메시로, 서비스 요청에 대한 인증, 서비스 간 보안 통신을 위한 트래픽 자동 암호화, 마이크로서비스 및 서버리스 기능 운영에 대한 상세 메트릭, 인프라 최적화를 위한 다양한 툴을 제공합니다.

Knative의 Eventing 구성 요소는 다양한 이벤트가 컨테이너 기반 서비스 및 기능을 트리거할 수 있도록 합니다. Knative는 해당 이벤트를 적절한 컨테이너로 큐잉하고 전달하므로 기능을 위한 스크립트 작성이나 미들웨어 구현이 필요하지 않습니다.Knative는 개발자가 선택할 수 있는 이벤트 큐인 채널과 이벤트를 컨테이너에 전달하는 메시징 플랫폼인 버스도 처리합니다. 또한 이벤트를 컨테이너가 수행할 작업과 연결하는 피드 설정할 수 있도록 지원합니다

Knative Event 소스는 개발자가 타사 이벤트 프로듀서와 연결을 쉽게 생성할 수 있도록 합니다. Knative Eventing은 이벤트 프로듀서와의 연결을 자동으로 생성하고, 생성된 이벤트를 라우팅합니다. 프로그래밍 방식으로 이를 구현할 필요가 없으며, Knative가 모든 작업을 처리합니다.

요약하면, Knative는 컨테이너화된 앱 개발을 단순화하거나 컨테이너 사용을 한 단계 끌어올리고자 하는 Kubernetes 사용자에게 다양한 활용 사례를 지원합니다.

Kubernetes 간소화. 반복적인 빌드 및 구성 작업을 제거함으로써 Knative는 Kubernetes에서 작업하는 개발자의 생산성을 높입니다. 점점 증가하는 Kubernetes 클러스터 수를 관리하는 데 어려움을 겪는 개발팀이라면 Knative 활용에 적합합니다.

서버리스 전환 가속화. 서버리스 환경은 수동으로 구축하고 관리하기가 어려울 수 있습니다. Knative는 조직이 서버리스 워크로드를 신속하게 구축할 수 있도록 지원합니다. 개발자의 입장에서는 단순히 컨테이너를 빌드하는 것뿐이며, 실제로 이를 서버리스 함수로 실행하는 것은 Knative입니다.

애자일 및 DevOps 라이프사이클 지원. 개발자가 새로운 컨테이너 및 컨테이너 버전을 더 빠르게 생성할 수 있도록 지원함으로써, Knative는 Agile 또는 DevOps 워크플로우의 일환으로 소규모, 빠른 반복 단계로 컨테이너화된 애플리케이션을 배포하기 쉽게 만듭니다. Knative 서비스는 특수 소프트웨어나 커스텀 프로그래밍 없이도 자동화된 CI/CD 파이프라인에 쉽게 통합됩니다.

신규 기능 출시 지원. 고객에게 새로운 릴리스를 출시할 때 비즈니스 프로세스에 영향을 줄 수 있는 소프트웨어 문제가 발생할 수 있습니다. Knative의 구성 및 라우팅 기능을 통해 개발자는 새로운 컨테이너 리비전을 일부 사용자에게만 노출할 수 있습니다. 그런 다음 문제를 해결하거나 필요 시 이전 버전으로 빠르게 롤백하면서 점진적으로 대상 사용자 범위를 확대할 수 있습니다.

개발자가 코딩과 혁신에 집중하도록 지원. DevOps는 개발자가 자신의 환경을 직접 관리할 수 있도록 지원합니다. 그러나 궁극적으로 개발자는 이벤트 트리거링용 메시지 버스 큐 구성이나 컨테이너 확장성 관리를 하기보다는 버그 없는 소프트웨어와 혁신적인 신규 기능 개발에 집중하고자 합니다. Knative는 개발자가 자신이 가장 잘하는 일에 더 많은 시간을 쏟을 수 있도록 지원합니다.