클라우드 컴퓨팅에서 클라우드 네이티브 인프라를 구축하는 방법을 소개한다. 클라우드 네이티브 재단의 지침을 따르면서 Microsoft Azure 또는 다른 클라우드 컴퓨팅 솔루션을 사용해서 모듈성, 배포 가능성, 통합 가시성 및 자가 치유 능력을 가진 서비스를 구축하는 방법을 알려준다. 이를 통해 클라우드 애플리케이션을 빠르게 적용하고 클라우드의 탄력성과 분산적인 특성을 최대한 활용할 수 있다.

[목 차]

1장. 소개: 왜 클라우드 네이티브인가?
__클라우드 여정
__클라우드의 과제
__클라우드 네이티브 컴퓨팅 재단
__Azure로 클라우드 네이티브 인프라스트럭처 적용
__요약

2장. 코드로서의 인프라: 게이트웨이 설정
__코드로서의 인프라와 클라우드 네이티브 세계에서의 중요성
__Azure 시작하기와 환경 설정
____Azure 기본 사항과 환경 준비하기
____Azure 계정 생성
____Azure CLI 설치
__주요 IaC 도구
____테라폼
____패커
____앤서블
__Azure DevOps와 코드로서의 인프라
__요약

3장. 애플리케이션 컨테이너화: Box 그 이상
__왜 컨테이너인가?
____격리
____보안
____패키징과 배포
__기본 컨테이너 기본 요소
____Cgroup
____Namespace
____Copy on Write
____Capabilities
____Seccomp-BPF
__컨테이너 실행의 컴포넌트
____컨테이너 오케스트레이터
____컨테이너 소프트웨어
____컨테이너 런타임
____컨테이너
____운영체제
__오픈 컨테이너 이니셔티브 스펙
____OCI 이미지 스펙
____OCI 런타임 스펙
__도커
____첫 번째 도커 이미지 빌드
____도커 사용 모범 사례
__다른 컨테이너 플랫폼
____카타 컨테이너
____LXC와 LXD
__컨테이너 레지스트리
____Harbor로 안전하게 이미지 저장
____Azure 컨테이너 레지스트리로 안전하게 이미지 저장
__레지스트리에 도커 이미지 저장
____Azure에서 도커 실행
____Azure 컨테이너 인스턴스
____Azure 컨테이너 인스턴스 배포
____도커 컨테이너 엔진 실행
__요약

4장. 쿠버네티스 : 그랜드 오케스트레이터
__쿠버네티스 컴포넌트
____컨트롤 플레인
____워커 노드
__쿠버네티스 API 서버 오브젝트
____포드
____레플리카셋
____디플로이먼트
____서비스
____네임스페이스
____레이블과 셀렉터
____어노테이션
____인그레스 컨트롤러
____스테이트풀셋
____데몬셋
____잡
__kubectl로 쿠버네티스 클러스터 관측, 운영 및 관리
____일반적인 클러스터 정보와 명령어
____포드 관리
____프로덕션에서의 쿠버네티스
__요약

5장. Azure에서 쿠버네티스 클러스터 생성
__쿠버네티스 클러스터를 맨 처음부터 생성
____리소스 그룹 생성
____워커와 컨트롤러의 머신 이미지 생성
____스토리지 계정 생성
____Azure 가상 네트워크 생성
____로드 밸런서의 퍼블릭 IP 생성
____워커 인스턴스와 컨트롤러 인스턴스 생성
____앤서블로 쿠버네티스 컨트롤러 노드의 배포와 구성
____앤서블로 쿠버네티스 워커 노드의 배포와 구성
____포드 네트워크와 라우팅 설정
____원격 접속과 클러스터 검증을 위한 kubeconfig 파일 생성
__Azure 쿠버네티스 서비스
__Helm으로 애플리케이션과 서비스 배포: 쿠버네티스의 패키지 관리자
____Helm의 기본
____Helm 설치와 관리
____Helm 릴리스 관리
____애플리케이션을 차트로 생성
__요약

6장. 관측성: 브래드스크럼 따라가기
__관측성 소개
____관측성: 세 개 이상의 핵심 요소
____관측성: 모니터링의 슈퍼셋
____관측성-기반 개발
__클라우드 네이티브 세계에서 프로메테우스 모니터링 메트릭
____프로메테우스 컴포넌트와 아키텍처
____프로메테우스 설치와 구성
____node_exporter
____애플리케이션 계측
____호스트 찾기
____쿠버네티스에서의 프로메테우스
__클라우드 네이티브 세계에서의 로깅
____Fluentd를 이용한 로깅
____쿠버네티스에서의 Fluentd
__클라우드 네이티브 세계에서의 분산 추적
____추적: 핵심 개념
____일반적인 추적 시스템 아키텍처와 추적 조합
____추적 표준, 도구, 코드 계측
__Azure Monitor
__요약

7장. 서비스 디스커버리와 서비스 메시: 새로운 영역을 찾아 경계를 넘어
__서비스 디스커버리
____CoreDNS 소개
____CoreDNS 설치와 구성
____CoreDNS와 쿠버네티스 서비스 디스커버리
____Azure DNS
__서비스 메시
____Istio 소개
____Azure Kubernetes Service에서 Istio 설치
____사이드카 프록시(Envoy 프록시) 자동화
____Kiali를 사용한 Istio 서비스 메시 관리
__요약

8장. 네트워크와 정책 관리: 문지기 관찰
__컨테이너 네트워크 인터페이스(CNI)
____CNI를 사용하는 이유
____Azure에서 CNI가 작동하는 방법
____다양한 CNI 프로젝트
__캘리코
____캘리코를 사용하는 이유
____기본 아키텍처
____캘리코 배포
____캘리코 깊게 살펴보기
____캘리코 보안 정책 구현
__실리움
____실리움 배포
____클라우드에 실리움 통합
____호스트 방화벽
__플라넬
____플라넬 배포
____플라넬 깊게 살펴보기
__Azure Policy
____Azure Policy 빠르게 시작하기
____Azure Policy 생성
____쿠버네티스와 Azure Policy
__오픈 정책 에이전트
____쿠버네티스에서 OPA 배포
____OPA를 사용한 정책 배포
__요약

9장. 분산 데이터베이스와 스토리지: 중앙 은행
__클라우드 네이티브 아키텍처에서의 분산 데이터베이스 필요성
____Azure 스토리지와 데이터베이스 옵션
__Vitess 소개: 분산 샤딩 MySQL
____Vitess를 사용하는 이유
____Vitess 아키텍처
____쿠버네티스에 Vitess 배포
__Rook 소개 : 쿠버네티스의 스토리지 오케스트레이터
____Rook 아키텍처
____쿠버네티스에 Rook 배포
__TiKV 소개
____TiKV를 사용하는 이유
____TiKV 아키텍처
____쿠버네티스에 TiKV 배포
__etcd에 대해 더 살펴보기
____하드웨어 플랫폼
____오토스케일링과 자동 재조정
____가용성과 보안
__요약

10장. 메시지
__메시징의 필요성
__샘플 메시징 유스 케이스: 로그 수집(Ingestion)과 분석
____1세대: 큐 없음
____2세대: 클라우드 큐와 오브젝트 스토리지
____3세대: 메모리 기반의 게시/구독 큐
__메시징 플랫폼의 기본
____메시징 대 스트리밍
__메시징 기초
____생산자와 소비자
____브로커와 클러스터링
____견고성과 영속성
____메시지 전달
____보안
__공통 메시징 패턴
____심플 큐
____게시와 구독
____견고한 큐
__대표적인 클라우드 네이티브 메시징 플랫폼 개요
____RabbitMQ
____Apache Kafka
____CNCF CloudEvents
__NATS를 사용해 클라우드 메시징 깊게 살펴보기
____NATS 프로토콜 아키텍처
____JetStream과 NATS 지속성
____NATS 보안
____쿠버네티스에 NATS 배포
__Azure 메시징 서비스
____Azure Service Bus
____Azure Event Hubs
____Azure Event Grid
__요약

11장. 서버리스
__서버리스 컴퓨팅 소개
____서버리스란?
____서버리스 Function이란?
____서버리스 살펴보기
____서버리스의 장점
____서버리스의 잠재적 단점
__Azure Function 앱
____Function 앱 아키텍처
____Function 앱 생성
__Knative
____Knative 아키텍처
____쿠버네티스에서 Knative Serving 설치와 실행
____쿠버네티스에서 Knative Eventing 설치와 실행
__KEDA
____KEDA 아키텍처
____쿠버네티스에 KEDA 설치
__OpenFaaS
____OpenFaaS 아키텍처
____OpenFaaS 설치
____OpenFaaS Function 작성
__요약

12장. 결론
__다음은 무엇일까?

◈ 이 책에서 다루는 내용 ◈
◆ 왜 클라우드 네이티브로 전환해야 하는가?
◆ 코드로서의 인프라 사용 방법
◆ 애플리케이션을 컨테이너화하는 데 필요한 것
◆ 쿠버네티스가 "위대한 조정자"인 이유와 방법
◆ Azure에서 쿠버네티스 클러스터를 만드는 방법
◆ 관찰성이 모니터링을 보완하는 방법
◆ 서비스 디스커버리와 서비스 메시를 사용해 새로운 영역을 찾는 방법
◆ 네트워킹과 정책 관리가 게이트 키퍼 역할을 하는 방법
◆ 분산 데이터베이스와 스토리지 작동 방식

◈ 이 책의 대상 독자 ◈
클라우드 네이티브 환경과 이런 환경을 엔지니어가 안정적으로 구축하는 데 사용하는 모든 주요 기술에 대해 간단하면서도 포괄적으로 소개한다. 이 책은 사이트 안정성 엔지니어(SRE), Site Reliability Engineer, DevOps 엔지니어, 솔루션 아키텍트, Azure를 좋아하는 사람과 일상적으로 클라우드 네이티브 워크로드 작업을 구축, 마이그레이션, 배포 및 관리하는 데 관련된 모든 사람을 대상으로 한다.
이 책은 독자가 클라우드와 DevOps 문화에 대해 전반적으로 기본 지식을 갖추고 있다고 가정한다. 그러나 클라우드 네이티브와 기타 고급 기술에 대해 더 잘 이해하고 싶은 사람도 이를 시작하는 데 적합하다.

◈ 이 책의 구성 ◈
이 책은 다음과 같이 구성돼 있다.
1장, ‘소개: 왜 클라우드 네이티브인가?’에서는 클라우드에 대한 기본 소개와 클라우드 네이티브 기술과 적용의 필요성을 설명한다.2장, ‘코드로서의 인프라: 게이트웨이 설정’에서는 테라폼(Terraform)과 패커(Packer)로 IaC Infrastructure as Code의 기본 사항을 다루고, 프로비저닝/구성 관리자로 Azure와 Ansible을 소개한다.
3장, ‘애플리케이션 컨테이너화: Box 그 이상’에서는 컨테이너와 containerd, 도커(Docker) 및 CRI-O와 같은 컨테이너 런타임을 소개한다. 다양한 유형의 컨테이너 레지스트리에 관해서도 설명한다.
4장, ‘쿠버네티스 : 그랜드 오케스트레이터’에서는 쿠버네티스에 대해 설명하고 5장에서 사용할 인프라의 필요한 세부 정보에 대해 설명한다.
5장, ‘Azure에서 쿠버네티스 클러스터 생성’에서는 특히 Azure Kubernetes Service와 Helm 패키지 관리자를 다룬다.
6장, ‘관측성: 브래드스크럼 따라가기’에서는 최신 클라우드 네이티브 인프라를 관찰할 수 있는 방법에 초점을 맞춘다.
7장, ‘서비스 디스커버리와 서비스 메시: 새로운 영역을 찾아 경계를 넘어’에서는 서비스 디스커버리와 서비스 메시에 대해 설명한다. 또한 CoreDNS DNS 서버와 Istio 서비스 메시를 소개한다.
8장, ‘네트워크와 정책 관리: 문지기 관찰’에서는 캘리코(Calico), 플라넬(Flannel), 실리움(Cilium)과 같은 네트워킹 인터페이스를 포함한 네트워크와 Azure Policy와 Open Policy Agent 등의 정책 관리를 다룬다.
9장, ‘분산 데이터베이스와 스토리지: 중앙 은행’에서는 Azure Storage, Vitess, Rook, TiKV 등을 중심으로 클라우드 네이티브 인프라에 영구 스토리지 시스템을 배포하는 방법에 관해 설명한다.
10장, ‘메시지’에서는 주로 NATS와 Azure 메시징 서비스와 같은 메시징과 스트리밍 플랫폼을 중점적으로 다룬다.
11장, ‘서버리스’에서는 클라우드 네이티브 랜드스케이프의 서버리스를 간단히 소개한다.
12장, ‘결론’에서는 앞서 소개한 장들에서 논의한 모든 내용을 요약한다.

지은이의 말
클라우드 컴퓨팅은 성장과 혁신을 이끄는 차세대 디지털 비즈니스 혁신의 모델로 널리 채택됐다. 오늘날 고객은 빠르면서도 기존 서비스와 매끄럽게 통합되는 에코시스템을 원한다. 엔터프라이즈 관점에서 클라우드는 확장 가능하고 안정성이 높으며 가용성이 높은 방식으로 소비자와 기업을 위한 서비스를 제공한다. 그리고 최종 사용자 관점에서 클라우드는 기반 인프라와 기술을 완전히 이해하지 않아도 컴퓨팅 서비스를 얻을 수 있는 간단한 모델을 제공한다.
기존의 많은 애플리케이션은 클라우드 서비스의 속도와 민첩성을 최대한 활용하기 위해 클라우드 네이티브 애플리케이션으로 전환됐으며, 새로운 솔루션은 “cloud first”로 구축되고 있다. 클라우드 네이티브 애플리케이션은 처음부터 급격한 변화, 대규모 및 복원력을 수용하도록 구축된다. 기본적으로 클라우드 네이티브 애플리케이션 인프라는 비즈니스 요구 사항을 효율적으로 제공하는 데 중요한 역할을 한다. 기반 인프라가 올바른 방식으로 설계되지 않으면 최고의 클라우드 네이티브 애플리케이션도 프로덕션 환경에서는 실패할 수밖에 없다.
이 책은 클라우드 네이티브 애플리케이션의 다양한 요구 사항과 설계 고려 사항을 바탕으로, Azure의 최신 클라우드 네이티브 인프라를 프로덕션 환경에서 구축하고 관리할 수 있는 방법을 살펴본다

옮긴이의 말
최근 ChatGPT와 Open AI는 IT 업계의 화두다. 어떤 이는 IT 혁명이라도 하고, 어떤 이는 산업의 혁명이라고도 말한다. 이 화두의 정점에 있는 회사는 다름아닌 Microsoft다. 이 거대한 기업이 IT 시장에서 변화를 이끌어내는 것을 보면 마치 스타트업이 움직이는 것 같이 민첩하고 기민하다. Microsoft의 변화의 기반을 이끌어내는 저변에는 Azure가 있다. IT 업계, 특히 Cloud 업계에서의 3개의 공룡은 시장에서 치열하게 경쟁하고 있는데, 최근의 Microsoft의 행보를 보면 1위 가능성이 없어 보이진 않는다.
2022년 공정거래위원회가 발표한 ‘클라우드 서비스 분야 실태 조사 연구’에 따르면 한국 내에서 클라우드 시장 점유율은 AWS가 1위, Azure는 그다음을 차지하고 있다. 하지만Microsoft는 IT 종사자 또는 사용자라면 많이 사용하고 있는 Microsoft 365, GitHub, Visual Studio와 같은 친숙한 서비스를 제공하기 때문에 낯설지만은 않을 것이다. 최근 몇 년 동안 기업에서도 이런 도구들을 활용해 Microsoft Azure와 통합해 사용하는 기업들이 늘어나고 있다. 내가 만난 고객들은 서비스의 수준에 대해서 서비스의 차이는 있지만, 수준은 차이가 나지 않는다고 고백하고 있다.
내가 보는 Azure의 특징을 3가지 정도로 보고 있다(물론 개인적인 생각임을 밝혀 둔다). 첫째, Azure의 서비스는 PaaS, SaaS를 통한 서비스 통합에 중점을 두고 있다. Microsoft는 수십 년 동안 자사의 제품을 개발, 공급하고 있으며, 이 제품은 개발자가 사용하는 개발 도구부터 엔터프라이즈의 대규모 데이터를 처리하는 데이터베이스까지 없는 제품이 없을 정도로 많다. 이런 개발 노하우를 적극적으로 Azure에 반영하고 있다. 특히 자사 제품과의 서비스 통합은 비교할 수 없을 정도로 발군이다. 대표적인 예는 Active. Directory와 Azure Active Directory와의 연계 통합이다.
둘째, Azure는 기존의 Microsoft 제품을 사용하는 고객에게는 비용적으로 이점이 있다. Window Server, SQL Server를 사용하는 고객은 Azure 하이브리드 혜택을 통해 타사 대비 최대 85% 이상 절감할 수 있다. 이 하이브리드 혜택은 RHEL(Red Hat Enterprise Linux), SLES (SUSE Linux Enterprise Server)를 사용하는 Linux VM에 대해 적용할 수 있으며 최대 76%까지 비용을 아낄 수 있다.
셋째, IT 생태계 확장을 통한 서비스의 다양성이다. Microsoft Azure는 Red Hat, VMWare, Oracle과 같은 기존의 IT 강자들을 포함해 많은 오픈소스 생태계를 Azure 서비스에 담고 있다. 위에도 언급했지만 비용적인 측면뿐만 아니라 Azure의 네이티브 서비스에도 각 영역의 시장에서 유력한 제품들을 탑재하고 있다. 이는 비용과 서비스 유지보수 측면에서 아주 유리하다. 특히 Azure Spring Apps와 같은 서비스는 Azure에서 Spring Boot 애플리케이션을 바로 사용할 수 있게 해주며, VMWare Tanzu와 같은 엔터프라이즈 서비스는 마켓플레이스를 통해서 제공하고 있다.
이런 관점에서 보면 Azure는 클라우드 관련자라면 반드시 알아야 한다. 하지만 현재 국내에서 Azure와 관련된 책은 찾기가 어렵다. 특히 인프라에 초점을 맞춰 작성된 책은 더더욱 드물다. 그런 측면에서 이 책은 가치가 있다. 서문에서도 밝혔지만, 클라우드의 장점을 최대한 활용하기 위해서는 애플리케이션뿐만 아니라 인프라도 그에 맞게 네이티브 인프라로 구축돼야 한다. 이 책에서는 그렇게 하기 위한 대부분의 내용을 설명하고 있으며, 이를 Azure로 구축하기 위한 방법과 다른 컴퓨팅 솔루션을 활용하는 방법까지 폭넓게 밝히고 있다.
하지만 클라우드 시장이 빠르게 변화하는 만큼 가장 최신의 정보를 담지 못하는 점은 아쉽다. 옮긴이 주석에도 남겼지만 실제 실습을 하다 보면 수정돼야 하는 내용도 있다. 그럼에도 불구하고 이 책은 클라우드의 개념은 알면서도 Azure 기반에서 클라우드 네이티브 인프라를 구성하려는 독자에게 훌륭한 책이다. 또한 Azure 기반이 아니더라도 이 책에서 제시하는 다른 클라우드 솔루션과 접근 방법은 클라우드 인프라 담당자에게 도움이 될 수 있다.
-양준기

최근 클라우드 네이티브라는 용어를 많이 들어봤을 것이다. 많은 기업이 클라우드로 전환하고 있지만 단순히 환경만 바꾼다고 해서 클라우드의 모든 이점을 갖추기는 어렵다. 따라서 클라우드의 확장성과 유연성과 같은 이점을 최대로 활용하기 위해서는 말 그대로 클라우드에서 태어난, 클라우드에 잘 맞는 환경을 함께 갖추는 것이 중요해지고 있다. 그렇다면 클라우드에 잘 맞는 환경이란 무엇일까? 클라우드 네이티브 컴퓨팅 재단 CNCF에서는 클라우드 네이티브에 관해 ‘조직이 현대적이고 역동적인 환경에서 확장 가능한 애플리케이션을 구축하고 실행할 수 있도록 지원하는 것’이라고 정의하고 있다. 이러한 예로 컨테이너, 서비스 메시, 마이크로서비스, 불변 인프라 등을 말하고 있다. 이 책에서는 CNCF의 지침에 따라 클라우드 네이티브 애플리케이션을 구축하고 배포하는 데 필요한 지식을 제공하고 있다. 특히 Azure상에서 쿠버네티스 클러스터를 배포하는 것부터 배포 관리하고 관측하기까지, 설계 단계에서 클라우드 네이티브의 특성을 최대한 활용하는 방법을 배울 수 있다. 또한 Terraform 코드를 통해 리소스를 배포하는 실습을 포함해 이를 사용하고 유지 관리하는 방법을 안내하고 있다.
번역을 진행하면서 독자들이 쉽게 잘 읽을 수 있고 내용이 잘 전달될 수 있게 하는 데 초점을 뒀다. 이러한 노력에도 일부 기술 용어를 설명하는 내용이 어색할 수 있다. 독자들이 이 책을 읽으면서 용어 하나하나 상세하게 이해하기보다는 Azure상에서 클라우드 네이티브 애플리케이션을 배포 및 관리하기 위해 실제 어떤 기술들이 필요한지 기본적인 개념과 큰 흐름을 이해했으면 좋겠다. 또한 독자들이 실습을 직접 따라 해보지 못하더라도 코드로 된 명령어를 눈으로 보면서 실습의 전반적인 흐름과 구성을 따라가기만해도 책의 목표 절반은 성취했다고 생각한다.
-최지희

추천사
"당신의 책상에 꼭 필요한 Azure 참고서. 클라우드에 적합한 애플리케이션 구축 방법을 설명하는 책이다.”
―토드 팔리노(Todd Palino)
LinkedIn의 수석 엔지니어,
『카프카 핵심 가이드』(제이펍, 2023)의 공동 저자

니샨트 싱(Nishant Singh)
LinkedIn의 선임 사이트 안정성 엔지니어로, 장애에 대한 평균 감지 시간(MTTD)과 평균 응답 시간(MTTR)을 줄이는 데 중점을 두고 사이트의 안정성을 개선하기 위해 노력하고 있다. LinkedIn에 합류하기 전 Paytm과 Gemalto에서 DevOps 엔지니어로 일했고, 클라이언트를 위한 맞춤형 솔루션을 구축하고 퍼블릭 클라우드를 통해 서비스를 관리하고 유지했다. 사이트 신뢰성 엔지니어링과 분산 시스템 구축에 깊은 관심을 갖고 있다.

마이클 케호(Michael Kehoe)
컨플루언트(Confluent)의 선임 보안 엔지니어이다. 그 전에는 LinkedIn에서 책임 사이트 안정성 엔지니어로 장애 대응, 재해 복구, 가시성 엔지니어링 및 안정성 원칙과 관련된 일을 했다. LinkedIn에서 근무하는 동안 Microsoft Azure로 마이그레이션을 자동화하려는 회사의 노력을 이끌었다. LinkedIn(애플리케이션, 자동화 그리고 인프라)과 University of Queensland(네트워크)에서 작업한 것처럼 대규모 시스템 인프라 유지 관리를 전문으로 한다. 또한 NASA에서 소형 위성을 만들고 Rio Tinto에서 열 환경 소프트웨어를 만들었다.

옮긴이 양준기
15년 이상 소프트웨어 아키텍트로서 많은 대규모 IT 시스템 구축사업에서 아키텍처를 리딩했다. 현재 SK주식회사 C&C에서 SK 주요 멤버사의 클라우드 시스템을 구축하거나 전환하는 사업에서 기술 리딩을 맡고 있다. 특히 클라우드 네이티브 애플리케이션 개발과 이를 위한 플랫폼에 관심이 많다. 또한 2023년 Azure 영역에서 Microsoft MVP에 선정됐다.

옮긴이 최지희
SK주식회사 C&C에서 SK 주요 멤버사의 클라우드 시스템을 클라우드 네이티브 기반으로 설계, 구축하는 클라우드 아키텍트 역할을 하고 있다. 특히 클라우드 전략을 포함해 마이그레이션, MSA 구축까지 전 영역에서 기술 지원과 프로젝트 수행을 하고 있다. Azure, AWS, GCP, Naver Cloud 등 주요 CSP의 아키텍트 자격증을 보유하고 있으며, 최근에는 GCP AI/Data 프로젝트를 진행하면서 데이터, AI/ML 서비스 기술에도 관심을 갖고 있다.