쿠버네티스 스토리지 볼륨(Storage Volume)

1. 스토리지 볼륨 개념

쿠버네티스(Kubernetes)에서 볼륨(Volume)은 컨테이너가 재시작되거나 이동하더라도 데이터를 유지할 수 있도록 하는 저장소 개념입니다.
쿠버네티스는 기본적으로 컨테이너의 라이프사이클과 독립적인 스토리지를 제공하여 데이터가 손실되지 않도록 보장합니다.

스토리지 볼륨의 특징

컨테이너의 라이프사이클과 독립적

• 컨테이너가 종료되거나 다시 시작되더라도 볼륨이 유지될 수 있음.

Pod 단위의 볼륨 공유 가능

• 같은 Pod에 속한 여러 컨테이너가 동일한 볼륨을 공유할 수 있음.

다양한 스토리지 백엔드 지원

• 로컬 디스크, 네트워크 스토리지(NFS, Ceph, GlusterFS 등), 클라우드 스토리지(AWS EBS, GCP Persistent Disk, Azure Disk 등)와 통합 가능.

퍼시스턴트 볼륨(Persistent Volume, PV)과 클레임(Persistent Volume Claim, PVC) 제공

• 동적 스토리지 할당을 지원하여 스토리지 관리를 자동화할 수 있음.

2. 스토리지 볼륨 유형

쿠버네티스 볼륨은 크게 임시 볼륨(일반 볼륨)과 영구 볼륨(Persistent Volume, PV) 두 가지로 나뉩니다.

(1) 임시 볼륨 (일반 Volume)

Pod 내에서 컨테이너가 실행되는 동안만 유지되는 볼륨으로, Pod가 삭제되면 데이터도 사라집니다.
사용되는 주요 볼륨 유형은 다음과 같습니다.

• emptyDir
  • Pod가 생성될 때 빈 디렉토리가 제공되며, Pod가 삭제되면 데이터도 삭제됨.
  • 같은 Pod 내 여러 컨테이너가 데이터를 공유하는 용도로 사용됨.
• hostPath
  • 워커 노드의 특정 디렉토리를 Pod 내에서 마운트하는 방식.
  • 컨테이너가 재시작되거나 이동하면 데이터가 유지되지 않음.
• configMap & secret
  • 설정 파일 및 민감한 정보를 저장하는 볼륨.
  • 쿠버네티스 API를 통해 관리됨.
• emptyDir & downwardAPI
  • Pod 내부에서 일시적인 데이터를 저장하거나, 환경 변수 및 리소스 정보를 공유하는 용도로 사용됨.

(2) 퍼시스턴트 볼륨 (Persistent Volume, PV)

Pod의 라이프사이클과 독립적으로 데이터를 보존할 수 있는 볼륨입니다.
**Persistent Volume(PV)**과 Persistent Volume Claim(PVC) 개념을 활용하여 관리됩니다.

• Persistent Volume (PV)
  • 클러스터에서 관리하는 스토리지 리소스(NFS, 클라우드 디스크, SAN 등).
  • 관리자는 PV를 미리 정의하여 사용할 수 있음.
• Persistent Volume Claim (PVC)
  • Pod에서 필요한 스토리지를 요청하는 볼륨 클레임(Volume Claim).
  • PVC를 통해 특정 용량과 액세스 모드를 지정할 수 있음.
• StorageClass
  • 동적 볼륨 할당(Dynamic Provisioning)을 지원하는 클래스.
  • 클라우드 스토리지(AWS EBS, GCP PD, Azure Disk 등)와 연계하여 자동으로 PV를 생성함.

3. 쿠버네티스 볼륨 구성 예제

✅ 임시 볼륨 (emptyDir) 사용 예시

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: emptydir-demo
spec:
  containers:
  - name: app
    image: busybox
    volumeMounts:
    - mountPath: "/data"
      name: cache-volume
  volumes:
  - name: cache-volume
    emptyDir: {}

• Pod 내부에서 /data 디렉토리를 공유하는 빈 디렉토리(emptyDir)를 생성.
• Pod가 삭제되면 데이터도 함께 삭제됨.

✅ 퍼시스턴트 볼륨 (PV & PVC) 사용 예시

(1) Persistent Volume (PV) 정의

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv-demo
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  hostPath:
    path: "/mnt/data"

• 1Gi 용량을 가진 PV 생성.
• ReadWriteOnce 모드(한 개의 노드에서만 읽기/쓰기 가능).
• /mnt/data 경로를 호스트에 마운트.

(2) Persistent Volume Claim (PVC) 요청

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc-demo
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 1Gi

• 1Gi 크기의 영구 볼륨을 요청하는 PVC 정의.
• 쿠버네티스가 PV를 자동으로 할당함.

(3) PVC를 사용하는 Pod

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pv-pod
spec:
  containers:
  - name: app
    image: busybox
    volumeMounts:
    - mountPath: "/data"
      name: storage
  volumes:
  - name: storage
    persistentVolumeClaim:
      claimName: pvc-demo

• pvc-demo를 마운트하여 /data 경로에서 사용.
• Pod가 삭제되어도 PVC는 유지되므로 데이터가 보존됨.

🔹 정리

🔹 쿠버네티스 볼륨 선택 가이드

• 임시 데이터 저장: emptyDir
• 설정 파일 저장: ConfigMap, Secret
• 로컬 파일 접근: hostPath
• 클러스터 내 영구 데이터 저장: Persistent Volume (PV) + PVC
• 클라우드 기반 스토리지 사용: StorageClass (AWS EBS, GCP PD 등)

쿠버네티스에서 스토리지 볼륨을 활용하면 컨테이너의 상태를 유지하면서 유연한 데이터 관리가 가능