Kubernetes에서 Spring Boot 무중단 배포 (Rolling Update)

Java/Spring 개발자가 알아야 할 Kubernetes 배포 전략

웹 서비스를 운영하다 보면 애플리케이션을 업데이트해야 하는 상황이 자주 발생합니다.
하지만 서비스 중단 없이 배포하는 것은 항상 어려운 문제였습니다.

전통적인 Java 서버 환경에서는 다음과 같은 방식으로 배포했습니다.

 

빌드
↓
서버 접속
↓
애플리케이션 재시작

 

이 방식은 배포 중에 서비스가 잠시 중단되는 문제가 있습니다.

Kubernetes에서는 Rolling Update 전략을 사용하여 무중단 배포를 구현할 수 있습니다.

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1. 전통적인 배포 방식의 문제

기존 Java 웹 애플리케이션 배포 구조는 다음과 같습니다.

 

Server
└ Tomcat
└ application.war

 

배포 과정

 

새 버전 배포
↓
Tomcat 재시작
↓
서비스 중단

 

이 방식은 다음과 같은 문제가 있습니다.

• 서비스 중단
• 사용자 요청 실패
• 배포 리스크 증가

특히 트래픽이 많은 서비스에서는 문제가 더욱 커집니다.

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2. Kubernetes의 Rolling Update 개념

Kubernetes에서는 애플리케이션을 Pod 단위로 실행합니다.

구조

 

Deployment
↓
ReplicaSet
↓
Pod

 

Rolling Update는 기존 Pod을 하나씩 새로운 Pod으로 교체하는 방식입니다.

예를 들어 다음과 같은 상황을 가정해 보겠습니다.

현재 상태

 

Pod1 (v1)
Pod2 (v1)
Pod3 (v1)

 

새 버전 배포

 

Pod1 (v2)
Pod2 (v1)
Pod3 (v1)

 

다음 단계

 

Pod1 (v2)
Pod2 (v2)
Pod3 (v1)

 

마지막

 

Pod1 (v2)
Pod2 (v2)
Pod3 (v2)

 

이 과정에서 서비스는 계속 유지됩니다.

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3. Spring Boot 애플리케이션 배포 구조

Spring Boot 애플리케이션을 Kubernetes에서 운영할 때 일반적인 구조는 다음과 같습니다.

 

Client
↓
Service
↓
Pod1
Pod2
Pod3

 

Service는 로드밸런싱 역할을 합니다.

즉 새로운 Pod이 준비되면 자동으로 트래픽이 분산됩니다.

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4. Rolling Update Deployment 설정

Kubernetes에서는 Deployment 설정을 통해 Rolling Update를 구성할 수 있습니다.

예시

 

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: spring-app
spec:
  replicas: 3
  strategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      maxUnavailable: 1
      maxSurge: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: spring-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: spring-app
    spec:
      containers:
      - name: spring-app
        image: spring-app:v2
        ports:
        - containerPort: 8080

 

설정 설명

• maxUnavailable
  동시에 중지될 수 있는 Pod 수
• maxSurge
  동시에 추가로 생성되는 Pod 수

이 설정을 통해 서비스 중단 없이 배포가 진행됩니다.

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5. Rolling Update 동작 과정

Spring Boot 애플리케이션 배포 과정은 다음과 같습니다.

1. 새로운 Pod 생성
2. Pod 준비 상태 확인
3. 트래픽 연결
4. 기존 Pod 종료

 

이 과정에서 중요한 요소는 Readiness Probe입니다.

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6. Readiness Probe 설정

Readiness Probe는 애플리케이션이 트래픽을 받을 준비가 되었는지 확인합니다.

Spring Boot에서는 보통 Actuator health endpoint를 사용합니다.

예

readinessProbe:
  httpGet:
    path: /actuator/health
    port: 8080
  initialDelaySeconds: 10
  periodSeconds: 5

 

동작 방식

Pod 생성
 ↓
애플리케이션 시작
 ↓
/actuator/health 확인
 ↓
Service 연결

 

즉 준비되지 않은 Pod에는 트래픽이 전달되지 않습니다.

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7. 무중단 배포 구조

Spring Boot + Kubernetes 무중단 배포 구조는 다음과 같습니다.

 

Client
↓
Service
↓
Pod(v1)
Pod(v1)
Pod(v1)

 

배포 시작

 

Pod(v2)
Pod(v1)
Pod(v1)

 

완료

 

Pod(v2)
Pod(v2)
Pod(v2)

 

사용자는 서비스 중단을 느끼지 못합니다.

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8. 실제 운영에서의 추가 구성

실제 운영 환경에서는 다음 요소도 함께 구성합니다.

Liveness Probe

애플리케이션 장애 감지

 

Pod Crash
↓
자동 재시작

 

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HPA (Horizontal Pod Autoscaler)

트래픽 증가 시 Pod 자동 확장

 

CPU 증가
↓
Pod 자동 증가

 

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결론

Kubernetes의 Rolling Update는 서비스 중단 없이 애플리케이션을 배포할 수 있는 강력한 기능입니다.

Spring Boot 애플리케이션을 Kubernetes에서 운영하면 다음과 같은 장점을 얻을 수 있습니다.

• 무중단 배포
• 자동 복구
• 자동 확장
• 안정적인 운영

Java/Spring 개발자가 Kubernetes 배포 전략을 이해하면 클라우드 네이티브 환경에서 안정적인 서비스 운영이 가능해집니다.