CloudNativePG

CNPG(CloudNativePG) 란?

PostgreSQL을 Kubernetes 환경에서 쉽게 관리할 수 있도록 도와주는 Kubernetes Operator입니다.

PostgreSQL을 수동으로 관리하는 대신, CNPG가 Kubernetes 환경에서 이를 자동으로 처리합니다.

 

 

주요 기능

• Kubernetes 네이티브 접근 : CloudNativePG는 Kubernetes의 컨트롤러 확장을 통해 PostgreSQL 클러스터를 관리합니다. 오퍼레이터 패턴을 채택하여 복잡한 애플리케이션을 관리합니다.
• PostgreSQL 상태 관리 : PostgreSQL 클러스터의 상태를 Kubernetes의 Cluster 리소스에 직접 반영하여, Kubernetes API를 통해 쉽게 확인하고 관리할 수 있습니다.
• 고가용성 및 자동화 :

• 장애 복구 : 클러스터의 Primary 인스턴스가 실패하면, 오퍼레이터가 자동으로 새로운 Primary를 선택하고 상태를 갱신합니다.
• 스케일링 : 읽기 전용 복제본을 자동으로 추가하거나 제거할 수 있습니다.
• 롤링 업데이트 : 컨테이너 이미지 변경 시, 오퍼레이터가 먼저 복제본을 업데이트하고, 그 후 Primary를 업데이트하는 방식으로 롤링 업데이트를 지원합니다.

 

장점

• Kubernetes API를 통해 복잡한 PostgreSQL 클러스터의 상태와 작업을 자동으로 관리합니다.
• 애플리케이션 컨테이너가 변경되지 않도록 관리합니다.
• 백업, 클러스터 이미지, 풀러(pooler), 예약된 백업 등을 관리합니다.
• Kubernetes API 서버가 일시적으로 장애가 나면, 오퍼레이터는 API 서버가 복구될 때까지 조치를 미루고, PostgreSQL 인스턴스는 기존 상태대로 계속 운영됩니다.

 

범위 외

CloudNativePG는 PostgreSQL만을 관리하는 오퍼레이터로, PostgreSQL 포크 버전이나 다른 DBMS(MariaDB 등)은 지원하지 않으며, 플러그인 인터페이스인 CNPG-I를 통해 확장이 가능합니다.

 

 

 

 

CNPG 설치

https://cloudnative-pg.io/charts/

CloudNativePG Helm Chart

• 저장소 추가 및 차트 다운로드

helm repo add cnpg https://cloudnative-pg.github.io/charts
helm repo update

helm pull cnpg/cloudnative-pg
tar xvf cloudnative-pg-0.23.2.tgz

 

 

• values 구성 (monitoring 추가 예시)

monitoring:
  podMonitorEnabled: true
  podMonitorAdditionalLabels:
    release: monitoring
  grafanaDashboard:
    create: true
    namespace: monitoring

 

 

• 설치

helm install cnpg cloudnative-pg -f values.yaml -n cnpg-system --create-namespace

 

 

• custom conf
  https://cloudnative-pg.io/documentation/1.20/postgresql_conf/

PostgreSQL Configuration - CloudNativePG

 

 

 

 

Cluster 구성

• postgres(super user) 비밀번호 설정
  • secret으로 구성되어야 함.

apiVersion: v1
data:
  username: cG9zdGdyZXM=
  password: aHl1bjEyMzQ=
kind: Secret
metadata:
  name: superuser-secret
  namespace: cnpg-system
type: kubernetes.io/basic-auth

 

현재로서는 슈퍼유저 비밀번호 이름의 변경 사항이 클러스터에 적용되지 않습니다!

 

 

• Database 자격증명 구성
  • secret으로 구성

apiVersion: v1
data:
  username: Y3Jvd2Q=
  password: aHl1bjEyMzQ=
kind: Secret
metadata:
  name: crowd-db-secret
  namespace: cnpg-system
type: kubernetes.io/basic-auth

 

 

• Cluster 구성
  • imageName :  사용할 postgresql 버전 이미지
  • instance : 임시 구성으로 복제본 사용X (예. 3으로 구성시 primary1+replication2로 구성됨)
  • bootstrap : https://cloudnative-pg.io/documentation/1.20/bootstrap/

apiVersion: postgresql.cnpg.io/v1
kind: Cluster
metadata:
  name: crowd-db
  namespace: cnpg-sy11stem
spec:
  imageName: ghcr.io/cloudnative-pg/postgresql:16.4
  instances: 1
  superuserSecret:
    name: superuser-secret
  storage:
    size: 1Gi
  bootstrap:
    initdb:
      database: crowd
      owner: crowd
      secret:
        name: crowd-db-secret
  monitoring:
    enablePodMonitor: true

 

 

 

 

Cluster 확인

• Pod

 

 

• Service
  • r, ro : 읽기 전용
  • rw : 읽기, 쓰기

 

 

• Secret

 

 

 

 

플러그인 설치

CloudNativePG는 Kubernetes에서 클러스터를 관리하는 플러그인을 제공합니다.

curl -sSfL \
  https://github.com/cloudnative-pg/cloudnative-pg/raw/main/hack/install-cnpg-plugin.sh | \
  sudo sh -s -- -b /usr/local/bin

 

 

• primary 변경, scale, status 확인, restart 등등

 

 

 

 

Reference

• https://github.com/cloudnative-pg/cloudnative-pg
• CloudNativePG 사용해 보다

• https://cloudnative-pg.io/documentation/1.20/kubectl-plugin/