Kubernetes 볼륨 관리: 데이터 영속성과 효율적인 공유를 위한 완벽 가이드

Volume이란?

컨테이너가 재시작되거나 교체되어도 데이터를 유지하도록 도와주는 저장소입니다. Kubernetes에서는 다양한 Volume 타입으로 요구사항에 맞는 스토리지를 구성할 수 있습니다.

볼륨의 주요 특징

Pod 수명 주기와 연결: 기본 볼륨은 Pod가 존재하는 동안 유지되며, Pod가 삭제되면 함께 삭제됩니다.

다양한 볼륨 타입: emptyDir, hostPath, configMap, secret 등 다양한 타입의 볼륨을 지원합니다.

컨테이너 간 데이터 공유: 같은 Pod 내의 여러 컨테이너가 볼륨을 마운트하여 데이터를 공유할 수 있습니다.

1. PersistentVolume & PersistentVolumeClaim 생성

volume.yaml 은 업로드 파일을 위한 PV/PVC를 정의합니다. hostPath 기반이지만 PVC를 통해 Pod와 느슨하게 연결합니다.

# volume.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: upload-pv
  namespace: volume
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  hostPath:
    path: /tmp/upload
    type: DirectoryOrCreate
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: ""
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: upload-pvc
  namespace: volume
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi
  volumeName: upload-pv
  storageClassName: ""

kubectl apply -f volume.yaml
kubectl get pv,pvc -n volume.yaml

PV는 클러스터 범위 객체라 namespace 필드가 무시되지만, 파일과 동일한 패턴으로 관리하기 위해 그대로 두었습니다.

2. Deployment에서 Volume 사용

deployment-volume.yaml은 ConfigMap, Deployment, Service를 한 번에 배포합니다. 로그는 hostPath로, 업로드 디렉터리는 PVC로 구성됩니다.

# deployment-volume.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: simple-file-server
  namespace: volume
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: simple-file-server
  template:
    metadata:
      labels:
        app: simple-file-server
    spec:
      nodeSelector:
        kubernetes.io/hostname: "worker"
      containers:
      - name: simple-file-server
        image: ghcr.io/jung-geun/simple-file-server:1.0
        ports:
        - containerPort: 3001
        env:
        - name: PORT
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: simple-file-server-config
              key: PORT
        - name: LOG_PATH
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: simple-file-server-config
              key: LOG_PATH
        - name: UPLOAD_DIR
          valueFrom:
            configMapKeyRef:
              name: simple-file-server-config
              key: UPLOAD_DIR
        volumeMounts:
        - name: log-storage
          mountPath: /var/log/app
        - name: upload-storage
          mountPath: /var/uploads
            
      volumes:
      - name: log-storage
        hostPath:
          path: /tmp/flask-logs
          type: DirectoryOrCreate
      - name: upload-storage
        persistentVolumeClaim:
          claimName: upload-pvc

Service는 NodePort 30001을 통해 외부에서 접근할 수 있습니다.

kubectl apply -f deployment-volume.yaml
kubectl get pods -n volume -l app=simple-file-server -o wide
kubectl get svc -n volume simple-file-server

nodeSelector가 worker 노드를 가리키므로, 실제 노드 이름이 다르면 kubernetes.io/hostname 라벨 값을 확인하고 YAML을 수정하세요.

3. 로그와 업로드 데이터 확인

# 애플리케이션 호출로 로그와 파일 생성
for i in {1..3}; do curl http://localhost:30001; done

# Pod 내부 로그 확인
POD_NAME=$(kubectl get pod -n volume -l app=simple-file-server -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')
kubectl exec -n volume $POD_NAME -- cat /var/log/app/app.log

# 호스트 측 로그 확인 (hostPath)
cat /tmp/flask-logs/app.log

# 업로드 PVC가 마운트됐는지 확인
kubectl exec -n volume $POD_NAME -- ls -l /var/uploads

4. 데이터 영속성 테스트

# 현재 로그 및 업로드 디렉터리 확인
cat /tmp/flask-logs/app.log
ls -l /tmp/upload

# 모든 Pod 삭제 (ReplicaSet이 다시 생성)
kubectl delete pod -n volume -l app=simple-file-server
kubectl get pods -n volume -l app=simple-file-server -w

# 새 Pod에서도 이전 데이터가 유지되는지 확인
cat /tmp/flask-logs/app.log
ls -l /tmp/upload

5. 다른 Volume 타입 살펴보기

emptyDir: 같은 Pod 안의 컨테이너 간 임시 데이터 공유에 적합. Pod 삭제 시 데이터가 사라집니다.

PersistentVolumeClaim: NFS, CSI 드라이버 등 외부 스토리지를 Kubernetes 방식으로 추상화합니다.

CSI 드라이버: AWS EBS, S3, Ceph, Longhorn 등 클라우드/온프레미스 스토리지를 사용할 때 필수.

emptyDir 예시

volumes:
- name: shared-data
  emptyDir: {}
volumeMounts:
- name: shared-data
  mountPath: /data

PVC 예시 (커스텀)

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: simple-file-server-logs-pv
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  hostPath:
    path: /mnt/simple-file-server/logs
    type: DirectoryOrCreate
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: simple-file-server-logs-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 500Mi

6. 로그 관리 팁

# 실시간 로그 tail
tail -f /tmp/flask-logs/app.log

# 로그 파일 크기 확인
du -h /tmp/flask-logs/app.log

# 로그 정리
> /tmp/flask-logs/app.log   # 내용만 초기화

# 또는
rm /tmp/flask-logs/app.log  # 파일 삭제 후 애플리케이션이 다시 생성하도록 유도

7. 정리

kubectl delete -f deployment-volume.yaml
kubectl delete -f volume.yaml
sudo rm -rf /tmp/flask-logs
sudo rm -rf /tmp/upload

핵심 정리

✅ hostPath + PVC 조합으로 로그와 업로드 데이터를 분리 관리

✅ ConfigMap으로 로그 경로/업로드 디렉터리 설정값 유지

✅ Replica 재시작 후에도 PVC 덕분에 업로드 데이터 유지

✅ nodeSelector로 특정 노드에 워크로드 고정 가능

Volume 선택 가이드

용도	Volume 타입
간편한 로컬 로그 저장	hostPath
업로드 파일 영속화	PVC (upload-pvc)
Pod 간 임시 공유	emptyDir
외부 스토리지 연동	NFS, CSI (EBS, S3 등)