Pod 리소스 관리: Requests, Limits, QoS 완벽 이해하기

들어가며: Pod의 리소스 관리는 왜 중요할까?

쿠버네티스 환경에서 Pod가 사용하는 CPU나 메모리를 제한하지 않으면, 자원 과다 사용으로 인해 다른 서비스에 장애가 발생할 수 있습니다.

이를 예방하기 위해 쿠버네티스는 리소스 Requests와 Limits를 제공하여 컨테이너별 자원 사용량을 예측하고 제어할 수 있도록 합니다.

이번 글에서는 다음 내용을 다룹니다:

• Requests와 Limits의 개념과 차이점
• QoS 클래스 (Guaranteed, Burstable, BestEffort)
• 실습 가능한 YAML 예시
• 운영 환경에서 리소스 관리 전략

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1. Requests와 Limits란 무엇인가?

Requests

• 컨테이너가 최소한으로 보장받아야 하는 리소스
• 스케줄러가 Pod를 배치할 때 Requests 값을 기반으로 노드 자원을 계산

Limits

• 컨테이너가 사용할 수 있는 최대 리소스
• Limits를 초과하면 CPU는 throttling(속도 제한), 메모리는 OOMKilled(프로세스 종료)

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예시: Requests & Limits 설정

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: resource-pod
spec:
  containers:
    - name: app
      image: nginx
      resources:
        requests:
          cpu: "250m"    # 최소 0.25 CPU
          memory: "128Mi" # 최소 128MB 메모리
        limits:
          cpu: "500m"    # 최대 0.5 CPU
          memory: "256Mi" # 최대 256MB 메모리

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2. Requests와 Limits의 차이점

항목	Requests	Limits
의미	최소 보장 리소스	최대 허용 리소스
스케줄링 영향	Pod 배치에 직접 영향	Pod 실행 중 자원 제한
초과 시 동작	스케줄 실패 가능성	CPU: 속도 제한, 메모리: 종료

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3. QoS 클래스란?

Kubernetes는 Pod의 Requests와 Limits 값에 따라 QoS(Quality of Service) 클래스를 자동으로 부여합니다.

QoS 클래스	조건
Guaranteed	모든 컨테이너가 Requests=Limits 설정
Burstable	Requests < Limits 설정
BestEffort	Requests와 Limits 미설정

예시

• Guaranteed Pod는 리소스가 부족할 때도 우선적으로 유지됩니다.
• BestEffort Pod는 가장 먼저 제거될 가능성이 높습니다.

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4. 리소스 단위 이해하기

• CPU: 1 = 1 CPU 코어, 500m = 0.5 CPU
• Memory: 1Gi = 1024Mi = 약 1GB
• m 단위는 milliCPU(1/1000 CPU)

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5. 실습: 리소스 제한 없는 Pod vs 제한 있는 Pod

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: no-limit-pod
spec:
  containers:
    - name: app
      image: busybox
      command: ["sh", "-c", "while true; do echo Hello; sleep 1; done"]

위 Pod는 CPU/메모리 제한이 없으므로 노드 리소스를 무한히 점유할 가능성이 있습니다.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: limited-pod
spec:
  containers:
    - name: app
      image: busybox
      resources:
        requests:
          cpu: "100m"
          memory: "64Mi"
        limits:
          cpu: "200m"
          memory: "128Mi"

위 Pod는 명시된 범위 내에서만 자원을 사용합니다.

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6. 운영 환경에서의 리소스 관리 전략

1. Requests 값을 실제 애플리케이션 평균 사용량 기반으로 설정
2. Limits 값은 평균보다 1.5~2배 크게 설정해 여유 확보
3. **HPA(Horizontal Pod Autoscaler)**와 연계하여 자동 스케일링
4. ResourceQuota를 네임스페이스 단위로 설정해 팀별 리소스 관리

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7. FAQ (Answer Engine Optimization)

Q1. Requests와 Limits를 설정하지 않으면 어떻게 되나요?
A. Pod는 BestEffort QoS를 받으며, 자원 부족 시 가장 먼저 종료될 수 있습니다.

Q2. CPU Limits를 초과하면 어떤 일이 발생하나요?
A. CPU는 강제로 제한(throttling)되어 성능 저하가 발생합니다.

Q3. Memory Limits를 초과하면요?
A. OOMKilled(Out Of Memory)로 Pod가 강제 종료됩니다.

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8. 핵심 요약

개념	설명
Requests	Pod가 보장받을 최소 리소스
Limits	Pod가 사용할 수 있는 최대 리소스
QoS	Requests/Limits 설정에 따른 우선순위
운영 전략	평균 사용량 기반의 Requests, 여유 있는 Limits 설정

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마무리

Pod의 리소스를 올바르게 설정하면 안정성과 효율성을 동시에 확보할 수 있습니다.