쿠버네티스 실습: PersistentVolume과 PersistentVolumeClaim으로 데이터 저장하기

쿠버네티스 실습: PersistentVolume과 PersistentVolumeClaim으로 데이터 저장하기

앞선 글에서는 ConfigMap과 Secret을 이용해 환경 변수 및 보안 값 주입을 실습했습니다.
이번 글에서는 **PersistentVolume(PV)**과 **PersistentVolumeClaim(PVC)**을 통해 데이터가 사라지지 않는 스토리지를 연결하는 방법을 다룹니다.

컨테이너는 기본적으로 휘발성입니다. Pod가 삭제되면 그 안에 있던 데이터는 같이 사라집니다. 하지만 DB 같은 애플리케이션은 데이터 영속성이 필수입니다. 이를 해결하는 게 바로 PV/PVC 구조입니다.

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1) 핵심 개념

• PersistentVolume(PV): 클러스터에서 제공하는 스토리지 자원. (NFS, 클라우드 디스크, 로컬 디렉토리 등)
• PersistentVolumeClaim(PVC): Pod가 스토리지를 요청하는 방식. PV에 연결됨.
• Pod는 직접 PV를 쓰지 않고 PVC를 통해 접근합니다.

구조 이해:

Pod → PVC → PV → 실제 스토리지 (hostPath, NFS, AWS EBS, GCP Disk 등)

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2) 로컬 PersistentVolume 생성

먼저, 맥미니에서 Minikube 환경이므로 로컬 경로(hostPath)를 이용해 PV를 만듭니다.

local-pv.yaml 작성:

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: local-pv
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  hostPath:
    path: "/data/k8s"

설명

• capacity.storage: 1Gi 할당.
• accessModes: ReadWriteOnce → 하나의 노드에서 읽기/쓰기 가능.
• hostPath: 실제 노드(맥미니 내 Minikube VM)의 경로.

적용:

kubectl apply -f local-pv.yaml

확인:

kubectl get pv

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3) PVC 생성

반응형

local-pvc.yaml 작성:

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: local-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 500Mi

설명

• Pod가 500Mi를 요청.
• PV(local-pv)가 1Gi이므로 매칭되어 바인딩됨.

적용:

kubectl apply -f local-pvc.yaml
kubectl get pvc

예상 출력:

NAME        STATUS   VOLUME     CAPACITY   ACCESS MODES   AGE
local-pvc   Bound    local-pv   1Gi        RWO            5s

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4) PVC를 사용하는 Pod 만들기

nginx-pv-pod.yaml 작성:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pv-pod
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.27
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:
    - mountPath: "/usr/share/nginx/html"
      name: html-volume
  volumes:
  - name: html-volume
    persistentVolumeClaim:
      claimName: local-pvc

적용:

kubectl apply -f nginx-pv-pod.yaml
kubectl get pods

Pod가 Running 상태가 되면 PVC가 자동으로 연결됩니다.

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5) 데이터 쓰기 & 유지 확인

Pod 안으로 들어가서 데이터를 작성해봅니다.

kubectl exec -it nginx-pv-pod -- /bin/bash
echo "Hello Persistent Volume!" > /usr/share/nginx/html/index.html
exit

브라우저에서 접속:

kubectl port-forward pod/nginx-pv-pod 8080:80

http://localhost:8080 에 접속 → “Hello Persistent Volume!” 출력 확인.

이제 Pod를 삭제합니다:

kubectl delete pod nginx-pv-pod

다시 같은 Pod를 올리고 접속해보면 데이터가 그대로 유지됩니다.

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6) 구조 이해

• Pod 삭제 후 재생성해도 데이터 유지: PVC가 동일한 PV를 계속 참조하기 때문.
• 운영 환경에서는 hostPath 대신:
  • 클라우드(예: AWS EBS, GCP Persistent Disk)
  • 네트워크 스토리지(NFS, Ceph, GlusterFS 등)
    를 주로 사용합니다.

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7) 정리

• PV는 클러스터의 스토리지 풀, PVC는 Pod의 스토리지 요청.
• Pod는 PVC를 통해 PV에 연결.
• 데이터 영속성을 확보해야 DB, 로그 저장소 등에 활용 가능.

다음 글에서는 StatefulSet을 사용해 PostgreSQL 데이터베이스를 쿠버네티스 위에 배포하고, PVC를 붙여 데이터가 유지되도록 만드는 실습을 진행합니다.

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1) hostPath 기반 PV의 한계와 주의점 (Minikube 환경)

Minikube는 hostPath 타입의 PV를 기본으로 지원하지만, 실제로는 Minikube VM 내부의 경로와 연결된다는 점을 이해해야 합니다.

• Minikube는 hostPath 볼륨을 Minikube VM 내부의 디렉토리에 매핑합니다. 즉, /data, /var/lib/minikube, /tmp/hostpath_pv 등의 경로에 저장된 데이터가 재부팅 이후에도 지속적으로 유지됩니다.
  (Reddit, minikube)
• 하지만 /data/k8s처럼 사용자가 지정한 경로는 해당 디렉토리가 Minikube VM 내부에 미리 생성되어 있거나, Minikube가 접근할 수 있는 방식으로 연결되어 있어야 합니다. 단순히 macOS 호스트의 디렉토리를 지정하면 Minikube VM 내에 해당 경로가 없어 매핑되지 않거나, 데이터가 사라지는 상황이 발생할 수 있습니다.
  (Stack Overflow)

따라서 다음 두 가지 중 하나로 실습을 확실하게 구성하는 것이 좋습니다:

A) Minikube 내부에 있는 /data 경로 이용

Minikube가 이미 유지 보수 대상으로 지정한 경로(/data)를 활용하면, VM 내부에서 안정적으로 데이터를 유지할 수 있습니다.
예시:

hostPath:
  path: "/data/pv-example"

B) minikube mount 기능을 사용

macOS 호스트의 디렉토리를 Minikube VM에 연결하려면 minikube mount를 활용할 수 있습니다.

minikube mount <호스트경로>:<VM 내부 경로>

이후 hostPath에 해당 VM 내부 경로를 지정하면, 호스트와 PV 간 파일 동기화가 이루어져 개발 편의성이 올라갑니다.
(Stack Overflow, minikube)

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2) 동적 프로비저닝(Dynamic Provisioning) 기능 활용 가능성

Minikube는 단순 hostPath 외에도 Dynamic Provisioning 기능을 내장하고 있어, StorageClass 기반 PVC 생성으로 PV가 자동할당되는 구조를 실습할 수 있습니다.

• Minikube는 자체적으로 동작하는 기본 Storage Provisioner를 내장하고 있어, 특별한 설정 없이 PVC만 만들면 PV를 자동으로 생성 및 바인딩합니다.
  (Platform9, Medium)

이는 실습의 생동감을 높이고, 클라우드 환경에서 사용하는 방식과 동일한 흐름으로 연습할 수 있다는 장점이 있습니다.

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3) 권장 보완 요약

항목 제안 및 설명

PV hostPath 설정 경로	/data 등 Minikube VM 내부 경로 사용하는 것을 권장
호스트 디렉토리 연동	minikube mount + hostPath 방식으로 연동 시 실습 편의성↑
자동 PV 생성 실습	StorageClass 기반 PVC로 동적 프로비저닝 예시 추가로 내용 강화
데이터 유지 확인	Pod 재생성 후에도 데이터 유지되는 흐름 명확히 강조

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정리

• Minikube 환경이기 때문에 hostPath는 Minikube VM 내부 경로에 매핑된다는 사실을 명확히 해야 합니다.
• macOS의 특정 디렉토리 사용이 필요하다면 minikube mount 기능을 꼭 활용하도록 안내하는 것이 좋습니다.
• Dynamic Provisioning 지원을 활용하면, 클라우드 환경과 유사한 PV/PVC 흐름 실습이 가능해져 학습 효과가 큽니다.