📦 3-Tier Architecture: Nginx + FastAPI + MySQL

📦 3-Tier Architecture: Nginx + FastAPI + MySQL

Kubernetes 환경에서의 Web(Nginx) - WAS(FastAPI) - DB(MySQL) 3-Tier 구성 아키텍처임.

목차

• 📊 아키텍처 다이어그램
• 🦊 GitLab CI/CD 파이프라인
• 🏗️ 구성 요소
• 📦 크로스 네임스페이스 통신
• 💾 Volume 구성
• 🚀 배포 방법
• 🧹 리소스 정리

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�📊 아키텍처 다이어그램

🦊 GitLab CI/CD 파이프라인

이 프로젝트는 GitHub Push -> GitLab Mirroring -> GitLab CI Build 과정을 통해 3-Tier용 이미지를 자동으로 빌드하고 배포함.

Job Name	Stage	역할	Dockerfile 위치	대상 이미지
build-3tier-mysql	build	MySQL 8.0 커스텀 이미지 빌드	3-tier/mysql/Dockerfile	registry.gitlab.com/.../3tier-mysql
build-3tier-fastapi	build	FastAPI 애플리케이션 이미지 빌드	3-tier/fastapi/Dockerfile	registry.gitlab.com/.../fastapi
build-3tier-nginx	build	Nginx 커스텀 이미지 빌드	3-tier/nginx/Dockerfile	registry.gitlab.com/.../3tier-nginx

실행 조건:

• 브랜치: feat/on-premise-ict
• 트리거: 해당 브랜치에 Push 발생 시 자동 실행

🏗️ 구성 요소

1. Nginx (Web Tier)

• Namespace: 3tier-nginx
• Role: 정적 파일 서빙 및 리버스 프록시
• Replicas: 3
• Service Type: LoadBalancer (외부 접속 허용)
• Volume: /usr/share/nginx/html (정적 파일)

2. FastAPI (WAS Tier)

• Namespace: 3tier-fastapi
• Role: API 비즈니스 로직 처리
• Replicas: 3
• Service Type: ClusterIP (내부 통신 전용)
• Volume: /app (애플리케이션 코드)

3. MySQL (DB Tier)

• Namespace: 3tier-mysql
• Role: 데이터 관리 및 저장
• Replicas: 1
• Service Type: ClusterIP (내부 통신 전용)
• Volume: /var/lib/mysql (DB 데이터 영구 저장)

📦 크로스 네임스페이스 통신

각 티어가 분리된 네임스페이스에 배포되므로, FQDN을 사용하여 통신함.

통신 방향	FQDN
Nginx → FastAPI	fastapi-service.3tier-fastapi.svc.cluster.local
FastAPI → MySQL	mysql-service.3tier-mysql.svc.cluster.local

�💾 Volume 구성

컴포넌트	Mount Path	설명
Nginx	/usr/share/nginx/html	정적 웹 콘텐츠 (HTML, CSS 등) 저장
FastAPI	/app	Python 애플리케이션 소스 코드 저장
MySQL	/var/lib/mysql	데이터베이스 파일 영구 저장

🚀 배포 방법

1️⃣ 사전 준비 (.env 설정)

최상위 디렉토리(3-tier)의 .env 파일을 사용함.

# .env 파일 생성 (없을 경우)
cp .env.example .env

# .env 파일 수정
# MYSQL_ROOT_PASSWORD, MYSQL_USER, MYSQL_PASSWORD, MYSQL_DATABASE
# DOCKER_CONFIG_JSON_BASE64 (이미지 Pull용 시크릿)
vi .env

2️⃣ MySQL 배포 (3tier-mysql)

데이터베이스를 먼저 배포함.

# 3-tier 폴더에서 실행
cd on-premise-ict/day3-1217/3-tier

# .env 로드 및 배포
set -a && source .env && set +a && envsubst < mysql/mysql.yaml | kubectl apply -f -

# 확인
kubectl get all -n 3tier-mysql

3️⃣ FastAPI 배포 (3tier-fastapi)

MySQL이 준비되면 FastAPI를 배포함.

# .env 로드 및 배포
set -a && source .env && set +a && envsubst < fastapi/fastapi.yaml | kubectl apply -f -

# 확인
kubectl get all -n 3tier-fastapi

4️⃣ Nginx 배포 (3tier-nginx)

FastAPI가 준비되면 Nginx를 배포함.

# .env 로드 및 배포
set -a && source .env && set +a && envsubst < nginx/nginx.yaml | kubectl apply -f -

# 확인
kubectl get all -n 3tier-nginx

5️⃣ 접속 확인

LoadBalancer IP를 확인하여 접속함.

kubectl get svc -n 3tier-nginx
# EXTERNAL-IP 확인 후 브라우저 접속 (http://<EXTERNAL-IP>)

🧹 리소스 정리

배포된 리소스를 완전히 정리하려면 아래 순서대로 진행함.

1️⃣ Deployment & Service 삭제

각 네임스페이스의 워크로드를 먼저 삭제함.

# Nginx 리소스 삭제
kubectl delete deploy,svc,configmap --all -n 3tier-nginx

# FastAPI 리소스 삭제
kubectl delete deploy,svc,secret --all -n 3tier-fastapi

# MySQL 리소스 삭제
kubectl delete deploy,svc,secret,configmap,pvc --all -n 3tier-mysql

2️⃣ Namespace 삭제

네임스페이스를 삭제하면 내부 리소스도 함께 삭제됨.

# 전체 네임스페이스 한번에 삭제
kubectl delete ns 3tier-nginx 3tier-fastapi 3tier-mysql

# 삭제 확인
kubectl get ns | grep 3tier

3️⃣ PersistentVolume 삭제

PV는 클러스터 레벨 리소스이므로 별도로 삭제해야 함.

# PV 삭제
kubectl delete pv 3tier-mysql-pv

# 삭제 확인
kubectl get pv | grep 3tier

4️⃣ 호스트 데이터 정리 (선택)

hostPath 볼륨 데이터를 완전히 삭제하려면:

# 각 노드에서 실행 (또는 ssh 접속 후)
sudo rm -rf /data/3tier/mysql

⚡ 한번에 정리 (빠른 정리)

# 네임스페이스 삭제 (내부 리소스 자동 삭제)
kubectl delete ns 3tier-nginx 3tier-fastapi 3tier-mysql

# PV 삭제
kubectl delete pv 3tier-mysql-pv

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관련 문서

• 모듈 홈
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• 상위 README