Pod 단위로 구성된 MLOps 환경에서 데이터베이스(DB)에 대한 권한 통제 241217

q1: Pod 단위로 구성된 MLOps 환경에서 데이터베이스(DB)에 대한 권한 통제

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Pod 단위로 구성된 MLOps 환경에서도 데이터베이스(DB)에 대한 권한 통제는 충분히 가능합니다. Kubernetes와 컨테이너 환경은 보안 정책과 네트워크 접근 제어를 통해 DB에 대한 접근 권한을 세분화하고 관리할 수 있습니다. 이를 실현하는 주요 방법은 다음과 같습니다:

1. Pod와 DB 간의 권한 통제 주요 방식

1) 네트워크 레벨의 접근 제어
• **Kubernetes 네트워크 정책(NetworkPolicy)**를 사용하여 Pod의 인바운드/아웃바운드 트래픽을 제어.
• 특정 Pod만 데이터베이스에 접근할 수 있도록 설정 가능.

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: NetworkPolicy
metadata:
  name: allow-db-access
  namespace: mlops
spec:
  podSelector:
    matchLabels:
      app: model-serving
  policyTypes:
  - Ingress
  - Egress
  ingress:
  - from:
    - podSelector:
        matchLabels:
          app: database

• 위 예시는 model-serving Pod만 DB에 접근하도록 허용.

2) DB 계정 및 역할(Role) 기반 접근 제어
• DB 계정을 Pod별로 분리하고 필요한 최소한의 권한만 할당.
• 예:
• 데이터 전처리용 Pod: 읽기 전용(Read-only) 권한.
• 모델 서빙용 Pod: 쓰기/업데이트(Write/Update) 권한.
• 학습 데이터용 Pod: 풀 권한(Admin).

구현 방법:
1. 각 Pod에 할당할 DB 계정을 생성.
2. DBMS에서 계정별 권한 설정:

CREATE USER 'preprocessing_user'@'%' IDENTIFIED BY 'password';
GRANT SELECT ON ml_database.* TO 'preprocessing_user'@'%';

CREATE USER 'training_user'@'%' IDENTIFIED BY 'password';
GRANT INSERT, UPDATE, SELECT ON ml_database.* TO 'training_user'@'%';


3. Pod에서 사용하는 컨테이너 환경 변수에 해당 계정 정보를 제공.

3) Kubernetes Secret을 이용한 DB 자격증명 관리
• DB 사용자 이름과 비밀번호를 Kubernetes Secret으로 저장하고 Pod에 주입.
• 이를 통해 자격 증명을 안전하게 관리 가능.

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: db-credentials
  namespace: mlops
type: Opaque
data:
  username: cHJlcHJvY2Vzc2luZ191c2Vy  # base64 encoded
  password: cGFzc3dvcmQ=            # base64 encoded

• Pod에서 Secret을 환경 변수로 마운트:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: model-serving
spec:
  containers:
  - name: serving
    image: serving-image
    env:
    - name: DB_USERNAME
      valueFrom:
        secretKeyRef:
          name: db-credentials
          key: username
    - name: DB_PASSWORD
      valueFrom:
        secretKeyRef:
          name: db-credentials
          key: password

4) IAM과 서비스 계정을 통한 권한 제어
• 클라우드 환경(AWS, GCP, Azure)에서는 Pod별로 IAM 역할(Role)을 설정하여 DB 접근 권한을 세분화 가능.
• 구현 방법:
• Kubernetes Pod에 ServiceAccount를 연결.
• ServiceAccount에 IAM 역할(Role)을 매핑.
• DB는 IAM 인증을 통해 접근을 허용.

2. 권한 통제의 주요 이점
1. 최소 권한 원칙(Least Privilege):
• Pod별로 필요한 최소 권한만 부여하여 보안을 강화.
2. 격리성(Isolation):
• 한 Pod이 침해되더라도 다른 Pod 또는 DB 전체에 미치는 영향을 최소화.
3. 유연성:
• 각 Pod의 역할(데이터 전처리, 학습, 서빙 등)에 맞는 권한 할당 가능.

3. 고려 사항
1. Secret 관리:
• Kubernetes Secret은 기본적으로 Base64로 인코딩되므로 별도의 암호화 도구(KMS)와 함께 사용하는 것이 좋음.
2. 네트워크 정책 테스트:
• NetworkPolicy가 잘못 설정되면 Pod 간 통신 문제 또는 DB 접근 실패가 발생할 수 있음.
3. DB 연결 풀링 관리:
• 각 Pod이 독립적으로 DB에 연결하면 연결 수가 급증할 수 있으므로, 연결 풀링(Connection Pooling)을 고려해야 함.

4. 결론

Pod 단위로 구성된 MLOps 환경에서도 네트워크 제어, DB 계정 관리, Kubernetes Secret, IAM 역할 설정 등을 통해 데이터베이스 접근 권한을 세밀하게 통제할 수 있습니다. 이를 통해 보안을 강화하면서도 필요한 서비스 간의 원활한 협업이 가능합니다.