Feb 26, 2024

6. Kubernetes and AWS EKS

Kubernetes 의 활용

애플리케이션 급속하게 성장함에 따라, 증가하는 수요를 충족시키면서 동시에 신뢰성 및 효율성을 유지하는 인프라의 확장에 대한 도전을 종종 마주하게 됩니다. Kubernetes 는 컨테이너화된 애플리케이션의 배포, 스케일링 및 관리를 자동화하는 강력한 시스템을 제공하며 해결책으로 등장합니다.

그 특징으로는:

스케일러빌리티: 자동으로 애플리케이션을 스케일 업 또는 다운시켜 변동하는 워크로드에 신속하게 조정합니다.
일관성 및 이식성: 개발, 테스트, 생산 환경에서 일관된 환경을 보장하며, 클라우드 및 온프레미스 시스템 간의 원활한 마이그레이션 및 배포를 용이하게 합니다.
고가용성: 자가 치유 기능으로 애플리케이션의 가동 시간을 최대화하며, 실패한 컨테이너 및 노드를 자동으로 교체합니다.
자원 효율성: 기반 인프라의 사용을 최적화하여 비용을 줄이고 컨테이너 오케스트레이션을 통해 성능을 향상시킵니다.

Managed Kubernetes 를 통한 운영

복잡한 Kubernetes 초기설정을 간소화하고 각 Cloud Service 에 최적화된 환경을 구성하기 위해 Managed Kubernetes 를 사용할 수 있습니다. AWS 에서는 EKS, Azure 에서는 AKS, GCP 에서는 GKE 등이 있으며, 이러한 서비스는 클러스터의 배포, 관리, 스케일링 및 모니터링을 단순화하고, 클라우드 서비스와의 통합을 통해 애플리케이션의 성능, 보안, 확장성을 향상시킵니다. 이 포스트에서는 AWS EKS 는 Kubernetes 를 사용하여 컨테이너화된 앱의 배포, 관리, 스케일링을 간소화하는 과정을 설명합니다.

완전 관리형 컨트롤 플레인: EKS 는 자체적으로 완전 관리형 컨트롤 플레인을 제공하여 Kubernetes 관리의 복잡성을 줄이고, 클러스터의 배포, 관리, 스케일링 및 모니터링을 단순화합니다.
통합된 생태계: AWS 서비스와의 원활한 통합을 통해 EKS 는 애플리케이션의 성능, 보안, 확장성을 향상시키며, 네트워킹부터 보안에 이르기까지 종합적인 솔루션을 위한 AWS 의 생태계를 활용합니다.
접근제어: EKS 는 보안을 염두에 두고 설계되었으며 IAM 을 통한 세분화된 접근 제어를 통해 보안 기준을 충족하도록 합니다.
하이브리드 운영 지원: 하이브리드 접근 방식을 가능하게 하여 온프레미스로 구동중인 기존 워크플로를 방해하지 않으면서 클라우드에서 Kuberenetes 를 사용할 수 있도록 합니다.

AWS EKS 준비하기

원활한 AWS Elastic Kubernetes Service (EKS) 클러스터 구성을 위해 선행되어야 하는 사항들입니다.

AWS EKS 에 대한 필수 요건

AWS 계정 설정: 활성화된 AWS 계정이 필요합니다.
IAM 역할 및 정책: 초기 원활한 진행을 위해 AWS Root 계정 또는 AdministratorAccess 정책이 첨부된 계정을 이용한 진행을 권장합니다. 프로덕션 환경에서는 AWS Identity and Access Management (IAM)을 이해하여 EKS 클러스터에 대한 접근을 보안하고 관리하세요.

도구

eksctl: EKS 클러스터를 생성하고 관리하기 위한 간단한 CLI 도구입니다. eksctl 은 EKS 클러스터를 설정하는 데 필요한 많은 복잡성과 boiler plate 코드를 추상화합니다.
AWS CLI: AWS Command Line Interface 는 AWS 서비스와 상호 작용하는 데 필수적입니다. 원활한 진행을 위해 AWS Root 계정 또는 AdministratorAccess 정책이 첨부된 계정을 이용한 진행을 권장합니다.
kubectl: Kubernetes cli 도구입니다. 설치후 eksctl 을 이용하여 클러스터를 구성하게 되면 자동으로 해당 클러스터에 대한 kubectl 실행 환경이 설정됩니다.
AWS Management Console: AWS Management Console 을 통해 EKS 및 다른 AWS 서비스에 대한 접근 및 관리를 할 수 있습니다. 진행 확인을 보다 쉽게 하기 위해 필요합니다.

초기 구성 단계

AWS CLI 구성: AWS CLI 사용을 위해 계정을 설정합니다.

aws configure

eksctl 설치: 공식 문서를 따라 로컬 기기에 eksctl 을 설치하세요. eksctl 은 EKS 클러스터와 관련된 많은 작업을 단순화합니다.

MacOS

brew tap weaveworks/tap
brew install weaveworks/tap/eksctl

그 외 os 는 공식 eksctl 설치문서 참조하여 설치하세요.

kubectl 설치: kubectl이 설치되어 있는지 확인하세요. 이것은 Kubernetes 클러스터와 상호 작용하기 위한 주요 도구가 될 것입니다.

# MacOS용
brew install kubectl

그 외 os 는 공식 kubectl 설치문서 참조하여 설치하세요.

Docker Desktop 을 이용하여 kubernetes 를 사용할 경우, eksctl 을 이용해 클러스터를 생성하면 자동으로 kubectl 환경이 설정됩니다.

EKS 클러스터 생성을 위한 단계별 가이드

EKS 클러스터 초기화:

eksctl을 사용하여 EKS 클러스터를 생성합니다. 클러스터 이름, 지역, 노드 사양을 필요에 따라 설정할 수 있습니다.

apiVersion: eksctl.io/v1alpha5
kind: ClusterConfig

metadata:
  name: my-cluster
  region: ap-northeast-2
  version: "1.28"

managedNodeGroups:
  - name: my-nodegroup
    amiFamily: AmazonLinux2
    instanceType: t4g.small
    desiredCapacity: 2
    minSize: 1
    maxSize: 3
    volumeSize: 20
    volumeType: gp3
    ssh:
      allow: true # '모두로부터의 원격 접근 허용'과 일치
      publicKeyName: <your-key>
    privateNetworking: false # 개인 서브넷만 사용하려면 true로 설정
    labels: { role: worker }
    tags:
      "k8s.io/cluster-autoscaler/enabled": "true"
      "k8s.io/cluster-autoscaler/my-cluster": "owned"

apiVersion: eksctl.io/v1alpha5는 eksctl 구성 파일 포맷의 버전을 지정합니다. 파일이 eksctl이 이해하는 특정 구문을 사용한다는 것을 나타냅니다.
kind: ClusterConfig는 문서가 EKS 클러스터에 대한 구성임을 나타냅니다.
metadata:
- name: EKS 클러스터에 주어진 이름입니다.
- region: 클러스터가 배포될 AWS 지역을 지정하며, 이 경우는 서울, 대한민국입니다.
- version: 클러스터의 쿠버네티스 버전을 나타냅니다.
managedNodeGroups: EKS 에 의해 관리되는 노드 그룹 목록을 정의합니다. 각 노드 그룹은 독립적으로 스케일할 수 있으며 다른 인스턴스 유형을 가질 수 있습니다. 이 구성에서는 하나의 관리되는 노드 그룹이 있습니다:
- name: my-nodegroup는 노드 그룹의 이름입니다.
- amiFamily: 이 그룹의 노드의 운영 체제를 지정합니다.
- instanceType: 노드안에 소속된 머신의 EC2 인스턴스 유형입니다.
- desiredCapacity: 노드 그룹의 초기 인스턴스 수입니다.
- minSize: 노드 그룹의 최소 인스턴스 수를 보장합니다.
- maxSize: 노드 그룹이 확장할 수 있는 최대 인스턴스 수입니다.
- volumeSize: 각 노드에 첨부된 EBS 볼륨의 크기입니다.
- volumeType: EBS 볼륨의 유형입니다.
- ssh: 노드에 대한 SSH 접근을 정의합니다.
  - allow: true는 노드에 대한 SSH 접근을 활성화합니다.
  - publicKeyName: 노드에 접근하기 위해 사용될 SSH 키의 이름입니다.
- privateNetworking: false는 노드가 공용 서브넷을 사용할 것임을 나타냅니다. true 로 설정하면 인터넷에 직접 노출되지 않도록 개인 서브넷에 배치됩니다.
- labels: 노드 그룹의 노드에 대한 Kubernetes 라벨을 정의합니다. 여기에서는 role: worker가 설정되어 있으며, 이를 사용하여 특정 작업을 이 노드에 할당할 수 있습니다.
- tags: 노드 그룹에 대한 태그를 지정할 수 있습니다. 태그를 지정함으로 클러스터 관리할 수 있도록 합니다.
  - "k8s.io/cluster-autoscaler/enabled": "true"는 이 노드 그룹에 대해 클러스터 자동 스케일러를 활성화합니다.
  - "k8s.io/cluster-autoscaler/my-cluster": "owned"는 노드 그룹이 my-cluster 클러스터의 일부로 태그되어 있어 클러스터 자동 스케일러가 관리할 수 있도록 합니다.

아래 명령어를 통해 클러스터를 생성합니다. 클러스터를 생성하는데 수 분 이상의 시간이 소요될 수 있습니다.

eksctl create cluster -f cluster.yaml

클러스터 생성 확인:

생성 프로세스가 완료되면 eksctl 및 kubectl을 사용하여 클러스터 상태를 확인하세요.

eksctl get cluster --name your-cluster-name
kubectl get svc -A

샘플 애플리케이션 배포

EKS 클러스터에 간단한 nginx 웹 서버를 배포하여 정상적으로 작동하는지 확인합니다.

Deployment 생성:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.14.2
        ports:
        - containerPort: 80

이 구성을 nginx-deployment.yaml 파일로 저장하고 kubectl을 사용하여 적용하세요.

kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

배포 확인

kubectl get pods

애플리케이션 노출:

인터넷에 애플리케이션을 노출하기 위한 서비스를 생성하세요.

kubectl expose deployment nginx-deployment --port=80 --type=LoadBalancer

이 명령은 LoadBalancer 서비스를 생성하여, nginx 애플리케이션에 접근할 수 있는 외부 IP 주소를 제공합니다. 그리고 AWS는 Classic LoadBalancer를 생성하고 그것에 공용 IP 주소를 할당할 것입니다.

서비스 확인

kubectl get svc

외부 IP 주소가 보이면, 웹 브라우저에서 IP 주소를 입력하여 nginx 애플리케이션에 접근할 수 있습니다. 이 프로세스는 로드 밸런서를 생성하고 IP 주소를 할당하는 데 시간이 걸릴 것입니다.

리소스 정리

사용했던 클러스터 내용을 모두 삭제합니다. 클러스터 삭제는 수 분 이상의 시간이 소요될 수 있으며 삭제가 실패할 경우 직접 AWS Console 에서 원인을 파악후 삭제를 진행해야합니다.

eksctl delete cluster --name your-cluster-name --disable-eviction

요약

Kubernetes를 채택하여 성장하는 회사에 대한 첫 번째 EKS 클러스터를 배포하는 것은 중요한 이정표입니다. 이 장에서 설명한 단계를 따라서, 애플리케이션을 위한 확장 가능하고 보안된 환경을 생성했습니다. 귀사의 c

참조

도서 Mastering Elastic Kubernetes Service on AWS
AWS EKS 문서
https://eksctl.io/