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For the term "nodeless".

EKS-NodeLess-03-Karpenter-01-intro

NodeLess 컨셉에서 제일 중요한 역할을 맡고 있는 Karpenter 다.

Karpenter 의 기본적인 아키텍처 부터 리뷰해볼까 한다. 그렇다면 그전에 Cluster Autoscaler 부터 설명해야 한다.

Cluster Autoscaler 는 보통 CA라 부른다. 간략하게 플로우를 설명하겠다.

Kubernetes에 새로운 Pod 가 프로비저닝 되었을때 Pod는 노드그룹에 스케줄링 된다.
노드그룹에 자원이 부족하면 CA가 트리거 된다.
CA는 AWS 의 ASG에 새로운 로드를 요청한다.
ASG는 새로운노드를 생성하고 노드그룹에 추가한다.
새로 스케줄링된 노드에 Pod가 생성된다.

생략된 단계가 있지만 실제로 이 단계를 모두 거쳐야 인스턴스가 EKS에 연결되고 노드그룹에 인스턴스가 노출된다. 그렇다면 단순히 ASG에서 노드를 제거해본 경험이 있는가? 있다면 알것이다. 이건 가끔 커피한잔하고 와도 제거안된 인스턴스가 있는 경우도 있다.

ASG가 나쁜건 아니다. 반응성이 좀 떨어질 뿐이다.
하지만, Kubernetes 에 어울리는 솔루션은 아니라 생각했다.

그렇다면 Kerpenter 의 간략한 플로우는 어떨까?

default-scheduler 는 Karpenter API에 새 파드를 요청한다.
Karpenter 컨트롤러는 Pod를 프로비저닝 할수 있는 노드를 찾는다.
노드가 없으면 Karpenter는 AWS SDK를 이용하여 AWS에 새 노드를 요청한다.
AWS는 새노드를 생성하고 새노드가 프로비저닝 되면 클러스터에 Join 하게 된다
노드가 추가되면 Karpenter는 Node를 감지하여 Kubernetes scheduler에 Node 준비를 알린다.
Kubernetes scheduler 는 Pod를 프로비저닝 한다

조금더 상세한 내용을 추가해서 설명했는데, 실제로는 노드그룹이나 CA ASG같은게 빠지고 노드에 대한 부분은 카펜터가 모두 AWS SDK로 컨트롤 한다. 여러 단계들을 제거함으로 빨라진것이다.

2023년 5월 12일 by linuxer-admin AWS Kubernetes 0

EKS-NodeLess-02-Fargate

# k get pod -A -o wide
NAMESPACE     NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP               NODE                                                        NOMINATED NODE   READINESS GATES
default       nginx-pod                    1/1     Running   0          11m    192.168.12.217   ip-192-168-12-150.ap-northeast-2.compute.internal           <none>           <none>
karpenter     karpenter-5bffc6f5d8-6f779   1/1     Running   0          125m   192.168.12.99    fargate-ip-192-168-12-99.ap-northeast-2.compute.internal    <none>           <none>
karpenter     karpenter-5bffc6f5d8-84mjn   1/1     Running   0          130m   192.168.11.201   fargate-ip-192-168-11-201.ap-northeast-2.compute.internal   <none>           <none>
kube-system   aws-node-h5z8d               1/1     Running   0          11m    192.168.12.150   ip-192-168-12-150.ap-northeast-2.compute.internal           <none>           <none>
kube-system   coredns-fd69467b9-4nk6x      1/1     Running   0          127m   192.168.12.52    fargate-ip-192-168-12-52.ap-northeast-2.compute.internal    <none>           <none>
kube-system   coredns-fd69467b9-cqqpq      1/1     Running   0          125m   192.168.11.122   fargate-ip-192-168-11-122.ap-northeast-2.compute.internal   <none>           <none>
kube-system   kube-proxy-z8qlj             1/1     Running   0          11m    192.168.12.150   ip-192-168-12-150.ap-northeast-2.compute.internal           <none>           <none>

먼저 예제를 보여준다.
NodeLess EKS 컨셉의 기반이다. nginx-pod / aws-node-h5z8d / kube-proxy-z8qlj 는 카펜터가 만든 노드위에 올라가 있다.

NodeLess 의 컨셉은 두가지를 기반으로 한다.

쿠버네티스 컴포넌트 kube-system namespace Pod들은 Fargate에 올린다.
여기에 에드온이나 관리가 필요한 Pod도 포함된다. karpenter controller라던가..AWS ELB Controller 라던가 그런 에드온들이 그런 역할을 한다.

Node가 필요한 Pod는 NodeGroup을 사용하지 않고 Karpenter를 사용한다.

그럼 NodeGroup이 없는 클러스터부터 만드는 방법이다.

https://eksctl.io/usage/fargate-support/

eksctl create cluster --fargate

간단하다 옵션으로 --fargate를 주면된다.

Fargate profile 같은경우에는 사실 콘솔에서 손으로 만들면 편하다. subnet이나 iam role 넣어주는게....그렇지 않다면 먼저 aws cli 부터 학습해야 한다. eksctl이 자동으로 해주는 부분도 있지만 필수요소는 알아야 하기 때문이다.

https://awscli.amazonaws.com/v2/documentation/api/latest/reference/eks/create-fargate-profile.html

aws eks create-fargate-profile --fargate-profile-name kube-system --cluster-name myeks --pod-execution-role-arn arn:aws:iam::123456789:role/AmazonEKSFargatePodExecutionRole --subnets "subnet-1" "subnet-2" "subnet-3"

https://docs.aws.amazon.com/ko_kr/eks/latest/userguide/pod-execution-role.html 역할생성은 이링크를 참고한다.

이런식으로 만들고 파게이트는 네임스페이스로 지정하면 네임스페이스에 만들어지는 톨레이션이나 다른 노드 어피니티등을 가지지 않은 Pod를 Fargate로 프로비저닝 한다. 이때 일반적인 쿠버네티스와 다른 부분은 Fargate 스케줄러(fargate-scheduler)가 별도로 동작하여 Fargate를 프로비저닝한다. 일반적인 경우엔 (default-scheduler)가 Pod를 프로비저닝 한다.

이 차이를 알아두면 어떤 노드를 물고있는지 확인하기 편하다.

2023년 5월 7일 by linuxer-admin AWS Kubernetes 0

EKS-NodeLess-01-CoreDNS

EKS의 관리영역중 Addon 이나 필수 컴포넌트중에 Node에서 동작해야하는 것들이 있다. 이 경우에 NodeGroup을 운영해야한다. NodeGroup에 여러 파드들이 스케줄링되고 관리형 Pod들은 다른 서비스에 운영되는 NodeGroup과 섞여서 스케줄리되어야 하는데, 이것의 가장큰 문제는 Node의 사망이 기능의 장애로 이어진다는 점이다. 따라서 Node를 전용 Node로 사용하면 좋은데 아주작은 노드를 스케줄링한다고 해도 관리되어야 하는 대상이 됨은 틀림없고, 노드를 정해서 사용해야 하는 문제점들이 생기게된다.

이러한 문제를 해결하기에 EKS에서는 Fargate가 있다. 1Node - 1Pod 라는게 아주 중요한 포인트다.

CoreDNS는 클러스터에 최저 2개의 Pod가 스케줄링되어야 한다.

https://docs.aws.amazon.com/ko_kr/eks/latest/userguide/fargate-profile.html

eksctl를 사용하여 Fargate 프로파일을 생성하려면 다음 eksctl 명령으로 Fargate 프로파일을 생성하고 모든 example value를 고유한 값으로 바꿉니다. 네임스페이스를 지정해야 합니다. 그러나 --labels 옵션은 필요하지 않습니다.

eksctl create fargateprofile \
    --cluster my-cluster \
    --name kube-system \
    --namespace kube-system

다음과 같이 생성해 주면된다. 그럼 kube-system namespace로 스케줄링되는 Pod는 Fargate로 생성되게 된다.

그다음은 CoreDNS를 패치하고 재시작하면된다.

https://docs.aws.amazon.com/ko_kr/prescriptive-guidance/latest/patterns/deploy-coredns-on-amazon-eks-with-fargate-automatically-using-terraform-and-python.html

kubectl patch deployment coredns -n kube-system --type=json -p='[{"op": "remove", "path": "/spec/template/metadata/annotations", "value": "eks.amazonaws.com/compute-type"}]'
kubectl rollout restart -n kube-system deployment coredns

이렇게 진행하면 CoreDNS를 Fargate로 실행하게 된다.

 k get pod -o wide
NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP              NODE                                                       NOMINATED NODE   READINESS GATES
coredns-fd69467b9-bsh88   1/1     Running   0          5h18m   192.168.13.23   fargate-ip-192-168-13-23.ap-northeast-2.compute.internal   <none>           <none>
coredns-fd69467b9-gn24k   1/1     Running   0          5h18m   192.168.12.34   fargate-ip-192-168-12-34.ap-northeast-2.compute.internal   <none>           <none>

다음과 같이 스케줄링되면 정상적으로 배포 된것이다.

2023년 5월 6일 by linuxer-admin AWS Kubernetes 0