Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS): A menedzselt Kubernetes szolgáltatás definíciója

A modern szoftverfejlesztés egyik alappillére a konténerizáció, amely forradalmasította az alkalmazások csomagolását, telepítését és futtatását. A konténerek, mint például a Docker, lehetővé teszik az alkalmazások és függőségeik izolált környezetben történő futtatását, ezzel garantálva a konzisztens működést bármilyen infrastruktúrán. Azonban ahogy az alkalmazások komplexebbé válnak, és a konténerek száma megnő, szükségessé válik egy hatékony rendszer a konténerek orchestrálására, menedzselésére és skálázására. Itt lép be a képbe a Kubernetes, a nyílt forráskódú konténer-orchestrációs platform, amely iparági szabvánnyá vált.

Bár a Kubernetes rendkívül erőteljes, önálló üzemeltetése és karbantartása jelentős erőforrásokat és szakértelmet igényel. A vezérlősík (control plane) komponenseinek, mint az API szerver, etcd, scheduler és controller manager magas rendelkezésre állásának biztosítása, a frissítések kezelése és a biztonsági javítások alkalmazása komoly feladatot jelent. Ennek a terhnek a csökkentésére jöttek létre a menedzselt Kubernetes szolgáltatások, amelyekben a felhőszolgáltató vállalja a vezérlősík üzemeltetését és karbantartását. Az Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS) az Amazon Web Services (AWS) válasza erre az igényre, egy robusztus, skálázható és teljes mértékben menedzselt Kubernetes szolgáltatás, amely zökkenőmentesen integrálódik az AWS ökoszisztémájába.

Az Amazon EKS részletes definíciója és alapvető működése

Az Amazon EKS egy olyan menedzselt szolgáltatás, amely lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy Kubernetes clustereket futtassanak az AWS felhőben anélkül, hogy a Kubernetes vezérlősík komponenseinek telepítésével, üzemeltetésével és karbantartásával kellene foglalkozniuk. Az AWS automatikusan gondoskodik a vezérlősík, azaz a Kubernetes master csomópontok magas rendelkezésre állásáról, skálázásáról, biztonságáról és frissítéseiről. Ezáltal a fejlesztők és üzemeltetők a konténerizált alkalmazások fejlesztésére és telepítésére koncentrálhatnak, nem pedig az alapinfrastruktúra kezelésére.

Az EKS architektúrájában a Kubernetes vezérlősík az AWS által menedzselt virtuális gépeken (EC2 instancokon) fut, elosztott és magas rendelkezésre állású konfigurációban, több rendelkezésre állási zónában (Availability Zone – AZ). Ez biztosítja, hogy ha egy AZ vagy egy mögöttes EC2 példány meghibásodik, a cluster vezérlése továbbra is működőképes marad. A vezérlősík komponensei közé tartozik az API szerver (amely kezeli az összes Kubernetes API kérést), az etcd (a cluster állapotát tároló elosztott kulcs-érték tár), a scheduler (amely a podokat a megfelelő worker csomópontokra ütemezi) és a controller manager (amely a cluster állapotát figyeli és fenntartja).

A felhasználók feladata a worker csomópontok (worker nodes) menedzselése, amelyek az alkalmazások konténereit (podjait) futtatják. Ezek a worker csomópontok lehetnek standard EC2 instancok, amelyeket a felhasználó saját maga konfigurál és skáláz, vagy használhatja az AWS Fargate szolgáltatást. Az Fargate egy szerver nélküli számítási motor az EKS-hez, amely teljesen absztrahálja a worker csomópontok infrastruktúráját, így a felhasználóknak még a virtuális gépek kiválasztásával, frissítésével vagy skálázásával sem kell foglalkozniuk. Az EKS zökkenőmentesen integrálódik az AWS Identity and Access Management (IAM) szolgáltatással a hitelesítéshez és engedélyezéshez, valamint az Amazon Virtual Private Cloud (VPC) hálózati szolgáltatással a cluster hálózati izolációjához és biztonságához.

„Az Amazon EKS a Kubernetes komplexitását a felhőbe helyezi, lehetővé téve a fejlesztők számára, hogy az innovációra fókuszáljanak, miközben az AWS gondoskodik az alapinfrastruktúra stabilitásáról és biztonságáról.”

Miért érdemes az EKS-t választani? A menedzselt Kubernetes előnyei

Az EKS választása számos jelentős előnnyel jár a hagyományos, önállóan üzemeltetett Kubernetes clusterekhez képest, különösen nagyvállalati környezetben és gyorsan növekvő alkalmazások esetén. Az egyik legfontosabb szempont a működési teher csökkentése. Az AWS átveszi a vezérlősík karbantartásának, frissítésének és magas rendelkezésre állásának felelősségét, ami felszabadítja az üzemeltetői csapatokat a magasabb szintű feladatokra, mint például az alkalmazások optimalizálása és a DevOps folyamatok finomítása.

A magas rendelkezésre állás és megbízhatóság alapértelmezett az EKS-ben. A vezérlősík több rendelkezésre állási zónában fut, automatikus hibatűréssel és helyreállítással, ami minimalizálja az állásidőt. Ez kritikus fontosságú az üzletileg kritikus alkalmazások számára. Az automatikus skálázhatóság szintén kiemelkedő. Az EKS lehetővé teszi a worker csomópontok számának automatikus növelését vagy csökkentését az alkalmazás terhelésének megfelelően, legyen szó EC2 Auto Scaling Groupokról vagy az AWS Fargate rugalmasságáról. Ez biztosítja, hogy az alkalmazások mindig rendelkezzenek elegendő erőforrással a csúcsterhelés idején is, miközben optimalizálja a költségeket az alacsonyabb terhelésű időszakokban.

Az EKS szoros integrációja az AWS ökoszisztémával páratlan lehetőségeket kínál. Zökkenőmentesen együttműködik az IAM-mel a finomhangolt hozzáférés-szabályozáshoz, a VPC-vel a biztonságos hálózatkezeléshez, az Amazon CloudWatch-csal a monitorozáshoz és naplózáshoz, az Amazon Elastic Load Balancer (ELB) szolgáltatással a forgalomirányításhoz, valamint az Amazon EBS, EFS és FSx szolgáltatásokkal a perzisztens tároláshoz. Ez az integráció leegyszerűsíti az architektúrát és csökkenti a konfigurációs komplexitást, miközben kihasználja az AWS robusztus szolgáltatásportfólióját.

A biztonság az AWS prioritása, és ez az EKS-ben is megmutatkozik. A vezérlősík biztonságát az AWS garantálja, beleértve a rendszeres biztonsági javításokat és a hálózati izolációt. A felhasználók emellett az IAM-en keresztül finomhangolt engedélyeket állíthatnak be a Kubernetes API-hoz való hozzáféréshez, és alkalmazhatják a Pod Security Standards (PSS) szabályokat a podok biztonságának növelésére. Végül, de nem utolsósorban, az EKS lehetővé teszi a Kubernetes verziók rugalmas kezelését, támogatva a legújabb stabil kiadásokat, miközben elegendő időt biztosít a felhasználóknak a frissítések tesztelésére és bevezetésére.

Az EKS alapvető architektúrája és kulcsfontosságú komponensei

Az Amazon EKS alapvető architektúrája két fő részből áll: a menedzselt vezérlősíkból és a felhasználó által menedzselt (vagy Fargate által menedzselt) worker csomópontokból. A két rész közötti kommunikáció biztonságos és titkosított csatornákon keresztül történik.

A menedzselt vezérlősík

Ez az a rész, amelyet az AWS teljes mértékben üzemeltet és karbantart. Tartalmazza a Kubernetes master komponenseit:

• Kube-apiserver: A Kubernetes API-t szolgáltatja, ez a cluster „agya”, amelyen keresztül minden kommunikáció zajlik.
• etcd: Egy magas rendelkezésre állású, elosztott kulcs-érték tár, amely tárolja a cluster összes konfigurációs adatát és állapotát.
• Kube-scheduler: Figyeli az új, hozzárendelés nélküli podokat, és kiválasztja számukra a legmegfelelőbb worker csomópontot.
• Kube-controller-manager: Futatja a vezérlőket, amelyek fenntartják a cluster kívánt állapotát (pl. replikációs vezérlő, csomópont vezérlő).

Az AWS biztosítja ezeknek a komponenseknek a magas rendelkezésre állását azáltal, hogy több rendelkezésre állási zónában futtatja őket, automatikus skálázással és hibatűréssel. A felhasználók nem férnek hozzá közvetlenül ezekhez az instancokhoz.

A worker csomópontok

Ezek azok a számítási erőforrások, amelyek a konténerizált alkalmazásokat futtatják. Két fő opció áll rendelkezésre az EKS-ben:

• EC2 instancok: A hagyományos megközelítés, ahol a felhasználó EC2 virtuális gépeket indít, és ezeket regisztrálja a Kubernetes clusterbe worker csomópontként. A felhasználó felelős ezeknek az instancoknak a kiválasztásáért, skálázásáért, frissítéséért (pl. operációs rendszer, Docker futtatókörnyezet) és karbantartásáért. Az Auto Scaling Groupok és a Karpenter segítenek az automatikus skálázásban.
• AWS Fargate: Egy szerver nélküli számítási motor, amely eltávolítja a worker csomópontok menedzselésének terhét. A felhasználó csak a podok erőforrásigényét (CPU, memória) adja meg, és a Fargate automatikusan provisionálja és menedzseli az alapul szolgáló infrastruktúrát. Ez leegyszerűsíti a működést, de lehet, hogy nem minden esetben a legköltséghatékonyabb megoldás, és bizonyos rugalmassági korlátokkal járhat (pl. DaemonSet-ek futtatása).

Hálózatkezelés és tárolás

Az EKS clusterek az Amazon VPC-n belül futnak, ami biztosítja a hálózati izolációt és a biztonságot. Az Amazon VPC CNI (Container Network Interface) plugin integrálja a Kubernetes podokat a VPC hálózatába, így minden pod saját IP-címet kap a VPC tartományból. Ez lehetővé teszi a podok közötti kommunikációt és az AWS szolgáltatásokkal való interakciót a standard VPC hálózati szabályok szerint.

A perzisztens tárolás érdekében az EKS integrálódik az AWS tárolási szolgáltatásaival. A Container Storage Interface (CSI) illesztők lehetővé teszik az Amazon EBS (Elastic Block Store) kötetek dinamikus provisionálását a podok számára, az Amazon EFS (Elastic File System) megosztott fájlrendszerek csatlakoztatását, vagy akár az Amazon FSx szolgáltatások (pl. FSx for Lustre, FSx for OpenZFS) használatát speciális igények esetén.

Hitelesítés és engedélyezés

Az EKS az AWS IAM-et használja a Kubernetes API-hoz való hozzáférés hitelesítésére. Ez azt jelenti, hogy az AWS felhasználók és szerepkörök közvetlenül hozzárendelhetők a Kubernetes RBAC (Role-Based Access Control) jogosultságaihoz. Ez egy egységes és biztonságos módot biztosít a clusterhez való hozzáférés kezelésére, kihasználva az IAM finomhangolt hozzáférés-szabályozási képességeit.

Főbb jellemzők és képességek, amelyek kiemelik az EKS-t

Az Amazon EKS nem csupán egy menedzselt Kubernetes, hanem egy olyan platform, amely számos további funkcióval és integrációval rendelkezik, amelyek egyedülállóvá teszik az AWS ökoszisztémájában. Ezek a képességek segítik a fejlesztőket és az üzemeltetőket abban, hogy hatékonyabban és biztonságosabban futtassák konténerizált alkalmazásaikat.

Teljesen menedzselt Kubernetes vezérlősík

Ez az EKS alapvető vonása. Az AWS garantálja a Kubernetes API szerver, az etcd és a többi master komponens magas rendelkezésre állását, skálázhatóságát és megbízhatóságát. Nincs szükség az alapul szolgáló infrastruktúra javítására, frissítésére vagy monitorozására, ami jelentősen csökkenti az üzemeltetési terhet.

Automatikus frissítések és javítások

Az AWS gondoskodik a Kubernetes vezérlősík folyamatos karbantartásáról, beleértve a biztonsági javítások alkalmazását és a Kubernetes verziók frissítését. A felhasználók választhatják ki, mikor frissítik a clusterüket egy újabb Kubernetes verzióra, de az AWS kezeli a vezérlősík frissítési folyamatát, minimalizálva az állásidőt.

Magas rendelkezésre állás és hibatűrés

Az EKS vezérlősíkja automatikusan több AWS rendelkezésre állási zónában fut, ami beépített hibatűrést és redundanciát biztosít. Ha egy AZ meghibásodik, a vezérlősík továbbra is működőképes marad, biztosítva a cluster folyamatos működését.

Zökkenőmentes AWS IAM integráció

Az EKS szorosan integrálódik az AWS Identity and Access Management (IAM) szolgáltatással. Ez lehetővé teszi, hogy az AWS felhasználókat és szerepköröket közvetlenül a Kubernetes RBAC (Role-Based Access Control) rendszeréhez rendeljük, ami egységes, központosított és finomhangolt hozzáférés-szabályozást biztosít a clusterhez.

Rugalmas hálózati opciók az Amazon VPC-vel

Az EKS a VPC CNI plugint használja, amely lehetővé teszi a podok számára, hogy közvetlenül a VPC hálózatán belül kapjanak IP-címet. Ez leegyszerűsíti a hálózatkezelést, lehetővé teszi a meglévő VPC hálózati szabályok és biztonsági csoportok kihasználását, és javítja a hálózati teljesítményt. Támogatja az Application Load Balancert (ALB) és a Network Load Balancert (NLB) is a bejövő forgalom irányítására.

Széleskörű tárolási lehetőségek

Az EKS támogatja az Amazon EBS, Amazon EFS és Amazon FSx szolgáltatásokat perzisztens tárolási megoldásokként a CSI (Container Storage Interface) illesztőkön keresztül. Ez biztosítja, hogy a konténerizált alkalmazások képesek legyenek állapotadatokat tárolni és megosztani, ami elengedhetetlen az adatbázisokhoz, fájlszerverekhez és más állapotfüggő alkalmazásokhoz.

Integrált monitorozás és naplózás

Az EKS zökkenőmentesen integrálódik az Amazon CloudWatch-csal a metrikák gyűjtésére és a naplók tárolására. Az Amazon CloudWatch Container Insights kifejezetten konténeres környezetekre optimalizált monitorozási és hibakeresési képességeket kínál. Emellett könnyen integrálható más népszerű eszközökkel, mint például a Prometheus és a Grafana.

AWS Fargate integráció szerver nélküli számításhoz

Az EKS lehetővé teszi a podok futtatását az AWS Fargate-en, ami egy szerver nélküli számítási motor. Ez azt jelenti, hogy a felhasználóknak nem kell menedzselniük az alapul szolgáló EC2 instancokat, a Fargate automatikusan provisionálja és skálázza az erőforrásokat a podok igényeinek megfelelően. Ez tovább csökkenti az üzemeltetési terhet és leegyszerűsíti a költségkezelést.

„Az EKS nem csupán egy Kubernetes hosting, hanem egy teljes értékű platform, amely kihasználja az AWS ökoszisztéma erejét, hogy a konténeres alkalmazások fejlesztése és üzemeltetése egyszerűbbé, biztonságosabbá és költséghatékonyabbá váljon.”

Gyakori EKS használati esetek

Az Amazon EKS rugalmassága és robusztussága miatt rendkívül sokoldalú, és számos különböző használati esetre alkalmas. Az alábbiakban bemutatunk néhányat a leggyakoribb forgatókönyvek közül, ahol az EKS különösen jól teljesít.

Mikroservíz architektúrák futtatása

A mikroservízek a modern alkalmazásfejlesztés alapkövei, ahol az alkalmazások kisebb, függetlenül fejleszthető és telepíthető szolgáltatásokra bomlanak. A Kubernetes, és így az EKS is, ideális platform a mikroservízek orchestrálására, skálázására és menedzselésére. Az EKS biztosítja a szükséges izolációt, hálózatkezelést és erőforrás-menedzsmentet, hogy a mikroservízek hatékonyan kommunikáljanak egymással és skálázódjanak a terhelés függvényében.

CI/CD folyamatok és DevOps automatizálás

Az EKS kiválóan alkalmas a folyamatos integráció (CI) és folyamatos szállítás (CD) pipeline-ok futtatására. A fejlesztők konténerizált build és teszt ügynököket futtathatnak az EKS clusteren belül, kihasználva a Kubernetes skálázhatóságát és erőforrás-elosztását. A GitOps megközelítések, mint az ArgoCD vagy a Flux CD, zökkenőmentesen integrálhatók az EKS-sel, lehetővé téve a deklaratív infrastruktúra és alkalmazástelepítés megvalósítását.

Webalkalmazások és API szolgáltatások üzemeltetése

Legyen szó modern webalkalmazásokról, dinamikus API szolgáltatásokról vagy e-kereskedelmi platformokról, az EKS biztosítja a szükséges skálázhatóságot és megbízhatóságot. Az Application Load Balancer (ALB) integrációval a bejövő forgalom könnyedén elosztható a podok között, és a cluster automatikusan skálázódik a felhasználói forgalom ingadozásának megfelelően.

Adatfeldolgozás és big data feladatok

Az EKS alkalmas nagy volumenű adatfeldolgozási feladatok és big data alkalmazások futtatására is. Például, Spark vagy Hadoop clusterek konténerizált verziói telepíthetők az EKS-re. A skálázható worker csomópontok és a perzisztens tárolási lehetőségek lehetővé teszik az ilyen erőforrás-igényes feladatok hatékony futtatását és az eredmények tárolását.

Gépi tanulás (ML) és mesterséges intelligencia (AI) workloadok

A gépi tanulási modellek képzése és inferenciája gyakran GPU-gyorsított instancokat és nagy mennyiségű számítási erőforrást igényel. Az EKS támogatja az EC2 GPU instancokat worker csomópontként, és a Kubeflow platform segítségével teljes ML pipeline-ok építhetők ki a clusteren belül. Ez lehetővé teszi a ML modellek skálázható fejlesztését, telepítését és menedzselését.

Batch feldolgozás és ütemezett feladatok

Az EKS ideális platform a batch feldolgozási feladatok és az ütemezett cronjobok futtatására. A Kubernetes beépített Job és CronJob erőforrásai lehetővé teszik a rövid életű, befejeződő feladatok egyszerű ütemezését és futtatását, kihasználva a cluster erőforrásait, majd automatikusan felszabadítva azokat a feladat befejeztével.

Költséghatékonyság és díjszabás az EKS-ben

Az Amazon EKS költségeinek megértése kulcsfontosságú a költséghatékony felhőarchitektúra kialakításához. Az EKS díjszabása több komponensből áll, amelyek mindegyikét figyelembe kell venni a teljes költség becslésénél.

EKS vezérlősík díja

Az AWS fix díjat számít fel minden EKS cluster vezérlősíkjának futtatásáért. Ez a díj általában óránkénti alapon kerül felszámolásra, függetlenül a cluster méretétől vagy a worker csomópontok számától. Ez a díj fedezi az AWS által menedzselt master komponensek (API szerver, etcd stb.) működési költségeit, beleértve a magas rendelkezésre állást és a karbantartást.

Worker csomópontok költségei

Ez a költségtétel általában a legnagyobb részét teszi ki az EKS teljes költségének. Két fő opció létezik:

• EC2 instancok: Ha EC2 instancokat használunk worker csomópontként, akkor az AWS a standard EC2 díjszabása szerint számítja fel a költségeket. Ez magában foglalja az instance típusának (CPU, memória), a futási időnek és a régióknak megfelelő díjakat. Optimalizálási lehetőségek:
  • Spot instancok: Jelentős költségmegtakarítást kínálnak a rugalmas, hibatűrő workloadok számára.
  • Reserved Instances (RI): Hosszabb távú elkötelezettség esetén (1 vagy 3 év) jelentős kedvezményt biztosítanak a fix terhelésű alkalmazásokhoz.
  • Savings Plans: Rugalmasabbak, mint az RI-k, és kedvezményeket biztosítanak az EC2, Fargate és Lambda használatára.
  • Karpenter: Egy nyílt forráskódú Kubernetes autoscaler, amely intelligensen provisionálja a worker csomópontokat, optimalizálva a költségeket és a teljesítményt.
• AWS Fargate: A Fargate használatakor az AWS a podok által felhasznált CPU és memória alapján számít fel díjat. Nincs fix díj az alapul szolgáló virtuális gépekért, csak a ténylegesen felhasznált erőforrásokért. Ez egyszerűsíti a költségkezelést, de bizonyos esetekben drágább lehet, mint az optimalizált EC2 instancok használata.

Egyéb AWS szolgáltatások költségei

Az EKS cluster működéséhez és az alkalmazások futtatásához további AWS szolgáltatásokra is szükség van, amelyeknek szintén vannak díjai:

• Amazon EBS: A perzisztens tároláshoz használt blokktároló kötetek díja.
• Amazon EFS / FSx: Megosztott fájlrendszerek díja.
• Amazon ELB (Application Load Balancer, Network Load Balancer): A bejövő forgalom elosztásához használt terheléselosztók díja.
• Adatátviteli díjak: Az AWS szolgáltatások közötti vagy az internet felé irányuló adatforgalom díjai.
• Amazon CloudWatch: A naplózás és monitorozás díjai.
• AWS Transit Gateway / VPC Peering: Hálózati kapcsolatok díjai.

A költségek optimalizálásához elengedhetetlen a folyamatos monitorozás és az erőforrás-kihasználtság elemzése. A finomhangolt pod erőforrás kérések (requests) és limitek (limits) beállítása, valamint a cluster autoscaler és a horizontal pod autoscaler (HPA) helyes konfigurálása segíthet elkerülni a túlzott erőforrás-provisionálást és csökkenteni a költségeket. Az AWS Cost Explorer és a Cost & Usage Report eszközök segítenek a költségek átláthatóvá tételében és a megtakarítási lehetőségek azonosításában.

Biztonság az EKS-ben: rétegzett megközelítés

A biztonság kiemelt fontosságú minden felhő alapú infrastruktúrában, és az Amazon EKS esetében is rétegzett megközelítést alkalmaz az AWS és a felhasználó közötti megosztott felelősségi modell alapján. Az AWS gondoskodik a „felhő biztonságáról”, míg a felhasználó felelős a „felhőben lévő dolgok biztonságáért”.

AWS által menedzselt biztonság (Shared Responsibility Model)

Az AWS felelős az EKS vezérlősík komponenseinek (API szerver, etcd, scheduler, controller manager) alapul szolgáló infrastruktúrájának és a platform integritásának biztonságáért. Ez magában foglalja a fizikai biztonságot, a hálózati izolációt, az operációs rendszer frissítéseit és a biztonsági javításokat. Az EKS vezérlősík forgalma automatikusan titkosított.

Felhasználó által menedzselt biztonság

A felhasználó felelős a worker csomópontok, a hálózat, a tárolás, az alkalmazások és a hozzáférés-szabályozás biztonságáért. Ez magában foglalja:

1. AWS IAM integráció: Az AWS IAM-et kell használni a Kubernetes API-hoz való hozzáférés hitelesítésére és engedélyezésére. A IAM Roles for Service Accounts (IRSA) lehetővé teszi, hogy a Kubernetes szolgáltatásfiókok AWS IAM szerepköröket vegyenek fel, finomhangolt engedélyeket biztosítva a podoknak az AWS szolgáltatásokhoz való hozzáféréshez anélkül, hogy AWS kredenciálokat kellene tárolniuk a podokon belül.
2. Hálózati biztonság (VPC, Security Groups): A worker csomópontokat és a podokat biztonságos VPC-be kell helyezni, és Security Groups-ot kell használni a bejövő és kimenő forgalom szűrésére. A VPC Hálózati ACL-ek (NACLs) további védelmi réteget biztosítanak az alhálózat szintjén.
3. Pod Security Standards (PSS): A PSS segítségével kényszeríthetők a podok biztonsági beállításai, például a jogosultsági szintek, a root felhasználó tiltása vagy a host hálózat/fájlrendszer elérésének korlátozása.
4. Titkosítás:
   • Adatok titkosítása nyugalmi állapotban: Az Amazon EBS köteteket és az Amazon S3 tárolókat titkosítani kell az AWS Key Management Service (KMS) segítségével.
   • Adatok titkosítása átvitel közben: A podok közötti kommunikációt és a külső forgalmat TLS/SSL titkosítással kell védeni. A Kubernetes Ingress vezérlők és az AWS Certificate Manager (ACM) segíthetnek ebben.
   • Kubernetes Secrets: Érzékeny adatok (jelszavak, API kulcsok) tárolására szolgálnak. Ezeket titkosítani kell nyugalmi állapotban, például az AWS KMS és az External Secrets operátor segítségével.
5. Konténerkép biztonság: Csak megbízható forrásból származó konténerképeket szabad használni. A Amazon Elastic Container Registry (ECR) képvizsgálati funkciója segít a sebezhetőségek azonosításában.
6. Naplózás és auditálás: Az AWS CloudTrail naplózza az összes API hívást az AWS-en belül, beleértve az EKS-specifikus eseményeket is. A Kubernetes audit logok részletes információt szolgáltatnak a clusteren belüli aktivitásról, és integrálhatók az Amazon CloudWatch Logs-szal.

A biztonság az EKS-ben egy folyamatos folyamat, amely magában foglalja a rendszeres auditálást, a biztonsági frissítések alkalmazását és a legújabb biztonsági gyakorlatok bevezetését. A Kubernetes Network Policies segítségével finomhangolható a podok közötti hálózati forgalom, további védelmi réteget biztosítva.

Hálózatkezelés az EKS-ben: A VPC CNI és Load Balancerek

A hatékony hálózatkezelés alapvető fontosságú a konténerizált alkalmazások működéséhez és skálázásához. Az Amazon EKS mélyen integrálódik az AWS hálózati szolgáltatásaival, különösen az Amazon Virtual Private Cloud (VPC)-val és az Amazon VPC CNI (Container Network Interface)-vel, hogy robusztus és biztonságos hálózati infrastruktúrát biztosítson.

Amazon VPC CNI

Az EKS alapértelmezett hálózati pluginja a VPC CNI. Ez a plugin lehetővé teszi, hogy minden Kubernetes pod közvetlenül egy IP-címet kapjon a VPC alhálózatából. Ennek számos előnye van:

• Natív VPC integráció: A podok ugyanúgy részt vesznek a VPC hálózatában, mint az EC2 instancok. Ez lehetővé teszi a meglévő VPC hálózati szabályok, útválasztási táblák és biztonsági csoportok alkalmazását a podokra.
• Egyszerű IP-címzés: Nincs szükség komplex hálózati overlay hálózatokra, ami leegyszerűsíti a hibakeresést és javítja a teljesítményt.
• Nagyobb IP-címkészlet: A podok a VPC alhálózatának IP-címkészletét használják, ami lehetővé teszi a nagyméretű clusterek és a sok pod futtatását.
• Biztonsági csoportok podokhoz (Security Groups for Pods): Az EKS lehetővé teszi, hogy egyedi biztonsági csoportokat rendeljünk egyes podokhoz vagy szolgáltatásokhoz, további finomhangolt hálózati izolációt biztosítva.

A VPC CNI minden worker csomóponton fut egy DaemonSet formájában, és felelős az IP-címek kiosztásáért és a hálózati interfészek konfigurálásáért.

Service Discovery és CoreDNS

Az EKS clusterek a CoreDNS-t használják a clusteren belüli szolgáltatásfelfedezéshez. A CoreDNS egy rugalmas, bővíthető DNS szerver, amely lehetővé teszi a podok számára, hogy név alapján kommunikáljanak egymással és a Kubernetes szolgáltatásokkal.

Terheléselosztók (Load Balancers)

A bejövő forgalom kezeléséhez az EKS zökkenőmentesen integrálódik az AWS Elastic Load Balancing (ELB) szolgáltatással:

• Application Load Balancer (ALB): Az Ingress erőforrások segítségével az EKS automatikusan provisionálja az ALB-ket. Az ALB ideális HTTP/HTTPS forgalomhoz, fejlett útválasztási szabályokat, SSL/TLS lezárást és tartalomalapú útválasztást kínál.
• Network Load Balancer (NLB): A Service típusú LoadBalancer erőforrások hozhatnak létre NLB-ket. Az NLB rendkívül magas teljesítményt nyújt TCP/UDP forgalomhoz, alacsony késleltetéssel és statikus IP-címekkel. Ideális adatbázisokhoz, valós idejű alkalmazásokhoz és nagy átviteli igényű workloadokhoz.
• Classic Load Balancer (CLB): Bár még létezik, az ALB és NLB általában előnyösebb.

Az AWS Load Balancer Controller (korábban AWS ALB Ingress Controller) egy Kubernetes vezérlő, amely figyeli az Ingress és Service erőforrásokat, és automatikusan provisionálja és konfigurálja az AWS ALB-ket és NLB-ket a Kubernetes clusterek számára.

Kimenő forgalom és NAT Gateway

A podok számára, amelyeknek internetre kell kijutniuk (pl. külső API-k hívása, szoftvercsomagok letöltése), a NAT Gateway használata javasolt a privát alhálózatokban. Ez biztosítja a kimenő forgalom biztonságos és menedzselt útválasztását az internet felé, miközben a podok továbbra is privát IP-címekkel rendelkeznek.

Tárolás az EKS-ben: Perzisztens adatok kezelése

A konténerizált alkalmazások gyakran igénylik a perzisztens tárolást az állapotadatok, adatbázisok, naplók és egyéb fájlok megőrzéséhez. Az Amazon EKS a Container Storage Interface (CSI) szabványon keresztül zökkenőmentesen integrálódik az AWS széles tárolási szolgáltatáskínálatával, biztosítva a rugalmas és skálázható tárolási megoldásokat.

Persistent Volumes (PV) és Persistent Volume Claims (PVC)

A Kubernetes a Persistent Volume (PV) és Persistent Volume Claim (PVC) erőforrásokat használja a tárolás absztrakciójára. A PV egy absztrakt tárolóerőforrás a clusterben, míg a PVC egy felhasználói kérés egy bizonyos típusú és méretű PV-re. Az EKS CSI illesztők dinamikusan provisionálják a megfelelő AWS tárolóerőforrásokat a PVC kérések alapján.

Storage Classes

A Storage Class erőforrások definiálják a különböző tárolási típusokat és azok tulajdonságait (pl. teljesítmény, replikáció, titkosítás). A felhasználók a PVC-ben hivatkozhatnak egy Storage Class-ra, és a CSI illesztő automatikusan létrehozza a megfelelő AWS tárolót. Például, lehet egy Storage Class gp2 az általános célú EBS kötetekhez, és egy másik io1 a nagy teljesítményű adatbázisokhoz.

Főbb AWS tárolási szolgáltatások EKS-sel

1. Amazon Elastic Block Store (EBS):
   • Blokktároló, amely egyetlen EC2 instancenak csatlakoztatható.
   • Ideális adatbázisokhoz, állapotfüggő alkalmazásokhoz, amelyeknek gyors, perzisztens tárolásra van szükségük.
   • Az EBS CSI illesztő dinamikusan provisionálja az EBS köteteket, és csatlakoztatja azokat a podokhoz.
   • Támogatja a különböző kötet típusokat (gp2, gp3, io1, io2 Block Express), a titkosítást és a pillanatfelvételeket.
2. Amazon Elastic File System (EFS):
   • Megosztott, skálázható fájlrendszer, amelyet több EC2 instance és pod is elérhet egyszerre.
   • Ideális Content Management Systemekhez, mikroservízekhez, amelyeknek megosztott konfigurációs fájlokra vagy felhasználói adatokra van szükségük.
   • Az EFS CSI illesztő lehetővé teszi az EFS fájlrendszerek csatlakoztatását a podokhoz.
   • Rugalmas skálázhatóságot és magas rendelkezésre állást biztosít.
3. Amazon FSx for Lustre / OpenZFS / NetApp ONTAP / Windows File Server:
   • Speciális fájlrendszer-szolgáltatások, amelyek specifikus workloadokhoz optimalizáltak.
   • Például az FSx for Lustre ideális HPC (High-Performance Computing) és ML workloadokhoz, amelyek rendkívül gyors I/O-t igényelnek.
   • Az FSx CSI illesztők lehetővé teszik ezeknek a fájlrendszereknek a használatát az EKS-ben.
4. Amazon S3 (Simple Storage Service):
   • Objektumtároló, amely nem közvetlenül csatlakoztatható fájlrendszerként a podokhoz, de gyakran használják a konténerizált alkalmazások háttértárolójaként (pl. képek, videók, statikus weboldalak, adatbázis-mentések tárolására).
   • Az alkalmazások az AWS SDK-n vagy S3 API-n keresztül férnek hozzá.

A megfelelő tárolási megoldás kiválasztása az alkalmazás igényeitől függ. Fontos figyelembe venni a teljesítményt, a skálázhatóságot, a költségeket és a megosztott hozzáférés szükségességét. A CSI illesztők és a Storage Class-ok rugalmas és automatizált módon teszik lehetővé a tárolás menedzselését az EKS-ben.

Monitorozás és naplózás az EKS-ben: Átláthatóság és hibakeresés

A konténerizált alkalmazások komplexitása miatt elengedhetetlen a robusztus monitorozási és naplózási stratégia az Amazon EKS környezetben. Ez biztosítja az alkalmazások állapotának átláthatóságát, segít a teljesítményproblémák azonosításában és a hibakeresésben.

Amazon CloudWatch és Container Insights

Az Amazon CloudWatch az AWS natív monitorozási és naplózási szolgáltatása, amely zökkenőmentesen integrálódik az EKS-sel. A CloudWatch a következőket kínálja:

• Metrikák: Gyűjti a CPU-kihasználtságot, memóriahasználatot, hálózati forgalmat és egyéb metrikákat az EC2 instancokról (worker csomópontokról), a podokról és a konténerekről.
• Naplók: Összegyűjti és tárolja a Kubernetes control plane naplóit (API szerver, scheduler, controller manager), valamint az alkalmazások és a worker csomópontokról származó konténernaplókat.
• Riasztások: Konfigurálhatók riasztások a metrikák és naplók alapján, hogy értesítsék a csapatot a potenciális problémákról.
• Műszerfalak (Dashboards): Testreszabható műszerfalak hozhatók létre a cluster és az alkalmazások állapotának vizuális megjelenítésére.

Az Amazon CloudWatch Container Insights egy speciális funkció, amely kifejezetten konténeres környezetekre optimalizált. Automatikusan felfedezi az EKS clustereket, és gazdag metrikákat és diagnosztikai naplókat gyűjt a csomópontokról, podokról, konténerekről és szolgáltatásokról, előre konfigurált műszerfalakkal és teljesítmény-metrikákkal.

Prometheus és Grafana

A Prometheus egy népszerű nyílt forráskódú monitorozó rendszer, amelyet széles körben használnak Kubernetes környezetekben. Az EKS-re telepíthető a Prometheus, hogy gyűjtse a metrikákat a konténerekről, podokról és a Kubernetes komponensekről. A Grafana egy másik nyílt forráskódú eszköz, amely a Prometheus által gyűjtött adatok vizualizálására szolgál, interaktív műszerfalakon keresztül.

Az AWS Managed Service for Prometheus (AMP) egy teljesen menedzselt Prometheus-kompatibilis monitorozási szolgáltatás, amely leegyszerűsíti a Prometheus üzemeltetését az EKS-ben.

Naplógyűjtés és -elemzés

A konténernaplók gyűjtésére és központosítására az EKS-ben több megoldás is létezik:

• Fluent Bit: Egy könnyű log processzor, amely DaemonSet-ként futtatható a worker csomópontokon, és összegyűjti a konténernaplókat, majd továbbítja azokat az Amazon CloudWatch Logs-ba, az Amazon OpenSearch Service-be (korábban Elasticsearch Service) vagy más célállomásokra.
• Amazon OpenSearch Service (ELK Stack): Egy népszerű megoldás a naplók tárolására, indexelésére és elemzésére. A Fluent Bit vagy Fluentd segítségével a naplók továbbíthatók az OpenSearch Service-be, ahol a Kibana segítségével vizualizálhatók és kereshetők.

Kubernetes audit logok

Az EKS lehetővé teszi a Kubernetes audit logok engedélyezését, amelyek részletes információt szolgáltatnak a clusteren belüli API hívásokról (ki, mit, mikor és honnan hajtott végre). Ezek a naplók kritikusak a biztonsági auditáláshoz és a hibakereséshez, és továbbíthatók a CloudWatch Logs-ba elemzés céljából.

A hatékony monitorozási és naplózási stratégia magában foglalja a megfelelő eszközök kiválasztását, a metrikák és naplók megfelelő konfigurálását, a riasztások beállítását és a rendszeres felülvizsgálatot. Ez biztosítja, hogy az EKS clusterek és az azokon futó alkalmazások mindig optimális állapotban legyenek, és a problémák gyorsan azonosíthatók és orvosolhatók legyenek.

CI/CD és DevOps az EKS-sel: Gyorsabb fejlesztés és telepítés

A folyamatos integráció (CI) és a folyamatos szállítás (CD) alapvető fontosságú a modern szoftverfejlesztésben, lehetővé téve a gyorsabb, megbízhatóbb és automatizáltabb szoftverkiadásokat. Az Amazon EKS kiváló platformot biztosít a robusztus CI/CD pipeline-ok kiépítéséhez és a DevOps gyakorlatok megvalósításához.

Konténerizált CI/CD ügynökök

Az EKS clusteren belül futtathatunk konténerizált CI/CD ügynököket. Ez azt jelenti, hogy a build és teszt folyamatok konténerekben futnak, kihasználva a Kubernetes skálázhatóságát és izolációját. Például:

• Jenkins: A Jenkins master futhat egy podban, és a build ügynökök dinamikusan provisionálhatók podokként az EKS clusteren belül.
• GitLab CI/CD: A GitLab Runner futtatható Kubernetes executorral, amely dinamikusan indít podokat a build feladatokhoz.
• GitHub Actions: Az ön-hosztolt futtatók telepíthetők az EKS-re, hogy a GitHub Actions pipeline-ok a cluster erőforrásait használják.

Ez a megközelítés biztosítja, hogy a CI/CD környezet skálázható legyen a terhelés függvényében, és minden build tiszta, izolált környezetben fusson.

AWS natív CI/CD szolgáltatások

Az AWS számos natív szolgáltatást kínál, amelyek zökkenőmentesen integrálódnak az EKS-sel a CI/CD pipeline-ok építéséhez:

• AWS CodePipeline: Egy teljes körű folyamatos szállítási szolgáltatás, amely automatizálja a kiadási folyamatokat. Különböző fázisokból áll (forrás, build, teszt, telepítés), és integrálható más AWS szolgáltatásokkal és külső eszközökkel.
• AWS CodeBuild: Egy teljesen menedzselt build szolgáltatás, amely fordítja a forráskódot, futtatja a teszteket és konténerképeket hoz létre. A CodeBuild által létrehozott konténerképek tárolhatók az Amazon Elastic Container Registry (ECR)-ben.
• AWS CodeDeploy: Automatizálja az alkalmazások telepítését különböző számítási platformokra, beleértve az EKS-t is. Használható a Kubernetes Deployment-ek és más erőforrások frissítésére.
• Amazon ECR (Elastic Container Registry): Egy teljesen menedzselt Docker konténerkép-tár, amely biztonságosan tárolja, kezeli és telepíti a konténerképeket. Az ECR integrálódik a CodeBuild-del és az EKS-sel, így a buildelt képek könnyedén elérhetők a cluster számára.

GitOps megközelítés

A GitOps egy operációs modell, amely a Git-et használja a „single source of truth”-ként a deklaratív infrastruktúrához és alkalmazásokhoz. Az EKS-sel kombinálva a GitOps lehetővé teszi a teljes infrastruktúra és az alkalmazások állapotának verziókezelését és automatizált telepítését. Népszerű GitOps eszközök közé tartozik az ArgoCD és a Flux CD, amelyek DaemonSet-ként futnak az EKS-ben, és folyamatosan figyelik a Git repository-t a változásokért, majd szinkronizálják a cluster állapotát a Git-ben definiált állapottal.

A GitOps előnyei közé tartozik a jobb auditálhatóság, a gyorsabb helyreállítás hibák esetén, a nagyobb megbízhatóság és a könnyebb együttműködés a fejlesztői és üzemeltetői csapatok között. Az EKS és a GitOps kombinációja egy rendkívül hatékony és modern módszert biztosít a szoftverek fejlesztésére és szállítására.

Best Practices az EKS implementációjához

Az Amazon EKS sikeres bevezetése és üzemeltetése érdekében javasolt bizonyos bevált gyakorlatok követése. Ezek a tippek segítenek a biztonság, a skálázhatóság, a költséghatékonyság és a menedzselhetőség optimalizálásában.

1. Infrastruktúra kódként (IaC)

Minden EKS-sel kapcsolatos infrastruktúrát, beleértve a clustert, a worker csomópontokat, a hálózatot és az IAM szerepköröket, Infrastruktúra kódként (IaC) kell definiálni. Eszközök, mint a Terraform, AWS CloudFormation vagy Pulumi, lehetővé teszik az infrastruktúra verziókezelését, ismételhető telepítését és automatizált frissítését. Ez csökkenti a hibák számát és növeli a konzisztenciát.

2. Megfelelő méretezés és autoscaling

Használjuk a Cluster Autoscaler-t az EC2 worker csomópontok dinamikus skálázására a podok igényeinek megfelelően. A Horizontal Pod Autoscaler (HPA) segítségével a podok számát is automatikusan skálázhatjuk a CPU-kihasználtság, memória vagy egyedi metrikák alapján. Fontos a podok erőforrás kéréseinek és limiteinek pontos beállítása, hogy elkerüljük az erőforrás-pazarlást vagy a hiányt.

3. Biztonsági alapelvek követése

• Alkalmazzuk a legkisebb jogosultság elvét az IAM szerepkörök és a Kubernetes RBAC konfigurálásakor.
• Használjuk a IAM Roles for Service Accounts (IRSA) funkciót, hogy a podok biztonságosan férhessenek hozzá az AWS szolgáltatásokhoz.
• Engedélyezzük az EKS vezérlősík audit logjait és a CloudTrail-t a cluster aktivitásának monitorozására.
• Implementáljuk a Pod Security Standards (PSS) szabályokat a podok biztonságának növelésére.
• Használjunk hálózati házirendeket (Network Policies) a podok közötti forgalom korlátozására.
• Titkosítsuk az EBS köteteket és használjunk KMS-t a Kubernetes Secrets titkosításához.

4. Hatékony hálózatkezelés

Tervezzük meg alaposan a VPC alhálózatokat. Használjunk privát alhálózatokat a worker csomópontokhoz és a podokhoz, és public alhálózatokat a terheléselosztókhoz. A VPC CNI plugin és a Security Groups for Pods használatával finomhangolható a hálózati izoláció és a biztonság.

5. Perzisztens tárolás menedzselése

Válasszuk ki a megfelelő AWS tárolási szolgáltatást (EBS, EFS, FSx) az alkalmazás igényei szerint. Használjunk Storage Class-okat a tárolás dinamikus provisionálására, és biztosítsuk a perzisztens adatok titkosítását és biztonsági mentését.

6. Robusztus monitorozás és naplózás

Implementáljunk átfogó monitorozási megoldást az Amazon CloudWatch Container Insights, Prometheus és Grafana segítségével. Központosítsuk a naplókat az Amazon CloudWatch Logs-ban vagy az Amazon OpenSearch Service-ben a Fluent Bit használatával. Állítsunk be riasztásokat a kritikus metrikákhoz.

7. Verziókezelés és frissítések

Tervezzük meg a Kubernetes verziófrissítések folyamatát. Ne feledjük, hogy az AWS menedzseli a control plane frissítését, de a worker csomópontok frissítése a felhasználó felelőssége (kivéve Fargate esetén). Teszteljük alaposan az alkalmazásokat az új Kubernetes verziókkal, mielőtt éles környezetben bevezetnénk őket.

8. Költségoptimalizálás

Használjunk Spot instancokat a hibatűrő workloadokhoz, Reserved Instances-t vagy Savings Plans-t a stabil terhelésű alkalmazásokhoz. Optimalizáljuk a podok erőforráskéréseit és limitjeit. Értékeljük ki az AWS Fargate használatát a szerver nélküli számításhoz, de tartsuk szem előtt a költségvonzatokat a hagyományos EC2 worker csomópontokhoz képest. A Karpenter segíthet az EC2 instancok provisionálásának optimalizálásában.

Ezen bevált gyakorlatok követésével az Amazon EKS környezet nemcsak stabilabb és biztonságosabb lesz, hanem hatékonyabban is működik, maximalizálva az AWS felhő előnyeit.