# AWS EKS 學習筆記
###### tags: `AWS 功能`
## 安裝步驟
### [在 Linux 上安裝或更新 kubectl](https://docs.aws.amazon.com/zh_tw/eks/latest/userguide/install-kubectl.html)
1. 適用於裝置硬體平台的命令，從 Amazon S3下載 Amazon EKS 提供之適用您叢集 Kubernetes 版本的 kubectl 二進位檔案
* amd64 : `curl -o kubectl https://s3.us-west-2.amazonaws.com/amazon-eks/1.23.7/2022-06-29/bin/linux/amd64/kubectl`
* arm64 : `curl -o kubectl https://s3.us-west-2.amazonaws.com/amazon-eks/1.23.7/2022-06-29/bin/linux/arm64/kubectl`
2. (選用) 使用您的二進位檔案 SHA-256 總和，驗證下載的二進位檔案
* amd64 : `curl -o kubectl.sha256 https://s3.us-west-2.amazonaws.com/amazon-eks/1.23.7/2022-06-29/bin/linux/amd64/kubectl.sha256`
* arm64 : `curl -o kubectl.sha256 https://s3.us-west-2.amazonaws.com/amazon-eks/1.23.7/2022-06-29/bin/linux/arm64/kubectl.sha256`
3. 申請此二進位檔的執行許可
* `chmod +x ./kubectl`
4. (選用) 將 `$HOME/bin` 路徑新增到 Shell 初始化檔案
* `echo 'export PATH=$PATH:$HOME/bin' >> ~/.bashrc`
5. 安裝 `kubectl` 之後，您可使用以下命令驗證其版本：
* `kubectl version --short --client`
### [在 Linux 上安裝或更新 eksctl](https://docs.aws.amazon.com/zh_tw/eks/latest/userguide/eksctl.html)
1. 使用下列命令下載並擷取最新版的 `eksctl`
* `curl --silent --location "https://github.com/weaveworks/eksctl/releases/latest/download/eksctl_$(uname -s)_amd64.tar.gz" | tar xz -C /tmp`
2. 將擷取的二進位檔移至 `/usr/local/bin`
* `sudo mv /tmp/eksctl /usr/local/bin`
3. 使用下列命令，測試安裝是否成功
* `eksctl version`
### 所需的命令列工具：
1. kubectl：命令列工具，適用於使用 Kubernetes 叢集
2. eksctl：命令列工具，適用於使用 EKS 叢集，可自動執行許多個別任務
3. AWS CLI：適用於使用 AWS 服務 (包括 Amazon EKS) 的命令列工具
## Amazon EKS 入門：eksctl
### 步驟 1 : 建立 Amazon EKS 叢集和節點
* Fargate – Linux：想要在 AWS Fargate 上執行 Linux 應用程式，選取此節點類型
* `eksctl create cluster --name my-cluster --region region-code --fargate`
* 受管節點 – Linux：想要在 Amazon EC2 執行個體上執行 Amazon Linux 應用程式，選取此節點類型
* `eksctl create cluster --name my-cluster --region region-code`
```
# eksctl create cluster --name eva-cluster --region ap-northeast-1
2022-11-28 11:03:27 [ℹ] eksctl version 0.120.0
2022-11-28 11:03:27 [ℹ] using region ap-northeast-1
2022-11-28 11:03:28 [ℹ] setting availability zones to [ap-northeast-1d ap-northeast-1a ap-northeast-1c]
2022-11-28 11:03:28 [ℹ] subnets for ap-northeast-1d - public:192.168.0.0/19 private:192.168.96.0/19
2022-11-28 11:03:28 [ℹ] subnets for ap-northeast-1a - public:192.168.32.0/19 private:192.168.128.0/19
2022-11-28 11:03:28 [ℹ] subnets for ap-northeast-1c - public:192.168.64.0/19 private:192.168.160.0/19
...
2022-11-28 11:25:35 [✔] EKS cluster "eva-cluster" in "ap-northeast-1" region is ready
```
### 步驟 2 : 檢視 Kubereksctl 資源
1. 檢視叢集節點 : `kubectl get nodes -o wide`
```
# kubectl get nodes -o wide
NAME STATUS ROLES AGE VERSION INTERNAL-IP EXTERNAL-IP OS-IMAGE KERNEL-VERSION CONTAINER-RUNTIME
fargate-ip-192-168-146-204.ap-northeast-1.compute.internal Ready <none> 5m38s v1.23.12-eks-1558457 192.168.146.204 <none> Amazon Linux 2 4.14.294-220.533.amzn2.x86_64 containerd://1.6.6
fargate-ip-192-168-188-161.ap-northeast-1.compute.internal Ready <none> 5m19s v1.23.12-eks-1558457 192.168.188.161 <none> Amazon Linux 2 4.14.294-220.533.amzn2.x86_64 containerd://1.6.6
```
2. 檢視叢集上執行的工作負載 : `kubectl get pods -A -o wide`
```
# kubectl get pods -A -o wide
NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
NOMINATED NODE READINESS GATES
kube-system coredns-6d97794bdd-6gsx6 1/1 Running 0 3h9m 192.168.146.204 fargate-ip-192-168-146-204.ap-northeast-1.compute.internal <none> <none>
kube-system coredns-6d97794bdd-7ktt2 1/1 Running 0 3h9m 192.168.188.161 fargate-ip-192-168-188-161.ap-northeast-1.compute.internal <none> <none>
```
### 步驟 3 : 刪除您的叢集和節點
* `eksctl delete cluster --name my-cluster --region region-code`
```
# eksctl delete cluster --name eva-cluster --region ap-northeast-1
2022-11-28 14:36:56 [ℹ] deleting EKS cluster "eva-cluster"
2022-11-28 14:39:06 [ℹ] deleted Fargate profile "fp-default""
2022-11-28 14:39:06 [ℹ] deleted 1 Fargate profile(s)
...
2022-11-28 14:39:09 [ℹ] will delete stack "eksctl-eva-cluster-cluster"
2022-11-28 14:39:09 [✔] all cluster resources were deleted
```
### 步驟 4 : 其他指令
* 更新並重新建立關聯
```
# kubectl config get-contexts
CURRENT NAME CLUSTER AUTHINFO NAMESPACE
* arn:aws:eks:ap-northeast-1:285167715064:cluster/eks-eva arn:aws:eks:ap-northeast-1:285167715064:cluster/eks-eva arn:aws:eks:ap-northeast-1:285167715064:cluster/eks-eva
# aws eks update-kubeconfig --name eva-eks --region ap-northeast-1
Added new context arn:aws:eks:ap-northeast-1:285167715064:cluster/eva-eks to /root/.kube/config
# kubectl config get-contexts
CURRENT NAME CLUSTER AUTHINFO NAMESPACE
arn:aws:eks:ap-northeast-1:285167715064:cluster/eks-eva arn:aws:eks:ap-northeast-1:285167715064:cluster/eks-eva arn:aws:eks:ap-northeast-1:285167715064:cluster/eks-eva
* arn:aws:eks:ap-northeast-1:285167715064:cluster/eva-eks arn:aws:eks:ap-northeast-1:285167715064:cluster/eva-eks arn:aws:eks:ap-northeast-1:285167715064:cluster/eva-eks
```
* 查詢服務 & 節點
```
# kubectl get node -o wide
NAME STATUS ROLES AGE VERSION INTERNAL-IP EXTERNAL-IP OS-IMAGE KERNEL-VERSION CONTAINER-RUNTIME
ip-192-168-56-143.ap-northeast-1.compute.internal Ready <none> 68s v1.23.13-eks-fb459a0 192.168.56.143 18.177.151.215 Amazon Linux 2 5.4.219-126.411.amzn2.x86_64 docker://20.10.17
ip-192-168-78-82.ap-northeast-1.compute.internal Ready <none> 75s v1.23.13-eks-fb459a0 192.168.78.82 13.115.245.187 Amazon Linux 2 5.4.219-126.411.amzn2.x86_64 docker://20.10.17
# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.100.0.1 <none> 443/TCP 10m
```
* 設定自動擴展
```
# kubectl autoscale deployment php-apache --cpu-percent=50 --min=1 --max=5
horizontalpodautoscaler.autoscaling/php-apache autoscaled
# kubectl get hpa
NAME REFERENCE TARGETS MINPODS MAXPODS REPLICAS AGE
php-apache Deployment/php-apache <unknown>/50% 1 5 1 5m52s
```
## 滾動式更新
* 一個 Deployment 掌管一或多個 ReplicaSet，而一個 ReplicaSet 掌管一或多個 Pod
```
└─ Deployment: <name>
└─ ReplicaSet: <name>-<rs>
└─ Pod: <name>-<rs>-<randomString>
```
### 1. 準備 yaml 檔並執行
```
# vim test-rolling.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.10.2
ports:
- containerPort: 80
# kubectl apply -f test-rolling.yaml
deployment.apps/nginx-deployment created
```
### 2. 查看 deployment 部署情況
```
# kubectl get deployment
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
nginx-deployment 3/3 3 3 2m31s
```
### 3. 查看自動產生的 replicaset
```
# kubectl get rs
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
nginx-deployment-659f55f4bc 3 3 3 7m11s
```
#### 4. 由該 replicaset 產生的 pod
```
# kubectl get pod -l app=nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-deployment-56bcb45f97-74prt 1/1 Running 0 51m
nginx-deployment-56bcb45f97-fzs89 1/1 Running 0 51m
nginx-deployment-56bcb45f97-pm96d 1/1 Running 0 51m
```
### 5.加入滾動升級 (Rolling Update)
```
minReadySeconds: 5
strategy:
type: RollingUpdate
rollingUpdate:
maxSurge: 1
maxUnavailable: 1
```
* `minReadySeconds` :
* 容器內應用程式的啟動時間，Kubernetes 會等待設定的時間後才繼續進行升級流程
* 如果沒有此欄位的話，Kubernetes 會假設該容器一開完後即可進行服務
* 若未設定此欄位，在某些極端情況下可能會造成服務無法正常運作(新誕生的 pod 尚未進入可服務階段)
* `maxSurge` :
* 升級過程中最多可以比原先設定所多出的 pod 數量
* 此欄位可以為固定值或是比例(%)
* ex. maxSurge: 1、replicas: 5，代表 Kubernetes 會先開好 1 個新 pod 後才刪掉一個舊的 pod，整個升級過程中最多會有 5+1 個 pod
* `maxUnavailable` :
* 最多可以有幾個 pod 處在無法服務的狀態
* 與 maxSurge 不可同時為零 (當 maxSurge 不為零時，此欄位可為零)
* ex. maxUnavailable: 1，代表 Kubernetes 整個升級過程中最多會有 1 個 pod 處在無法服務的狀態
```
# vim test-rolling.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nginx
strategy:
type: RollingUpdate
rollingUpdate:
maxSurge: 1
maxUnavailable: 1
minReadySeconds: 10
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.7.9
ports:
- containerPort: 80
hostPort: 80
```
### 6. 進行滾動升級
* `set image`
```
# kubectl set image deployment <deployment> <container>=<image> --record //format
# kubectl set image deployment nginx-deployment nginx=nginx:1.11.5 --record //example
```
* `replace` : 修改 image 版本
```
# kubectl replace -f <yaml> //format
# kubectl replace -f test-rolling.yaml //example
```
* `edit` : 這指令會直接打開編輯器的視窗，可以直接修改 deployment 內的設定值
```
# kubectl edit deployment <deployment> --record //format
# kubectl edit deployment nginx-deployment --record //example
```
### 7. 滾動指令查詢
* 查詢升級狀況
```
# kubectl rollout status deployment <deployment> //format
# kubectl rollout status deployment nginx-deployment //example
```
* 暫停滾動升級
```
# kubectl rollout pause deployment <deployment> //format
# kubectl rollout pause deployment nginx-deployment //example
```
* 繼續滾動升級
```
# kubectl rollout resume deployment <deployment> //format
# kubectl rollout resume deployment nginx-deployment //example
```
* 復原滾動更新
```
# kubectl rollout undo deployment <deployment> //format
# kubectl rollout undo deployment nginx-deployment //example
```
* 滾動歷史查詢
```
# kubectl rollout history deployment nginx-deployment
deployment.apps/nginx-deployment
REVISION CHANGE-CAUSE
1 kubectl apply --filename=test-rolling.yaml --record=true
2 kubectl apply --filename=test-rolling.yaml --record=true
```
* 觀看更新後服務狀態
```
# kubectl get deployment -o wide
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE CONTAINERS IMAGES SELECTOR
nginx 2/3 3 1 103m nginx nginx:1.7.9 app=nginx
nginx-deployment 2/2 2 2 5h22m nginx nginx:1.11.5 app=nginx
```
* 回到指定版本
```
# kubectl rollout undo deployment nginx --to-revision=<版本> //format
# kubectl rollout undo deployment nginx --to-revision=5 //example
```
## Annotations
### `service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-type`
* 指定負載均衡器類型
* 對於 `nlb-ip類型` ，控制器將為 NLB 提供 IP 目標。支持此值是為了向後兼容
* 對於 `external` 類型，NLB 目標類型取決於註釋 `nlb-target-type` (下方)
### `service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-nlb-target-type`
* 指定要為 NLB 配置的目標類型
* `instance` 模式會將流量路由到為您的服務打開的NodePort上集群內的所有 EC2 實例。
* `ip` mode 會將流量直接路由到 pod IP。
### `service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-scheme`
* 指定 NLB 是面向 Internet 的還是內部的
* 有效值為internal, internet-facing。如果未指定，則默認為internal
### `service.beta.kubernetes.io/aws-load-balancer-internal`
* 指定 NLB 是面向 Internet 的還是內部的。
## Session Affinity
* 可以透過session affinity的設定來盡量讓來自同個client的request可以由同一個Pod回覆，這樣就可以避免session遺失的問題
* `None` : 以round robin的方式輪詢下面的Pods。
* `ClientIP` : 以client ip的方式固定request到同一台機器。
```
sessionAffinity: ClientIP
loadBalancerIP: 123.123.123.123
```
## 工作負載
### Horizontal Pod Autoscaler
會根據資源的 CPU 使用率，自動調整部署、複寫控制器或複本集中的 pods 裝置數量
基於CPU使用率或特定資源條件自動增減ReplicationController、ReplicaSet與Deployment中Pod的數量。特定資源條件可以為CPU、Ｍemory、Storage或其他自訂條件
#### HPA 部署
* HPA YAML由 apiVersion, kind, metadata, spec組成
* spec 包含以下字段:
* minReplicas : 自動伸縮仍須保有的最小Pod數
* maxReplicas : 自動伸縮可以擴展的的最大Pod數
* scaleTargetRef : 要縮放的目標, 目標的spec只少會包含apiVersopn, kind, spec
* metrics <[]object>: 用來計算所需Pod數的指標列表
* external: 引用不屬於任何對象的全局指標
* type: 指標的類型, 可選Objects, Pods 或 Resource
* object: 引用描述cluster中單一對象的特定指標
* pods: 引用當前被自動伸縮的Pod對象的特定指標
* resource: 引用資源指標, 即當前被自動伸縮的Pod對象容器中的requests 和 limits 定義的指標
* targetAverageUtilization: Pod 的平均利用率
* targetAverageValue: Pod 的平均利用量
* targetCPUUtilizationPercentage: 指定目標的Scaling條件，這邊為CPU的平均百分比。
#### HPA.yaml
```
apiVersion: autoscaling/v1
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
name: ironman-hpa
spec:
scaleTargetRef:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
name: ironman
minReplicas: 2
maxReplicas: 5
targetCPUUtilizationPercentage: 50
```
### Vertical Pod Autoscaler
可自動調整保留給 pods 的 CPU 和記憶體，以協助保持應用程式的「適當大小」，來減少運維成本
#### VPA 部署
* spec.updatePolic.updateMode ：
* Off ：VPA 只會提供推薦資源配置，不會自動的調整任何設定。
* Initial ：VPA 只會在 Pod 被建立時調整資源配置並且不會再有任何自動調整。
* Auto ：VPA 將會自動配置 Recommender 提供的配置。
* Recreate ：和 Auto 類似差別在於每次重啟 Pod 都會 recreate （很少用到）。
* spec.resourcePolicy.containerPolicies ：
* containerName ：指定 VPA 的範圍， * 代表目標中所有的 Pod。
* minAllowed：可調整的資源下限。
* maxAllowed：可調整的資源上限。
* controlledResources ：需要監控的資源指標，有 cpu 和 memory 可以選擇。
#### VPA.yaml
```
apiVersion: autoscaling.k8s.io/v1
kind: VerticalPodAutoscaler
metadata:
name: hamster-vpa
namespace: default
spec:
targetRef:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
name: hamster
updatePolicy:
updateMode: "Off"
resourcePolicy:
containerPolicies:
- containerName: '*'
minAllowed:
cpu: 100m
memory: 50Mi
maxAllowed:
cpu: 1
memory: 500Mi
controlledResources: ["cpu", "memory"]
```
### Cluster Autoscaler
當物件因資源不足而無法生成啟動時，或者是叢集節點使用率過低時，ClusterAutoScaler會自動地去調節節點的數量。
* —num-nodes: 結點創建初始值，預設為3。
* --enable-autoscaling: 啟動autoscaler與否。
* --min-nodes: node pool中最低的節點數。
* --max-nodes: node pool中最高的節點數。
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