AWS EKS Kubernetesクラスター管理

Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS)は、AWSクラウドでKubernetesを実行するためのマネージドサービスです。Kubernetesのコントロールプレーンを自動管理することで、運用負荷を軽減し、アプリケーション開発に集中できる環境を提供します。

この記事では、EKSの基本概念とクラスター構築の流れ、基本的な運用方法について説明します。

EKSの基本概念

EKSアーキテクチャ

EKSクラスターは大きく分けて2つの部分で構成されています。以下の図で全体像を把握しましょう。

コントロールプレーン（AWSマネージド）

AWSが完全に管理する部分で、以下のコンポーネントが含まれます：

Kubernetes API Server: クラスター操作の中心となるAPI
etcd データストア: クラスター状態を保存する分散データベース
スケジューラー: Podをどのノードで実行するかを決定
コントローラーマネージャー: クラスターの状態を監視し、必要に応じて調整

AWSがこれらのコンポーネントを完全に管理するため、パッチ適用、高可用性の設定、バックアップが自動化されています。

ワーカーノード（お客様管理）

アプリケーションのPodが実際に動作する部分で、3つの選択肢があります：

1. EKS Managed Node Groups（推奨）

AWSが提供するマネージドなEC2インスタンス群
ノードの起動、終了、アップデートをAWSが自動化
Auto Scalingグループと連携した自動スケーリング

2. セルフマネージドノード

お客様が直接管理するEC2インスタンス
より細かい制御が可能だが、運用負荷が高い
特殊な要件がある場合に選択

3. AWS Fargate（サーバーレス）

サーバーレスでコンテナを実行
インスタンス管理が不要
ただし、以下の制限があります：
- DaemonSetは使用不可
- 特権コンテナは使用不可
- GPUワークロードは非対応
- パブリックサブネットでは実行不可
- EBSボリュームのマウント不可

EKSクラスターの作成

AWS Console を使用した基本的な作成手順

IAMロールの準備
- EKSサービス用のIAMロールを作成
- AmazonEKSClusterPolicy を付与
VPCとサブネットの設定
- パブリック・プライベートサブネットを設定
- 複数アベイラビリティゾーンに配置
EKSクラスターの作成 Console の EKS サービスから「クラスターの作成」
- クラスター名、Kubernetesバージョンを指定
  - 現在の推奨バージョン：1.31-1.33（標準サポート）
  - 1.28-1.30は拡張サポート（追加料金あり）
- 先ほど作成したIAMロールとVPCを選択
ワーカーノードの追加
- Managed Node Groups を使用（推奨）
- インスタンスタイプとスケーリング設定を指定

AWS CLI を使用した作成

AWS CLI でも EKS クラスターを作成できます。

bash

# EKSクラスター作成（最新の推奨バージョンを使用）
aws eks create-cluster \
  --name my-cluster \
  --version 1.31 \
  --role-arn arn:aws:iam::ACCOUNT:role/eks-service-role \
  --resources-vpc-config subnetIds=subnet-12345,subnet-67890

# 作成状況確認
aws eks describe-cluster --name my-cluster --query cluster.status

EKS での基本的なワークロード管理

kubectl の設定

EKS クラスターが作成されたら、kubectl コマンドでクラスターにアクセスできます。

bash

# kubeconfig の更新
aws eks update-kubeconfig --region us-west-2 --name my-cluster

# クラスター接続確認
kubectl get nodes

簡単なアプリケーションのデプロイ

サンプルアプリケーションをデプロイしてみます。

yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: sample-app
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: sample-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: sample-app
    spec:
      containers:
      - name: app
        image: nginx:1.20
        ports:
        - containerPort: 80

Helm を使用したパッケージ管理

Helm は Kubernetes のパッケージマネージャーで、複雑なアプリケーションの管理を簡素化します。

bash

# Helmのインストール確認
helm version

# Helmチャートリポジトリの追加（推奨リポジトリを使用）
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm repo update

# サンプルアプリケーションのデプロイ
helm install my-wordpress bitnami/wordpress

EKSのセキュリティ機能

IAMとRBACの統合

EKSでは AWS IAM と Kubernetes RBAC を一緒に使ってセキュリティを実現します。

主なセキュリティ機能

IAMロールによるアクセス制御: AWSリソースへの細やかな権限管理
Pod Security Standards: コンテナの実行制約を定義（非rootユーザー実行、特権モードの制限など）
ネットワークポリシー: Pod間通信の制御とマイクロセグメンテーション
暗号化機能: etcdでのデータ暗号化、EBSボリューム暗号化、通信の暗号化
セキュリティグループ: Pod単位でのネットワークアクセス制御
イメージスキャン: ECRとの統合による脆弱性検出

基本的なRBAC設定

サービスアカウントとロールの簡単な例：

yaml

# 基本的なサービスアカウント
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: my-app-sa
  namespace: default

EKSのネットワーキング

VPC CNI Plugin

EKSでは、AWS VPC CNIプラグインがネットワーキングを担当します。これはEKSがサポートする唯一のCNIプラグインで、以下の特徴があります：

主な仕組み

各EC2ノードに複数のElastic Network Interface（ENI）を作成
Pod一つ一つにVPCの実際のIPアドレスを直接割り当て
PodがVPC内のリソースと直接通信可能

メリット

VPCセキュリティグループやNetwork ACLがPodレベルで適用可能
AWS Load BalancerやRDSなどとの直接通信
ネットワークパフォーマンスの向上

注意点

インスタンスタイプごとにENIとIPアドレス数の上限あり
IPアドレス不足を避けるため、適切なCIDR設計が重要

Load Balancer 統合

Service タイプ

LoadBalancer: AWS ELB/ALB/NLB と統合
ClusterIP: クラスター内部通信のみ
NodePort: ノードのポートで公開

AWS Load Balancer Controller

より簡単に ALB を作成できるコントローラーで、Ingress リソースで ALB を作成できます。


## EKSの監視とログ

### CloudWatch Container Insights

EKS クラスターのメトリクスとログを CloudWatch で監視できます。

取得可能なメトリクス
- クラスターレベル: CPU、メモリ使用率
- ノードレベル: リソース使用状況
- Podレベル: アプリケーションのパフォーマンス

### ログ管理

EKS では以下のログを収集できます：

- API サーバーログ
- 監査ログ
- 認証ログ
- コントローラーマネージャーログ
- スケジューラーログ

## EKSの主なメリット

### 運用が簡単になる
- コントロールプレーンの完全マネージド
- 自動パッチ適用とアップグレード
- 高可用性の自動保証

### AWSサービスとの統合
- IAM、VPC、ELBなどとシームレス統合
- CloudWatchでの統合モニタリング
- AWSセキュリティ機能の活用

### コスト最適化
- Managed Node Groups での効率的なスケーリング
- Fargate でのサーバーレス実行
- Spot Instance でのコスト削減

## まとめ

AWS EKS は Kubernetes クラスターの管理を簡素化し、企業レベルのコンテナプラットフォームを構築できます。コントロールプレーンの管理をAWSがやってくれるので、開発チームはアプリケーション開発に集中できますね。

AWS EKS Kubernetesクラスター管理 ​

EKSの基本概念 ​

EKSアーキテクチャ ​

コントロールプレーン（AWSマネージド） ​

ワーカーノード（お客様管理） ​

EKSクラスターの作成 ​

AWS Console を使用した基本的な作成手順 ​

AWS CLI を使用した作成 ​

EKS での基本的なワークロード管理 ​

kubectl の設定 ​

簡単なアプリケーションのデプロイ ​

Helm を使用したパッケージ管理 ​

EKSのセキュリティ機能 ​

IAMとRBACの統合 ​

基本的なRBAC設定 ​

EKSのネットワーキング ​

VPC CNI Plugin ​

Load Balancer 統合 ​

AWS Load Balancer Controller ​

AWS EKS Kubernetesクラスター管理

EKSの基本概念

EKSアーキテクチャ

コントロールプレーン（AWSマネージド）

ワーカーノード（お客様管理）

EKSクラスターの作成

AWS Console を使用した基本的な作成手順

AWS CLI を使用した作成

EKS での基本的なワークロード管理

kubectl の設定

簡単なアプリケーションのデプロイ

Helm を使用したパッケージ管理

EKSのセキュリティ機能

IAMとRBACの統合

基本的なRBAC設定

EKSのネットワーキング

VPC CNI Plugin

Load Balancer 統合

AWS Load Balancer Controller