EBS CSI Driver

CSI

컨테이너 오케스트레이션 시스템과 Storage Controller ( Plugin ) 사이의 Interface이며, gRPC 기반으로 구성되어 있다

•

CSI는 Storage를 제어하는 Plugin, Volume Life Cycle, 컨테이너 오케스트레이션 시스템과 CSI Plugin 사이의 인터페이스를 정의한다

EBS CSI Driver

•

Kubernetes와 EBS 볼륨 간의 통합을 단순화하는 역할

•

Kubernetes 클러스터 내에서 EBS 볼륨을 쉽게 프로비저닝하고 관리 가능

•

Kubernetes 클러스터에서 EBS 볼륨을 효율적으로 관리하고 데이터를 안전하게 보호가능 

내부 구조

구성 요소	설명
Controller Plugin	- 클러스터 내에서 1개만 실행 - PersistentVolume 생성/삭제 등 API 호출 담당 (CreateVolume, DeleteVolume 등) - AWS EC2 API를 호출해서 EBS 볼륨을 조작
Node Plugin	- 각 노드에 데몬셋으로 실행 - 볼륨 Attach/Detach, Mount/Unmount 담당 - 노드에 실제 디바이스를 연결하고 Pod에 마운트
Provisioner	- Kubernetes와 연동해 PVC 요청을 감지하고, Controller에 볼륨 생성을 요청
Attacher	- PV이 바인딩되었을 때 Attach/Detach 요청을 감지하고 처리

데이터 흐름

PVC 생성

External Provisioner가 PVC 감지 후 Controller에 CreateVolume 요청

Controller가 AWS EC2 API로 EBS 볼륨 생성

PVC  PV 바인딩

Pod이 스케쥴되면 Node Plugin이 해당 노드에서 Attach  Mount 수행

성능

비용 효율성

•

gp3는 gp2보다 성능 대비 저렴하다. 같은 성능을 제공하면서도 가격이 최대 20% 저렴할 수 있다.

Kubernetes에서의 손쉬운 통합

•

Kubernetes에서 EBS 볼륨을 자동으로 프로비저닝하고, 마운트할 수 있다.

CSI의 구성 요소

•

Provisioner : PV 생성

•

Attacher : Pod가 PVC 사용 시, PV를 Mount

•

Controller : Volume 생성 및 삭제

•

NodeServer : Pod가 배포될 Node에 Volume이 Mount될 수 있도록 환경 구성

Plugin 은 쿠버네티스와 같은 CO의 명령에 따라서 스토리지를 컨트롤하는 컨트롤러이다

•

컨트롤러 Plugin : 스토리지 중앙 관리 기능을 담당하며, 아무 노드에서 동작해도 상관 없다

•

노드 Plugin : 컨테이너가 동작하는 모든 노드에서 동작하는 Plugin으로, 각 Node를 제어한다

Volume Life Cycle

• CREATED -> NODE READY -> Volume Ready -> PUBLISHED -> Delete Volume

•

실습

ENV

CLUSTER_NAME="<EKS_CLUSTER_NAME>"
CLUSTER_OIDC=$(aws eks describe-cluster --name $CLUSTER_NAME --query "cluster.identity.oidc.issuer" --output text | cut -c 9-100)
ACCOUNT=$(aws sts get-caller-identity --query "Account" --output text)

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EBS CSI 드라이버 신뢰 정책 생성

cat << EOF > aws-ebs-csi-driver-trust-policy.json
{
    "Version": "2012-10-17",
    "Statement": [
        {
            "Effect": "Allow",
            "Principal": {
                "Federated": "arn:aws:iam::ACCOUNT_ID:oidc-provider/OIDC"
            },
            "Action": "sts:AssumeRoleWithWebIdentity",
            "Condition": {
                "StringEquals": {
                    "OIDC:aud": "sts.amazonaws.com"
                }
            }
        }
    ]
}
EOF

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sed 명령어로 취환

sed -i "s|ACCOUNT_ID|$ACCOUNT|g" aws-ebs-csi-driver-trust-policy.json
sed -i "s|OIDC|$CLUSTER_OIDC|g" aws-ebs-csi-driver-trust-policy.json

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IAM 역할 생성

aws iam create-role --role-name AmazonEKS_EBS_CSI_DriverRole --assume-role-policy-document file:///home/ec2-user/aws-ebs-csi-driver-trust-policy.json

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IAM 역할에 정책 연결

aws iam attach-role-policy --policy-arn arn:aws:iam::aws:policy/service-role/AmazonEBSCSIDriverPolicy --role-name AmazonEKS_EBS_CSI_DriverRole

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cat << EOF > ebs-policy.json
{
    "Version": "2012-10-17",
    "Statement": [
        {
            "Effect": "Allow",
            "Action": [
                "ec2:CreateVolume",
                "ec2:DeleteVolume",
                "ec2:AttachVolume",
                "ec2:DetachVolume",
                "ec2:DescribeVolumes",
                "ec2:DescribeVolumeStatus",
                "ec2:ModifyVolume",
                "ec2:CreateTags"
            ],
            "Resource": "*"
        }
    ]
}
EOF

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aws-ebs-csi-driver addon 연결

eksctl create addon --name aws-ebs-csi-driver --cluster $CLUSTER_NAME --service-account-role-arn arn:aws:iam::$ACCOUNT:role/AmazonEKS_EBS_CSI_DriverRole --force

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IAM 정책 생성

aws iam create-policy --policy-name EKSNodeEBSPolicy --policy-document file://ebs-policy.json

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IAM 역할에 정책 연결

aws iam attach-role-policy --role-name eksctl-skills-eks-cluster-nodegrou-NodeInstanceRole-2WJlpda63OIk --policy-arn <EKSNodeEBSPolicy_정책_ARN_>

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IAM 역할에 대한 정책 확인

aws iam list-attached-role-policies --role-name eksctl-skills-eks-cluster-nodegrou-NodeInstanceRole-2WJlpda63OIk

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PVC & Pod 확인

kubectl get pvc -n dev-ns
kubectl get pods -n dev-ns

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애플리케이션 배포 및 CSI 드라이버 작동 여부 확인

•

sc.yaml

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: ebs-sc
provisioner: ebs.csi.aws.com
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer

YAML

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kubectl apply -f sc.yaml

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•

pvc.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: ebs-claim
  namespace: dev-ns
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi
	  storageClassName: ebs-sc

YAML

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kubectl apply -f pvc.yaml

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•

deployment.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  namespace: dev-ns
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        ports:
        - containerPort: 80
        volumeMounts:
        - mountPath: /usr/share/nginx/html
          name: ebs-claim
      volumes:
      - name: ebs-claim
        persistentVolumeClaim:
          claimName: ebs-claim

YAML

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kubectl apply -f deployment.yaml

YAML

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kubectl get pod -n kube-system

kubectl get sa -n kube-system

kubectl describe storageclass ebs-sc

# kubectl exec -it app -- cat /data/out.txt

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WaitForFirstConsumer 모드

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컨테이너 스케줄링과 관련된 Kubernetes의 기능입니다.

◦

PersistentVolumeClaim 을 사용하는 파드가 생성될 때까지 PersistentVolume 의 바인딩과 프로비저닝을 지연시킵니다.

◦

PersistentVolume 은 파드의 스케줄링 제약 조건에 의해 지정된 토폴로지에 따라 선택되거나 프로비전됩니다.