🌐 EKS를 둘러싼 네트워크

# docker-compose.yml
version: '3.8'
services:
  postgres:
    image: postgres:15
    # ❌ 단일 컨테이너, 재시작 시 데이터 손실
  
  redis:
    image: redis:7-alpine
    # ❌ 단일 컨테이너, 메모리 데이터만
  
  backend:
    build: ./backend
    # ❌ 단일 컨테이너, 로드밸런싱 없음

infrastructure/k8s/
├── namespace.yaml                    # 네임스페이스 분리
├── postgres-deployment.yaml         # StatefulSet + Anti-Affinity
├── redis-statefulset.yaml           # StatefulSet + Anti-Affinity  
├── backend-deployment.yaml          # Deployment + Topology Spread
├── backend-service.yaml             # LoadBalancer Service
└── ingress.yaml                     # ALB Ingress

# ❌ 기존: docker-compose.yml (1개 파일)
services:
  postgres: ...
  redis: ...
  backend: ...

# ✅ 변환: K8s manifests (6개 파일)
postgres-deployment.yaml  # Deployment
backend-deployment.yaml   # Deployment  
backend-service.yaml      # Service

# ❌ 문제: 단일 인스턴스
spec:
  replicas: 1

# ✅ 해결: Multi-AZ 분산
spec:
  replicas: 2
  affinity:
    podAntiAffinity: ...

# ❌ 문제: Deployment (Stateless)
kind: Deployment

# ✅ 해결: StatefulSet (Stateful)
kind: StatefulSet
volumeClaimTemplates: ...

# ❌ 문제: 외부 접근 불가
type: ClusterIP

# ✅ 해결: ALB Ingress 추가
kind: Ingress
annotations:
  alb.ingress.kubernetes.io/scheme: internet-facing

✅ 요구사항
- 기존 S3 정적 사이트 유지 (/aiseminar/*)
- 새로운 동적 API 추가 (/api/edustack/*)
- CloudFront로 통합 라우팅
- EKS에서 FastAPI + PostgreSQL + Redis 운영
- 고가용성(HA) 구성

사용자 → CloudFront → ALB → EKS Pods
                  → S3 (정적 콘텐츠)

정적 콘텐츠: 사용자 → Internet → WAF → CloudFront → S3
동적 API: 사용자 → Internet → WAF → CloudFront → VPC → ALB → EKS Pods

Private Subnet 1: FastAPI + PostgreSQL
Private Subnet 2: FastAPI + Redis

Private Subnet 1 (AZ-2a): FastAPI + PostgreSQL + Redis
Private Subnet 2 (AZ-2c): FastAPI + PostgreSQL + Redis

🌐 VPC 외부: S3, CloudFront, WAF
🏠 VPC 내부: ALB, NAT Gateway, EKS

사용자 → Internet → WAF → CloudFront → S3

사용자 → Internet → WAF → CloudFront → VPC → ALB → EKS Pods

Private Subnet 1: FastAPI + PostgreSQL
Private Subnet 2: FastAPI + Redis

Private Subnet 1 (AZ-2a): FastAPI + PostgreSQL + Redis
Private Subnet 2 (AZ-2c): FastAPI + PostgreSQL + Redis

# 현재 상태 확인
kubectl get pods -o wide
# 결과: 모든 Pod가 같은 노드에 몰려있음

📱 FastAPI (웹 서버)     → Deployment (Stateless)
   "요청 처리만 하고 끝, 메모리에 저장 안 함"

💾 PostgreSQL (데이터베이스) → StatefulSet (Stateful)  
   "데이터 파일 저장, 순서대로 시작/종료 필요"

🗄️ Redis (캐시)         → StatefulSet (Stateful)
   "메모리 데이터 보존 필요"

# edustack 프로젝트 구조
infrastructure/k8s/
├── namespace.yaml
├── postgres-deployment.yaml    # ← 이 파일을 수정
├── backend-deployment.yaml     # ← 이 파일을 수정  
└── backend-service.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment          # ❌ Stateless
metadata:
  name: postgres
spec:
  replicas: 1             # ❌ 단일 인스턴스
  selector:
    matchLabels:
      app: postgres
  template:
    spec:
      # ❌ Anti-Affinity 없음
      containers:
      - name: postgres
        image: postgres:15
        # ❌ 영구 스토리지 없음

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet         # ✅ Stateful
metadata:
  name: postgres
spec:
  serviceName: postgres   # ✅ StatefulSet 필수
  replicas: 2             # ✅ HA 구성
  selector:
    matchLabels:
      app: postgres
  template:
    spec:
      affinity:           # ✅ Anti-Affinity 추가
        podAntiAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: app
                operator: In
                values:
                - postgres
            topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
      containers:
      - name: postgres
        image: postgres:15
        volumeMounts:     # ✅ 영구 스토리지
        - name: postgres-storage
          mountPath: /var/lib/postgresql/data
  volumeClaimTemplates:   # ✅ 각 Pod마다 독립 스토리지
  - metadata:
      name: postgres-storage
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteOnce"]
      resources:
        requests:
          storage: 10Gi

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: redis
  namespace: edustack
spec:
  serviceName: redis
  replicas: 2             # ✅ HA 구성
  template:
    spec:
      affinity:           # ✅ Anti-Affinity
        podAntiAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: app
                operator: In
                values:
                - redis
            topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
      containers:
      - name: redis
        image: redis:7-alpine
        command: ["redis-server"]
        args: ["--appendonly", "yes"]  # ✅ 데이터 영속성
        volumeMounts:
        - name: redis-storage
          mountPath: /data
        resources:          # ✅ 리소스 제한
          requests:
            memory: "256Mi"
            cpu: "100m"
          limits:
            memory: "512Mi"
            cpu: "200m"
  volumeClaimTemplates:     # ✅ 영구 스토리지
  - metadata:
      name: redis-storage
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteOnce"]
      resources:
        requests:
          storage: 5Gi

사용자 로그인 → 세션 정보를 Redis에 저장
API 응답 → 자주 조회되는 데이터를 Redis에 캐시

Anti-Affinity: "절대 같은 곳에 있으면 안 돼!" (엄격함)
Topology Spread: "가능하면 고르게 분산해줘" (유연함)

Service (ClusterIP): 클러스터 내부에서만 접근 가능
  postgres:5432 ← FastAPI에서만 접근

Ingress: 외부 인터넷에서 접근 가능  
  https://your-domain.com/api → FastAPI로 라우팅

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: edustack-ingress
  namespace: edustack
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: alb
    alb.ingress.kubernetes.io/scheme: internet-facing  # ✅ 외부 접근
    alb.ingress.kubernetes.io/target-type: ip
    alb.ingress.kubernetes.io/ssl-redirect: '443'      # ✅ HTTPS 강제
    alb.ingress.kubernetes.io/healthcheck-path: /health # ✅ 헬스체크
spec:
  rules:
  - http:
      paths:
      - path: /api/edustack          # ✅ API 경로 라우팅
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: edustack-backend-service
            port:
              number: 80
      - path: /health                # ✅ 헬스체크 엔드포인트
        pathType: Exact
        backend:
          service:
            name: edustack-backend-service
            port:
              number: 80

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: edustack-backend
spec:
  replicas: 2             # ❌ 적은 인스턴스
  template:
    spec:
      # ❌ 분산 정책 없음 → 한 곳에 몰릴 수 있음
      containers:
      - name: backend
        env:
        - name: DATABASE_URL
          value: "postgresql://..."
        # ❌ Redis 연결 없음

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: edustack-backend
spec:
  replicas: 2             # ✅ 적절한 인스턴스 수
  template:
    spec:
      topologySpreadConstraints:  # ✅ 균등 분산 정책
      - maxSkew: 1              # ✅ AZ간 최대 1개 차이
        topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
        whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
        labelSelector:
          matchLabels:
            app: edustack-backend
      - maxSkew: 1              # ✅ 노드간 분산
        topologyKey: kubernetes.io/hostname
        whenUnsatisfiable: ScheduleAnyway
        labelSelector:
          matchLabels:
            app: edustack-backend
      containers:
      - name: backend
        env:
        - name: DATABASE_URL
          value: "postgresql://..."
        - name: REDIS_URL       # ✅ Redis 연결 추가
          value: "redis://redis:6379"

# 1. Pod가 다른 AZ에 분산되었는지 확인
kubectl get pods -o wide

# 2. ALB가 정상 동작하는지 확인
kubectl get ingress
kubectl describe ingress edustack-ingress

# 3. 서비스 간 통신 테스트
kubectl exec -it fastapi-pod -- curl postgresql-service:5432

# 4. HA 테스트 (한 AZ 장애 시뮬레이션)
kubectl cordon node-in-az-2a
kubectl get pods -o wide  # 다른 AZ로 이동했는지 확인