Bem-vindo ao webinar de Introdução ao Kubernetes na prática! Este repositório contém os arquivos e instruções necessários para você acompanhar o laboratório prático. Antes de começar, é importante garantir que você atenda aos requisitos mínimos abaixo.
- Instância ou VM Linux
- Recursos mínimos: Pelo menos 2 CPUs, 2 GB de RAM e 20 GB de espaço em disco.
- Sistema Operacional: Ubuntu 20.04 LTS ou uma versão mais recente.
- Permissões administrativas são necessárias para instalar software e configurar o ambiente.
K3s é uma distribuição leve do Kubernetes que é fácil de instalar e gerenciar. Para instalar e configurar um cluster K3s, siga estas etapas:
- Execute o comando para instalar o K3s:
sudo apt update curl -sfL https://get.k3s.io | sh - sudo k3s kubectl get nodes - Instalar auto complete e permitir rodar o kubectl sem sudo
sudo kubectl completion bash | sudo tee /etc/bash_completion.d/kubectl > /dev/null sudo chmod a+r /etc/bash_completion.d/kubectl sudo chown -R $USER /etc/rancher/k3s/k3s.yaml
Caso prefira ou não tenha os recursos mencionados acima, existem duas opções alternativas para criar seu ambiente Kubernetes:
Minikube permite executar um cluster Kubernetes local em uma máquina. É uma boa opção para testes e desenvolvimento.
- Instale o Minikube seguindo a documentação oficial.
Kind é uma ferramenta para rodar Kubernetes em contêineres Docker. É ideal para ambientes de desenvolvimento locais.
- Instale o Kind seguindo as instruções disponíveis na documentação oficial.
Neste treinamento de Introdução ao Kubernetes, com duração de uma hora e meia, abordaremos os seguintes tópicos:
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Conceitos Básicos do Kubernetes:
- Introdução ao Kubernetes e seus principais componentes.
- Visão geral da arquitetura do Kubernetes.
- Funções dos principais objetos do Kubernetes, como Pods, Services, e Deployments.
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Instalação e Configuração:
- Configuração rápida de um cluster Kubernetes utilizando K3s.
- Alternativas para ambientes locais com Minikube e Kind.
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Trabalhando com Kubernetes:
- Criação e gerenciamento de Pods.
- Configuração básica de Services para expor aplicações.
- Uso de Deployments para gerenciar a disponibilidade de aplicações.
Um cluster Kubernetes é composto por diversos componentes que trabalham juntos para orquestrar e gerenciar aplicações containerizadas. Esses componentes são divididos em duas partes principais: Plano de Controle (Control Plane) e Nodos (Nodes). Juntos, eles garantem que os containers sejam executados de forma confiável e escalável.
O Control Plane é responsável por gerenciar todo o cluster, controlando o ciclo de vida dos aplicativos e respondendo a eventos do cluster, como a criação de novos containers ou o escalonamento de serviços. Ele é composto por vários componentes críticos:
O API Server é o ponto central de comunicação do Kubernetes. Ele expõe a API que interage com o sistema e gerencia os objetos, como Pods, Services e Deployments. Toda interação com o cluster, seja por comandos kubectl ou solicitações de outras ferramentas, passa pelo API Server.
- Função: Gerenciar a comunicação entre os componentes do cluster e os usuários.
- Características: Expõe a API RESTful para gerenciar o estado do cluster.
O etcd é um banco de dados key-value altamente disponível e distribuído que armazena todos os dados de configuração e estado do cluster. Ele armazena de maneira confiável todas as informações críticas, como o estado dos nós, Pods e outros recursos.
- Função: Armazenar o estado de configuração e os dados do cluster.
- Características: Distribuído, tolerante a falhas e altamente disponível.
O Scheduler é responsável por decidir em qual nó (node) os novos Pods serão executados, levando em consideração os recursos disponíveis, as políticas de afinidade e as restrições de capacidade.
- Função: Atribuir os Pods aos nós baseados em recursos e requisitos.
- Características: Otimiza o uso de recursos e a distribuição das cargas.
O Controller Manager gerencia vários controladores que monitoram o estado do cluster e garantem que ele corresponda ao estado desejado. Por exemplo, o controlador de replicação garante que o número correto de réplicas de um Pod esteja sempre em execução.
- Função: Garantir que o estado atual do cluster corresponda ao estado desejado.
- Características: Monitora e ajusta automaticamente o estado do cluster.
Os Nodes são as máquinas (físicas ou virtuais) que executam os containers. Cada Node contém os serviços necessários para gerenciar a execução dos containers e é controlado pelo Control Plane. Os componentes principais dos nós são:
O Kubelet é o agente que roda em cada nó do cluster. Ele recebe instruções do API Server para gerenciar a criação e execução dos containers nos Pods. O Kubelet também monitora a saúde dos containers e relata o status de volta ao Control Plane.
- Função: Gerenciar e garantir a execução dos containers em um nó.
- Características: Interage com o API Server e executa os containers.
O Kube-Proxy é um serviço de rede que roda em cada nó. Ele é responsável por gerenciar as regras de rede que permitem a comunicação entre os diferentes serviços e Pods no cluster. Ele assegura que o tráfego seja roteado corretamente para os containers.
- Função: Manter as regras de rede e garantir a comunicação entre os Pods e serviços.
- Características: Proxy e balanceamento de carga para tráfego de rede.
O Container Runtime é o software que roda os containers no Node. Kubernetes suporta diferentes runtimes, como Docker, containerd, e CRI-O. Ele é responsável por baixar as imagens de container e executá-las no Pod.
- Função: Executar containers nos Pods.
- Características: Compatível com diferentes runtimes de container.
Um Service é um recurso que define uma política de acesso a um conjunto de Pods. Ele permite que os usuários acessem as aplicações rodando nos Pods, seja internamente ou externamente ao cluster, através de diferentes tipos de serviços, como ClusterIP, NodePort e LoadBalancer.
- Função: Expor as aplicações e facilitar a comunicação entre os Pods.
- Características: Definem o acesso a Pods através de endpoints estáveis.
O Ingress é uma camada adicional que gerencia o acesso externo a serviços dentro de um cluster Kubernetes, permitindo a configuração de roteamento de tráfego HTTP/HTTPS.
- Função: Gerenciar o roteamento de tráfego externo para serviços internos.
- Características: Permite balanceamento de carga e roteamento por nome de host.
Um cluster Kubernetes é uma infraestrutura composta por componentes que trabalham em conjunto para garantir que as aplicações containerizadas sejam executadas de forma eficiente e escalável. O Plano de Controle supervisiona o estado e a execução dos containers, enquanto os Nodos executam e gerenciam os Pods, que são a unidade fundamental de execução no Kubernetes. Com a combinação desses componentes, Kubernetes oferece uma poderosa plataforma para orquestrar aplicações em produção.
Para mais informações, acesse a documentação oficial do Kubernetes.
Os arquivos YAML que utilizaremos durante o treinamento estarão disponíveis no diretório yaml-files deste repositório. Esses arquivos serão essenciais para criar e configurar os recursos no seu cluster Kubernetes durante as atividades práticas.
Para aplicar qualquer um desses arquivos YAML, você pode utilizar o comando:
kubectl apply -f caminho-do-arquivo.yamlNesta seção, você encontrará uma introdução e links úteis para a documentação oficial dos principais componentes que iremos utilizar ao longo do webinar. Cada conceito abaixo é fundamental para a administração e orquestração de containers no Kubernetes.
O Pod é a menor unidade do Kubernetes, representando um ou mais containers que compartilham a mesma rede e o mesmo armazenamento. Ele é essencialmente a camada de abstração que gerencia os containers, garantindo que eles sejam executados corretamente.
O Deployment é utilizado para gerenciar a criação e a escalabilidade dos Pods. Ele garante que o número correto de réplicas esteja sempre rodando no cluster e permite fazer atualizações contínuas dos containers sem downtime.
Os Services no Kubernetes são responsáveis por expor aplicações rodando nos Pods, permitindo que essas aplicações se comuniquem entre si e com o mundo exterior. Existem diferentes tipos de Service, como ClusterIP, NodePort, e LoadBalancer, cada um com diferentes casos de uso.
Namespaces são uma maneira de dividir logicamente o cluster, permitindo que você segmente recursos e políticas. Eles são úteis para organizar projetos, equipes ou ambientes (desenvolvimento, teste, produção) dentro de um mesmo cluster Kubernetes.
ConfigMaps são usados para armazenar pares de chave-valor que podem ser acessados pelos Pods. Eles ajudam a separar a configuração da lógica da aplicação, permitindo que você altere configurações sem precisar reconstruir a imagem do container.
Secrets são usados para armazenar informações confidenciais, como senhas, tokens ou chaves de API, de maneira segura. Assim como o ConfigMap, eles podem ser referenciados pelos Pods sem incluir essas informações diretamente nas imagens dos containers.