Kubernetes - Uma introdução ao mundo da orquestração de contentores
No mundo digital de hoje, é mais importante do que nunca desenvolver e executar aplicações eficientes e escaláveis. A introdução de tecnologias de contentores, como o Docker, alterou fundamentalmente a forma como o software é desenvolvido e implementado. O Kubernetes é uma dessas tecnologias que explora plenamente o potencial dos contentores e estabelece novos padrões em termos de orquestração e gestão de aplicações. Nesta introdução, gostaríamos de lhe dar uma visão geral do Kubernetes, da sua funcionalidade e das suas possíveis utilizações.
O que é o Kubernetes?
Kubernetes, muitas vezes abreviado simplesmente como "k8s", é um sistema de orquestração de contentores de código aberto originalmente desenvolvido pela Google e entregue à Cloud Native Computing Foundation (CNCF) em 2014. O Kubernetes permite aos programadores e operadores empacotar aplicações em contentores e gerir esses contentores de forma eficiente numa variedade de infra-estruturas.
As principais tarefas do Kubernetes são
- Automatizar a implantação de contentores
- Escalar e gerir cargas de trabalho de contentores
- Otimização da utilização de recursos
- Failover e recuperação automáticos
- Descoberta de serviços e balanceamento de carga
Porquê Kubernetes?
Porquê Kubernetes?
O Kubernetes estabeleceu-se como a norma de facto para a orquestração de contentores devido à sua flexibilidade, escalabilidade e fiabilidade. As vantagens mais importantes do Kubernetes são
Independência de plataforma: o Kubernetes pode ser executado em diferentes provedores de nuvem, em seu próprio data center ou até mesmo em um laptop de desenvolvedor.
Escalabilidade: O Kubernetes suporta o escalonamento automático de aplicações com base no consumo de recursos ou noutras métricas.
Autocorreção: O Kubernetes pode detetar e substituir automaticamente contentores com falhas para garantir uma elevada disponibilidade das aplicações.
Microsserviços: O Kubernetes é ideal para gerir arquitecturas de microsserviços, uma vez que suporta a dissociação de aplicações e o seu rápido desenvolvimento e implementação.
Arquitetura Kubernetes
Arquitetura Kubernetes
O Kubernetes organiza a infraestrutura em unidades lógicas chamadas clusters. Um cluster é composto por um ou mais nós, que representam as máquinas físicas ou virtuais nas quais os contentores são executados.
Os principais componentes da arquitetura Kubernetes são
Planode Controle: O plano de controle do Kubernetes consiste em um conjunto de processos que são responsáveis por gerenciar todo o cluster. Estes incluem o servidor API, a base de dados etcd, o gestor de controladores e o agendador.
Nós: Cada nó é uma máquina física ou virtual que fornece o ambiente de tempo de execução para os contentores. Cada nó executa o serviço Kubelet e o tempo de execução do contentor (por exemplo, Docker) para gerir e executar contentores.
Pods: o Kubernetes organiza os contêineres em pods. Um pod pode conter um ou mais contentores estreitamente ligados que partilham recursos e ambiente de rede. Os pods são a unidade mais pequena e mais simples da arquitetura Kubernetes.
Serviços: Os serviços são uma camada de abstração no topo dos pods que fornecem acesso robusto à rede para aplicações executadas nos pods. Fornecem balanceamento de carga, descoberta de serviços e suportam diferentes modos de acesso, como Cluster-IP, NodePort e LoadBalancer.
Kubernetes em utilização
Kubernetes em utilização
O Kubernetes pode ser usado em vários cenários, incluindo:
Desenvolvimento e teste: O Kubernetes permite que os programadores configurem ambientes de desenvolvimento locais que se assemelham ao ambiente de produção, facilitando a resolução de problemas e os testes.
Integração contínua/implantação contínua (CI/CD): O Kubernetes pode ser perfeitamente integrado em pipelines de CI/CD para permitir a implantação, o dimensionamento e o gerenciamento automatizados de aplicativos.
Infra-estruturas híbridas e multi-nuvem: o Kubernetes permite que as organizações gerenciem seus aplicativos em diferentes provedores de nuvem e infra-estruturas locais, aumentando a flexibilidade e a resiliência da infraestrutura.
Computação periférica: O Kubernetes também pode ser utilizado em cenários de computação periférica para fornecer aplicações mais próximas dos utilizadores finais ou dispositivos e reduzir a latência.
Ecossistema Kubernetes e extensões
Ecossistema Kubernetes e extensões
O ecossistema Kubernetes inclui uma variedade de ferramentas, extensões e integrações que tornam o trabalho com o Kubernetes mais fácil e mais avançado. Alguns exemplos são:
Helm: um gerenciador de pacotes para Kubernetes que simplifica a implantação e o gerenciamento de aplicativos no Kubernetes.
Prometheus: uma ferramenta de monitoramento e alerta projetada especificamente para Kubernetes e aplicativos nativos da nuvem.
Istio: uma malha de serviço que fornece recursos avançados de rede, segurança e observabilidade para aplicativos no Kubernetes.
Operadores do Kubernetes: Extensões que melhoram a automação e o gerenciamento de aplicativos no Kubernetes.
O Kubernetes estabeleceu-se como a norma de facto para a orquestração de contentores devido à sua flexibilidade, escalabilidade e fiabilidade. As vantagens mais importantes do Kubernetes são
Independência de plataforma: o Kubernetes pode ser executado em diferentes provedores de nuvem, em seu próprio data center ou até mesmo em um laptop de desenvolvedor.
Escalabilidade: O Kubernetes suporta o escalonamento automático de aplicações com base no consumo de recursos ou noutras métricas.
Autocorreção: O Kubernetes pode detetar e substituir automaticamente contentores com falhas para garantir uma elevada disponibilidade das aplicações.
Microsserviços: O Kubernetes é ideal para gerir arquitecturas de microsserviços, uma vez que suporta a dissociação de aplicações e o seu rápido desenvolvimento e implementação.
O Kubernetes organiza a infraestrutura em unidades lógicas chamadas clusters. Um cluster é composto por um ou mais nós, que representam as máquinas físicas ou virtuais nas quais os contentores são executados.
Os principais componentes da arquitetura Kubernetes são
Planode Controle: O plano de controle do Kubernetes consiste em um conjunto de processos que são responsáveis por gerenciar todo o cluster. Estes incluem o servidor API, a base de dados etcd, o gestor de controladores e o agendador.
Nós: Cada nó é uma máquina física ou virtual que fornece o ambiente de tempo de execução para os contentores. Cada nó executa o serviço Kubelet e o tempo de execução do contentor (por exemplo, Docker) para gerir e executar contentores.
Pods: o Kubernetes organiza os contêineres em pods. Um pod pode conter um ou mais contentores estreitamente ligados que partilham recursos e ambiente de rede. Os pods são a unidade mais pequena e mais simples da arquitetura Kubernetes.
Serviços: Os serviços são uma camada de abstração no topo dos pods que fornecem acesso robusto à rede para aplicações executadas nos pods. Fornecem balanceamento de carga, descoberta de serviços e suportam diferentes modos de acesso, como Cluster-IP, NodePort e LoadBalancer.
O Kubernetes pode ser usado em vários cenários, incluindo:
Desenvolvimento e teste: O Kubernetes permite que os programadores configurem ambientes de desenvolvimento locais que se assemelham ao ambiente de produção, facilitando a resolução de problemas e os testes.
Integração contínua/implantação contínua (CI/CD): O Kubernetes pode ser perfeitamente integrado em pipelines de CI/CD para permitir a implantação, o dimensionamento e o gerenciamento automatizados de aplicativos.
Infra-estruturas híbridas e multi-nuvem: o Kubernetes permite que as organizações gerenciem seus aplicativos em diferentes provedores de nuvem e infra-estruturas locais, aumentando a flexibilidade e a resiliência da infraestrutura.
Computação periférica: O Kubernetes também pode ser utilizado em cenários de computação periférica para fornecer aplicações mais próximas dos utilizadores finais ou dispositivos e reduzir a latência.
O ecossistema Kubernetes inclui uma variedade de ferramentas, extensões e integrações que tornam o trabalho com o Kubernetes mais fácil e mais avançado. Alguns exemplos são:
Helm: um gerenciador de pacotes para Kubernetes que simplifica a implantação e o gerenciamento de aplicativos no Kubernetes.
Prometheus: uma ferramenta de monitoramento e alerta projetada especificamente para Kubernetes e aplicativos nativos da nuvem.
Istio: uma malha de serviço que fornece recursos avançados de rede, segurança e observabilidade para aplicativos no Kubernetes.
Operadores do Kubernetes: Extensões que melhoram a automação e o gerenciamento de aplicativos no Kubernetes.
O Kubernetes estabeleceu-se como a plataforma líder para orquestração de contentores, oferecendo uma vasta gama de funcionalidades e benefícios que revolucionaram a forma como as aplicações são desenvolvidas, implementadas e escaladas na nuvem e não só. Com o seu ecossistema em crescimento e o amplo apoio da indústria, o Kubernetes é um elemento fundamental para infra-estruturas de TI modernas e preparadas para o futuro. Esta introdução deve dar-lhe uma primeira visão geral do Kubernetes e das suas possíveis utilizações. Para otimizar a utilização da Kubernetes na sua empresa, é aconselhável aprofundar o assunto e, se necessário, recorrer a especialistas para o planeamento, a implementação e a gestão das infra-estruturas Kubernetes. Ao adquirir competências e conhecimentos sobre Kubernetes, a sua organização pode beneficiar das muitas vantagens que esta tecnologia oferece e ganhar uma vantagem competitiva no panorama digital.