Entendendo o que são containers e Kubernetes

O que você aprenderá neste artigo

Este artigo tem como objetivo ensinar o básico sobre Kubernetes e como realizar sua instalação em sistemas Linux. No final desta leitura, você entenderá os conceitos fundamentais de containers, os elementos principais do Kubernetes, e como criar e gerenciar um pod.

O que é um container?

Um container é uma forma de executar sua aplicação de maneira isolada do sistema operacional hospedeiro. Ele inclui tudo o que é necessário para a execução, como código, bibliotecas e dependências. Essa abordagem garante que o executável não sofra interferências de outros processos no mesmo sistema.

A tecnologia que permite esse isolamento utiliza recursos do kernel, como cgroups (Control Groups), que limitam memória, CPU e outros recursos. Isso garante uma execução eficiente e previsível da aplicação.

Uma analogia: transporte de cargas

Imagine o transporte de mercadorias antes da invenção dos containers. O processo de carga e descarga era manual, lento e sujeito a perdas. Com a chegada dos containers, o transporte se tornou seguro, rápido e eficiente. Da mesma forma, os containers de software trazem padronização, segurança e facilidade na distribuição de aplicações.

Container Engine e Container Runtime

Container Engine

O container engine é responsável por fornecer o ambiente necessário para a execução de containers, incluindo rede, armazenamento e monitoramento. Exemplos incluem o Docker e o Podman.

Container Runtime

O container runtime é o componente que executa os containers nos nós. Ele gerencia operações de baixo nível, como inicialização, parada e exclusão de containers. Os runtimes podem ser de:

Baixo nível: Executados diretamente pelo kernel.
Alto nível: Dependem do container engine e oferecem interfaces mais amigáveis.

O que é Kubernetes?

O Kubernetes é um orquestrador de containers, responsável por gerenciar a implantação, escabilidade e disponibilidade de aplicações empacotadas em containers. Com o Kubernetes, você pode garantir que sua aplicação esteja sempre disponível, mesmo em caso de falha de um container.

Benefícios do Kubernetes

Escalabilidade: Ajusta recursos conforme a demanda.
Gerenciamento de implantações: Facilita atualizações e reversões.
Alta disponibilidade: Minimiza interrupções.
Portabilidade: Funciona em qualquer ambiente com suporte ao Kubernetes.
Padrão da indústria: Adotado amplamente por empresas de todos os tamanhos.

Componentes do Kubernetes

Control Plane (Plano de Controle)

API Server: Interface central para interação com o cluster.
Etcd: Armazenamento de chave-valor que guarda o estado do cluster.
Controller Manager: Garante que o estado do sistema esteja alinhado ao desejado.
Scheduler: Define em quais nós os pods serão implantados.

Workers (Trabalhadores)

Kubelet: Garante a saúde dos containers nos nós.
Kube Proxy: Gerencia o tráfego de rede para os pods.

Principais conceitos do Kubernetes

Pods: A menor unidade no Kubernetes, representa um processo no cluster.
ReplicaSets: Garante que um número específico de pods esteja em execução.
Deployments: Gerencia implantação e atualização de aplicações.
Services: Define um conjunto lógico de pods e fornece acesso uniforme a eles.

Como instalar o Kubernetes e o kubectl no Linux

Instalando o kubectl

Baixe o binário:

curl -LO "https://dl.k8s.io/release/$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl"

Dê permissão de execução:

chmod +x kubectl

Mova para o local correto:

mv kubectl /usr/local/bin/

Criando seu primeiro cluster com Kind

Instale o Kind:

curl -Lo ./kind https://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.20.0/kind-linux-amd64
chmod +x ./kind
mv ./kind /usr/local/bin/kind

Instale o Docker, se ainda não estiver instalado.
Crie um cluster:

kind create cluster

Verifique os nós do cluster:

kubectl get nodes

Para deletar o cluster:

kind delete cluster

Criando um cluster com vários nós

Crie uma pasta:

mkdir descomplicando_kubernetes && cd descomplicando_kubernetes
mkdir day-1 && cd day-1
mkdir kind && cd kind

Crie um arquivo de configuração YAML:

vim kind-cluster.yaml

Exemplo de conteúdo:

kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
nodes:
  - role: control-plane
  - role: worker
  - role: worker

Crie o cluster:

kind create cluster --config kind-cluster.yaml --name giropops

Verifique os nós:

kubectl get nodes

Para deletar o cluster:

kind delete cluster

Com isso, você já conhece os conceitos fundamentais e deu os primeiros passos no mundo do Kubernetes!