Explicação dos conceitos básicos do Kubernetes

Um dos desafios críticos que o Kubernetes enfrenta é o gerenciamento eficiente de cargas de trabalho de aplicativos.

Muitas organizações normalmente têm uma ampla gama de aplicativos em execução em seus servidores de produção - bare metal ou máquinas virtuais. Esses aplicativos são muitas vezes fortemente acoplados à infraestrutura subjacente e não são portáteis em ambientes diferentes (por exemplo, uma instalação de software em um servidor Linux especificamente configurado). Isso dificulta a movimentação de aplicativos de um ambiente para outro, por exemplo, de um ambiente de teste para um ambiente de produção ou de um servidor com falha para um ambiente saudável.

Ao usar contêineres para enviar e operar aplicativos, você pode gerenciar aplicativos de uma forma mais portátil e eficiente. Os containers empacotam aplicativos com todas as suas dependências como uma unidade portátil e executável (imagem de contêiner). A aplicação pode ser enviada e executada em quase qualquer ambiente com um mecanismo ou tempo de execução de container instalado.

Além disso, do ponto de vista econômico, a maioria dos servidores é muitas vezes sobreprovisionada. Consequentemente, as empresas pagam um preço fixo por capacidades alocadas permanentemente (por exemplo, poder de computação, capacidade de armazenamento), que não são totalmente utilizadas. Isso também é comumente referido como custos ociosos ou custos de capacidade não utilizados e é particularmente verdadeiro para cargas de trabalho operacionais de servidores que não são executadas a toda a capacidade em todos os momentos (por exemplo, durante noites ou fins de semana).

Especialmente, se você quiser operar centenas ou até milhares de contêineres em produção simultaneamente, você definitivamente precisa de uma maneira de gerenciá-los de forma eficiente.

No entanto, o gerenciamento eficiente de cargas de trabalho em vários hosts em sua estrutura de TI pode ser desafiador e complexo.

É aí que entra o Kubernetes. O Kubernetes pode gerenciar e orquestrar cargas de trabalho com eficiência, programando-as automaticamente para o host adequado, escalando-as conforme necessário e implementando novas versões de aplicativos.

Por exemplo, com base na alta demanda atual, o Kubernetes pode escalar aplicativos automaticamente horizontalmente (ou seja, adicionando mais instâncias) e equilibrar o tráfego de entrada nessas instâncias. O Kubernetes também pode mover automaticamente aplicativos de um host para outro se o host atual ficar indisponível ou se o host estiver sobreprovisionado. O Kubernetes reproduz o Tetris® com contêineres para garantir que os aplicativos estejam sempre em execução e que estejam sendo executados da maneira mais eficiente possível.

Por essas razões, o Kubernetes também é conhecido como Container Orchestrator.

O Kubernetes tem vários recursos que permitem gerenciar aplicativos em contêineres de maneira escalável e confiável. Entre as características mais importantes estão as seguintes:

Descoberta de serviços e balanceamento de carga

Os containers podem ser expostos usando seu nome DNS ou seu endereço IP. Adotando uma abordagem de balanceamento de carga, o Kubernetes pode distribuir o tráfego de rede para estabilizar a implementação quando o tráfego de contêineres é muito alto.

Orquestração de armazenamento

O armazenamento pode ser integrado automaticamente ao Kubernetes usando um sistema de armazenamento de sua escolha, como armazenamento local, provedores de nuvem pública ou um sistema de armazenamento em rede.

Lançamentos e rollbacks automatizados

O Kubernetes permite que você atualize contêineres usando atualizações contínuas. O Kubernetes inicia novos contêineres e, em seguida, mata os antigos. Esse recurso também garante zero tempo de inatividade durante a implementação. Se algo der errado durante o processo de rollout, o Kubernetes reverte a mudança para você.

Imutabilidade e auto-cura

Tudo no Kubernetes é definido declarativamente. Você especifica o estado desejado de um aplicativo ou infraestrutura, e o Kubernetes sempre garante que o estado atual corresponda ao estado desejado. Quando um contêiner falha, o Kubernetes o reinicia para você. Quando um nó inteiro desce, o Kubernetes move os contêineres para um nó saudável e desliga os contêineres que não respondem às verificações de integridade personalizadas.

Gerenciamento de configuração e segredo

Você pode usar o Kubernetes para armazenar e gerenciar informações confidenciais, como senhas, tokens e chaves SSH. Você pode distribuir e atualizar chaves secretas juntamente com as configurações do aplicativo sem recriar suas imagens de container ou revelar informações confidenciais nos aplicativos.

Nota

Considere que você não deve armazenar suas chaves secretas no seu sistema de controle de versão ou texto fonte. Como alternativa ao Kubernetes Secrets, você também pode usar destinos SAP BTP ou armazenamento de credenciais.

Extensibilidade e ecossistema

A API do Kubernetes vem com um conjunto padrão de implementações e objetos. O Kubernetes geralmente define a API, mas não a implementação concreta. Isso permite que você use e comute entre diferentes implementações do mesmo API. Por exemplo, você pode usar diferentes sistemas de armazenamento para volumes persistentes. Você também pode usar diferentes tempos de execução de container, como Docker, rkt e Rocket. Com o tempo, o ecossistema Kubernetes cresceu para um tamanho onde você pode encontrar uma solução para quase qualquer problema. Por exemplo, existem soluções para registro em log, monitoramento, telas de serviço, entrada e muito mais. Abordaremos alguns deles mais tarde neste curso.

Para obter uma lista completa de todos os recursos do Kubernetes, confira a documentação do Kubernetes.

Para mais informações, consulte os seguintes sites:

• Kubernetes
• Cloud Native Computing Foundation (CNCF)
• Membros CNCF