Um cluster Kubernetes consiste em dois tipos de nós: nós mestres e nós de trabalho. Os nós mestres são os componentes do plano de controle responsáveis por gerenciar o estado geral do cluster, como manter o estado desejado do cluster, agendar e implantar aplicações e gerenciar a rede do cluster. Em um cluster Kubernetes de alta disponibilidade, pode haver múltiplos nós mestres para tolerância a falhas.
Os nós de trabalho, por outro lado, são os recursos de computação onde as aplicações em contêineres reais são executadas. Eles hospedam pods, que contêm pelo menos um contêiner e são as menores unidades que você pode implantar no Kubernetes. Os nós de trabalho se comunicam com o nó mestre para garantir que tudo esteja sendo executado conforme o esperado.
O Kubernetes também tem dois tipos de componentes: Componentes do plano de controle e componentes do nó. Os componentes do plano de controle consistem no seguinte.
Os nós individuais, por outro lado, envolvem os componentes listados abaixo.
Ambas as categorias, combinadas em um cluster, trabalham juntas para fornecer uma plataforma consistente e confiável para implantar e gerenciar aplicações em contêineres. Mais especificamente, os clusters do Kubernetes fornecem a abstração e a automação necessárias para gerenciar aplicações em contêineres em escala, permitindo que os desenvolvedores se concentrem no código e as equipes de operações gerenciem a infraestrutura de forma mais eficiente.
O Kubernetes é configurado e mantido quase inteiramente com a API do Kubernetes. Essa API expõe a funcionalidade do sistema e permite o gerenciamento de clusters e nós programaticamente. Há várias formas de trabalhar com as APIs do Kubernetes, incluindo:
No Kubernetes, o estado desejado é uma representação declarativa do estado esperado dos recursos dentro do cluster. Ao atualizar pods, implantações ou dispositivos, o estado é definido usando um arquivo de configuração YAML ou JSON. Então, o Kubernetes trabalha para reconciliar o estado real dos recursos com o especificado no arquivo de configuração.
O estado desejado inclui informações, como a imagem do contêiner, o número de réplicas para uma implantação e as variáveis de ambiente para pods. Ele também inclui o tipo de balanceamento de carga usado para um serviço. Os controladores do Kubernetes monitoram continuamente esses arquivos para fazer ajustes que combinem com o estado desejado do contêiner.
Essa abordagem declarativa oferece vários benefícios, incluindo a capacidade do Kubernetes de se autorreparar quando um pod trava ou um nó se torna inacessível. O Kubernetes toma automaticamente ações corretivas para restaurar o estado desejado. Ele também ajuda a manter os recursos do cluster alinhados com os fluxos de trabalho de controle de versão familiares, facilitando as reversões.
Embora possa parecer complicado no início, o Kubernetes fornece abstrações avançadas e uma API consistente que facilita muito a vida quando se trata de gerenciar aplicações em escala. Dito isso, configurar um cluster Kubernetes é único no que diz respeito à infraestrutura, então é útil obter uma visão geral do processo. No entanto, antes de prosseguir, é útil compreender os requisitos de implantação.
O Kubernetes pode ser executado em uma variedade de configurações de hardware e VM. Os requisitos exatos dependem da escala e das demandas de recursos de suas aplicações. No entanto, para um cluster mínimo, cada nó deve ter pelo menos 2 núcleos de CPU e 2 GB de RAM, uma conexão de rede estável e eficiente e storage suficiente na forma de storage local, um NAS ou uma opção de storage baseado na nuvem, como Amazon EBS, Google Persistent Disk e Azure Disk.
Os clusters do Kubernetes podem ser implantados em praticamente qualquer ambiente, incluindo localmente, em uma nuvem pública ou usando um serviço gerenciado do Kubernetes, como o Google Kubernetes Engine, Amazon Elastic Kubernetes Service ou Azure Kubernetes Service. Usar o caminho gerenciado simplifica o processo, embora o Kubernetes autogerenciado ofereça mais controle sobre a infraestrutura.
A configuração requer a instalação do kubectl, que é a ferramenta de linha de comando que interage com a API do Kubernetes. Ele se conecta via HTTP, é instalado a partir de uma máquina local e configurado para se conectar a um cluster.
Aplicações em contêineres no Kubernetes são descritas usando arquivos de configuração declarativos YAML ou JSON, que definem o estado desejado dos componentes de aplicação. Os principais componentes incluem:
Os clusters são implantados usando o kubectl para aplicar os arquivos de configuração, o que instrui o Kubernetes a criar os recursos necessários para alcançar o estado desejado da sua aplicação. Enquanto isso, a configuração real requer um pouco de ajuste fino.
Lembre-se de que essas são etapas de alto nível para implantar e configurar um cluster Kubernetes. O processo exato varia, dependendo da opção de implantação escolhida, da infraestrutura e dos requisitos específicos.
Embora o Kubernetes tenha uma curva de aprendizado, suas abstrações e ferramentas poderosas facilitam o gerenciamento de aplicações em contêineres em escala. Com prática e experiência, você descobrirá que trabalhar com Kubernetes se torna mais intuitivo com o tempo. Há também muitos recursos disponíveis online para ajudar você a aprender e dominar essa poderosa tecnologia de conteinerização.
Para o monitoramento, o Kubernetes fornece ferramentas integradas que ajudam a manter a integridade e o desempenho do cluster. Enquanto isso, também há ferramentas e plataformas externas e de terceiros que fornecem monitoramento, registro e alertas avançados.
O Kubernetes facilita escalar aplicações com base na demanda, manual ou automaticamente, usando o Horizontal Pods Autoscaler, também conhecido como HPA. Você pode garantir a longevidade do desempenho da sua aplicação mantendo-o seguro e atualizado. Você pode executar atualizações progressivas da sua aplicação com zero tempo de inatividade atualizando a configuração de implantação.
Embarcar em sua jornada com o Kubernetes pode parecer assustador, mas com a abordagem e os recursos certos, você pode rapidamente se tornar eficiente. Comece explorando soluções comuns e melhores práticas dentro do ecossistema do Kubernetes. Considere as necessidades específicas da sua empresa e como o Kubernetes, combinado com a solução de backup integrado da Veeam, pode ajudar a lidar com elas.
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