Testes Kubernetes

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Kubernetes Course - Full Beginners Tutorial (Containerize Your Apps!)

Kubernetes é um orquestrador de containers

permite vários servidores físicos executarem containers.

• Deploy automático de aplicações containerizadas em vários servidores
• Distribuição de Carga sobre esses servidores
• Escalabilidade Automática das aplicações
• Monitoramento e Checagem de Saúde dos containers
• Substituição de containers que falharem

não utiliza apenas docker, pode escolher entre:

• Docker
• CRI-O
• containerd

Pod é a menor unidade no mundo do Kubernetes (Um container fica dentro de um Pod)

• Kubernetes Cluster Consiste de Node's, que podem ser servidores físicos ou virtuais Um cluster pode conter vários Nodes.

• Node Um Node pode conter vários Pods Tipos:

  • Master Node: Node que controla os Worker Nodes Serviços: kubelet, kube-proxy, container runtime, API Server, Scheduler, Kube Controller Manager, Cloud Controller Manager, etcd, dns
  • Worker Node: Contém os Pods das aplicações Serviços: kubelet, kube-proxy, container runtime

• Pod Define uma única 'aplicação' é formado por:

  • containers
  • shared Volumes
  • shared IP's

  Um Pod é efêmero, pode ser deletado/recriado a qualquer momento (Geralmente um Pod contém apenas 1 container)

Um Pod deve estar em contido em um único Server.

• Instalação Opção 1 - Cloud Seria possível utilizar um serviço cloud que oferece Kubernetes clusters, como Amazon Web Services, Google Cloud, ou outro Cloud Provider

  Porém, pode sair caro!

  Opção 2 - Instalação local

  • Minikube Um único Node cluster que se comporta ao mesmo tempo como um master node e um worker node

  O Minikube precisa de uma solução de virtualização ou containers para funcionar, e pode utilizar várias opções diferentes.

  O mais comum é:

  • Hyper-V (Preferencial caso seja Windows)

  • VirtualBox (Preferencial caso seja Mac)

  • Docker (Funcionará como um Docker dentro do Docker)

  • Kubectl 'Kube Control' Command line tool, CLI, para remotamente gerenciar um kubernetes cluster

    Necessário instalar para gerenciar o Kubernetes cluster, seja ele local ou remoto no AWS

• Utilizando Kubernetes no Minikube via terminal

# Iniciando o minikube com Hyper-V (Executar como Admin)
# Consome aprox. 2GB de memória RAM
minikube start --driver=hyperv

# Verifica se está online
minikube status

Um node do minikube é uma máquina virtual, com docker instalado, Uma vez conectado ao Node via ssh, é possível listar os containers, serviços, etc...

# Listar Nodes
kubectl get nodes

# Listar pods
kubectl get pods

# Listar Namespaces
kubectl get namespaces

O comando 'get pods' lista os pods do namespace 'default' que é o que é utilizado por padrão. Neste caso em uma instalação limpa está sem nenhum pod

Criando pods via terminal

kubectl run nginx --image=erickweil/nginx-simples

kubectl get pods

kubectl describe pod nginx

É possível acompanhar o status em tempo real dos pods com kubectl get pods --watch

Entrando no Node

A qualquer momento você pode entrar via ssh no Node do Minikube e ver os containers normalmente pelos comandos do docker. Veja como funciona primeiro execute o comando abaixo para encontrar o ip do node minikube:

minkube ip

Então entre via ssh com usuário 'docker' e senha 'tcuser'

ssh docker@IP-DO-MINIKUBE
INSIRA A SENHA 'tcuser'

Caso você deseje ver a situação de um pod por entrar em um terminal bash ou sh, é possível pelo comando kubectl exec

Então uma vez que o pod esteja em execução, basta entrar nele por spawnar um processo de terminal interativo:

kubectl exec -it nginx -- sh

Este comando irá abrir um shell interativo que lhe permite analisar arquivos de log, processos em execução, etc... útil para diagnosticar como a aplicação está se comportando dentro do pod.

Editando as configurações de um pod

kubectl edit pod nginx

Irá abrir um editor de texto com configurações atual do pod em formato YAML. Alterando seus valores e salvando irá atualizá-lo.

Removendo pod

kubectl delete pod nginx

Expondo serviço no node

kubectl expose pod nginx --type='NodePort' --port=80 --target-port=80
kubectl get services

Deployments

Permite vários Pods que respondem à mesma porta

kubectl create deployment nginx-deploy --image=erickweil/nginx-simples

kubectl get deployments

kubectl describe deployment nginx-deploy

Veja que o Pod é criado automaticamente.

kubectl get pods

• Escalabilidade Com um Deployment é possível configurar vários pods para servirem um mesmo serviço

erick@DESKTOP-31T8MMQ MINGW64 /c/git/testes-k8s (main)
$ k scale deployment nginx-deploy --replicas=3
deployment.apps/nginx-deploy scaled

erick@DESKTOP-31T8MMQ MINGW64 /c/git/testes-k8s (main)
$ k get pods
NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deploy-79fc8f9fb5-6cf57   1/1     Running   0          9m7s
nginx-deploy-79fc8f9fb5-9nwkw   1/1     Running   0          30s
nginx-deploy-79fc8f9fb5-hl6z2   1/1     Running   0          30s

A qualquer momento é possível alterar a quantidade de replicas para mais ou menos e o kubernetes irá redimensionar automaticamente o número de Pods

O Deployment irá sempre tentar manter o número de replicas especificado por você, caso por exemplo um pod tenha um erro e feche será lançado um novo para substituí-lo (Caso a aplicação tenha um erro e fique reiniciando ele para de tentar criar novos pods após um número de falhas seguidas)

Podemos testar o lançamento de novos pods em caso de falhas por criar uma falha manual: deletar um pod

Veja o que acontece:

PS C:\git\testes-k8s> kubectl get pods
NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deploy-54dbc5bdff-2q5s9   1/1     Running   0          9m13s
nginx-deploy-54dbc5bdff-8sfms   1/1     Running   0          9m23s
nginx-deploy-54dbc5bdff-mthff   1/1     Running   0          9m4s
PS C:\git\testes-k8s> kubectl delete pod nginx-deploy-54dbc5bdff-8sfms
pod "nginx-deploy-54dbc5bdff-8sfms" deleted
PS C:\git\testes-k8s> kubectl get pods
NAME                            READY   STATUS        RESTARTS   AGE
nginx-deploy-54dbc5bdff-2q5s9   1/1     Running       0          10m
nginx-deploy-54dbc5bdff-8sfms   1/1     Terminating   0          10m
nginx-deploy-54dbc5bdff-mthff   1/1     Running       0          9m56s
nginx-deploy-54dbc5bdff-npwxc   1/1     Running       0          33s
PS C:\git\testes-k8s> kubectl get pods
NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deploy-54dbc5bdff-2q5s9   1/1     Running   0          10m
nginx-deploy-54dbc5bdff-mthff   1/1     Running   0          10m
nginx-deploy-54dbc5bdff-npwxc   1/1     Running   0          39s

Veja que após algum tempo o deployment voltou a ficar com 3 pods, mesmo após o comando de parar um desses pods.

• Services

Para que a aplicação seja acessível, é necessário expor a porta

kubectl expose deployment nginx-deploy --port=8080 --target-port=80

kubectl get services

Um service permite que todos os Pods relacionados ao Deployment respondam a um mesmo IP, com balanceamento de carga automático

MAS AINDA ESTÁ DENTRO DO KUBERNETES

(Na verdade, se tivessem vários Nodes, qualquer node no cluster seria capaz de acessar este IP)

O comando abaixo permite expor a porta para fora do Worker node.

kubectl expose deployment nginx-deploy --type=NodePort --port=8080 --target-port=80

(Execute como administrador:)
minikube ip

No caso, o serviço será acessível pelo ip do minikube, que é o Node

Execute o comando abaixo para facilmente acessar o URL:

C:\Windows\system32>minikube service nginx-deploy
|-----------|--------------|-------------|----------------------------|
| NAMESPACE |     NAME     | TARGET PORT |            URL             |
|-----------|--------------|-------------|----------------------------|
| default   | nginx-deploy |        8080 | http://172.19.235.61:31000 |
|-----------|--------------|-------------|----------------------------|
* Opening service default/nginx-deploy in default browser...

Rolling update

É possível Alterar a imagem de um Deployment sem em nenhum momento ter perda de disponibilidade do serviço, isso é feito por manter a StretgyType do Deployment como 'RollingUpdate', que é o valor padrão, e então ao trocar a imagem ou tag da imagem dos containers de um Deployment, serão parados e atualizados 1 por 1, onde que se houver mais de 1 replica sempre haverá outros containers ativos na versão antiga ainda aceitando requisições.

Desta forma a Atualização é feita sem perda de disponibilidade pois sempre haverá containers ativos.

Como alterar a imagem:

kubectl set image deployment nginx-deploy nginx-simples=erickweil/nodejs-k8s-exemplo:1.0.2

Execute o comando a seguir em rápida sucessão para acompanhar o rollout:

PS C:\git\testes-k8s> kubectl rollout status deploy nginx-deploy
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 1 out of 3 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 1 out of 3 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 1 out of 3 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 2 out of 3 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 1 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 1 old replicas are pending termination...
deployment "nginx-deploy" successfully rolled out

Minikube Dashboard

É possível visualizar o status de seu cluster kubernetes minikube utilizando o dashboard do minikube.

minikube dashboard