Para desenvolvedores corporativos que criam e implantam aplicativos modernos, gerenciar cargas de trabalho conteinerizadas em escala pode ser um desafio comum. O Kubernetes, muitas vezes abreviado como K8s, surgiu como o padrão para orquestração de contêineres. No centro desse poderoso sistema de código aberto está o cluster do Kubernetes, um ambiente robusto projetado para automatizar a implantação, o escalonamento e o gerenciamento de aplicativos conteinerizados.
Um cluster do Kubernetes é um conjunto de nós ou máquinas agrupados para executar aplicativos em contêineres. Ele fornece um ambiente de computação unificado e abstrato, permitindo que você implante e gerencie seus serviços sem precisar interagir diretamente com servidores individuais.
A principal função de um cluster do K8s é a orquestração de contêineres: ele automatiza as tarefas complexas envolvidas na manutenção da disponibilidade do aplicativo, no escalonamento de recursos com base na demanda e na implantação de atualizações sem tempo de inatividade.
Ao gerenciar todo o ciclo de vida dos contêineres, os clusters do Kubernetes fornecem a plataforma básica que os aplicativos corporativos precisam para serem escalonáveis e ágeis.
Um nó é uma máquina de trabalho em um cluster do Kubernetes, que pode ser uma máquina virtual (VM) de um provedor de nuvem ou um servidor físico em um data center. Cada nó fornece os recursos necessários de CPU, memória e rede para executar contêineres. Um cluster do K8s é composto por um plano de controle e um ou mais nós de trabalho, que fornecem coletivamente a capacidade de computação do cluster.
No modelo de objeto do Kubernetes, a menor e mais fundamental unidade implantável é um pod. Ele representa uma única instância de um processo ativo em um cluster e encapsula um ou mais contêineres com acoplamento rígido, recursos de armazenamento compartilhados e um endereço IP de rede exclusivo. Embora um pod possa conter vários contêineres, o padrão mais comum é que ele hospede um único contêiner, criando um mapeamento de um para um entre o pod e o aplicativo conteinerizado.
Os contêineres são pacotes de software leves, independentes e executáveis que incluem tudo o que é necessário para executar um aplicativo: código, ambiente de execução, ferramentas de sistema, bibliotecas de sistema e configurações. Esse encapsulamento ajuda a garantir que o aplicativo seja executado de forma rápida e confiável de um ambiente de computação para outro. Como são portáteis e eficientes, os contêineres são os blocos de construção ideais para aplicativos modernos baseados em microsserviços.
A arquitetura de cluster do Kubernetes consiste em dois tipos principais de componentes que podem ajudar a criar um sistema tolerante a falhas para executar aplicativos.
O plano de controle é responsável por manter o estado desejado de todo o cluster. Ele toma decisões globais sobre o agendamento, responde a eventos de clusters e gerencia o ciclo de vida de todos os objetos do Kubernetes. Os principais componentes do plano de controle incluem:
Os nós de trabalho são as máquinas em que os aplicativos conteinerizados são executados. Cada nó é gerenciado pelo plano de controle e contém os serviços necessários para executar pods. Os componentes principais em cada nó de trabalho incluem:
Os clusters do Kubernetes podem ser altamente versáteis e resolver muitos desafios enfrentados pelas equipes de desenvolvimento e operações empresariais.
Containerização de aplicativos atuais
Mova aplicativos legados para contêineres para melhorar a portabilidade, a escalonabilidade e a utilização de recursos sem refatoração extensa.
Criação de novos apps nativos da nuvem
Use um cluster do K8s como base para arquiteturas baseadas em microsserviços, permitindo o desenvolvimento, a implantação e o escalonamento independentes de serviços.
DevOps e CI/CD
Automatize o pipeline de build, teste e implantação integrando-o a um cluster do Kubernetes, acelerando os ciclos de lançamento e melhorando a confiabilidade.
Escalonabilidade e resiliência
Para lidar com cargas de tráfego variáveis, aumente ou diminua automaticamente a escala dos aplicativos. Além disso, ative a recuperação automática reiniciando ou substituindo automaticamente os contêineres com falha.
Eficiência de recursos
Melhore a utilização da infraestrutura ao agrupar contêineres de forma mais densa em menos nós para gerar economias significativas de custos.
Embora o Kubernetes seja bastante avançado, configurar e operar um cluster do K8s seguro e de nível de produção envolve uma sobrecarga operacional significativa. É aqui que um serviço gerenciado como o Google Kubernetes Engine (GKE) pode oferecer um valor imenso para equipes corporativas. O GKE ajuda a simplificar o gerenciamento de clusters do Kubernetes automatizando muitas das tarefas complexas e demoradas.
O GKE fornece um plano de controle totalmente gerenciado, cuidando da disponibilidade, aplicação de patches e atualizações, para que sua equipe não precise se preocupar com isso. Ele oferece recursos como o modo Autopilot, que automatiza todo o gerenciamento operacional do cluster, incluindo nós e escalonamento, para reduzir ainda mais a sobrecarga e otimizar o uso de recursos. Com o GKE, os desenvolvedores podem se concentrar na escrita de código e na criação de aplicativos, enquanto a plataforma lida com a arquitetura e a infraestrutura do cluster Kubernetes, garantindo que sejam seguras, confiáveis e escalonáveis.