A orquestração do Kubernetes funciona gerenciando um cluster de máquinas e implantando contêineres nelas com base nos recursos necessários e no estado desejado definido pelo usuário. O sistema é composto por vários conceitos importantes que trabalham juntos.

• Contêineres: são pacotes leves, portáteis e executáveis que contêm um aplicativo e todas as dependências dele. O Kubernetes orquestra a implantação e o ciclo de vida desses contêineres.
• Cluster: é o conjunto de todas as máquinas, conhecidas como nós, que são agrupadas e gerenciadas pelo Kubernetes para executar seus aplicativos.
• Plano de controle: o plano de controle é o cérebro do cluster do Kubernetes. Ele toma todas as decisões globais sobre o cluster (como o agendamento) e é responsável por detectar e responder a eventos do cluster para manter o estado desejado do usuário.
• Nós: um nó é uma única máquina de trabalho no cluster, seja um servidor físico ou uma máquina virtual. É o local onde os contêineres são executados.
• Pods: no Kubernetes, os pods são os menores objetos implantáveis, representando uma única instância de um processo em execução. Eles contêm um ou mais contêineres, armazenamento compartilhado e um IP de rede exclusivo.

As plataformas de orquestração de contêiner fornecem ferramentas para automatizar a orquestração de contêiner e oferecem a capacidade de instalar outras tecnologias de código aberto para geração de registros, monitoramento e análise de eventos, como o Prometheus.

Há dois tipos principais de plataformas de orquestração de contêineres: autogerenciadas e gerenciadas.

• Orquestradores de contêineres autogerenciados: essas plataformas, geralmente criadas do zero ou aproveitando uma plataforma de código aberto como o Kubernetes, oferecem controle total sobre a personalização. No entanto, elas também exigem que você assuma o ônus de gerenciar e manter a plataforma, incluindo tarefas como instalação, configuração, atualizações e aplicação de patches de segurança.
• Serviços gerenciados do Kubernetes: plataformas como o Google Kubernetes Engine (GKE) lidam com a complexidade de configurar e operar a infraestrutura de cluster, permitindo que você se concentre na implantação e no gerenciamento dos seus aplicativos. O provedor de nuvem é responsável por gerenciar a instalação e as operações. Como resultado, é possível simplesmente consumir os recursos e se concentrar na execução de seus aplicativos conteinerizados.

Embora o Kubernetes em si forneça a orquestração principal, uma variedade de ferramentas de cluster trabalham em conjunto para ajudar na segurança, simplificar o gerenciamento e permitir o escalonamento. Confira abaixo uma lista de ferramentas relacionadas: 

• Soluções de monitoramento e geração de registros: ferramentas como o pacote de operações do Google Cloud (Cloud Monitoring e Cloud Logging) são essenciais para observar a integridade e o desempenho do cluster e dos aplicativos em execução nele.
• Ferramentas de CI/CD: sistemas como o Cloud Build se integram ao Kubernetes para automatizar o processo de criação de imagens de contêiner e implantação delas no cluster.

As ferramentas de orquestração de contêineres, como o Google Kubernetes Engine (GKE), facilitam a implantação e a execução de aplicativos e microsserviços conteinerizados. Normalmente, os orquestradores de contêiner aplicam as próprias metodologias e oferecem recursos variados, mas todos permitem que as organizações coordenem, gerenciem e monitorem automaticamente os aplicativos conteinerizados.

Embora o resultado final seja o mesmo (um aplicativo conteinerizado gerenciado em execução), as etapas e o nível de esforço envolvidos diferem significativamente entre o Kubernetes e o GKE.

O Kubernetes automatiza várias funções essenciais que, de outra forma, exigiriam um esforço manual significativo. Esses recursos principais são o que fazem dela uma plataforma de orquestração tão poderosa.

• Implantação: o Kubernetes ajuda você a descrever o estado desejado para o aplicativo implantado. O mecanismo de orquestração gerencia o lançamento das mudanças, como a atualização de um aplicativo para uma nova versão, de maneira controlada, geralmente sem tempo de inatividade.
• Escalonamento: com base no uso da CPU ou em outras métricas personalizadas, o Kubernetes pode aumentar ou diminuir automaticamente o número de contêineres em execução. Isso ajuda a garantir que seu aplicativo tenha os recursos necessários para lidar com a carga e, ao mesmo tempo, otimizar os custos.
• Autocorreção: se um contêiner ou nó falhar, a orquestração do Kubernetes pode detectar automaticamente a falha. Em seguida, ele reinicia, substitui ou reagenda contêineres em nós íntegros para ajudar a garantir que o aplicativo permaneça disponível sem intervenção manual.
• Descoberta de serviço e balanceamento de carga: o Kubernetes pode expor automaticamente um contêiner à Internet ou a outros contêineres no cluster usando um nome DNS estável. Ele também pode balancear a carga do tráfego entre vários contêineres que fornecem o mesmo serviço, para garantir que as solicitações sejam distribuídas de forma eficiente.
• Gerenciamento de configuração: o Kubernetes permite armazenar e gerenciar informações sensíveis, como senhas e chaves de API, como "Secrets". Ele também lida com dados de configuração de aplicativos como "ConfigMaps", para que você possa atualizar as configurações sem recriar suas imagens de contêiner.