Kubernetes (K8s): Guia de aprendizagem rápida

A adoção do Kubernetes está crescendo rapidamente porque ele pode ajudar:

• Acelere e simplifique o ciclo de vida do lançamento do aplicativo
• Permita a portabilidade da carga de trabalho em ambientes de nuvem pública, privada, híbrida e multi-nuvem
• Melhorar a eficiência da utilização de recursos
• Facilite a obtenção de escalabilidade e prontidão para produção
• Otimize o ambiente para atender aos SLAs de negócios

O Kubernetes orquestra e executa aplicativos em contêineres em escala; no entanto, ele não fornece os meios para empacotar o código do aplicativo em um formato em contêiner para distribuição e execução (uma imagem de contêiner inclui o código do aplicativo e os tempos de execução, bibliotecas e outras dependências de software necessários). Para que os pods sejam executados, o Kubernetes também exige que um tempo de execução de contêiner seja instalado em cada nó. O Kubernetes originalmente usava o Docker Engine como tempo de execução do contêiner. No entanto, a partir do Kubernetes 1.24, o tempo de execução do contêiner deve estar em conformidade com a Container Runtime Interface (CRI), o que o Docker Engine não faz. Dois ambientes de execução de contêiner populares compatíveis com CRI são CRI-O e containerd (originalmente um projeto Docker).

Para empacotar aplicativos em contêineres, você precisa de uma ferramenta como o Docker , uma das ferramentas mais populares para criar, compartilhar e executar aplicativos em contêineres. Ele simplifica e automatiza o empacotamento de aplicativos em imagens de contêineres portáteis que estão prontas para execução e implantação no local, na nuvem, inclusive em ambientes Kubernetes. Os contêineres empacotados no Docker podem ser executados nativamente nos tempos de execução containerd e CRI-O.

Uma plataforma Kubernetes é composta de nós que são unidos em um cluster onde compartilham recursos de computação agrupados. Cada cluster gerencia pods, que são as menores unidades implantáveis na arquitetura do Kubernetes. Um pod contém um ou mais contêineres de aplicativos. Os pods são agrupados para formar um serviço. Os aplicativos dentro de um cluster Kubernetes podem ser acessados de fora usando vários métodos , sendo o controlador Ingress um dos mais populares e eficientes.

Uma implantação do Kubernetes descreve como executar um aplicativo como um conjunto de réplicas (ou instâncias) do pod em um cluster. Uma implantação define:

• O número de réplicas de pod a serem executadas
• Como implementar atualizações de pod gradualmente
• Como reverter réplicas de pod para o estado anterior
• Como dimensionar réplicas de pod horizontalmente

O Kubernetes oferece suporte a uma pilha IPv4/IPv6 dupla para fornecer conectividade de rede para aplicativos em contêineres executados em um cluster. Tanto a comunicação de e para aplicativos no cluster Kubernetes quanto a comunicação entre serviços dentro do cluster são gerenciadas na Camada 4 (endereço IP, porta) e na Camada 7 (nome do host, identificador universal de recursos [URI]) e incluem recursos de roteamento, balanceamento de carga, segurança, monitoramento e visibilidade.

Uma malha de serviços é uma camada de infraestrutura que controla as comunicações entre serviços em um cluster Kubernetes (conectividade serviço a serviço ou leste-oeste). Os casos de uso mais comuns de service mesh incluem autenticação/criptografia mTLS e observabilidade para comunicações que acontecem entre serviços em um cluster K8s.

Saiba mais sobre a entrega unificada de aplicativos com o NGINX Gateway Fabric , projetado para combinar efetivamente os casos de uso do controlador Ingress e da malha de serviço em uma única ferramenta em Anunciando o NGINX Gateway Fabric versão 1.0 em nosso blog.

A segurança do Kubernetes é uma abordagem em camadas para proteger a infraestrutura (recursos de computação locais e na nuvem, comunicações de rede e plano de gerenciamento) e aplicativos executados dentro de um cluster do Kubernetes.

Para proteger a infraestrutura, siga as recomendações gerais de segurança, tutoriais e práticas recomendadas para proteger implementações na nuvem e no local.

Para aplicativos seguros, implemente controles de segurança fortes na borda e dentro de um cluster Kubernetes para fornecer autenticação, autorização, controle de acesso, criptografia, monitoramento e visibilidade, com firewall de aplicativo web opcional e proteção contra negação de serviço, para todas as comunicações de/para e dentro de um cluster.

Leia mais sobre como proteger o Kubernetes em nosso blog Seis maneiras de proteger o Kubernetes usando ferramentas de gerenciamento de tráfego .

Nos primeiros dias da adoção do Kubernetes, a abordagem "faça você mesmo" (DIY) era dominante. No entanto, ela é complexa e difícil de construir e operar para muitas organizações. Por isso, para implantações de produção, as organizações estão adotando plataformas Kubernetes gerenciadas na nuvem e distribuições Kubernetes pré-empacotadas que integram vários componentes de tecnologia, simplificando o ciclo de vida da manutenção, e podem ser implantadas em ambientes híbridos e de múltiplas nuvens.

Alguns exemplos de plataformas Kubernetes gerenciadas e pré-empacotadas são mostrados abaixo:

Kubernetes gerenciado pela nuvem:

• Serviço Amazon Elastic Kubernetes (EKS)
• Serviço Microsoft Azure Kubernetes (AKS)
• Google Kubernetes Engine (GKE)

Distribuições pré-empacotadas do Kubernetes:

• Red Hat OpenShift
• Rancher por SUSE
• VMWare Tanzu

A pilha de conectividade e segurança nativa do Kubernetes da NGINX ajuda a melhorar as experiências do cliente com complexidade reduzida, maior tempo de atividade e visibilidade detalhada em tempo real em escala para aplicativos Kubernetes em execução no local, na nuvem e na borda.