7 Razões Pelas Quais Kubernetes é Essencial para DevOps
Neste artigo, buscaremos responder às seguintes perguntas: O que exatamente é DevOps? Como ele funciona? O que é Kubernetes? Para que serve o Kubernetes? Que papel o Kubernetes desempenha no DevOps? Por que o Kubernetes é importante para DevOps? Continue lendo para saber mais.
O que é DevOps?
DevOps é um conjunto de práticas e diretrizes que aprimoram a produtividade do desenvolvimento de software. Ele reduz o SDLC (ciclo de vida de desenvolvimento de software) para produzir software de alta qualidade com entrega consistente de código. DevOps é um acrônimo para “development” (desenvolvimento) e “operations” (operações) e visa melhorar o ritmo com que as aplicações de software são desenvolvidas.
DevOps permite que as empresas atendam seus clientes e cumpram seus objetivos com mais sucesso devido à velocidade aumentada. Também aprimora a qualidade do produto de software, minimiza problemas e impulsiona o desempenho geral. As principais vantagens do DevOps incluem alta velocidade, segurança, confiabilidade, CI/CD (Integração Contínua/Entrega Contínua), escalabilidade e maior colaboração.
As seguintes etapas estão incluídas nas práticas de DevOps:
- Planejamento: Ferramentas de espaço de trabalho/produtividade como Confluence e Jira ajudam as equipes de DevOps a aprimorar o gerenciamento de projetos e garantir a entrega de produtos de software no prazo.
- Construção e Entrega: Para desenvolvimento, implantação e teste rápidos, os desenvolvedores dependem de tecnologias DevOps como Kubernetes. Ferramentas DevOps incluem Docker, Chef, Terraform, Puppet e Ansible.
- Testes: Ferramentas como Jenkins, CircleCI e GitLab CI reduzem o tempo, o esforço e os erros nos testes. DevOps aprimora a capacidade de teste das empresas sem sacrificar a qualidade do código ou a experiência do usuário.
- Monitoramento e Registro de Software: Esta etapa inclui monitoramento de desempenho, análise, registro, processamento de feedback e algumas outras tarefas. Prometheus, Elastic (ELK) Stack, Grafana, Sumo Logic e Splunk são ferramentas de monitoramento proeminentes.
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O que é conteinerização? Como ela auxilia no DevOps?
Conteinerização é um método utilizado na implementação de DevOps. O componente de software, o ambiente e as dependências são todos colocados em um contêiner isolado durante este procedimento. A conteinerização acelera a implantação, aplicação de patches e escalabilidade.
Nos últimos anos, máquinas virtuais e computação em nuvem diminuíram drasticamente o tempo de inatividade e as aplicações danificadas. No entanto, executar sistemas operacionais convidados nelas requer um poder de processamento significativo. Como resultado, os contêineres empregam ‘motores de tempo de execução’, que compartilham o sistema operacional host dos computadores nos quais estão instalados.
Os motores de tempo de execução fornecem tempos de inicialização mais rápidos, maior eficiência do servidor e tamanhos de armazenamento reduzidos. A maioria dos motores de tempo de execução tem alguns megabytes de tamanho, enquanto as máquinas virtuais precisam de 4-8 gigabytes de armazenamento. Os contêineres são, portanto, portáteis, altamente escaláveis, seguros, compatíveis com muitas plataformas em nuvem e amigáveis ao DevOps.
O que é Kubernetes? Por que os desenvolvedores DevOps utilizam Kubernetes?
Kubernetes é uma tecnologia de orquestração de contêineres de código aberto que pode gerenciar, escalar e automatizar a implantação de software. O Kubernetes facilita o DevOps combinando as fases de desenvolvimento e manutenção de sistemas de software para aumentar a agilidade. Os desenvolvedores podem inspecionar, acessar, implantar, atualizar e otimizar ecossistemas de contêineres usando a interface de usuário do Kubernetes.
A conteinerização é uma abordagem mais eficiente e eficaz para implantar DevOps do que um programa monolítico. O Kubernetes é um sistema de gerenciamento de contêineres que constrói e mantém contêineres em sistemas de servidor baseados em nuvem. O Kubernetes ajuda as equipes de DevOps a reduzir a tensão da infraestrutura, permitindo que os contêineres sejam executados em diversas máquinas/ambientes sem falhas.
Quais são os componentes do Kubernetes?
Os principais componentes do Kubernetes incluem:
- O Mestre: Supervisiona a API para todo o cluster de aplicações na nuvem.
- Nós (Nodes): Dentro do cluster, os nós são computadores reais ou virtuais que hospedam a aplicação.
- Pods: Pods são os blocos de construção fundamentais do Kubernetes, permitindo que um grupo de contêineres opere simultaneamente.
- Controlador de Replicação: O controlador de replicação garante que o número desejado de pods esteja sempre em execução.
- Serviços: Hospedam um balanceador de carga dinâmico para um número especificado de pods.
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Qual a importância do Kubernetes no DevOps?
Não há tempo de inatividade durante a implantação. O Kubernetes permite que os desenvolvedores distribuam atualizações para aplicativos baseados em nuvem sem tempo de inatividade. As funções de atualizações contínuas e rollback automático protegem contra falhas de atualização. Além disso, como atualiza um cluster por vez, o Kubernetes pode ser usado para mover o tráfego para os serviços restantes disponíveis.
Escalabilidade Kubernetes, sendo um ecossistema de conteinerização independente e contínuo, permite fácil escalabilidade de aplicações. O Kubernetes pode escalar uma aplicação para cima e para baixo com base na demanda, carga e recursos. O Horizontal Pod Autoscaler automatiza este procedimento para garantir uso apropriado e economia de recursos.
Infraestrutura e configuração de código Kubernetes auxilia os desenvolvedores na construção de ‘infraestrutura como código’ e no gerenciamento de parâmetros de ambiente de codificação como código. Scripts podem ser executados com moderação ao implantar um novo ambiente. Os desenvolvedores podem usar o Kubernetes para conectar o repositório de origem e seus arquivos de configuração.
Colaboração entre departamentos As restrições de acesso baseadas em função do Kubernetes facilitam a cooperação, garantindo que os recursos e configurações permaneçam consistentes. Por exemplo, o Kubernetes pode limitar o acesso dos testadores apenas às compilações e aprovações pendentes. Por outro lado, os clientes podem ser limitados a avaliar procedimentos e implantação.
Qual o apelo do Kubernetes para os desenvolvedores?
Kubernetes é bem conhecido por sua escalabilidade, agilidade, abordagem simplificada e natureza de código aberto. Outros fatores que contribuem para a popularidade do Kubernetes incluem:
Portabilidade e adaptabilidade Kubernetes pode ser usado em qualquer situação, independente do tempo de execução do contêiner ou da infraestrutura subjacente. O Kubernetes funciona perfeitamente em servidores on-premises, nuvens privadas e arquitetura de nuvem pública. Além disso, o Kubernetes é muito portátil, pois pode ser implantado em uma variedade de infraestruturas e configurações de ambiente.
Abstração de infraestrutura Kubernetes, frequentemente conhecido como K8s, pode gerenciar o armazenamento de aplicações em nuvem, rede e computação por conta própria. Como resultado, uma vez que o Kubernetes é implementado, os desenvolvedores podem se concentrar no desenvolvimento de aplicações em vez do ambiente.
Operações automatizadas Kubernetes possui uma infinidade de comandos embutidos para automatizar várias tarefas diárias. Como resultado, automatizar a maior parte dos processos pesados simplifica o processo de administração da aplicação.
Quais são as vantagens do Kubernetes?
Como o Kubernetes está se tornando mais popular entre as equipes de DevOps, as organizações desfrutam de uma curva de aprendizado mais curta ao usar a plataforma de orquestração de contêineres. No entanto, as vantagens não terminam aí. Veja uma visão mais aprofundada do porquê as empresas estão recorrendo ao Kubernetes para uma variedade de aplicações.
A seguir estão algumas das vantagens mais significativas de usar o Kubernetes para gerenciar sua arquitetura de microsserviços.
1. Redução de custos com a orquestração de contêineres Empresas de todos os tamanhos — grandes e pequenas — que utilizam os serviços Kubernetes economizam dinheiro na manutenção do ecossistema e na automação de operações tediosas. O Kubernetes provisiona e encaixa contêineres automaticamente nos nós para maximizar o uso de recursos. Como algumas plataformas de nuvem pública cobram uma taxa de manutenção para cada cluster, operar menos clusters significa menos servidores API e outras redundâncias, o que ajuda a economizar despesas.
Uma vez que os clusters Kubernetes são configurados, as aplicações podem operar com baixo tempo de inatividade e funcionar bem, necessitando de menos manutenção quando um nó ou pod falha e deve ser reparado manualmente. Além disso, a orquestração de contêineres no Kubernetes resulta em um fluxo de trabalho mais eficiente com menos necessidade de repetir os mesmos procedimentos, resultando em menos servidores e menor necessidade de gerenciamento volumoso e dispendioso.
2. Melhorias na eficiência do DevOps para arquitetura de microsserviços A integração de contêineres e o acesso a recursos de armazenamento de vários provedores de nuvem simplificam o desenvolvimento, teste e implantação. Além disso, é mais simples e econômico criar imagens de contêineres, que incluem tudo o que uma aplicação precisa para ser executada, do que imagens de máquinas virtuais (VM). Tudo isso se traduz em um desenvolvimento mais rápido e prazos de lançamento e implantação mais curtos.
Quanto mais cedo os desenvolvedores instalarem o Kubernetes durante o ciclo de vida do desenvolvimento, mais cedo poderão testar o código e evitar erros dispendiosos posteriormente. Aplicações baseadas em microsserviços são compostas por unidades funcionais discretas que se comunicam entre si por meio de APIs. Como resultado, as equipes de desenvolvimento podem ser divididas em grupos menores, cada um trabalhando em um recurso específico, e as equipes de TI podem trabalhar de forma mais eficaz. Namespaces, um método de criar vários subclusters virtuais dentro do mesmo cluster físico do Kubernetes, aumentam a eficiência do cluster ao fornecer controle de acesso.
3. Implantação de cargas de trabalho em ambientes multi-cloud Antigamente, você instalava um aplicativo em uma máquina virtual e o conectava a um servidor de sistema de nomes de domínio (DNS). As cargas de trabalho agora podem residir em uma única nuvem ou ser facilmente distribuídas por vários serviços em nuvem, entre outras vantagens do Kubernetes. Clusters Kubernetes permitem a migração fácil e rápida de aplicações conteinerizadas de infraestrutura on-premises para implantações híbridas em qualquer arquitetura de nuvem pública ou privada de qualquer provedor de nuvem, sem sacrificar nenhuma funcionalidade ou desempenho do aplicativo. Isso permite que você migre cargas de trabalho para um sistema fechado ou proprietário sem ficar preso. As integrações com aplicações baseadas em Kubernetes são simples com PROMETTEUR SOLUTIONS Cloud, Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform e Microsoft Azure.
Existem muitos métodos para mover aplicações para a nuvem:
- “Lift and shift” refere-se à transferência de um aplicativo sem modificar seu código.
- Replatforming envolve fazer apenas as modificações necessárias para permitir que um programa funcione em um novo ambiente.
- Refactoring é um processo mais complexo que exige a reconstrução da estrutura e funcionalidade de um aplicativo.
4. Maior mobilidade com menos “vendor lock-in” (aprisionamento tecnológico) Em comparação com máquinas virtuais, usar contêineres para suas aplicações oferece uma solução mais leve e ágil para gerenciar a virtualização (VMs). Além disso, os contêineres são menores, mais rápidos e mais portáteis porque contêm apenas os recursos que um programa requer (ou seja, seu código, instalações e dependências) e utilizam os recursos e capacidades do sistema operacional (SO) do host. Por exemplo, servir quatro programas em quatro máquinas virtuais normalmente exigiria a execução de quatro cópias de um SO convidado nesse servidor. Executar esses quatro programas em uma técnica de contêiner, por outro lado, significa confiná-los todos dentro de um único contêiner que usa a versão exata do SO do host.
O Kubernetes não é apenas adaptável o suficiente para o gerenciamento de contêineres em vários tipos de infraestrutura (nuvem pública, nuvem privada ou servidores on-premises, desde que o SO do host seja uma versão do Linux ou Windows), mas também funciona com quase qualquer runtime de contêiner (o programa que executa contêineres). A maioria dos outros orquestradores estão presos a certos runtimes ou infraestruturas de nuvem, resultando em lock-in. Os serviços Kubernetes permitem que você dimensione sem ter que redesenhar sua infraestrutura.
5. Automação da implantação O Kubernetes gerencia e automatiza a implantação de contêineres em vários nós de computação na nuvem pública, máquinas virtuais on-premises ou servidores físicos. Sua escalabilidade automatizada permite que as equipes escalem para cima ou para baixo para atender à demanda rapidamente. Além disso, o Autoscaling cria contêineres adicionais em resposta a cargas pesadas ou picos, seja por consumo de CPU, limites de memória ou métricas personalizadas — por exemplo, quando um evento online começa e há um aumento inesperado de solicitações.
Quando a demanda passa, o Kubernetes reduz automaticamente os recursos para minimizar o desperdício. A plataforma não apenas escala os recursos de infraestrutura para cima e para baixo conforme necessário, mas também permite fácil escalabilidade horizontal e vertical. Outra vantagem do Kubernetes é a capacidade de desfazer uma atualização de aplicativo se algo der errado.
6. Estabilidade e disponibilidade de aplicativos na nuvem O Kubernetes permite a operação confiável de aplicações conteinerizadas. Ele automaticamente posiciona e equilibra cargas de trabalho conteinerizadas e expande clusters para atender à demanda crescente, mantendo o sistema operacional. Se um nó em um cluster multi-nó falhar, a carga de trabalho é transferida para os outros nós sem afetar a disponibilidade do usuário. Ele também possui recursos de auto-recuperação e reiniciará, reagendará ou substituirá um contêiner se ele falhar ou os nós morrerem. Além disso, ele permite que você faça atualizações de software contínuas sem tempo de inatividade. Mesmo aplicações de alta disponibilidade podem ser configuradas no Kubernetes para serem executadas em um ou mais serviços de nuvem pública com altíssima disponibilidade. A Amazon, por exemplo, utilizou o Kubernetes para migrar de uma arquitetura monolítica para uma de microsserviços.
7. Vantagens do código aberto do Kubernetes Kubernetes é um projeto liderado pela comunidade e uma ferramenta totalmente de código aberto (já foi o software de código aberto de crescimento mais rápido de todos os tempos), o que significa que possui um ecossistema massivo de outros produtos de código aberto construídos para funcionar com ele. O forte suporte da plataforma garante que o Kubernetes esteja constantemente inovado e aprimorado, protegendo um investimento na plataforma e evitando o lock-in para tecnologias que em breve se tornarão obsoletas. O suporte e a portabilidade também são vistos em todos os principais provedores de nuvem pública, incluindo PROMETTEUR SOLUTIONS, AWS, Google Cloud e Microsoft Azure. Uma percepção errônea popular é que os serviços Kubernetes competem diretamente com o Docker, embora este não seja o caso. Docker é uma tecnologia de conteinerização, enquanto Kubernetes é uma plataforma de orquestração de contêineres que é frequentemente usada para gerenciar vários clusters Docker.
Resumo: À medida que a necessidade de sistemas em nuvem, DevOps e máquinas virtuais cresce, também crescerá a demanda por engenheiros Kubernetes. A contratação de engenheiros Kubernetes qualificados e experientes garantirá que suas aplicações baseadas em nuvem funcionem bem em todas as condições.
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Perguntas Frequentes (FAQs)
O que é Kubernetes? Kubernetes é uma tecnologia de orquestração de contêineres de código aberto que pode gerenciar, escalar e automatizar a implantação de software.
Por que os desenvolvedores DevOps utilizam Kubernetes? Kubernetes facilita o DevOps combinando as fases de desenvolvimento e manutenção de sistemas de software para aumentar a agilidade. Os desenvolvedores podem inspecionar, acessar, implantar, atualizar e otimizar ecossistemas de contêineres usando a interface de usuário do Kubernetes.
Como os desenvolvedores devem se preparar para um trabalho com Kubernetes? Os desenvolvedores devem ler a documentação oficial do Kubernetes para entender mais sobre a plataforma. Eles devem praticar usando Minikube ou Kind em casa. Tentar configurar vários servidores API também ajudará os desenvolvedores a se prepararem para as tarefas do Kubernetes.
O que distingue Kubernetes do Docker? Docker e Kubernetes são ambas tecnologias de código aberto nativas da nuvem. A principal distinção entre os dois é que o Docker pode empacotar aplicações conteinerizadas em uma única máquina. O Kubernetes é uma plataforma de aplicação baseada em contêineres que é usada para executar aplicações em um cluster.