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  • Kubernetes e orquestração de Contêineres

Novas tendências de desenvolvimento e disponibilidade de aplicações

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Esta é a principal solução para orquestração de contêineres.

Um cenário se repete na maioria das empresas: aplicações com alto grau de complexidade (como ERPs e CRMs) chegam como projetos singelos, de fácil compreensão e com códigos limpos.

Mas isso dura pouco tempo!

Com o passar dos anos, o acréscimo de novos recursos para se adaptar às novas demandas do negócio acaba transformando esses softwares em verdadeiros monstros de códigos monolíticos, esparsos e confusos que fazem da rotina dos desenvolvedores um verdadeiro pesadelo.

K8S x Docker


Kubernetes

Surgem aí Kubernetes e Contêineres, nascidos nos últimos 10 anos para melhorar a eficiência das equipes de softwares e prover economia de recursos, sobretudo dos times que trabalham com arquitetura de microsserviços.

Que tal entender como essa nova abordagem vem redimensionando a forma de escrever e rodar softwares e o que ela pode fazer por sua empresa?

Então continue lendo!


A lógica por trás dos contêineres

Para entender o que são contêineres, nada melhor que usar a própria comparação que deu origem a seu nome.

Pensemos então na facilidade que o advento do contêiner trouxe ao transporte marítimo. Imagine que os funcionários de um porto precisem mover para dentro de um navio um carregamento com 60 mil televisores.

Containers

Como fazer esse transporte até a embarcação? Um a um? 🤔


Um mundo de possibilidades

O contêiner trouxe a possibilidade de agrupar produtos em massa, de forma organizada e muito mais prática. Uma vez carregado com os materiais, o simples posicionamento desse recipiente dentro do navio com um guindaste já resolve o problema!

O raciocínio por trás dos contêineres de aplicações é rigorosamente o mesmo. No lugar de transportar um sistema operacional inteiro, bem como seus softwares, você simplesmente encapsula seu código e seus recursos para um container, que pode ser executado em qualquer ambiente.

Essa explicação inicial já oferece boas pistas da razão pela qual Kubernetes e contêineres se tornaram atualmente as palavras mais faladas pelos desenvolvedores, certo?

Mas fiquemos ainda nos contêineres por enquanto. Sobre Kubernetes falaremos logo mais.


O novo rumo à virtualização

Os contêineres são considerados como as novas perspectivas de abstração de infraestrutura. Trata-se de ambientes portáteis, que permitem empacotar aplicações isoladamente, com links, bibliotecas e todos os outros recursos necessários para seu funcionamento.

⛔️ O paradigma monolito x microsserviços começa então a ser uma pauta constante.

Esse novo nível de virtualização é particularmente interessante para trabalhar a fragmentação da aplicação em componentes menores (chamados microsserviços).

Uma equipe de desenvolvimento que lida com essa arquitetura possui muito mais eficiência operacional do que as que trabalham com aplicações monolíticas.

Isso se explica porque, sempre que necessitam desenvolver novos recursos, as aplicações monolíticas não conseguem se esquivar da criação e execução do deploy de uma nova versão do aplicativo no servidor. Estamos falando de perda de tempo e de recursos, além de uma maior chance de bugs.

A abordagem de microsserviços proporcionada pelos contêineres dilui codificações monstruosas de programas que, ao longo do tempo, se tornaram excessivamente complexos, transformando seus comandos em serviços menores e modulares, com pequenos códigos base de cada componente de aplicação.

Assim fica muito mais fácil providenciar acréscimos e adaptações.


As vantagens dos contêineres

Os contêineres permitem que processos rodem de forma isolada em um host com um mesmo sistema operacional.

Esse agrupamento de aplicações e de seus elementos coligados melhora significativamente o trabalho dos profissionais de TI, uma vez que dá à equipe a oportunidade de trabalhar focada em um ambiente específico.

Outro benefício é que, com a aplicação pulverizada (com as diversas funcionalidades separadas), é possível que partes do software sejam gerenciadas por equipes diferentes ou até mesmo por linguagens distintas.

Mais um detalhe: como os contêineres usam ambientes construídos sob um mesmo sistema operacional, apenas uma camada mínima de dados excedente (como logs e arquivos temporários) será adicionada, formando pacotes únicos e leves.

Recursos como reentrância de memória e layered filesysem permitem um reaproveitamento enorme de recursos computacionais ao se executar contêineres em detrimento de máquinas virtuais.

Tem-se com isso uma economia de recursos impressionante!

Além disso, essa nova forma de virtualização possui provisionamento mais rápido do que uma Máquina Virtual (VM).

Assim, pequenos serviços são realizados em um tempo muito menor!

A praticidade de não ter que trabalhar com diversas VMs nos servidores significa também utilização racional da memória RAM.


As diferenças para a máquina virtual

A princípio, muita gente pode entender que contêineres e máquinas virtuais são a mesma coisa.

Mas não são!

Virt x Containers

A mais relevante distinção entre VMs e contêineres é que esses últimos não precisam ter um sistema operacional virtualizado para suportar as aplicações.

Aprofundando a questão: em uma máquina virtual, temos a figura do hypervisor, cuja função primordial é virtualizar o hardware e oferecer um ambiente completo, com seu próprio sistema operacional, sistemas de arquivo e itens complementares. A máquina virtual é completamente isolada, eliminando, em essência, qualquer possibilidade de compartilhamento entre os ambientes virtuais.

Por outro lado, na abordagem de Kubernetes e contêineres, o isolamento é consolidado no âmbito do sistema operacional. Dessa forma, todos os ambientes compartilham os mesmos recursos.

O que o contêiner entrega não é uma máquina completa (como uma VM), mas processos em execução isolados virtualmente. Os containers são, portanto, caminhos intermediários entre o chroot e a virtualização tradicional.


Os contêineres em escala com Kubernetes

Mas como fazer o gerenciamento de aplicações em contêineres?

Aqui entra a relação entre Kubernetes e contêineres.

O conjunto de máquinas por meio do qual os containers são executados é chamado cluster.

O cluster, por sua vez, precisa receber alguma espécie de gerenciamento (até porque a alguns anos, a configuração de um container era extremamente complexa, afastando os usuários dessa nova abordagem).

O desenvolvimento de plataformas de gerenciamento (tais como OpenShift, Docker e Kubernetes) simplificou significativamente a configuração dos contêineres.

Nesse cenário, a capacidade de automação do Kubernetes merece destaque em função das facilidades que podem ser trazidas às equipes de TI.

Desenvolvido pela Google, o Kubernetes é um sistema de código aberto para gerenciamento de aplicações que oferece uma plataforma para automatização de deploy, balanceamento de carga, escalonamento e operação de contêineres.

Programado em Go, trata-se de um sistema cujo mais essencial objetivo é o de facilitar a implantação de aplicativos a partir da perspectiva dos microsserviços.

Diferentemente das outras soluções citadas até aqui, o Kubernetes vai além de um mero instrumento de orquestração de contêineres:

Ele pode simplesmente reduzir a necessidade desse monitoramento por meio de automatizações.

Essa virtude explica por que Kubernetes e containers fazem tanto sucesso dentro da comunidade DevOps!

O Kubernetes elimina diversas ineficiências relacionadas à gestão de contêineres graças a sua organização em PODs, as menores unidades dentro de um cluster, que acrescentam uma camada de abstração aos containers agrupados.

Mesmo depois que o Docker lançou o Swarm Mode, trabalhar com Kubernetes continua bastante benéfico. Entre as principais vantagens, vale a pena destacar:

✔️ Automatizar implantações e atualizações de aplicações;

✔️ Escalar os aplicativos em contêineres com extrema velocidade;

✔️ Orquestrar contêineres em múltiplos hosts;

✔️ Permitir o uso do hardware de forma otimizada, reduzindo o consumo de recursos.


Eu já estou trabalhando com Kubernetes e OpenShift a um bom tempo. E você? O que está esperando? Junte-se ao lado bom da Força! 😎



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