Arquitetura do Kubernetes

Boas-vindas ao Kubernetes! Ele é um sistema poderoso para gerenciar aplicações conteinerizadas em várias máquinas.

Antes de começarmos a executar aplicações, é essencial entender sua estrutura principal. Pense nisso como aprender as partes de um carro antes de dirigi-lo!

Em sua essência, o Kubernetes funciona como um cluster. Um cluster é um grupo de máquinas, chamadas de nós, que trabalham em conjunto.

Esses nós são divididos em dois tipos principais:

• Plano de controle (nó mestre): o cérebro do cluster.
• Nós trabalhadores: as máquinas que executam suas aplicações.

O plano de controle (frequentemente chamado de nó mestre em documentações antigas) é responsável por gerenciar o cluster.

Ele toma decisões globais sobre o cluster (como o agendamento de aplicações) e detecta e responde a eventos do cluster (como reiniciar uma aplicação que falhou). Ele não executa suas aplicações diretamente.

O servidor da API é a interface frontal do plano de controle do Kubernetes. Ele é o único componente que interage diretamente com você (por meio do kubectl).

Ele disponibiliza a API do Kubernetes e gerencia todas as comunicações dentro do cluster, validando e configurando dados de objetos da API, como Pods e Services.

O etcd é um armazenamento consistente e altamente disponível de chave-valor. Pense nele como a memória permanente do cluster.

Ele armazena todos os dados do cluster, incluindo configuração, estado e metadados. Se o etcd ficar indisponível, o cluster perderá sua memória e não poderá funcionar corretamente!

O agendador monitora Pods recém-criados (as instâncias da sua aplicação) que não tenham um nó trabalhador atribuído.

Em seguida, ele seleciona o melhor nó para executar cada Pod, considerando fatores como requisitos de recursos, restrições de hardware e políticas.

O gerenciador de controladores executa vários controladores, que são ciclos em segundo plano responsáveis por regular o estado do cluster.

Por exemplo, um controlador de nós monitora a integridade dos nós, e um controlador de replicação garante que o número correto de Pods esteja em execução. Ele trabalha continuamente para alinhar o estado desejado ao estado atual.

Os nós trabalhadores (também chamados de Minions em documentações antigas) são as máquinas onde suas aplicações conteinerizadas (empacotadas em Pods) são executadas.

Cada nó trabalhador tem componentes que permitem sua comunicação com o plano de controle e o gerenciamento dos contêineres executados nele.

Em cada nó trabalhador:

• Kubelet: um agente que garante que os contêineres estejam em execução em um Pod. Ele recebe instruções do servidor da API e gerencia os Pods.
• Ambiente de execução de contêineres: é o software responsável por executar contêineres (por exemplo, Docker, containerd, CRI-O). O Kubelet o utiliza para baixar imagens e executar suas aplicações.

O Kube-proxy é executado em cada nó trabalhador e gerencia o encaminhamento de rede dos Services do Kubernetes.

Ele mantém regras de rede no nó, permitindo a comunicação de rede com seus Pods tanto de dentro quanto de fora do cluster. Assim, garante que suas aplicações possam ser acessadas.

Com base no que aprendeu, quais dos componentes a seguir fazem parte do Plano de Controle do Kubernetes?

Excelente trabalho! Agora você já tem uma compreensão básica da arquitetura do Kubernetes.

• O Plano de Controle (Servidor da API, etcd, Agendador, Gerenciador de Controladores) gerencia o cluster.
• Os Nós de Trabalho (Kubelet, Ambiente de Execução de Contêineres, Kube-proxy) executam suas aplicações.

Em seguida, vamos conhecer a menor unidade implantável no Kubernetes: os Pods!