What is Kubernetes Used For?

Neste blog, vamos abordar:

Containerização

O que é umcontêiner?

• Um contêiner é uma unidade básica de software que agrupa o código e todas as suas dependências para que um aplicativo possa ser executado sem problemas em qualquer ambiente. Cada contêiner é composto por hardware, um sistema operacional, um mecanismo de contêiner, bibliotecas e dependências e, por fim, o aplicativo. Tudo o que o aplicativo precisa para ser executado está dentro do contêiner, o que significa que ele pode ser criado e excluído rapidamente por meio de automação.
  • Até 2025, 85% das empresas globais estarão executando aplicativos em contêineres em ambiente de produção1

Orquestração de contêineres

• A orquestração de contêineres é a automação de cargas de trabalho em contêineres. Ela é fundamental ao se trabalhar com contêineres, pois é o que permite implantar o mesmo aplicativo em diferentes ambientes sem a necessidade de reprojetá-lo.

Kubernetes

O que é o Kubernetes (também conhecido como K8s)?

• O Kubernetes é um software de orquestração de contêineres de código aberto projetado para implantar, gerenciar e dimensionar contêineres. Então, o que isso significa? Essencialmente, ele elimina grande parte dos processos manuais que precisam ser realizados durante a implantação e o dimensionamento de cargas de trabalho em contêineres, mesmo em diversos tipos de ambientes físicos, virtuais e em nuvem.
• De acordo com uma pesquisa recente realizada pela Cloud Native Computing Foundation, dos 3.800 participantes da pesquisa, 96% das organizações estão utilizando ou avaliando o Kubernetes²

Você sabia?

• O nome Kubernetes deriva da palavra grega κυβερνήτης (kubernḗtēs), que significa piloto ou timoneiro; por isso, o logotipo do Kubernetes é um leme de navio. O Kubernetes costuma ser abreviado como K8s, pois há 8 letras entre o “K” e o “S”.
• O Kubernetes foi originalmente desenvolvido e projetado por engenheiros do Google e, posteriormente, doado à CNCF em 2015.

Como isso funciona?

• O Kubernetes é um conceito composto por diversos componentes diferentes e, embora haja vários elementos e casos de uso na implementação do Kubernetes, os principais conceitos a serem compreendidos são: o plano de controle, os pods e os nós.
  • O plano de controle é composto por elementos e processos de API que coordenam as cargas de trabalho e as comunicações, permitindo o fluxo contínuo de informações e a alocação de recursos em todo o ambiente.
  • Os pods são o elemento básico do Kubernetes. Um pod é composto por um ou mais contêineres e está localizado no mesmo nó.
  • Um nó (também conhecido como “minion” ou “worker”) é uma máquina na qual os contêineres são implantados. Cada nó deve executar um ambiente de execução de contêineres, como o Docker, o CoreOS rkt, o Containerd etc. Vários nós podem ser agrupados em clusters.

Seu ambiente de TI e o Kubernetes

• Como resultado das mudanças nas práticas modernas de computação, os usuários esperam que os aplicativos estejam disponíveis 24 horas por dia, 7 dias por semana, e, às vezes, espera-se que os desenvolvedores sejam capazes de implantar novas versões dos aplicativos várias vezes ao dia. Além disso, os ambientes de TI estão se tornando cada vez mais híbridos e baseados em abordagens multicloud, integrando recursos locais a nuvens públicas ou privadas de diferentes fornecedores. Embora os sistemas de contêineres tenham permitido que os desenvolvedores tornassem o software mais portátil e mantivessem todos os pacotes necessários para executar um serviço, eles ainda eram limitados pela quantidade de trabalho manual necessária para provisionar e modificar cada contêiner em um ambiente.
• O Kubernetes pode ajudar as organizações a gerenciar melhor suas cargas de trabalho e reduzir riscos. O Kubernetes é capaz de automatizar as operações de gerenciamento de contêineres e otimizar o uso dos recursos de TI. Ele pode até mesmo reiniciar contêineres órfãos, desligar aqueles que não estão sendo utilizados e recriá-los. O Kubernetes automatiza a implantação de contêineres sem que a equipe de DevOps precise mover todos os componentes manualmente. Isso permite que os desenvolvedores implantem novas versões de aplicativos específicos com maior frequência e possibilita que elas sejam lançadas e atualizadas sem tempo de inatividade, mesmo em vários ambientes (por exemplo, Desenvolvimento, Teste, Produção).

Benefícios do Kubernetes

• Os principais benefícios do Kubernetes podem ser resumidos da seguinte forma: redução dos prazos de desenvolvimento e lançamento de aplicativos, otimização dos custos de TI, maior escalabilidade e disponibilidade do software, flexibilidade em ambientes multicloud e portabilidade na nuvem.
• Cargas de trabalho portáteis
  • Como o Kubernetes é um projeto de código aberto, suas cargas de trabalho tornam-se portáteis, permitindo que você aproveite os benefícios de ambientes locais, híbridos e em múltiplas nuvens — tudo isso mantendo a consistência entre cada um desses ambientes.
• Flexibilidade
  • Não importa onde você esteja executando o Kubernetes, ele oferece flexibilidade em ambientes híbridos e multicloud, permitindo que qualquer uma de nossas aplicações funcione sem problemas em qualquer ambiente público ou privado.
• Automação
  • O Kubernetes pode automatizar ambientes em contêineres, atuando como seu sistema operacional. Ele faz isso automatizando os requisitos operacionais das cargas de trabalho em contêineres.
• Escalabilidade e disponibilidade
  • O Kubernetes permite definir aplicativos complexos em contêineres e implantá-los em clusters de servidores. À medida que o Kubernetes dimensiona os aplicativos de acordo com o estado desejado, ele monitora e mantém automaticamente a integridade dos contêineres.

Arquitetura do Kubernetes 

• Plano de controle do Kubernetes: também conhecido como máquina mestre, é a camada de orquestração de contêineres que expõe a API e as interfaces para definir, implantar e gerenciar o ciclo de vida dos contêineres, bem como os nós que hospedam as aplicações em contêineres. Ele garante que cada cluster seja mantido no estado desejado.

Os componentes do plano de controle

• Servidor de API: A Interface de Programação de Aplicativos, também conhecida como API, é a interface de usuário do Kubernetes. É nela que os clientes fazem uma solicitação inicial por um objeto ou uma coleção; ela determina se a solicitação é válida e, em seguida, a processa. O servidor de API também é utilizado para transmitir, criar e configurar dados dentro dos clusters do K8.
• Agendador do K8s: O agendador é o que monitora e gerencia os pods recém-criados e os aloca a um nó para que possam ser executados nele sem problemas.
• Gerenciador de controladores: No plano de controle, há vários controladores; eles são os circuitos de controle projetados para monitorar o estado do seu cluster e realizar ou solicitar alterações conforme necessário.
• Etcd: é um banco de dados onde todo o seu armazenamento em contêineres fica guardado. Trata-se de um armazenamento distribuído de chave-valor, fortemente consistente, que armazena e gerencia as informações essenciais de que os sistemas precisam para funcionar.
• Cluster
  • Nó: (também conhecido como “minion” ou “trabalhador”) é uma máquina na qual os contêineres são implantados. Cada nó deve executar um ambiente de execução de contêineres, como o Docker, o CoreOS rkt, o Containerd, etc. Vários nós podem ser agrupados em clusters.
  • Pod: é o elemento básico do Kubernetes. Um Pod é composto por um ou mais contêineres e está hospedado nos nós.
    • É aqui que todas as suas informações importantes ficam armazenadas

Modernize com o Kubernetes

• O Kubernetes permite simplificar e acelerar a migração de aplicativos de um ambiente local para nuvens públicas ou privadas, oferecidas por qualquer provedor. Os aplicativos podem ser migrados para a nuvem por meio da adoção de diversas metodologias:
  • uma simples migração do aplicativo, sem nenhuma alteração no código (Lift & Shift);
  • como as alterações mínimas necessárias para permitir que o aplicativo funcione em novos ambientes (mudança de plataforma);
  • uma ampla reformulação da estrutura e da funcionalidade do aplicativo (refatoração).

• Modernize seu ambiente com mais facilidade do que nunca com a adoção do Kubernetes. Não é mais preciso se perguntar onde estão seus dados, pois todos ficam armazenados em um único lugar. O armazenamento do Kubernetes é baseado em volumes. Os volumes podem ser persistentes ou não persistentes. Dentro dos pods, os contêineres solicitam mais espaço de armazenamento.
  • O Kubernetes pode ser criado uma única vez e, depois, pode ser implantado em qualquer lugar. Isso significa que, independentemente de onde você crie seu cluster — seja no local ou na nuvem —, não é necessário recriar a solução; basta implantar um cluster diferente.

Desafio

• Os clusters do Kubernetes podem estar sujeitos a ataques de ransomware, assim como qualquer outra carga de trabalho. Em alguns casos, um hacker pode obter acesso ao conteúdo do seu pod — e, assim, obter informações críticas sobre a sua organização. Portanto, fazer backup e garantir a proteção dos dados dos seus clusters é fundamental na hora de migrar suas cargas de trabalho.

Backup do Kubernetes

• Trata-se do processo de fazer backup de todos os componentes executados em uma plataforma de orquestração do Kubernetes, o que inclui todos os aplicativos em contêineres da organização. Como um cluster do Kubernetes possui tantos componentes — pods, nós, plano de controle e volumes —, cada um deles precisa de um nível de proteção. A proteção é fundamental para um cluster, especialmente porque as organizações dependem cada vez mais do Kubernetes. Fazer backup de um cluster do Kubernetes garante que os dados, as configurações e os arquivos fiquem protegidos contra qualquer ataque. É por isso que você precisa de uma solução capaz de fazer backup de todo o seu cluster.
• As principais etapas do Kubernetes Backup incluem:
  • A descoberta
  • Identificação de recursos
  • Cópia de segurança
    • De acordo com o Relatório sobre o Estado da Segurança do Kubernetes 2022, da Red Hat, 93% dos entrevistados sofreram pelo menos um incidente de segurança em seus ambientes de Kubernetes nos últimos 12 meses, o que, em alguns casos, resultou em perda de receita ou de clientes³

Kubernetes Backup da Commvault e da Metallic™

Proteção de dados da Commvault e do Kubernetes

• A Commvault tem a capacidade de fazer backup de todo o seu cluster, ao contrário da maioria das soluções, que só conseguem fazer backup de seus contêineres. A Commvault oferece proteção de dados para armazenamento persistente em seus aplicativos com estado. A solução da Commvault automatiza o backup desses dados a partir de uma única plataforma, o que aumenta a visibilidade e os recursos de gerenciamento de todo o seu ambiente. Nossa solução oferece a flexibilidade necessária para migrar e implantar contêineres do ambiente local para a nuvem, de uma nuvem para outra e até mesmo de volta ao ambiente local, de forma integrada e com facilidade. Ela também oferece amplo suporte a máquinas virtuais, serviços de dados e serviços em nuvem em uma única plataforma. Além disso, é compatível com todas as distribuições certificadas pela CNCF e está integrada ao CSI para backups baseados em snapshots.
• A Commvault foi reconhecida pelo relatório da GigaOm de 2022 como “líder e destaque” em proteção de dados no Kubernetes, graças à nossa arquitetura de implantação flexível e à interface única que abrange várias implantações. O relatório também afirma que nossos controles de segurança e contra ransomware são abrangentes, o que torna nossa solução adequada para grandes empresas.

Como a Commvault faz isso

• A Commvault utiliza um grupo de trabalhadores temporários para realizar a movimentação de dados. As configurações especificam um registro privado de contêineres onde você armazena uma imagem que a Commvault pode baixar. Isso permite consolidar clusters, simplificar a migração entre clusters e otimizar o gerenciamento do ciclo de vida dos clusters.

Desafios enfrentados pela Commvault

• Antes da Commvault, as organizações precisavam lidar com a proliferação de clusters, tendo que gerenciar seus ciclos de vida e consolidá-los. A Commvault ajuda a superar esses desafios, permitindo que você migre suas aplicações do Kubernetes para qualquer nuvem com facilidade.

Backup do Metallic e do Kubernetes Backup

• A Metallic oferece o VM & Kubernetes Backup. Este é o único serviço de proteção de dados no modelo SaaS que oferece cobertura completa para cargas de trabalho híbridas, garantindo que seus contêineres estejam sempre protegidos.
• O VM & Kubernetes Backup da Metallic é uma solução que permite ampliar facilmente a modernização de aplicativos para contêineres com confiança, ao mesmo tempo em que protege os aplicativos tradicionais. Seja em ambiente local ou na nuvem, a Metallic oferece suporte a todas as distribuições do Kubernetes certificadas pela Cloud Native Computing Foundation, como o Azure Kubernetes Service (AKS), Amazon EKS, VMware, Rancher e muitas outras.
• A Metallic pode proteger bancos de dados na nuvem ou locais, sistemas de controle de código-fonte, registros de imagens e armazenamento de objetos nativo da nuvem.
• Com a flexibilidade incomparável, a segurança máxima e o gerenciamento descomplicado desta solução, todas as suas cargas de trabalho estão protegidas.

Conclusão

O Kubernetes é o futuro; agora é a hora de garantir que todas as suas cargas de trabalho estejam protegidas e possam migrar com segurança para a nuvem. A Commvault é a escolha mais fácil. Fomos reconhecidos como líderes e com desempenho superior no relatório da GigaOm de 2022 sobre proteção de dados no Kubernetes devido ao nosso amplo suporte a cargas de trabalho, compatibilidade com distribuições certificadas pela CNCF e controles abrangentes contra ransomware. Então, faça as malas: o navio parte hoje mesmo rumo à nuvem.

Referências

1. Melhores práticas para a execução de contêineres e do Kubernetes em produção – 4 de agosto de 2020 – ID do Gartner G00730344 – 2. CNCF 2021, Pesquisa Anual – 3. Red Hat 2022, Relatório sobre o estado da segurança do Kubernetes