O que é um cluster Kubernetes?

• O cluster Kubernetes é um conjunto de máquinas de nós usado para executar aplicações em container. 
• O estado desejado de um cluster Kubernetes define suas cargas de trabalho, imagens, recursos e configurações.
• Um cluster Kubernetes é formado por um plano de controle responsável por gerenciar nós que executam tarefas usando pods, com suporte de serviços de rede, volumes para armazenamento persistente de dados e namespaces para isolamento virtual.
• O gerenciamento de cluster Kubernetes é como uma equipe de TI gerencia um grupo de clusters Kubernetes.
• As soluções Red Hat, como o OpenShift, o Advanced Cluster Management e o Ansible Automation Platform, gerenciam com eficiência implantações multicluster na nuvem, on-premise e na edge.

O que é um cluster Kubernetes?

O cluster Kubernetes é um conjunto de máquinas de nós usado para executar aplicações em container. Quando você executa o Kubernetes, está executando um cluster.

No mínimo, um cluster contém um plano de controle e uma ou mais máquinas de computação, chamadas de nós. O plano de controle é responsável por manter o estado desejado do cluster. Por exemplo, quais aplicações são executadas e quais imagens de container usam. Os nós executam as aplicações e cargas de trabalho.

O cluster forma a principal vantagem do Kubernetes: a capacidade de programar e executar containers em um conjunto de máquinas físicas, virtuais, on-premise ou na nuvem. Os containers do Kubernetes não ficam presos a máquinas individuais. Eles são abstraídos em todo o cluster.

Confira uma introdução ao Kubernetes empresarialPágina disponível no idioma inglês (Portuguese, Brazil não disponível)

O estado desejado de um cluster Kubernetes é o modelo de como você quer a apresentação e a execução das suas aplicações e infraestrutura a qualquer momento.

Em vez de dar instruções detalhadas ao cluster (imperativo), você descreve o resultado final desejado (declarativo) em um arquivo YAML ou JSON, e o Kubernetes trabalha continuamente para mantê-lo.

Normalmente, esse modelo especifica:

• Cargas de trabalho: quais aplicações, microsserviços ou tarefas em lote devem ser executadas.
• Escala: exatamente quantas cópias (réplicas) de cada container devem existir.
• Recursos: quanta CPU e memória são alocadas para cada aplicação.
• Rede e segurança: quais portas estão abertas, como o tráfego é roteado e quem tem acesso.
• Resiliência: O que fazer se um container ou nó de hardware falhar.

O estado desejado de um cluster Kubernetes define quais aplicações ou outras cargas de trabalho serão executadas, as imagens que elas usarão, os recursos disponibilizados para elas e outros detalhes de configuração.

O estado desejado é definido por arquivos de configuração compostos por manifestos, que são arquivos JSON ou YAML que declaram o tipo de aplicação a ser executada e quantas réplicas são necessárias para manter um sistema seguro.

O estado desejado do cluster é definido com a API Kubernetes. Isso pode ser feito na linha de comando (usando kubectl) ou usando a API para interagir com o cluster e definir ou modificar o estado desejado.

O Kubernetes gerencia o cluster automaticamente para que ele corresponda ao estado desejado. Por exemplo, imagine que você tenha implantado uma aplicação com o estado desejado "3". Ou seja, três réplicas da aplicação precisam ser executadas. Se um desses containers falhar, o Kubernetes perceberá que apenas duas réplicas estão em execução. Assim, ele adicionará mais uma para corresponder ao estado desejado.

Você também pode usar padrões do Kubernetes para gerenciar a escala do seu cluster automaticamente com base na carga. 

Qual a relação entre um cluster Kubernetes e os nós e pods?

Definimos um cluster como um conjunto de nós. Vamos analisar alguns outros termos do Kubernetes que são úteis para entender o que um cluster faz.

• Plano de controle: a coleção de processos que controlam os nós do Kubernetes. É o local onde todas as tarefas se originam.
• Nós: essas máquinas executam as tarefas solicitadas atribuídas pelo plano de controle.
• Pod: um conjunto de um ou mais containers implantados em um único nó. Um pod é o menor e mais simples objeto do Kubernetes.
• Serviços: uma maneira de expor uma aplicação em execução em um conjunto de pods como um serviço de rede. Isso separa as definições de trabalho dos pods.
• Volume: um diretório contendo dados, acessível aos containers em um pod. Um volume do Kubernetes tem o mesmo tempo de vida que o pod que o armazena. Um volume dura mais do que qualquer container executado no pod, e os dados são preservados quando um container é reiniciado.
• Namespace: um cluster virtual. Os namespaces permitem que o Kubernetes gerencie vários clusters (para diversas equipes ou projetos) no mesmo cluster físico.

O gerenciamento de cluster Kubernetes é como uma equipe de TI gerencia um grupo de clusters Kubernetes.

Com as aplicações nativas em nuvem modernas, os ambientes Kubernetes estão se tornando altamente distribuídos. Eles podem ser implantados em vários data centers on-premise, na nuvem pública e na edge.

As organizações que optarem por usar o Kubernetes em grande escala ou na produção terão vários clusters, por exemplo, para desenvolvimento, teste e produção, distribuídos nos ambientes. Assim, elas precisarão ser capazes de gerenciá-los de maneira efetiva.

Mais informações sobre como gerenciar clusters Kubernetes

Os benefícios do gerenciamento de clusters Kubernetes?

O gerenciamento eficaz de um cluster Kubernetes transforma a entrega de software das organizações, automatizando a implantação, o escalonamento e as operações de aplicações em containers.

Os principais benefícios incluem:

• Escalabilidade aprimorada: aumente ou diminua a escala de aplicações instantaneamente com base na demanda. Para lidar com picos de tráfego ou reduzir custos fora dos horários de pico, o cluster ajusta as cargas de trabalho automaticamente.
• Maior resiliência: o Kubernetes monitora constantemente a integridade dos containers e nós para manter a alta disponibilidade. Se um container falhar ou ocorrer uma falha de hardware, o Kubernetes o reiniciará ou o substituirá automaticamente para evitar tempo de inatividade.
• Eficiência de recursos: o Kubernetes avalia os requisitos de CPU e memória das cargas de trabalho e os ajusta nos nós para maximizar a utilização da infraestrutura e minimizar o desperdício.
• Suporte para DevOps e CI/CD: a natureza declarativa do Kubernetes permite o tratamento da infraestrutura como código, integrando-se de forma simplificada aos pipelines de CI/CD para automatizar testes, implantações e distribuições, enquanto permite que as equipes de DevOps colaborem com mais velocidade e agilidade.

A Red Hat é uma empresa líder do setor e participa ativamente do desenvolvimento de tecnologias de containers open source como o Kubernetes. Criamos ferramentas essenciais para proteger, simplificar e atualizar automaticamente as infraestruturas de container. 

O Red Hat® OpenShift® é uma plataforma unificada para desenvolver, modernizar e implantar aplicações em grande escala. Com o Red Hat OpenShift, as equipes têm acesso a uma plataforma única e integrada para operações e desenvolvimento. Com fluxos de trabalho intuitivos para desenvolvedores, incluindo pipelines de CI/CD incorporados e recurso source-to-image (S2I), você pode passar do código da aplicação direto para o container. Desenvolvido no Kubernetes, o Red Hat OpenShift torna seu trabalho mais eficiente e rápido, com um conjunto completo de serviços para entregar apps ao mercado usando a infraestrutura de sua preferência. 

Com o OpenShift, você também pode usar o Red Hat Advanced Cluster Management e o Red Hat Ansible® Automation Platform juntos para implantar e gerenciar clusters Kubernetes, com eficiência, em ambientes on-premise, de nuvem pública ou na edge.

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