Desafio 01 - Docker

Pré requisitos

• Linux
• Terminal
• VSCode
• Docker
• Git
• ASDF
• kubectl
• kubectx
• k3d

Instalação de pré requisitos

Para este desafio utilizaremos o k3d para criação de nosso cluster kubernetes e o kubectl para criação de pods, replicasets, services e deployments.

Primiero vamos instalar o asdf para podermos controlar todas as versões de pacotes instalados em nossa distribuição linux, permitindo a coexistência de mais de uma versão da mesma ferramenta em nosso sistema operacional.

Instalando o asdf

Abra o terminal na pasta raiz do seu usuário e clone o repositório do asdf

git clone https://github.com/asdf-vm/asdf.git ~/.asdf --branch v0.9.0

Abra e edite o arquivo .bashrc com permissão de administrador utilizando o editor nano

sudo nano ~/.bashrc

Adicione a instrução abaixo na última linha do arquivo, salve e feche

. $HOME/.asdf/asdf.sh

Execute o comando abaixo para validar a instalação do asdf

asdf info

Caso não funcione, reinicie seu terminal e tente novamente.

Instalando o k3d e kubectl/kubectx

Após a instalação do asdf, abra o terminal e execute a lista de comandos abaixo:

k3d:

asdf plugin-add k3d && asdf install k3d latest 

kubectl/kubectx:

asdf plugin-add kubectl && asdf install kubectl latest && asdf plugin-add kubectx && asdf install kubectx latest

Agora para saber se k3d e o kubectl foram instalados corretamente pelo asdf, execute os comandos abaixo para identificar a versão instalada e defini-la como global para poder ser utilizada a partir de qualquer projeto.

# Lista todas ferramentas instaladas pelo asdf
asdf list

Identifique a versão de cada ferramenta instalada e defina ela como global em seu sistema operacional conforme demosntrado abaixo:

# Define cada versão a ser utilizada como global 
asdf global k3d 5.4.1
asdf global kubectl 1.23.5
asdf global kubectx 0.9.4

Veja o resultado executando o comando que demosntra as versões instaladas e definidas pelo asdf em seu sistema operacional.

# Lista qual a versão definida para cada ferramenta
asdf current

Estes comandos combinados irão realizar a adição do plugin k3d/kubectl ao controlador asdf, intalação no sistema operacional e definição do escopo de utilização da versão instalada como Global

OPCIONAL: Instale o fzf (command-line fuzzy finder)

O fzf é um filtro interativo do Unix para linha de comando que pode ser usado com qualquer lista; arquivos, histórico de comandos, processos, nomes de host, favoritos e etc.

Para instalar este recurso em seu sistema operacional linux, execute os passos descritos abaixo:

# Instala e configura o bash para utizar o zfz
sudo apt-get install fzf

# Reinicia o bash para aplicar a instalação
source ~/.bashrc

Alternar entre contextos (clusters)

Quando temos mais de um ambiente configurado com o cluster kubernetes sentimos a necessidade de alternar entre eles a partir do terminal, e para realizar esta operção utilizamos o kubectx.

Veja como utiliza-lo abaixo:

# Lista todos os contextos 
kubectx

# Troca para o contexto definido
kubectx <context-name>

# Exibe todos os objetos do contexto definido
kubectl get all

Iniciar o Docker na estação

Verifique o status do docker para saber se ele já está rodando na máquina.

sudo service docker status

Caso não esteja rodando, inicie o docker conforme abaixo:

sudo service docker start

Como baixar e executar a imagem docker do projeto em sua máquina

Abra o terminal de comandos e execute o comando abaixo:

docker run -d -p 8080:8080 --name=conversao-temperatura rlghisleni/conversao-temperatura:latest

Liste os containers em execução e verifique se rlghisleni/conversao-temperatura consta na relação.

docker container ls

Abra o navegador de sua preferência na url http://localhost:8080/ e o projeto será apresentado.

Como baixar o projeto em sua máquina e realizar build na imagem docker

Abra o terminal e clone este repositório público utilizando o git

git clone https://github.com/RLGHISLENI/conversao-temperatura.git

Navegue até a pasta fonte do projeto

cd conversao-temperatura/src

Abra o VSCode para poder editar os arquivos Dockerfile e .dockerignore

code .

Realize as alterações necessárias no projeto e nos arquivos docker e salve suas alterações.

Realize o build para atualizar a imagem docker.

ATENÇÃO: Incremente a versão denominada :v[n], onde [n] é o número da versão atual mais 1. Por exemplo :v2

docker image build -t rlghisleni/conversao-temperatura:v[n] .

Atualize a versão :latest da imagem

docker tag rlghisleni/conversao-temperatura:v[n] rlghisleni/conversao-temperatura:latest

Liste as imagens para visualizar a nova versão da imagem criada

docker images

Como atualizar a imagem no Registry DockerHub

Realize o login na conta do DockerHub, informando o usuário e senha para se autenticar na plataforma.

docker login

Envie a nova versão da imagem alterada para o Service Registry

docker push rlghisleni/conversao-temperatura:v[n]

Envie também a imagem latest atualizada

docker push rlghisleni/conversao-temperatura:latest

Como rodar o projeto no Kubernetes

Utilizando k3d crie um cluster kubernetes conforme o código abaixo:

k3d cluster create meucluster --agents 1 --servers 1 -p "8080:30000@loadbalancer"

Navegue até a pasta k8s do projeto e usando o kubectl execute o manifesto de deployment

kubectl apply -f deployment.yaml

Pronto, sua aplicação está no ar utilizando todo o poder dos containers docker e sendo orquestrada pelo kubernetes.

Abra o navegador de sua preferência na url http://localhost:8080/ e o projeto será apresentado.

Bônus 01 - Executando containers com Azure App Service

• Repositório no Docker Hub contendo a imagem do Projeto

• Projeto executando no Azure App Service

Informações Importantes

Benefícios no uso de containers

Um dos objetivos é facilitar o desenvolvimento, acelerar a implantação e a execução de aplicações em ambientes isolados.

Com o uso de containers podemos ter portabilidade, agilidade, escalabilidade, controle e isolamento em todo o fluxo entre o Desenvolvimento e Operações.

A utilização de containers torna possível redução de custos e permite que tenhamos o mesmo ambiente de produção rodando em nossa máquina de desenvolvimento, além de permitir que tenhamos diversos ambientes de programação diferentes na mesma máquina sem conflito entre eles.

Com os containers temos uma redução no uso de VMs e consequentemente uma redução no uso de memória, pois uma aplicação rodando em container será bem mais leve que uma aplicação rodando em uma VM completa, visto que o container não depende de um sistema operacional completo mas sim do mínimo necessário para executar a aplicação.

Outra vantagem é a possibilidade guardar uma imagem completa do ambiente e disponibilizar através de um Service Restry para toda equipe, além de ser possível gerar uma imagem do ambiente com a aplicação configurada e pronta para ser executada.

O uso de containers facilita muito a adoção de processos de automação via deploy (CI/CD).

Qual a diferença entre máquinas virtuais e containers e quais são as vantagens da containerização?

Os containers são bem mais leves que as VMs que são máquinas completas e podem ser personalizados com o mínimo necessário para sua execução, possibilitando assim um melhor escalonamento e diminuindo custos desnecessários com infraestrutura.

O tempo de inicialização de um container é bem mais rápido que o de uma VM e isso pode fazer toda diferença na execução da aplicação em produção, principalmente falando em utilização de micro serviços.

Boas práticas na construção de imagens

Preferir o padrão de nomenclatura utilizando namespace na criação de imagens, adicionar a versão no nome e criar sempre uma imagem latest para manter a última versão atualizada.

Sempre utilizar imagens oficiais como base para nossas imagens. Sempre especificar a versão na tag da imagem para evitar problemas de atualização.

Não utilizar mais de um processo para cada imagem docker, a menos que seja necessário.

Utilizar as camadas na construção do arquivo Dockerfile para evitar processamento desnecessário.

Sempre utilizar o arquivo .dockerignore para não considerar arquivos ou pastas na construção da imagem.

Utilizar sempre o COPY ao invés do ADD, a menos que seja necessário.

Atenção ao utilizar os comandos ENTRYPOINT e CMD, caso necessário poderão ser utilizados os dois em conjunto.

Utilizar imagens multistage build para linguagens de programação compiladas e/ou JIT reduzindo o tamanho final da imagem.

Sempre armazenar as imagens e suas versões em um Service Registry.

Referências

• Meu Registry Server - DockerHub
• Exemplos básicos de pod, replicaset e deployment
• Desafio 02 e 03 - Kubernetes e Pipeline CI/CD