Tag: Kubernetes

Oi Pessoal,

Hoje, você não pode pensar em utilizar Docker em produção em larga escala sem ter alguma forma de automação e orquestração dessa “coisa”, graças a comunidade e algumas empresas, temos ferramentas que podem nos auxiliar nessas tarefas, todas juntas ou em partes, é claro. Atualmente as ferramentas mais conhecidas para orquestração e scale em Docker são Kubernetes e Mesos, existem muitos projetos mantidos pela comunidade nesse sentido, mas nenhum deles com tanta representatividade quanto aos mencionados anteriormente. Para não ficar de fora desse mundo, a Docker vem trabalhando bastante em uma suite que atenda essa necessidade, e que futuramente seja incorporado ao Docker Data Center, o projeto chama-se Swarmkit, e hoje, aqui no MundoDocker, vamos ver um pouco mais sobre ele.

O Que é?

O Swarmkit é uma suite para escalonamento e orquestração para sistemas distribuídos, ele possui um sistema de descoberta de nós, agendamento de tarefas, e utiliza o raft-based consensus para coordenação do cluster.

O que tem de bom?

• Como já mencionado, ele utiliza o raft-based consensus, isso garante uma melhor coordenação do cluster, eliminando assim o ponto único de falha.
• Todo os nós do cluster Swarm conversam de forma segura, e para ajudar nisso o Swarmkit utiliza TLS para autenticação, autorização e transporte dos dados entre os nós.
• Swarmkit foi projeto para ser simples, por isso ele é independente de base de dados externas, ou seja, tudo que você precisa para utiliza-lo já está nele.

Ele é composto basicamente de duas camadas: Worker e Manager nodes, para entender cada um:

Worker: Responsável por executar as tarefas utilizar um Executor, por padrão o Swarmkit vem com o Docker Container Executor, mas que pode ser trocado caso deseja.

Manager: Basicamente é o nó eleito pelo administrador para ser o ponto central de administração, lembrando que quanto você adiciona um nó no cluster de Swarm você define se esse nó será Manager ou não.

Como outras ferramentas, para o Swarmkit as tarefas são organizadas em serviços, e para esse serviço você define o que deseja fazer, por exemplo: Crie replicas desse serviço todo dia as 10h, ou: Atualize um container por vez baseado nessa nova imagem.

Features

• Oquestração

1. Estado desejado: O Swarmkit analise constantemente o cluster, garantindo que todos os serviços estejam de acordo com o pretendido pelo usuário, isso faz com que um serviço seja provisionado em outro nó caso algum falhe.
2. Tipo de serviço: atualmente o Swarmkit suporta apenas 2 tipos: 1 – Replicas, onde você define quantas cópias daquele container deseja, e 2 – Global, onde você especifica o que deve ser executado em cada nó do cluster.
3. Atualização: Você pode modificar a qualquer momento o estado de um serviço, seja para para-lo ou escala-lo, quando você atualiza um serviço, por padrão ele executa essa tarefa de atualização de uma vez só para todos os nós do cluster, mas você pode definir de outras duas formas essa atualização: 1 – Paralela, onde o administrador define quantas tarefas de atualização podem ser executadas por mês ou 2 – Delay, dessa forma o Swarmkit executará as tarefas de atualização de serviço de forma sequencial, ou seja, uma tarefa só será executada caso a anterior já tenha terminado.
4. Politicas de restart: A camada de orquestração monitora o estado das tarefas e reage as falhas aplicando a regra definida pelo usuário, dentro dessas regras o administrador pode definir número máximo de tentativos de restart de um serviço, quanto tempo depois de uma falha esse serviço deve ser reiniciado, etc. Por padrão o Swarmkit reinicia o serviço dentro de outro nó disponível no cluster, isso garante que os serviços dos nós defeituosos sejam iniciados em outros nós o mais rápido possível.

• Agendamento

1. Recursos: O Swarmkit sabe, através das checagens constantes, como está a saúde de cada nó, com isso, quando um serviço precisa ser reiniciado ou realocado, por padrão essa tarefa será realizada no melhor nó do cluster;
2. Restrições: O administrador pode limitar o reinicio de um serviço em determinados nós, isso pode ser feito através de labels, exemplo: node.labels.foo!=bar1

• Gerenciamento de cluster

1. State Store: Permite ter uma visão macro de todo o cluster, como suas informações ficam em memória, permite ao nó de gerenciamento tomar decisões de forma muito mais rápida e segura.
2. Gerenciamento da topologia: O administrador pode alternar quais são os nós de gerenciamento e qual são os Workers através de chamadas de API ou CLI.
3. Gerenciamento de nós: É possível definir um nó como pausado, por exemplo, com isso os serviços que estavam alocados neste nó serão iniciados nos demais nós, assim como a execução de novas tarefas permanece bloqueada.

• Segurança

1. TLS: Todos os nós se conversam através de TLS, e os nós de gerenciamento agem como autoridade certificadora de todos os demais nós, e são responsáveis pela emissão de certificados para os nós que entram no cluster.
2. Politica de aceitação: O administrador pode aplicar regras de auto-aceitação, aceitação manual ou troca de chaves, isso claro na adição de novos nós ao cluster, por default o Swarmkit utiliza auto-aceitação.
3. Troca de certificados: É possível definir a frequência com a qual serão alterados os certificados ssl utilizados para comunicação do cluster, por padrão o tempo é de 3 meses, mas pode-ser definir qualquer período maior que 30 minutos.

Vamos brincar?

Instalando

O Swarmkit foi desenvolvido em GO, então tenha todo o ambiente pré-configurado e claro, baixe os fontes para seu $GOPATH, você pode utilizar:

[root@docker1 ~]# go get github.com/docker/swarmkit/

Acesse o diretório, e execute:

[root@docker1 ~]# make binaries

Isso fará com que sejam instaladas as ferramentas para utilização do Swarmkit, em seguida você pode testar sua instalação:

[root@docker1 ~]# make setup

[root@docker1 ~]# make all

Agora adicione o swarmd e swarmctl ao seu $PATH e seja feliz utilizando ele, veja abaixo alguns exemplos.

Montando o Cluster

No primeiro nó, execute:

[root@docker1 ~]# swarmd -d /tmp/docker1 --listen-control-api /tmp/manager1/swarm.sock --hostname docker1

Nos demais nós, execute:

[root@docker2 ~]# swarmd -d /tmp/node-2 --hostname docker2 --join-addr 10.1.1.1:4242
[root@docker3 ~]# swarmd -d /tmp/node-3 --hostname docker3 --join-addr 10.1.1.1:4242

Você pode agora, utilizar outro host para administrar o cluster, no nosso exemplo utilizando o docker4, veja:

[root@docker4 ~]# export SWARM_SOCKET=/tmp/manager1/swarm.sock
[root@docker4 ~]# swarmctl node ls
ID             Name    Membership  Status  Availability  Manager status
--             ----    ----------  ------  ------------  --------------
6rj5b1zx4makm  docker1  ACCEPTED    READY   ACTIVE        REACHABLE *
91c04eb0s86k8  docker2  ACCEPTED    READY   ACTIVE        
nf6xx9hpf3s39  docker3  ACCEPTED    READY   ACTIVE        

Criando os serviços

Vamos começar devagar, veja como subir um ambiente em redis:

[root@docker4 ~]# swarmctl service create --name redis --image redis:3.0.5
6umyydpxwtzfs3ksgz0e

Listando os serviços:

[root@docker4 ~]# swarmctl service ls
ID                         Name   Image        Replicas
--                         ----   -----        ---------
6umyydpxwtzfs3ksgz0e      redis  redis:3.0.5  1

Inspecionando o serviço:

[root@docker4 ~]# swarmctl service inspect redis
ID                : 6umyydpxwtzfs3ksgz0e
Name              : redis
Replicass         : 1
Template
 Container
  Image           : redis:3.0.5

Task ID                      Service    Instance    Image          Desired State    Last State               Node
-------                      -------    --------    -----          -------------    ----------               ----
6umyydpxwtzfs3ksgz0e         redis      1           redis:3.0.5    RUNNING          RUNNING Up About an hour    docker1

Atualizando serviço:

Conforme mencionado anteriormente, podemos atualizar o status de um serviço, no nosso exemplo vamos aumentar o número de replicas dele, veja:

[root@docker4 ~]# swarmctl service update redis --replicas 6
6umyydpxwtzfs3ksgz0e

[root@docker4 ~]# swarmctl service inspect redis
ID                : 6umyydpxwtzfs3ksgz0e
Name              : redis
Replicas          : 6
Template
 Container
  Image           : redis:3.0.5

Task ID                      Service    Instance    Image          Desired State    Last State               Node
-------                      -------    --------    -----          -------------    ----------               ----
xaoyxbuwe13gsx9vbq4f         redis      1           redis:3.0.5    RUNNING          RUNNING Up About an hour     docker1
y8cu8nvl1ggh4sl0xxs4         redis      2           redis:3.0.5    RUNNING          RUNNING 10 seconds ago    docker2
ksv9qbqc9wthkrfz0jak         redis      3           redis:3.0.5    RUNNING          RUNNING 10 seconds ago    docker2
nnm9deh7t0op6rln3fwf         redis      4           redis:3.0.5    RUNNING          RUNNING 10 seconds ago    docker1
4ya5eujwsuc6cr7xlnff         redis      5           redis:3.0.5    RUNNING          RUNNING 10 seconds ago    docker3
9o4pmrz6q6pf9ufm59mk         redis      6           redis:3.0.5    RUNNING          RUNNING 10 seconds ago    docker3

Vamos atualizar a imagem do serviço?

[root@docker4 ~]# swarmctl service update redis --image redis:3.0.6
6umyydpxwtzfs3ksgz0e

[root@docker4 ~]# swarmctl service inspect redis
ID                : 6umyydpxwtzfs3ksgz0e
Name              : redis
Replicas          : 6
Template
 Container
  Image           : redis:3.0.6

Task ID                      Service    Instance    Image          Desired State    Last State                Node
-------                      -------    --------    -----          -------------    ----------                ----
xaoyxbuwe13gsx9vbq4f         redis      1           redis:3.0.6    RUNNING          RUNNING 5 seconds ago    docker3
y8cu8nvl1ggh4sl0xxs4         redis      2           redis:3.0.6    RUNNING          RUNNING 6 seconds ago    docker1
ksv9qbqc9wthkrfz0jak         redis      3           redis:3.0.6    RUNNING          RUNNING 5 seconds ago    docker2
nnm9deh7t0op6rln3fwf         redis      4           redis:3.0.6    RUNNING          RUNNING 6 seconds ago    docker1
4ya5eujwsuc6cr7xlnff         redis      5           redis:3.0.6    RUNNING          RUNNING 6 seconds ago    docker2
9o4pmrz6q6pf9ufm59mk         redis      6           redis:3.0.6    RUNNING          RUNNING 6 seconds ago    docker3

Por padrão todos os containers foram atualizados de uma única vez, isso tem suas vantagens e desvantagens, mas como explicado, você pode mudar essa execução para fazer em partes, veja:

[root@docker4 ~]# swarmctl service update redis --image redis:3.0.7 --update-parallelism 3 --update-delay 20s

Com isso, serão refeitos 3 containers por vez e entre eles terá um intervalo de 20 segundos.

Gerenciando nós

O Swarmkit monitora a saúde de cluster, e baseado nisso toma ações em cima dos serviços, você pode realizar ações manuais também, como por exemplo, retirar um nós do cluster, veja:

[root@docker4 ~]# swarmctl node drain docker1

[root@docker4 ~]# swarmctl node ls
ID             Name    Membership  Status  Availability  Manager status
--             ----    ----------  ------  ------------  --------------
6rj5b1zx4makm  docker1  ACCEPTED    READY   DRAIN         REACHABLE
91c04eb0s86k8  docker2  ACCEPTED    READY   ACTIVE        REACHABLE *
nf6xx9hpf3s39  docker3  ACCEPTED    READY   ACTIVE        REACHABLE

[root@docker4 ~]# swarmctl service inspect redis
ID                : 6umyydpxwtzfs3ksgz0e
Name              : redis
Replicas          : 6
Template
 Container
  Image           : redis:3.0.7

Task ID                      Service    Instance    Image          Desired State    Last State               Node
-------                      -------    --------    -----          -------------    ----------               ----
xaoyxbuwe13gsx9vbq4f         redis      1           redis:3.0.7    RUNNING          RUNNING 2 minute ago     docker2
y8cu8nvl1ggh4sl0xxs4         redis      2           redis:3.0.7    RUNNING          RUNNING 2 minute ago     docker3
ksv9qbqc9wthkrfz0jak         redis      3           redis:3.0.7    RUNNING          RUNNING 30 seconds ago    docker2
nnm9deh7t0op6rln3fwf         redis      4           redis:3.0.7    RUNNING          RUNNING 34 seconds ago    docker3
4ya5eujwsuc6cr7xlnff         redis      5           redis:3.0.7    RUNNING          RUNNING 28 minutes ago    docker2
9o4pmrz6q6pf9ufm59mk         redis      6           redis:3.0.7    RUNNING          RUNNING 29 seconds ago    docker3

O Swarmkit é uma ferramenta em desenvolvimento ainda, mas você pode utilizar ela em seus labs e entender um pouco melhor como pode trabalhar em cluster com Docker. Espero que tenham gostado, e nos ajude divulgando o blog

Abraço!

Cristiano Diedrich

Entusiasta Open Source, seu principal foco é ir atrás de ideias novas e torna-las realidade através de soluções simples e eficientes, o menos é mais, e o dividir é multiplicar.