Docker, ao infinito e além! (7º FatecExpo week)

Palestra apresentada dia 31 de maio de 2019 no 7º FatecExpo week em Osasco-SP. Conceituamos o que é Docker, como que funciona, mostramos algumas das funcionalidades com demos. Conceituamos também orquestração de containers, os problemas que isso resolve, mostramos funcionalidades do Swarm também com algumas demos.

Transcript

1. Docker 
 Ao infinito e além! FatecExpo Week #7
2. Wellington F. Silva contato: @_wsilva nicks: wsilva, boina, tom, fisi funções: pai, tec. telecom, programador, sysadmin, docker community leader, instrutor, escritor, zend certified engineer e docker certified associate
3. Agenda • Docker 101 • Fluxo básico de trabalho com Docker • Problemas comuns em Produção • Orquestração • Revisitando conceitos • Docker Swarm (Swarm mode) • Demos
4. O que é DOCKER?
7. O que é DOCKER?
8. “Ferramenta para virtualização no nível do Sistema Operacional.”
9. –Wellington F. Silva “Ferramenta para virtualização no nível do Sistema Operacional.”
10. Tipos de Virtualização
11. Tipos de Virtualização • Full Virtualization
12. Tipos de Virtualização • Full Virtualization • Partial Virtualization
13. Tipos de Virtualização • Full Virtualization • Partial Virtualization • Paravirtualization
14. Tipos de Virtualização • Full Virtualization • Partial Virtualization • Paravirtualization • OS Level Virtualization
15. Tipos de Virtualização • Full Virtualization • Partial Virtualization • Paravirtualization • OS Level Virtualization Docker
16. Docker NÃO é VM
17. OS Level Virtualization
18. OS Level Virtualization U nix / C hroot BSD FreeBSD Jails / Solaris Zones O penVZ Parallels C groups Process C ontainers AIX / W pars LXC D ocker, rkt, cloud foundry, 
 C ontainerD 1982 2000 2005 2006 2007 2008 >= 2013
19. SERVIDOR SERVIDOR HOST OS HOST OS CONTAINER ENGINE HYPERVISOR BINS/LIBS GUEST OS APP GUEST OS BINS/LIBS BINS/LIBS APP APP APP VM VM Container Container Comparando
20. Diferentes, não excludentes SERVIDOR XEN UBUNTU LINUX DOCKER ENGINE BINS/LIBS MYSQL DEBIAN LINUX BINS/LIBS NGINX BINS/LIBS PHP-FPM DOCKER ENGINE WINDOWS 2016 SERVER BINS/LIBS SQL SERVER
21. Como Funciona? * no Linux
22. PROCESSOS + KERNEL NAMESPACES + CGROUPS + ROOTFS
23. PROCESSOS
24. PROCESSOS Aqueles que matamos com kill -9
25. Processos • Processo Linux com ID atribuído (PID)
26. Processos • Processo Linux com ID atribuído (PID) • Podem ser listados (com ps) dentro do contêiner ou fora (no host)
27. Processos • Processo Linux com ID atribuído (PID) • Podem ser listados (com ps) dentro do contêiner ou fora, no host • Dentro do contêiner o PID=1, fora (no host) vai ter valor alto
28. KERNEL NAMESPACES
29. KERNEL NAMESPACES Tudo aquilo que o processo pode "ver"
30. Kernel Namespaces • IPC - Interprocess communication
31. Kernel Namespaces • IPC - Interprocess communication • PID - Processos
32. Kernel Namespaces • IPC - Interprocess communication • PID - Processos • NET- Rede
33. Kernel Namespaces • IPC - Interprocess communication • PID - Processos • NET- Rede • UTS - Unix timesharing system
34. Kernel Namespaces • IPC - interprocess communication • PID - Processos • NET- rede • UTS - Unix timesharing system • USER - Usuários e grupos
35. Kernel Namespaces • IPC - interprocess communication • PID - Processos • NET- rede • UTS - Unix timesharing system • USER - Usuários e grupos • MNT - Pontos de montagem
36. CGROUPS
37. CGROUPS Tudo aquilo que o processo pode "usar"
38. CGroups • CPU
39. CGroups • CPU • Memória
40. CGroups • CPU • Memória • I/O em disco
41. CGroups • CPU • Memória • I/O em disco • Interface de rede
42. CGroups • CPU • Memória • I/O em disco • Interface de rede • Hardwares periféricos 
 (pen drives, cameras, etc)
43. ROOTFS Onde o processo vai rodar
44. Rootfs • Filesystem é uma hierarquia de diretórios
45. Rootfs • Filesystem é uma hierarquia de diretórios • Rootfs é o filesystem base onde os demais sistemas de arquivos são montados
46. Rootfs • Filesystem é uma hierarquia de diretórios • Rootfs é o filesystem base onde os demais sistemas de arquivos são montados • Em linhas gerais é o / (barra) de uma distribuição Linux
47. Resumo • Processo 
 (é o que roda a aplicação) • CGroups e Namespaces 
 (como o processo vai rodar) • Rootfs 
 (onde o processo vai rodar)
48. Fluxo básico de trabalho com Docker?
49. Client Docker Host docker daemon Contêineres Imagens Registry Fluxo básico de trabalho com Docker
50. Fluxo básico de trabalho com Docker Client Docker Host docker run redis docker daemon Contêineres Imagens Registry
51. Fluxo básico de trabalho com Docker Client Docker Host docker run redis docker daemon Contêineres Imagens Registry
52. Fluxo básico de trabalho com Docker Client Docker Host docker run redis docker daemon Contêineres Imagens Registry
53. Fluxo básico de trabalho com Docker Client Docker Host docker run redis docker daemon Contêineres Imagens Registry
54. Fluxo básico de trabalho com Docker Client Docker Host docker run redis docker daemon Contêineres Imagens Registry
55. Tipos de contêineres
56. LINUX (DOCKER HOST) WINDOWS OSX VM LINUX
 (DOCKER HOST) DOCKER CLIENT DOCKER CLIENT VM LINUX
 (DOCKER HOST) DOCKER CLIENT DOCKER DAEMON DOCKER DAEMON DOCKER DAEMON Contêineres Linux
57. WINDOWS (DOCKER HOST) LINUX OSX VM WINDOWS (DOCKER HOST) DOCKER CLIENT DOCKER CLIENT DOCKER CLIENT DOCKER DAEMON DOCKER DAEMON DOCKER DAEMON VM WINDOWS (DOCKER HOST) Contêineres Windows
58. Demo?
59. E na produção, com vários servidores?
60. Problemas comuns em Produção • Como gerenciar o ciclo de vida dos contêineres?
61. Problemas comuns em Produção • Como gerenciar o ciclo de vida dos contêineres? • Como escalar?
62. Problemas comuns em Produção • Como gerenciar o ciclo de vida dos contêineres? • Como escalar? • Como recriar contêineres que morrem?
63. Problemas comuns em Produção • Como gerenciar o ciclo de vida dos contêineres? • Como escalar? • Como recriar contêineres que morrem? • Como atualizar o sistema sem downtime?
64. Problemas comuns em Produção • Como gerenciar o ciclo de vida dos contêineres? • Como escalar? • Como recriar contêineres que morrem? • Como atualizar o sistema sem downtime? • Onde colocar meus contêineres?
65. Problemas comuns em Produção • Como gerenciar o ciclo de vida dos contêineres? • Como escalar? • Como recriar contêineres que morrem? • Como atualizar o sistema sem downtime? • Onde colocar meus contêineres? • Como os contêineres vão se comunicar?
66. Problemas comuns em Produção • Como gerenciar o ciclo de vida dos contêineres? • Como escalar? • Como recriar contêineres que morrem? • Como atualizar o sistema sem downtime? • Onde colocar meus contêineres? • Como os contêineres vão se comunicar? • Como gerenciar informações sensíveis?
67. ORQUESTRAÇÃO
68. ORQUESTRAÇÃO Dicionário Oxford: 2. the planning or coordination of the elements of a situation to produce a desired effect especially surreptitiously
69. ORQUESTRAÇÃO Dicionário Oxford: 2. the planning or coordination of the elements of a situation to produce a desired effect especially surreptitiously Tradução livre: O planejamento ou a coordenação dos elementos de uma situação para produzir um efeito desejado, especialmente evitando chamar atenção
70. ORQUESTRAÇÃO Dicionário Oxford: 2. the planning or coordination of the elements of a situation to produce a desired effect especially surreptitiously Tradução livre: O planejamento ou a coordenação dos elementos de uma situação para produzir um efeito desejado, especialmente evitando chamar atenção
71. Orquestração
 (elementos) • Contêineres Maestro João Carlos Martins
72. Orquestração
 (elementos) • Contêineres • Hosts Maestro João Carlos Martins
73. Orquestração
 (elementos) • Contêineres • Hosts • Redes Maestro João Carlos Martins
74. Orquestração
 (elementos) • Contêineres • Hosts • Redes • Volumes Maestro João Carlos Martins
75. Orquestração
 (elementos) • Contêineres • Hosts • Redes • Volumes • Logs Maestro João Carlos Martins
76. Orquestração
 (efeitos desejados) • Aplicação rodando
77. Orquestração
 (efeitos desejados) • Aplicação rodando • Escalabilidade automática
78. Orquestração
 (efeitos desejados) • Aplicação rodando • Escalabilidade automática • Tolerante a falha (failover, health checks, etc)
79. Orquestração
 (efeitos desejados) • Aplicação rodando • Escalabilidade automática • Tolerante a falha (failover, health checks, etc) • Melhor utilização de recursos
80. Orquestração
 (efeitos desejados) • Aplicação rodando • Escalabilidade automática • Tolerante a falha (failover, health checks, etc) • Melhor utilização de recursos • Minimizar intervenção manual
81. Revisitando Conceitos
82. Revisitando Conceitos • Cluster
83. Revisitando Conceitos • Cluster • Service Discovery
84. Revisitando Conceitos • Cluster • Service Discovery • Load balance
85. Revisitando Conceitos • Cluster • Service Discovery • Load balance • High Availability (HA)
86. Revisitando Conceitos • Cluster • Service Discovery • Load balance • High Availability (HA) • Auto Scale
87. Docker Swarm
88. Docker Swarm (contextualizando) • Criado e gerido pela Docker Inc • Lançado em dezembro de 2014, beta (v0.2) e dependente de service discovery e armazenamento de estado externo • Incorporado ao engine do Docker na versão 1.12 (28/07/2016) - pronto para produção - Swarm Mode • Melhorado na versões seguintes com secrets, stacks, configs, autolock
89. Swarm Mode
90. • Nodes Swarm mode (Componentes)
91. • Nodes • Stacks Swarm mode (Componentes)
92. • Nodes • Stacks • Services Swarm mode (Componentes)
93. • Nodes • Stacks • Services • Tasks Swarm mode (Componentes)
94. Swarm mode (Componentes) Service web nginx
 (3 réplicas) Task: nginx.1 node A task: nginx.2 node C task: nginx.3 node B Container 1 Container 2 Container 3 docker service create \ --replicas 3 nginx
95. • Workers Swarm mode (Nodes)
96. • Workers • rodam contêineres e reportam os estados Swarm mode (Nodes)
97. • Workers • instâncias que rodam contêineres e reportam os estados deles • Managers Swarm mode (Nodes)
98. • Workers • instâncias que rodam contêineres e reportam os estados deles • Managers • decidem onde contêineres devem ser executados Swarm mode (Nodes)
99. • Workers • instâncias que rodam contêineres e reportam os estados deles • Managers • decidem onde contêineres devem ser executados • mantém o desired state dos serviços Swarm mode (Nodes)
100. • Workers • instâncias que rodam contêineres e reportam os estados deles • Managers • decidem onde contêineres devem ser executados • mantém o desired state dos serviços • gerenciam o cluster Swarm mode (Nodes)
101. Swarm mode (Topologia) Worker Worker Worker Worker Worker raft consensus group Manager (líder) Manager Manager CA CA CA TLS TLS TLS TLS TLS TLS TLS TLS gossip network
102. • Managers compartilham dados via raft/ concensus Swarm mode (HA)
103. • Managers compartilham dados via raft/ concensus • Se o líder falhar outro manager assume Swarm mode (HA)
104. • Managers compartilham dados via raft/ concensus • Se o líder falhar outro manager assume • Devemos manter o quorum (maioria de votos): (n/2+1), n é números de nós managers Swarm mode (HA)
105. Swarm mode (Quorum) Qtde managers Quorum Qtde falhas 1 1 0 2 2 0 3 2 1 4 3 1 5 3 2 6 4 2 7 4 3
106. Swarm mode (Quorum) Qtde managers Quorum Qtde falhas 1 1 0 2 2 0 3 2 1 4 3 1 5 3 2 6 4 2 7 4 3
107. Swarm mode (Consensus) https://raft.github.io/ 

108. Swarm mode (scheduler) $ docker service create nginx Worker Manager API Orchestrator Allocator Dispatcher Scheduler Worker Executor
109. Swarm mode (features) Scheduler focado em HA e com conhecimento de topologia $ docker node update \
 --label-add "az=sa-east-1" \
 demo $ docker service create \
 --placement-pref "spread=node.label.az" \
 demo
110. Swarm mode (features) Encriptação TLS ponta a ponta entre todos os nós e com rotação automática de chaves $ docker swarm ca --help
111. Swarm mode (features) Protege acesso indevido ao cluster com autolock $ docker swarm init --autolock
 $ docker swarm update --autolock
112. Swarm mode (features) Gerencia de secrets, qualquer coisa de até 500Kb que fica criptografada $ echo "senha" | docker secret \
 create senha-db - $ docker service create \
 --secret-add=senha-db demo $ docker service update \
 --secret-rm=senha-db demo
113. Swarm mode (features) Dentro dos contêineres a secret, será montada em um tmpfs em /run/secret/secret-name # cat /run/secrets/senha-db
 senha
114. Swarm mode (features) Gerencia de config, muito similar ao secret, porém não encriptado e não é montado no tmpfs $ echo "config" | docker config \
 create cfg-demo - $ docker service create \
 --config-add=cfg-demo demo $ docker service update \
 --config-rm=cfg-demo demo
115. Swarm mode (features) Dentro dos contêineres a config, será montada no / # cat /cfg-demo
 config
116. Swarm mode (features) Facilita healthcheck, não só o contêiner mas as app dentro do serviço pode ser monitorada $ docker service create \
 --health-cmd \
 --health-interval \
 --health-retries \
 --health-start-period \
 --health-timeout \
 --no-healthcheck
117. Swarm mode (features) Controle de update de serviços $ docker service update \
 --update-parallelism \
 --update-order \
 --update-monitor \
 --update-delay \
 --update-max-failure-ratio \
 --update-failure-action
118. Swarm mode (features) Controle de rollback de serviços se for usado 
 --update-failure-action=rollback então em caso de falhas o rollback é automático $ docker service update --rollback \
 --rollback-parallelism \
 --rollback-order \
 --rollback-monitor \
 --rollback-delay \
 --rollback-max-failure-ratio \
 --rollback-failure-action
119. Swarm mode (features) Centraliza logs de serviços $ docker service logs --tail 10 \
 demo | sort -k3 -k4
120. –Linus Torvalds
 https://lkml.org/lkml/2000/8/25/132 “Talk is cheap. Show me the code.”
121. Grato 
 Quer mais? • Curso Docker e Kubernetes: 
 http://bit.ly/curso-docker-dca
 http://bit.ly/curso-k8s 
 • Telegram: 
 http://t.me/dockerbr • Slacks:
 http://bit.ly/docker-slack
 http://dockr.ly/community • Meetup em SP:
 http://events.docker.com/ sao-paulo