Orquestradores de Contêineres. Swarm ou Kubernetes (PHP Experience 2018)

Palestra apresentada dia 6 de março de 2018 no PHP Experience em São Paulo. Mostramos alguns conceitos de orquestração de contêineres e comparamos diversos detalhes dos orquestradores mais utilizados no momento, Kubernetes e Docker Swarm. Também mostramos nos seguintes videos algumas features de cada um. https://youtu.be/3VEImK7rHNA (Swarm), https://youtu.be/JNnmgTjzo6A (Kubernetes)

Transcript

1. Orquestradores de contêineres: SWARM OU KUBERNETES
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) • Kubernetes • Demos
4. Disclaimer • Vamos passar muito rapidamente pelo que é o Docker • Foco na orquestração de contêineres
5. O que é DOCKER?
8. O que é DOCKER?
9. “Ferramenta para virtualização no nível do Sistema Operacional.”
10. –Wellington F. Silva “Ferramenta para virtualização no nível do Sistema Operacional.”
11. Tipos de Virtualização
12. Tipos de Virtualização • Full Virtualization
13. Tipos de Virtualização • Full Virtualization • Partial Virtualization
14. Tipos de Virtualização • Full Virtualization • Partial Virtualization • Paravirtualization
15. Tipos de Virtualização • Full Virtualization • Partial Virtualization • Paravirtualization • OS Level Virtualization
16. Tipos de Virtualização • Full Virtualization • Partial Virtualization • Paravirtualization • OS Level Virtualization Docker
17. Docker NÃO é VM
18. 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
19. 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
20. Fluxo básico de trabalho com Docker?
21. Client Docker Host docker daemon Contêineres Imagens Registry Fluxo básico de trabalho com Docker
22. Fluxo básico de trabalho com Docker Client Docker Host docker run redis docker daemon Contêineres Imagens Registry
23. Fluxo básico de trabalho com Docker Client Docker Host docker run redis docker daemon Contêineres Imagens Registry
24. Fluxo básico de trabalho com Docker Client Docker Host docker run redis docker daemon Contêineres Imagens Registry
25. Fluxo básico de trabalho com Docker Client Docker Host docker run redis docker daemon Contêineres Imagens Registry
26. Fluxo básico de trabalho com Docker Client Docker Host docker run redis docker daemon Contêineres Imagens Registry
27. Como escalar para vários servidores em produção?
28. Problemas comuns em Produção • Como gerenciar o ciclo de vida dos contêineres?
29. Problemas comuns em Produção • Como gerenciar o ciclo de vida dos contêineres? • Como escalar?
30. Problemas comuns em Produção • Como gerenciar o ciclo de vida dos contêineres? • Como escalar? • Como recriar contêineres que morrem?
31. 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?
32. 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?
33. 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?
34. 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?
35. ORQUESTRAÇÃO
36. ORQUESTRAÇÃO Dicionário Oxford: 2. the planning or coordination of the elements of a situation to produce a desired effect especially surreptitiously
37. 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
38. 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
39. Orquestração
 (elementos) • Contêineres • Hosts • Redes • Volumes • Monitoramento Maestro João Carlos Martins
40. Orquestração
 (efeitos desejados) • Aplicação rodando • Escalabilidade automática • Tolerante a falha (failover, rebalanceamento, health checks, etc) • Melhor utilização de recursos • Minimizar intervenção manual
41. Revisitando Conceitos
42. Revisitando Conceitos • Cluster
43. Revisitando Conceitos • Cluster • Service Discovery
44. Revisitando Conceitos • Cluster • Service Discovery • Load balance
45. Revisitando Conceitos • Cluster • Service Discovery • Load balance • High Availability (HA)
46. Revisitando Conceitos • Cluster • Service Discovery • Load balance • High Availability (HA) • Auto Scale
47. Docker Swarm
48. Docker Swarm (contextualizando) • Criado e gerido pela Docker Inc
49. Docker Swarm (contextualizando) • Criado e gerido pela Docker Inc • Lançado em dezembro de 2014, beta (v0.2) e dependente de service discovery externo
50. Docker Swarm (contextualizando) • Criado e gerido pela Docker Inc • Lançado em dezembro de 2014, beta (v0.2) e dependente de service discovery externo • Incorporado ao engine do Docker na versão 1.12 (28/07/2016) - pronto para produção - Swarm Mode
51. Docker Swarm (contextualizando) • Criado e gerido pela Docker Inc • Lançado em dezembro de 2014, beta (v0.2) e dependente de service discovery 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
52. Swarm Mode
53. • Nodes Swarm mode (Componentes)
54. • Nodes • Stacks Swarm mode (Componentes)
55. • Nodes • Stacks • Services Swarm mode (Componentes)
56. • Nodes • Stacks • Services • Tasks Swarm mode (Componentes)
57. 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
58. • Workers Swarm mode (Nodes)
59. • Workers • rodam contêineres e reportam os estados Swarm mode (Nodes)
60. • Workers • instâncias que rodam contêineres e reportam os estados deles • Managers Swarm mode (Nodes)
61. • Workers • instâncias que rodam contêineres e reportam os estados deles • Managers • decidem onde contêineres devem ser executados Swarm mode (Nodes)
62. • 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)
63. • 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)
64. 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
65. • Managers compartilham dados via raft Swarm mode (HA)
66. • Managers compartilham dados via raft • Se o líder falhar outro manager assume Swarm mode (HA)
67. • Managers compartilham dados via raft • 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)
68. 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
69. 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
70. Swarm mode (Consensus) http://demo.consensus.group 
 (by Laura Frank)
71. Swarm mode (scheduler) $ docker service create nginx Worker Manager API Orchestrator Allocator Dispatcher Scheduler Worker Executor
72. 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
73. Swarm mode (features) Encriptação TLS ponta a ponta entre todos os nós e com rotação automática de chaves $ docker swarm ca --help
74. Swarm mode (features) Protege acesso indevido ao cluster com autolock $ docker swarm init --autolock
 $ docker swarm update --autolock
75. 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
76. Swarm mode (features) Dentro dos contêineres a secret, será montada em um tmpfs em /run/secret/secret-name # cat /run/secrets/senha-db
 senha
77. 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
78. Swarm mode (features) Dentro dos contêineres a config, será montada no / # cat /cfg-demo
 config
79. 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
80. 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
81. 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
82. Swarm mode (features) Centraliza logs de serviços $ docker service logs --tail 10 \
 demo | sort -k3 -k4
83. Kubernetes 
 k8s
84. Kubernetes (contextualizando) • 3ª geração de orquestrador de contêineres do Google (Borg, Omega e K8s)
85. Kubernetes (contextualizando) • 3ª geração de orquestrador de contêineres do Google (Borg, Omega e K8s) • Código aberto desde 2014 (1º release Set/2014)
86. Kubernetes (contextualizando) • 3ª geração de orquestrador de contêineres do Google (Borg, Omega e K8s) • Código aberto desde 2014 (1º release Set/2014) • Grandes contribuições da Red Hat (Openshift v3)
87. Kubernetes (contextualizando) • 3ª geração de orquestrador de contêineres do Google (Borg, Omega e K8s) • Código aberto desde 2014 (1º release Set/2014) • Grandes contribuições da Red Hat (Openshift v3) • Experiência do Google (Em 2014 mais de 2 bilhões de contêineres eram criados por semana)
88. Kubernetes (contextualizando) • 3ª geração de orquestrador de contêineres do Google (Borg, Omega e K8s) • Código aberto desde 2014 (1º release Set/2014) • Grandes contribuições da Red Hat (Openshift v3) • Experiência do Google (Em 2014 mais de 2 bilhões de contêineres eram criados por semana) • Um dos projetos com mais contribuição no Github
89. Kubernetes (contextualizando) • Código doado e mantido pela CNCF (Cloud Native Computing Foundation)
90. Kubernetes (Componentes) Master • Kube-apiserver
91. Kubernetes (Componentes) Master • Kube-apiserver • etcd
92. Kubernetes (Componentes) Master • Kube-apiserver • etcd • Kube-scheduler
93. Kubernetes (Componentes) Master • Kube-apiserver • etcd • Kube-scheduler • Kube-controller-manager
94. Kubernetes (Componentes) Node • Kubelet
95. Kubernetes (Componentes) Node • Kubelet • Kube-proxy
96. Kubernetes (Componentes) Node • Kubelet • Kube-proxy • Container runtime
97. Kubernetes (Recursos) • Nodes
98. Kubernetes (Recursos) • Nodes • Services, load balancers e redes
99. Kubernetes (Recursos) • Nodes • Services, load balancers e redes • Controllers (ReplicaSet, ReplicationController, Deployments, StatefulSets, DaemonSets, Jobs)
100. Kubernetes (Recursos) • Nodes • Services, load balancers e redes • Controllers (ReplicaSet, ReplicationController, Deployments, StatefulSets, DaemonSets, Jobs) • Pods
101. Kubernetes (Recursos) • Nodes • Services, load balancers e redes • Controllers (ReplicaSet, ReplicationController, Deployments, StatefulSets, DaemonSets, Jobs) • Pods • Containers
102. Master Kubernetes (Componentes) etcd etcd etcd Master API Server Controller Manager Scheduler Node kublet Proxy Docker Pod Pod Node kublet Proxy Docker Pod Pod Internet
103. –Linus Torvalds “Talk is cheap. Show me the code.”
104. Como escolher?
105. Como escolher? Analisando os requisitos para seu projeto: • Qtde de máquinas (dezenas, centenas, milhares) • Quais regiões vão usar suas aplicações (BR, Latin America, Mundo Todo) • Quão sensível deve ser a escalabilidade das aplicações • Que container engine é melhor para o projeto
106. Docker for Desktop e Enterprise
107. Grato 
 Quer mais? • Curso Docker: 
 http://bit.ly/curso-docker • Telegram: 
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 http://bit.ly/docker-slack
 http://dockr.ly/community • Meetup em SP:
 http://events.docker.com/ sao-paulo