Curso de Administração de Plataformas de Contentores com Docker, Kubernetes e OpenShift

Dia 1 – Contentores e Gestão de Imagens

Introdução às Plataformas de Contentores

• Implementação tradicional de aplicações comparada com a implementação baseada em contentores
• Contentores e máquinas virtuais
• Runtime de contentores e motores de contentores
• O papel do Docker, Kubernetes e OpenShift
• Arquiteturas comuns de plataformas de contentores
• Fluxos de trabalho de desenvolvimento, teste e produção

Trabalho com Contentores

• Executar e gerir contentores
• Ciclo de vida dos contentores
• Iniciar, parar e remover contentores
• Executar comandos dentro de contentores
• Variáveis de ambiente
• Mapeamento de portas
• Registos de contentores
• Utilização de recursos e inspeção de processos

Construção de Imagens de Contentores

• Estrutura de imagens e camadas
• Criação de Dockerfiles e Containerfiles
• Seleção de imagens base
• Adição de dependências da aplicação
• Configuração de pontos de entrada e comandos
• Cache de imagens
• Redução do tamanho das imagens
• Construção de imagens reproduzíveis

Registos de Contentores

• Registos públicos e privados
• Etiquetagem e versionamento de imagens
• Push e pull de imagens
• Autenticação de imagens
• Retenção e limpeza de imagens
• Considerações básicas de segurança de imagens

Rede e Armazenamento de Contentores

• Conceitos de rede de contentores
• Rede bridge
• Exposição de portas
• Comunicação entre contentores
• Bind mounts e volumes
• Dados persistentes de contentores
• Considerações de cópia de segurança (backup)

Exercícios Práticos

• Executar e inspecionar contentores
• Construir uma imagem de aplicação
• Configurar portas e variáveis de ambiente
• Publicar uma imagem num registo
• Armazenar dados persistentes fora do contentor

Dia 2 – Arquitetura do Kubernetes e Cargas de Trabalho

Fundamentos do Kubernetes

• O propósito da orquestração de contentores
• Arquitetura do Kubernetes
• Componentes do control plane
• Nós de trabalho (worker nodes)
• Servidor de API
• Agendador (Scheduler)
• Controladores
• Estado do cluster e estado desejado
• Comunicação com o cluster utilizando kubectl

Recursos do Kubernetes

• Pods
• ReplicaSets
• Deployments
• Namespaces
• Etiquetas e anotações
• Seletores
• Definições declarativas de recursos
• Manifestos YAML

Implantação de Aplicações

• Criação e gestão de Deployments
• Dimensionamento de cargas de trabalho
• Atualização de imagens de contentores
• Atualizações em curso (rolling updates)
• Rollbacks
• Histórico de implantações
• Reinício de cargas de trabalho
• Gestão de réplicas de aplicações

Configuração de Aplicações

• ConfigMaps
• Secrets
• Variáveis de ambiente
• Ficheiros de configuração
• Separar o código da aplicação da configuração
• Gestão de definições específicas do ambiente

Gestão de Recursos

• Requisitos de CPU e memória
• Limites de CPU e memória
• Quotas de recursos
• Intervalos de limites (Limit ranges)
• Implicações na agendação
• Diagnóstico de falhas relacionadas com recursos

Exercícios Práticos

• Implantar uma aplicação em contentores
• Criar e atualizar manifestos do Kubernetes
• Dimensionar uma aplicação
• Realizar uma atualização em curso e um rollback
• Configurar a aplicação utilizando ConfigMaps e Secrets
• Aplicar requisitos e limites de recursos

Dia 3 – Rede, Armazenamento e Segurança do Kubernetes

Rede do Kubernetes

• Modelo de rede do cluster
• Comunicação entre pods
• Descoberta de serviços
• DNS dentro do cluster
• Serviços ClusterIP
• Serviços NodePort
• Serviços LoadBalancer
• Conceitos de Ingress
• Padrões de exposição de aplicações

Políticas de Rede

• Controlo de tráfego entre cargas de trabalho
• Regras de ingress e egress
• Controlo de tráfego baseado em namespaces
• Testes de conectividade de rede
• Diagnóstico de comunicação de serviços

Armazenamento Persistente

• Armazenamento efémero e persistente
• Volumes
• PersistentVolumes
• PersistentVolumeClaims
• StorageClasses
• Provisionamento dinâmico
• Modos de acesso
• Políticas de reutilização
• Armazenamento para aplicações com estado

Controlo de Acesso no Kubernetes

• Conceitos de autenticação e autorização
• Controlo de Acesso Baseado em Papéis (RBAC)
• Papéis (Roles) e ClusterRoles
• RoleBindings e ClusterRoleBindings
• Contas de serviço
• Acesso de privilégio mínimo
• Inspecionar permissões efetivas

Segurança das Cargas de Trabalho

• Contextos de segurança
• Executar contentores como não-root
• Capacidades do Linux
• Sistemas de ficheiros em modo somente leitura
• Gestão de segredos
• Procedência de imagens
• Riscos comuns de configuração

Exercícios Práticos

• Expor uma aplicação utilizando serviços do Kubernetes
• Configurar ingress
• Restringir tráfego utilizando uma política de rede
• Provisionar armazenamento persistente
• Configurar permissões RBAC
• Executar uma carga de trabalho com um contexto de segurança apropriado

Dia 4 – Trabalho com Ambientes OpenShift

Introdução ao OpenShift

• OpenShift como plataforma de aplicações baseada em Kubernetes
• Recursos do Kubernetes num ambiente OpenShift
• Arquitetura do cluster OpenShift
• Projetos e namespaces
• Utilizadores da plataforma e contas de serviço
• Trabalho com a consola web
• Trabalho com a CLI do OpenShift

Gestão de Projetos e Acesso

• Criação e gestão de projetos
• Designação de permissões de utilizadores
• Papéis ao nível do projeto
• Acesso administrativo
• Quotas de recursos
• Intervalos de limites (Limit ranges)
• Contas de serviço
• Revisão de recursos do projeto

Implantação de Aplicações

• Implantação de imagens de contentores
• Criação de cargas de trabalho de aplicações
• Gestão de implantações
• Dimensionamento de aplicações
• Atualização de versões de aplicações
• Rollbacks
• Gestão de configurações de aplicações
• Trabalho com segredos

Exposição de Aplicações

• Serviços no OpenShift
• Rotas
• Conceitos de TLS
• Acesso interno e externo a aplicações
• Nomes de domínio e certificados
• Diagnóstico de problemas em rotas e serviços

Armazenamento no OpenShift

• Persistent Volume Claims
• StorageClasses
• Anexar armazenamento a cargas de trabalho
• Cargas de trabalho com estado
• Permissões de acesso ao armazenamento
• Diagnóstico de montagem de volumes

Agendação e Gestão de Nós

• Etiquetas e seletores
• Seletores de nós
• Taints e tolerations
• Conceitos de afinidade e anti-afinidade
• Posicionamento de cargas de trabalho
• Cordoning e drenagem de nós
• Considerações de manutenção de nós

Exercícios Práticos

• Aceder a um ambiente OpenShift
• Criar e configurar um projeto
• Implantar e expor uma aplicação
• Configurar acesso de utilizadores e contas de serviço
• Anexar armazenamento persistente
• Dimensionar e atualizar uma carga de trabalho em execução

Dia 5 – Operações, Monitorização e Resolução de Problemas

Monitorização da Plataforma

• Monitorizar a saúde do cluster e das aplicações
• Métricas de recursos
• Estado dos nós
• Estado das cargas de trabalho
• Capacidade e utilização de recursos
• Identificação de constrangimentos de desempenho

Registos e Eventos

• Registos de contentores
• Registos de pods
• Registos de contentores anteriores
• Eventos do Kubernetes
• Mensagens de aplicações e da plataforma
• Filtragem e interpretação de dados operacionais

Verificações de Saúde

• Probes de arranque
• Probes de prontidão
• Probes de vivacidade
• Conceção de endpoints de saúde úteis
• Diagnóstico de falhas em probes
• Prevenção de reinícios desnecessários de aplicações

Resolução de Problemas em Cargas de Trabalho

• Pods em espera (Pending)
• Falhas de extração de imagens
• Laços de crash
• Configuração incorreta de variáveis de ambiente
• Montagens falhadas
• Recursos insuficientes
• Erros de permissão
• Problemas de conectividade de serviços e rotas
• Problemas de DNS
• Falhas no arranque de aplicações

Segurança Operacional

• Revisão de permissões
• Utilização de contas de serviço
• Gestão segura de credenciais
• Práticas de segurança de imagens
• Isolamento de rede
• Auditoria de acesso à plataforma
• Aplicação do princípio do privilégio mínimo

Manutenção e Gestão do Ciclo de Vida

• Verificações de rotina da plataforma
• Manutenção de nós
• Considerações de cópia de segurança de aplicações
• Cópia de segurança de configurações
• Planificação de atualizações
• Gestão de alterações
• Teste de atualizações
• Planificação de rollbacks
• Conceitos de recuperação de desastres

Taller Prático Final

Os participantes concluem um cenário operacional de ponta a ponta:

• Construir e etiquetar uma imagem de contentor.
• Publicar a imagem num registo.
• Implantar a aplicação no Kubernetes ou OpenShift.
• Configurar definições e credenciais da aplicação.
• Expor a aplicação.
• Anexar armazenamento persistente.
• Configurar permissões de acesso.
• Adicionar verificações de saúde.
• Dimensionar e atualizar a aplicação.
• Diagnosticar e resolver uma falha introduzida.

Formato do Curso

• Lições interativas e discussões técnicas.
• Demonstrações do instrutor.
• Exercícios práticos abrangentes.
• Oficinas de administração e resolução de problemas baseadas em cenários.
• Trabalho prático em ambientes de contentores, Kubernetes e OpenShift.

Opções de Personalização do Curso

• O curso pode ser adaptado à infraestrutura existente, ao provedor de cloud e às ferramentas de contentores dos participantes.
• O equilíbrio entre tópicos de Docker, Kubernetes e OpenShift pode ser ajustado de acordo com a experiência da equipa.
• Os exercícios práticos podem ser adaptados às aplicações da organização, aos processos de implantação e aos requisitos operacionais.

Nota sobre Marcas

O OpenShift é uma marca comercial da Red Hat, Inc. Esta formação desenvolvida de forma independente não está afiliada, endossada ou autorizada pela Red Hat.