Dominando a Containerização na Nuvem: Um Guia Passo a Passo para Implementar Containers na Nuvem

Os containers transformaram a maneira como implantamos, escalamos e gerenciamos aplicativos, empacotando código e dependências em uma unidade padronizada que pode ser executada de forma consistente em qualquer ambiente. Quando usados em ambientes de nuvem, os containers oferecem:

• Portabilidade entre desenvolvimento, teste e produção.
• Escalabilidade para se adaptar rapidamente ao tráfego e à demanda.
• Eficiência com uma sobrecarga reduzida em comparação com máquinas virtuais tradicionais.

Neste tutorial, vamos passar por uma configuração completa de uma aplicação containerizada hospedada na nuvem, cobrindo:

1. Os fundamentos dos containers e por que eles são ideais para a nuvem.
2. Configuração de uma aplicação Dockerizada.
3. Implantação do container em um provedor de nuvem (usando Google Cloud Platform como exemplo).
4. Escalando e gerenciando seu container na nuvem.

Fundamentos dos Containers: Como os Containers se Encaixam nos Fluxos de Trabalho da Nuvem

Containers encapsulam todas as bibliotecas e dependências necessárias para executar uma aplicação. Ao contrário das máquinas virtuais tradicionais, nas quais cada uma possui um sistema operacional, os containers compartilham o sistema operacional do host, tornando-os leves e eficientes.

Por que Containers para a Nuvem?

• Tempos de inicialização rápidos significam escalonamento mais rápido para lidar com tráfego variável.
• Consistência em todos os ambientes garante que o código se comporte da mesma forma desde os laptops dos desenvolvedores até a produção.
• Eficiência de recursos permite implantação de alta densidade na mesma infraestrutura.

Componentes Principais da Containerização em Nuvem

• Motor de Contêiner: Gerencia e executa contêineres (por exemplo, Docker, containerd).
• Orquestração: Garante confiabilidade do aplicativo, escalabilidade e balanceamento de carga (por exemplo, Kubernetes, ECS).
• Registro: Armazena imagens de contêineres para acesso em todos os ambientes (por exemplo, Docker Hub, GCR).

Configurando uma Aplicação Dockerizada

Vamos começar containerizando uma aplicação simples Node.js.

Passo 1: Criar a Aplicação

1. Em uma pasta de projeto, inicialize um projeto Node.js:

mkdir cloud-container-app && cd cloud-container-app

​

npm init -y

2. Crie um arquivo de servidor básico, app.js:

const express = require('express');

​

const app = express();

​

app.get('/', (req, res) => {

​

   res.send('Hello, Cloud Container!');

​

});

​

   app.listen(3000, () => {

​

      console.log('App running on port 3000');

​

    });

3. Adicione o Express ao projeto:

npm install express

Passo 2: Criar um Dockerfile

Este Dockerfile especifica como empacotar o aplicativo em um contêiner Docker.

# Use the Node.js image as a base

​

FROM node:14

​

# Set working directory

​

WORKDIR /app

​

# Copy files and install dependencies

​

COPY . .

​

RUN npm install

​

# Expose the app’s port

​

EXPOSE 3000

​

# Start the application

​

CMD ["node", "app.js"]

Passo 3: Construir e Testar a Imagem Docker Localmente

1. Construa a imagem Docker:

docker build -t cloud-container-app .

2. Execute o contêiner localmente:

 docker run -p 3000:3000 cloud-container-app

3. Visite `http://localhost:3000` em seu navegador. Você deverá ver “Olá, Cloud Container!” sendo exibido.

Implantando o Contêiner na Google Cloud Platform (GCP)

Nesta seção, iremos enviar a imagem do contêiner para o Registro de Contêineres do Google (GCR) e implantá-la no Google Kubernetes Engine (GKE).

Passo 1: Configurar um Projeto GCP

1. Crie um Projeto GCP. Acesse o [Console do Google Cloud] (https://console.cloud.google.com) e crie um novo projeto.

2. Ative as APIs do Kubernetes Engine e do Registro de Contêineres para o seu projeto.

Passo 2: Enviar a Imagem para o Registro de Contêineres do Google

1. Adicione uma tag à imagem Docker para o Google Cloud:

docker tag cloud-container-app gcr.io/<YOUR_PROJECT_ID>/cloud-container-app

2. Envie a imagem para o GCR:

docker push gcr.io/<YOUR_PROJECT_ID>/cloud-container-app

Passo 3: Criar um Cluster Kubernetes

1. Inicialize um Cluster GKE:

gcloud container clusters create cloud-container-cluster --num-nodes=2

2. Configure o kubectl para se conectar ao seu novo cluster:

gcloud container clusters get-credentials cloud-container-cluster

Passo 4: Implantar o Aplicativo Contêinerizado no GKE

1. Crie um arquivo k8s-deployment.yaml para definir o deployment e o service:

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

  name: cloud-container-app

spec:

  replicas: 2

  selector:

    matchLabels:

      app: cloud-container-app

    template:

      metadata:

        labels:

          app: cloud-container-app

      spec:

        containers:

          - name: cloud-container-app

            image: gcr.io/<YOUR_PROJECT_ID>/cloud-container-app

            ports:

              - containerPort: 3000

---

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

  name: cloud-container-service

spec:

  type: LoadBalancer

  selector:

    app: cloud-container-app

  ports:

    - protocol: TCP

      port: 80

      targetPort: 3000

2. Implante o aplicativo no GKE:

kubectl apply -f k8s-deployment.yaml

3. Obtenha o IP externo para acessar o aplicativo:

kubectl get services

Dimensionando e Gerenciando Contêineres no GKE

Passo 1: Dimensionar o Deployment

Para ajustar o número de réplicas (por exemplo, para lidar com um tráfego maior), utilize o seguinte comando:

kubectl scale deployment cloud-container-app --replicas=5

O GKE escalará automaticamente o aplicativo adicionando réplicas e distribuindo a carga.

Passo 2: Monitorar e Gerenciar Logs

1. Use o comando abaixo para visualizar os logs de um pod específico no Kubernetes:

kubectl logs <POD_NAME>

2. Habilite o painel do GKE para monitorar o status do pod e o uso de recursos, além de gerenciar implantações visualmente.

Conclusão: Aproveitando Contêineres para Implantações em Nuvem Escaláveis

Este tutorial abordou:

1. Containerização de um aplicativo Node.js usando Docker.
2. Implantação no Google Kubernetes Engine (GKE) para hospedagem escalável e gerenciada.
3. Gerenciamento e escalonamento eficaz de contêineres na nuvem.

Com contêineres na nuvem, suas aplicações ganham escalabilidade, portabilidade e eficiência — garantindo que estejam prontas para lidar com a demanda, se adaptar rapidamente e permanecer consistentes em diferentes ambientes.