Cargas de Trabalho (Workloads) e Rede Básica

Anatomia de um Pod: Multi-Contêiner, Init & Sidecars

No Kubernetes, você não agenda contêineres avulsos: a menor unidade agendável é o Pod. Um Pod cria um ambiente compartilhado (mesmo IP, rede localhost, volumes e memória) para um ou mais contêineres que precisam viver e morrer juntos.

• metadata.name como hostname: o nome do Pod no YAML vira automaticamente o hostname compartilhado pelos contêineres dentro dele.
• initContainers comuns: rodam em sequência antes dos contêineres principais e precisam terminar com sucesso (ex.: aguardar uma API externa responder ou clonar um repositório).
• Sidecars nativos (restartPolicy: Always): definidos dentro de initContainers com restartPolicy: Always; iniciam antes do app principal e permanecem vivos em paralelo durante toda a vida do Pod (ideal para proxies de service mesh ou coletores de logs).

kubectl get pods -o wide
kubectl describe pod hello-pod
kubectl logs hello-pod
kubectl exec -it hello-pod -- sh

Probes de Saúde, Requests & Limits

Para que o Scheduler posicione seus Pods sem sufocar nós e o kubelet saiba se a aplicação realmente está saudável, você configura resources e probes diretamente no spec do contêiner.

Clusters Virtuais com Namespaces

Namespaces dividem um cluster físico em múltiplos clusters virtuais lógicos (soft isolation), evitando colisões de nomes entre times ou ambientes (dev, staging). Já clusters separados oferecem hard isolation ao custo de maior sobrecarga operacional.

kubectl get ns
kubectl api-resources --namespaced=true
kubectl create namespace shield
kubectl config set-context --current --namespace shield
kubectl config set-context --current --namespace default

Deployments, ReplicaSets & Rolling Updates

Na prática, você raramente cria um Pod avulso. Você cria um Deployment, que cria e gerencia um ReplicaSet, que por sua vez mantém o número desejado de Pods idênticos usando seletores de Labels.

Como Pods são objetos imutáveis, você nunca "edita" um Pod em execução para atualizar uma imagem: ao alterar o template do Deployment, o controller sobe um novo ReplicaSet com os Pods novos e desliga os antigos de forma controlada:

• spec.minReadySeconds: tempo de espera (ex.: 10 segundos) após cada Pod ficar pronto antes de avançar, ajudando a detectar falhas cedo.
• maxUnavailable: quantos Pods podem ficar abaixo do desejado durante a troca.
• maxSurge: quantos Pods extras podem subir acima do desejado durante a troca.
• VPA vs. HPA: o Deployment escala horizontalmente (número de réplicas); o Vertical Pod Autoscaler (VPA) ajusta CPU/RAM e não vem instalado por padrão.

kubectl scale deploy hello-deploy --replicas 5
kubectl rollout status deployment hello-deploy
kubectl rollout history deployment hello-deploy
kubectl rollout undo deployment hello-deploy

Services, Labels & EndpointSlices

Pods são efêmeros e trocam de IP toda vez que são recriados. Por isso, nunca conecte clientes diretamente ao IP de um Pod. O Service (escrito com S maiúsculo por ser um recurso da API) oferece um nome DNS e um IP virtual (ClusterIP) permanentes.

Para saber quais Pods recebem tráfego, o Service usa um selector de Labels (ex.: app: web). Apenas Pods saudáveis que possuam todas as Labels do seletor entram no objeto EndpointSlice associado ao Service.

Laboratório Guiado: Subindo Deployment + Service

Aplique o manifesto declarativo abaixo em um arquivo app-stack.yml para subir um Deployment com rolling update controlado e um Service vinculado por Labels.

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web-app
spec:
  replicas: 3
  minReadySeconds: 10
  strategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      maxUnavailable: 1
      maxSurge: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: web-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web-app
    spec:
      containers:
      - name: web
        image: nginx:1.27-alpine
        ports:
        - containerPort: 80
        resources:
          requests:
            cpu: "100m"
            memory: "64Mi"
          limits:
            cpu: "250m"
            memory: "128Mi"
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web-svc
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: web-app
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80

kubectl apply -f app-stack.yml
kubectl get deploy,rs,pods,svc,endpointslices
kubectl describe svc web-svc
kubectl delete -f app-stack.yml