☸️ KubeNews com Kubernetes – Maratona DevOps + IA

Este repositório contém o Lab do Dia 2 da Maratona DevOps + IA com Fabricio Veronez, onde aplicamos na prática o uso de Kubernetes para orquestrar a aplicação KubeNews, promovendo escalabilidade, resiliência e automação declarativa.

Objetivos

• Criar e configurar um cluster Kubernetes local e na nuvem.
• Implantar uma aplicação em containers com escalabilidade e resiliência.
• Utilizar kubectl para gerenciar objetos do cluster.
• Entender a arquitetura do Kubernetes.
• Testar serviços do tipo LoadBalancer.
• Simular cenários de falha e recuperação automática (resiliência).
• Utilizar o Ask Gordon para análises do cluster.

Arquitetura Kubernetes

Cluster (Conjunto de máquinas)

• Control Plane
  • API Server
  • etcd
  • Scheduler
  • Controller Manager
• Worker Node
  • Kubelet
  • Kube-Proxy
  • Container Runtime (ContainerD, CRI-O)

Tecnologias Utilizadas

• Kubernetes (kubectl)
• Digital Ocean (Kubernetes as a Service)
• Minikube / Kind (para testes locais)
• Chocolatey (Instalação no Windows)
• Visual Studio Code

Componentes criados

Objeto Kubernetes	Função
Deployment	Gerencia pods e réplicas
ReplicaSet	Garante número constante de pods
Pod	Unidade mínima de execução
Service	Expõe pods para acesso externo

Estrutura do Projeto devops-kubenews-k8s

devops-kubenews-k8s/
│
├── k8s/                         # Arquivos de definição Kubernetes (YAML)
│   └── deployment.yaml
├── src/                         # Código-fonte da aplicação
├── README.md                    # Documentação detalhada

Executando localmente com Minikube

# Inicia um cluster Kubernetes local usando o Minikube
minikube start  

# Aplica todos os manifests (YAML) que estão dentro da pasta "k8s/"
# Geralmente contém Deployments, Services, ConfigMaps etc.
kubectl apply -f k8s/  

# Exibe a URL de acesso externo para o Service chamado "kube-news-service"
# O Minikube cria um túnel local para acessar o serviço rodando no cluster
minikube service kube-news-service

Acesse via: http://localhost:PORTA

Executando na nuvem com DigitalOcean

1. Crie um cluster com pelo menos 2vCPU e 2GB RAM

2. Baixe o arquivo .kube/config e salve em:

• Linux/macOS: ~/.kube/config
• Windows: C:\Users\SEU_USUARIO.kube\config

3. Deploy da Aplicação

kubectl apply -f deployment.yaml
kubectl get all

Manifesto deployment.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: kube-news-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: kube-news-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: kube-news-app
    spec:
      containers:
      - name: kube-news
        image: <sua-imagem>
        ports:
        - containerPort: 8080

Manifesto service.yaml

• Expondo via LoadBalancer

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kube-news-service
spec:
  type: LoadBalancer
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080
  selector:
    app: kube-news-app

Escalabilidade e Resiliência

Escalabilidade

• Aumentar número de réplicas:

spec:
  replicas: 10

Resiliência

• Simular falha:

kubectl delete pod <nome-do-pod>

O pod será recriado automaticamente.

Rollback de Deploy

kubectl rollout history deployment kube-news-deployment
kubectl rollout undo deployment kube-news-deployment

Melhorias do Ambiente - Correções e Otimizações

Problemas Identificados e Soluções

1. Erro de Conexão com Banco de Dados

Problema:

• Pods da aplicação em CrashLoopBackOff
• Erro: ConnectionRefusedError: connect ECONNREFUSED 10.99.225.23:5432
• Service do PostgreSQL apontando para IP incorreto

Solução:

• Recriação do service do PostgreSQL com selector correto
• Novo IP: 10.102.88.120:5432
• Aplicação consegue conectar no banco

2. Falta de Health Checks

Problema:

• Deployments sem livenessProbe e readinessProbe
• Kubernetes não conseguia verificar saúde dos pods
• Tráfego sendo roteado para pods não saudáveis

Solução:

# PostgreSQL Health Checks
livenessProbe:
  exec:
    command:
    - pg_isready
    - -U
    - kubedevnews
  initialDelaySeconds: 30
  periodSeconds: 10
readinessProbe:
  exec:
    command:
    - pg_isready
    - -U
    - kubedevnews
  initialDelaySeconds: 5
  periodSeconds: 5

# Aplicação Health Checks
livenessProbe:
  httpGet:
    path: /health
    port: 8080
  initialDelaySeconds: 30
  periodSeconds: 10
readinessProbe:
  httpGet:
    path: /health
    port: 8080
  initialDelaySeconds: 5
  periodSeconds: 5

3. Falta de Persistência de Dados

Problema:

• PostgreSQL sem volume persistente
• Dados perdidos a cada reinicialização do pod

Solução:

# PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: postgres-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

# Volume Mount no PostgreSQL
volumeMounts:
- name: postgres-storage
  mountPath: /var/lib/postgresql/data
volumes:
- name: postgres-storage
  persistentVolumeClaim:
    claimName: postgres-pvc

4. Selector Incorreto no Service

Problema:

• Service com selector tier: backend que não existia
• Roteamento falhando para o PostgreSQL

Solução:

selector:
  app: postgres  #Selector correto

Arquivos de Deployment Separados

Para facilitar manutenção, criamos arquivos individuais:

• k8s/postgres-deployment.yaml - Deployment do PostgreSQL
• k8s/postgres-pvc.yaml - Volume persistente
• k8s/postgres-service.yaml - Service do PostgreSQL
• k8s/kube-news-service.yaml - Service da aplicação
• k8s/app-deployment.yaml - Deployment da aplicação

Comandos de Aplicação

# Aplicar cada recurso separadamente
kubectl apply -f k8s/postgres-pvc.yaml
kubectl apply -f k8s/postgres-deployment.yaml
kubectl apply -f k8s/postgres-service.yaml
kubectl apply -f k8s/kube-news-service.yaml
kubectl apply -f k8s/app-deployment.yaml
Kubectl apply -f k8s

Verificar status

kubectl get pods
kubectl get services
kubectl logs <nome-do-pod>

Benefícios das Melhorias

• Alta Disponibilidade: Health checks garantem pods saudáveis
• Persistência: Dados preservados entre reinicializações
• Conectividade: Service funcionando corretamente
• Monitoramento: Probes para observabilidade
• Resiliência: Recuperação automática de falhas

Cleanup Ambiente Local

Limpeza Completa do Ambiente

Para remover todos os recursos criados no cluster Kubernetes:

# Remover deployments
kubectl delete -f k8s/app-deployment.yaml
kubectl delete -f k8s/postgres-deployment.yaml

Remover services

kubectl delete -f k8s/postgres-service.yaml kubectl delete -f k8s/kube-news-service.yaml

Remover volume persistente (ATENÇÃO: dados serão perdidos)

kubectl delete -f k8s/postgres-pvc.yaml

### **Verificação da Limpeza**

```bash
# Verificar se todos os recursos foram removidos
kubectl get all
kubectl get pvc
kubectl get pv

# Verificar se não há pods órfãos
kubectl get pods --all-namespaces

Limpeza Rápida (Todos os Recursos)

# Remover todos os recursos de uma vez
kubectl delete -f k8s/

# Ou deletar por tipo
kubectl delete deployment --all
kubectl delete service --all
kubectl delete pvc --all

Reset Completo do Cluster (Minikube)

# Parar o cluster
minikube stop

# Deletar o cluster
minikube delete

# Iniciar um novo cluster limpo
minikube start

Notas Importantes

• Cuidado: Deletar PVCs remove permanentemente os dados do banco
• Rolling Update: Deployments fazem rolling update, não delete imediato
• Verificação: Sempre verifique se todos os recursos foram removidos
• Backup: Faça backup dos dados antes de limpar se necessário

Autor

https://www.linkedin.com/in/ronayrton-rocha-13a872a8/