Este documento apresenta um workshop sobre distribuição de microservices com Docker e Kubernetes. Os objetivos são compreender como empacotar projetos de microservices com Docker, publicar imagens em repositórios Docker, compor uma arquitetura de microservices com Docker Compose e orquestrar a arquitetura com Kubernetes.

1. Workshop Microservices
Distribuindo os microservices com
Docker e Kubernetes

2. Objetivos
Ao final desta unidade você irá:
• Compreender como empacotar os projetos de micro
services com Docker
• Publicar imagens em repositórios Docker
• Compor um grupo de imagens Docker em uma
arquitetura de microservices com Docker Compose
• Orquestrar a arquitetura de microservices com
Kubernetes

3. Agenda
• Containers
• Docker
• Docker Registry
• Docker Compose
• Kubernetes

4. Deployment

5. Deployment
• Multiple services per host

6. Deployment
• Service instances per VM

7. Deployment
• Service instances per Container

8. Containers vs Virtualization
Virtualization Container
• Minutos para iniciar uma VM, e… segundos para iniciar um
container

9. Docker
Docker engine Docker Hub
“Open platform for building, shipping and
running distributed applications"

10. Docker
• Versão
• Community Edition (CE) - Free
• Enterprise Edition (EE) - Pago
• Basic, Standard, Advanced
• https://www.docker.com/pricing

11. Docker
• Instalação
• Native
• Windows
• https://docs.docker.com/docker-for-windows/install/
• Mac
• https://docs.docker.com/docker-for-mac/install/
• Ubuntu / Debian / Fedora
• https://docs.docker.com/engine/installation/linux/docker-ce/ubuntu/
• https://docs.docker.com/engine/installation/linux/docker-ce/debian/
• https://docs.docker.com/engine/installation/linux/docker-ce/fedora/
• Toolbox
• Windows
• https://docs.docker.com/toolbox/toolbox_install_windows/
• Mac
• https://docs.docker.com/toolbox/toolbox_install_mac/

12. Docker

13. Docker
• Principais comandos
• docker run
• Roda um determinado container
• docker build
• Constrói novas imagens a partir de um Dockerfile
• docker ps
• Lista todos os containers em execução
• docker start
• Inicia um determinado container já executado anteriormente
• docker stop
• Finaliza um container em execução
• docker rm
• Remove um determinado container da máquina

14. Docker
• Principais comandos
• docker rmi
• Remove uma determinada image da máquina
• docker tag
• Cria uma tag para uma determinada imagem
• docker login
• Realiza uma sessão de login em um determinado Docker repo privado
• docker pull
• Busca uma imagem pré-construído de um Docker repo publico
• docker logs
• Verifica os logs de execução de um determinado container
• docker commit
• Salva o estado de um container como uma imagem

15. Docker
• Principais comandos
• docker diff
• Lista as mudanças em arquivos e diretórios
• docker images
• Lista todas as imagens disponíveis no Docker repo local
• docker inspect
• Inspeciona informações sobre containers e imagens
• docker attach
• Interage com containers em execução
• docker kill
• Finaliza o processo de execução de um determinado container

16. Dockerfile
# Use an official Python runtime as a parent image
FROM python:2.7-slim
# Set the working directory to /app
WORKDIR /app
# Copy the current directory contents into the container at /app
ADD . /app
# Install any needed packages specified in requirements.txt
RUN pip install -r requirements.txt
# Make port 80 available to the world outside this container
EXPOSE 80
# Define environment variable
ENV NAME World
# Run app.py when the container launches
CMD ["python", "app.py"]

17. Docker
• Exemplo de utilização
• docker build -t friendlyhello.
• docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID
friendlyhello latest 326387cea398
• docker run -p 4000:80 friendlyhello
• docker run -d -p 4000:80 friendlyhello
• docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED
1fa4ab2cf395 friendlyhello "python app.py" 28 seconds ago
• docker stop 1fa4ab2cf395
• docker rm 1fa4ab2cf395
• docker rmi friendlyhello

18. Docker
• Integração com Maven
• docker-maven-plugin (Spotify)
• https://github.com/spotify/docker-maven-plugin
• mvn clean package docker:build
• mvn … docker:build -DpushImageTags -DdockerImageTags=latest
<plugin>
<groupId>com.spotify</groupId>
<artifactId>docker-maven-plugin</artifactId>
<version>0.4.13</version>
<configuration>
<imageName>${project.groupId}/${project.artifactId}</imageName>
<dockerDirectory>${project.basedir}/src/main/docker</dockerDirectory>
<resources>
<resource>
<targetPath>/</targetPath>
<directory>${project.build.directory}</directory>
<include>${project.build.finalName}.jar</include>
</resource>
</resources>
</configuration>
</plugin>

19. Laboratório 1 (docker-lab01)
• Empacote os projetos de microservices com
Docker

20. Docker Registry

21. Docker Registry

22. Nexus
• Repositório de artefatos opensource
• Maven, Bower, Npm, Rubygems, Pypl, Nuget, Docker
• Popularmente utilizado para projetos Maven
• Fornece uma interface Web de administração
• Suporta repositórios Docker
• A partir da versão 3.x

23. Nexus

24. Docker Registry
• Exemplo de push de imagens no Nexus
• docker build -t friendlyhello.
• docker login -u user -p pass nexus-ip:8081
Login Succeeded
• docker tag friendlyhello nexus-ip:8081/friendlyhello
• docker push nexus-ip:8081/friendlyhello
The push refers to a repository [nexus-ip:18081/friendlyhello]
2261473fba2b: Preparing
ce6c8756685b: Waiting
2261473fba2b: Pushed
qa: digest: sha256:f64205d492c2f3b15a1b6c146b36e493ec764c7e2cc330 size: 2424

25. Docker Registry
• Exemplo de pull de imagens no Nexus
• docker login -u user -p pass nexus-ip:8081
Login Succeeded
• docker pull nexus-ip:8081/friendlyhello
latest: Pulling from amazonlinux
8e3fa21c4cc4: Pull complete
Digest:
sha256:59895a93ba4345e238926c0f4f4a3969b1ec5aa0a291a182816a4630c62df769
• docker run -d -p 4000:80 friendlyhello
• docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED
1fa4ab2cf395 friendlyhello "python app.py" 28 seconds ago

26. Laboratório 2 (docker-lab02)
• Publique as imagens Docker dos microservices
no Nexus

27. Docker Compose
• Define um agrupamento de containers em uma única
definição
• Configuração centralizada em um único arquivo
• docker-compose.yml
• Define dependências entre containers
• Fornece mecanismo de service discovery
• Embedded Docker DNS
• Permite mapear
• Portas, volumes, variáveis, etc

28. Docker Compose
• docker-compose.yml

29. Docker Compose

30. Docker Compose
• Principais comandos
• docker-compose pull
• Buscar a lista de images definidas pela composição em um repo
público
• docker-compose logs
• Verificar os logs de execução dos containers definidos na
composição
• docker-compose build
• Construir as imagens definidas pela composição
• docker-compose up
• Criar e iniciar os containers definidos pela composição
• docker-compose down
• Destruir os containers definidos pela composição

31. Docker Compose
• Principais comandos
• docker-compose start
• Iniciar os containers definidos pela composição
• docker-compose stop
• Parar os containers definidos pela composição
• docker-compose restart
• Reiniciar os containers definidos pela composição
• docker-compose run
• Rodar um comando em um serviço definido pela composição
• docker-compose exec
• Rodar um comando em um container em execução
• docker-compose kill
• Finalizar um container em execução definido pela composição

32. Microservices Compose

33. Microservices Compose
version: '2'
services:
config-server:
image: microservices/config-server:latest
mem_limit: 1073741824 # RAM 1GB
environment:
- SPRING_PROFILES_ACTIVE=${PROFILE}
expose:
- "8888"
ports:
- "8888:8888"
networks:
- microservices
eureka-server:
image: microservices/eureka-server:latest
mem_limit: 1073741824 # RAM 1GB
environment:
- SPRING_PROFILES_ACTIVE=${PROFILE}
links:
- config-server
expose:
- "8761"
ports:
- "8761:8761"
networks:
- microservices
...
• docker-compose up
• docker-compose stop
• docker-compose start
• docker-compose down

34. Laboratório 3 (docker-lab03)
• Componha a arquitetura de microservices
utilizando Docker Compose

35. Orquestração
• Gerenciamento da comunicação dos serviços em containers
diferentes

36. Ferramentas
AWS ECS

37. Kubernetes
• Ferramenta para orquestração de containers
• Suporta múltiplos ambientes cloud
• É possível rodar localmente
• Suporta múltiplos containers runtime
• 100% open source, escrito em Go
• Eficiente, Portável, Extensível, …

38. Kubernetes
• High-level Overview

39. Kubernetes
• Clustering Model

40. Kubernetes
• Instalação Local
• VirtualBox
• https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads
• Vagrant
• https://www.vagrantup.com/
• Minikube
• https://github.com/kubernetes/minikube
• Kubeclt
• https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-kubectl/
• Outras alternativas
• https://kubernetes.io/docs/setup/pick-right-solution/

41. Vagrant
• Permite a criação de ambientes de desenvolvimento, automatizando
a geração de máquina virtual
• VMs são criadas a partir de imagens denominadas Boxes
• Suporta VirtualBox, VMWare, Hyper-V e outros
• Instalação e download
• https://www.vagrantup.com/downloads.html
• Principais comandos
• vagrant init [box]
• vagrant up
• vagrant halt
• vagrant destroy
• vagrant reload
• vagrant ssh
• vagrant status

42. Minikube
• Uma opção para rodar Kubernetes localmente
• https://github.com/kubernetes/minikube
• Principais comandos
• minikube start
• Cria e inicia o Kubernetes cluster
• minikube stop
• Desliga o Kubernetes cluster
• minikube dashboard
• Acessa o Kubernetes dashboard
• minikube ssh -v 7
• Acesso via SSH no Kubernetes cluster
• minikube service [name]
• Acessa um serviço disponibilizado pelo Kubernetes cluster
• minikube ip
• Verifica o ip de acesso para o Kubernetes cluster

43. Minikube Dashboard

44. Kubectl CLI
• Utilitário para executar comandos no Kubernetes cluster
• https://kubernetes.io/docs/user-guide/kubectl-overview/
• Principais comandos
• kubectl get pods / deployments
• kubectl create -f [filename]
• kubectl run [name] —image=[imagename]
• kubectl logs [name]
• kubectl update [name]
• kubectl delete [name]
• kubectl resize
• kubectl expose
• kubectl describe

45. Laboratório 4 (docker-lab04)
• Realize a instalação do Kubernetes cluster na sua
máquina local

46. Kubernetes
• Pods
• Representa um container em
execução
• Pode agrupar múltiplos containers
• Define um host lógico no
cluster
• Cada Pod recebe um IP
• Evita o conflito de portas
• Comunicam-se entre si sem
precisar de NAT
10.1.2.0/24
10.1.1.0/24
10.1.1.211 10.1.1.2
10.1.2.106
10.1.3.0/24
10.1.3.4510.1.3.17
10.1.3.0/24

47. Kubernetes
• Pods
• Para rodar um Pod
• kubectl run app --image=app/image --port=8080
• kubectl create -f pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: wildfly-pod
labels:
name: wildfly-pod
spec:
containers:
- name: wildfly
image: jboss/wildfly:10.1.0.Final
ports:
- containerPort: 8080
pod.yaml

48. Kubernetes
• Services
• Um agrupamento lógico de Pods que
realizam uma mesma função
• Define o conceito de load balancer
• A escolha do Pod é randômica mas
suporta afinidade por session
• Stick session
• Disponibiliza um IP e porta virtual
• Também um DNS name
Client
Pod
Container
Pod
Container
Pod
ContainerContainer
Service
Label selector:
type = FE
VIP
type = FE type = FE type = FE

49. Kubernetes
• Services
• Para criar um novo Service
• kubectl expose [type] —name=[name]
--port=[port] —target-port=[port]
• kubectl create -f service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: wildfly-service
spec:
selector:
app: wildfly-rc-pod
ports:
- name: web
port: 8080
service.yaml

50. Kubernetes
• Labels
• Simples definição de key=value
• Pode ser associado a qualquer componente
• Pods, Replication Controllers, Services, Deployment, …
• Ajuda no processo de organização do cluster
• Utilizado em conjunto com selectors
• Exemplos
• release=stable, release=canary
• environment=dev, environment=qa

51. Kubernetes
• Replication Controlles
• Configura o número de réplicas de um determinado pod
• Assegura que um número desejado de pods encontram-se
em execução
• Pode ter a execução agendada
• Suporta configuração por definição de label
• Replica Sets
• Nova geração de Replication Controllers
Replication
Controller
Pod
Pod
frontend
Pod
frontend
Pod Pod
Replication
Controller
#pods = 1
version = v2
show: version = v2
version= v1 version = v1 version = v2
Replication
Controller
#pods = 2
version = v1

52. Kubernetes
• Replication Controlles
• Para criar um novo Replication Controller
• kubectl create -f replication.yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: wildfly-rc
spec:
replicas: 2
selector:
app: wildfly-rc-pod
template:
metadata:
labels:
app: wildfly-rc-pod
spec:
containers:
- name: wildfly
image: jboss/wildfly:10.1.0.Final
ports:
- containerPort: 8080
replication.yaml

53. Kubernetes
• Deployments
• Controla o process de atualização de pods
• Inicia / reinicia um replication controller
• Verifique o status do deployment
• Green ou Red
• Atualiza o deployment para utilizar uma
nova imagem
• Zero offline
• Rollback para uma versão anterior
...

54. Kubernetes
• Deployments
• Para definir um novo deployment
• kubectl create -f deployment.yaml
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: wildfly-deployment
spec:
replicas: 3
template:
metadata:
labels:
app: wildfly
spec:
containers:
- name: wildfly
image: jboss/wildfly:10.1.0.Final
ports:
- containerPort: 8080
deployment.yaml

55. Kubernetes
• Jobs
• Define um processo de execução finito (início e fim)
• Cria um ou mais pods e assegura que eles executaram
com sucesso até o final
• Define dois tipos de jobs
• Nonparallel (1 pod) e parallel (N pods)
• Suporta a definição de um Cron job
• Time-based jobs
• Ainda encontra-se em versão Beta

56. Kubernetes
• Jobs
• Para criar um novo Job
• kubectl create -f job.yaml
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
name: wait
spec:
template:
metadata:
name: wait
spec:
containers:
- name: wait
image: ubuntu
command: ["sleep", "20"]
restartPolicy: Never
job.yaml

57. Auto Scaling
• Capacidade de aumentar e diminuir a escalabilidade
automaticamente

58. Kubernetes
• Auto-scaling
• Oferece suporte à auto-scaling (scale in/out)
• Pode ser definido métricas de monitoramento
• CPU, Memória, Rede, I/O, …

59. Kubernetes
• Auto-scaling
• Para configurar suporte ao auto-scaling
• kubectl run wildfly-server
--image=jboss/wildfly:10.1.0.Final
--requests=cpu=500m,memory=1024M
--expose --port=8080
• kubectl autoscale deployment wildfly-server
--cpu-percent=50 --min=2 --max=10

60. Laboratório 5 (docker-lab05)
• Orquestre o deployment da arquitetura de
microservices com Kubernetes

61. Conclusões
• Containers são ótimas alternativas para microservices
• Docker é a tecnologia mais utilizada atualmente para
criação de containers
• Containers necessitam de orquestração
• Kubernetes oferece um ambiente para orquestração de
containers
• Suporte autoscaling, práticas de deployment, gestão de
execução, etc…
• Microservices = Docker + Kubernetes ;)

62. Revisão
Nessa unidade você teve a oportunidade de:
• Compreender como empacotar os projetos de micro
services com Docker
• Publicar imagens em repositórios Docker
• Compor um grupo de imagens Docker em uma
arquitetura de microservices com Docker Compose
• Orquestrar a arquitetura de microservices com
Kubernetes

63. Referências
• https://docs.docker.com/samples/
• http://www.sonatype.org/nexus/
• https://docs.docker.com/compose/
• https://docs.docker.com/compose/startup-order/
• https://github.com/jwilder/dockerize
• https://github.com/kubernetes/minikube
• https://kubernetes.io/docs/user-guide/kubectl-overview/
• https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-workshops
• https://github.com/christian-posta/docker-kubernetes-workshop
• https://kubernetes.io/docs/tasks/run-application/horizontal-pod-autoscale-walkthrough/
• https://github.com/kubernetes/kompose
• https://dzone.com/articles/microservices-with-kubernetes-and-docker
• https://fabric8.io/
• https://github.com/fabric8io/spring-cloud-kubernetes
• https://www.openshift.org/