Laboratório: Cluster Kubernetes Local com Deploy de Aplicação e Monitoramento Prometheus

Duração estimada

150 min

Passos

13

Validações

5

Versões da documentação consultada

Kubernetes a versão estável atual · Prometheus a versão estável atual · kubectl a versão estável atual · kubeadm a versão estável atual · Docker a versão estável atual

Topologia

Três máquinas virtuais em rede privada: um nó master (control-plane) e dois nós worker. Todos se comunicam via rede 192.168.56.0/24. O usuário acessa a aplicação e o dashboard Prometheus via browser no host.

Host (192.168.56.1)
   |
[VM1: Master 192.168.56.10]
   |
--------------------------
|                        |
[VM2: Worker 192.168.56.11]   [VM3: Worker 192.168.56.12]

Equipamentos e software

Roteiro

1. Preparar as Máquinas Virtuais

   Crie três VMs Ubuntu 22.04, cada uma com IP fixo na faixa 192.168.56.10-12. Garanta conectividade entre elas. Isso simula um cluster real.

   O que você deve ver: Ping entre as VMs funcionando.

2. Instalar Docker em todas as VMs

   Kubernetes precisa de um container runtime. Docker é o mais comum para laboratório.

   sudo apt update && sudo apt install -y docker.io
   sudo systemctl enable docker && sudo systemctl start dockerCopiar

   O que você deve ver: docker --version retorna versão atual.

3. Desabilitar Swap

   O kubelet exige swap desabilitado por padrão. Swap ativo causa falhas imprevisíveis.

   sudo swapoff -a
   sudo sed -i '/ swap / s/^/#/' /etc/fstabCopiar

   O que você deve ver: free -h mostra swap zerado.

4. Instalar kubeadm, kubelet e kubectl

   Essas ferramentas são essenciais para instalar e operar o cluster.

   sudo apt-get update && sudo apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl
   sudo curl -fsSLo /usr/share/keyrings/kubernetes-archive-keyring.gpg https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg
   echo "deb [signed-by=/usr/share/keyrings/kubernetes-archive-keyring.gpg] https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
   sudo apt-get update
   sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
   sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectlCopiar

   O que você deve ver: kubectl version mostra client instalado.

5. Inicializar o Cluster Kubernetes no Master

   O kubeadm simplifica a criação do cluster. Use o IP do master para garantir comunicação entre os nós.

   sudo kubeadm init --apiserver-advertise-address=192.168.56.10 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16Copiar

   O que você deve ver: Mensagens de sucesso e comando kubeadm join exibido.

6. Configurar kubectl no Master

   Permite operar o cluster como usuário normal.

   mkdir -p $HOME/.kube
   sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
   sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/configCopiar

   O que você deve ver: kubectl get nodes retorna o master (NotReady).

7. Instalar rede de pods (CNI) com Flannel

   Kubernetes exige um plugin de rede para comunicação entre pods. Flannel é simples para laboratório.

   kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.ymlCopiar

   O que você deve ver: kubectl get pods -n kube-system mostra pods flannel rodando.

8. Ingressar os Workers no Cluster

   Execute o comando kubeadm join exibido no passo 5 em cada worker. Isso conecta os nós ao cluster.

   sudo kubeadm join ... (consulte a saída do passo 5)Copiar

   O que você deve ver: kubectl get nodes mostra master e dois workers Ready.

9. Deploy de Aplicação Exemplo (nginx)

   Implante um deployment nginx para testar workloads.

   kubectl create deployment nginx --image=nginx
   kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePortCopiar

   O que você deve ver: kubectl get svc mostra nginx com NodePort.

10. Acessar a Aplicação Exemplo

    Descubra a porta NodePort e acesse via browser do host.

    kubectl get svc nginxCopiar

    O que você deve ver: Acesso ao nginx via http://192.168.56.11:<porta> ou http://192.168.56.12:<porta>.

11. Deploy do Prometheus via YAML oficial

    Prometheus permite monitorar o cluster. Use o manifest oficial simplificado.

    kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/prometheus-operator/prometheus-operator/main/bundle.yamlCopiar

    O que você deve ver: kubectl get pods -n default mostra pods Prometheus rodando.

12. Expor Prometheus para Acesso Local

    Crie um NodePort para acessar o Prometheus pelo browser.

    kubectl expose deployment prometheus-operator --type=NodePort --port=8080 --target-port=8080Copiar

    O que você deve ver: kubectl get svc mostra prometheus-operator com NodePort.

13. Acessar o Dashboard do Prometheus

    Use o IP de um worker e a porta NodePort para acessar o dashboard.

    kubectl get svc prometheus-operatorCopiar

    O que você deve ver: Acesso ao Prometheus via browser.

Como saber que funcionou

Troubleshooting

Segurança e hardening

• Nunca exponha NodePort em ambientes de produção sem firewall.
• Altere as senhas padrão do Prometheus e do cluster.
• Restrinja o acesso ao dashboard Prometheus por IP ou autenticação.
• Desabilite portas desnecessárias nas VMs.
• Não use kubeadm init com --apiserver-advertise-address=0.0.0.0 em produção.

Checklist final

• Cluster Kubernetes com 1 master e 2 workers operante
• Rede de pods funcional (Flannel)
• Deployment nginx disponível e acessível via NodePort
• Prometheus implantado e acessível via NodePort
• Todos os nós em STATUS Ready