Visão geral

Neste laboratório, você vai definir PersistentVolumes e PersistentVolumeClaims. PersistentVolumes são armazenamentos disponíveis para um cluster do Kubernetes. PersistentVolumeClaims permitem que os pods acessem PersistentVolumes. Sem PersistentVolumeClaims, os pods são praticamente efêmeros. Portanto, é necessário usar PersistentVolumeClaims para todos os dados que precisam sobreviver ao escalonamento, à atualização ou à migração do pod.

Objetivos

Neste laboratório, você vai aprender a fazer o seguinte:

• Gerar manifestos para PersistentVolumes (PVs, na sigla em inglês) e PersistentVolumeClaims (PVCs, na sigla em inglês) de discos permanentes do Google Cloud (atuais ou criados dinamicamente)
• Montar PVCs de discos permanentes do Google Cloud como volumes em pods
• Usar manifestos para criar StatefulSets
• Montar PVCs de discos permanentes do Google Cloud como volumes em StatefulSets
• Verificar a conexão dos pods em StatefulSets com PVs particulares conforme os pods são interrompidos e reiniciados

Configuração do laboratório

Acessar o laboratório

Para cada laboratório, você recebe um novo projeto do Google Cloud e um conjunto de recursos por um determinado período sem custo financeiro.

1. Clique no botão Começar o laboratório. Se for preciso pagar, você verá um pop-up para selecionar a forma de pagamento. No painel Detalhes do laboratório à esquerda, você vai encontrar o seguinte:

   • O botão Abrir console do Google Cloud
   • O tempo restante
   • As credenciais temporárias que você vai usar neste laboratório
   • Outras informações, se forem necessárias

2. Se você estiver usando o navegador Chrome, clique em Abrir console do Google Cloud ou clique com o botão direito do mouse e selecione Abrir link em uma janela anônima.

   O laboratório ativa os recursos e depois abre a página Fazer login em outra guia.

   Dica: coloque as guias em janelas separadas lado a lado.

   Observação: se aparecer a caixa de diálogo Escolher uma conta, clique em Usar outra conta.

3. Se necessário, copie o Nome de usuário abaixo e cole na caixa de diálogo Fazer login.

   {{{user_0.username | "Nome de usuário"}}}

   Você também encontra o Nome de usuário no painel Detalhes do laboratório.

4. Clique em Seguinte.

5. Copie a Senha abaixo e cole na caixa de diálogo de boas-vindas.

   {{{user_0.password | "Senha"}}}

   Você também encontra a Senha no painel Detalhes do laboratório.

6. Clique em Seguinte.

   Importante: você precisa usar as credenciais fornecidas no laboratório, e não as da sua conta do Google Cloud. Observação: se você usar sua própria conta do Google Cloud neste laboratório, é possível que receba cobranças adicionais.

7. Acesse as próximas páginas:

   • Aceite os Termos e Condições.
   • Não adicione opções de recuperação nem autenticação de dois fatores (porque essa é uma conta temporária).
   • Não se inscreva em testes gratuitos.

Depois de alguns instantes, o console do Google Cloud será aberto nesta guia.

Observação: para acessar uma lista de produtos e serviços do Google Cloud, clique no Menu de navegação no canto superior esquerdo ou digite o nome do serviço ou produto no campo Pesquisar.

Ative o Google Cloud Shell

O Google Cloud Shell é uma máquina virtual com ferramentas de desenvolvimento. Ele tem um diretório principal permanente de 5 GB e é executado no Google Cloud.

O Cloud Shell oferece acesso de linha de comando aos recursos do Google Cloud.

1. No console do Cloud, clique no botão "Abrir o Cloud Shell" na barra de ferramentas superior direita.

   

2. Clique em Continuar.

O provisionamento e a conexão do ambiente podem demorar um pouco. Quando você estiver conectado, já estará autenticado, e o projeto estará definido com seu PROJECT_ID. Exemplo:

A gcloud é a ferramenta de linha de comando do Google Cloud. Ela vem pré-instalada no Cloud Shell e aceita preenchimento com tabulação.

• Para listar o nome da conta ativa, use este comando:

gcloud auth list

Saída:

Credentialed accounts: - @.com (active)

Exemplo de saída:

Credentialed accounts: - google1623327_student@qwiklabs.net

• Para listar o ID do projeto, use este comando:

gcloud config list project

Saída:

[core] project =

Exemplo de saída:

[core] project = qwiklabs-gcp-44776a13dea667a6 Observação: a documentação completa da gcloud está disponível no guia com informações gerais sobre a gcloud CLI .

Tarefa 1: Criar PVs e PVCs

Nesta tarefa, você vai criar um PVC, que aciona o Kubernetes para gerar um PV automaticamente.

Conecte ao cluster do GKE do laboratório

1. No Cloud Shell, insira o comando a seguir para definir a variável de ambiente da zona e o nome do cluster:

export my_region={{{project_0.default_region|Region}}} export my_cluster=autopilot-cluster-1

2. Configure o preenchimento com tabulação da ferramenta de linha de comando kubectl:

source <(kubectl completion bash)

3. Configure o acesso ao cluster para o kubectl:

gcloud container clusters get-credentials $my_cluster --region $my_region

Crie e aplique um manifesto com um PVC

Na maioria das vezes, não é necessário configurar diretamente objetos PV ou criar discos persistentes do Compute Engine. Em vez disso, você pode criar um PVC. O Kubernetes então vai provisionar um disco persistente para você automaticamente.

Vamos criar um PVC de 30 gigabytes chamado hello-web-disk, que pode ser ativado como um volume de leitura/gravação em um único nó de cada vez.

1. Crie e abra um arquivo chamado pvc-demo.yaml com nano usando este comando:

nano pvc-demo.yaml

2. Quando o nano estiver aberto, cole o seguinte código no arquivo pvc-demo.yaml:

apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata: name: hello-web-disk spec: accessModes: - ReadWriteOnce resources: requests: storage: 30Gi

3. Pressione Ctrl+O e depois Enter para salvar o arquivo editado.

4. Pressione Ctrl+X para sair do editor de texto nano.

5. Execute o comando a seguir para mostrar que você não tem PVCs:

kubectl get persistentvolumeclaim

Saída:

No resources found in default namespace.

6. Execute o comando a seguir para criar o PVC:

kubectl apply -f pvc-demo.yaml

7. Execute o comando a seguir para mostrar o PVC recém-criado:

kubectl get persistentvolumeclaim

Saída parcial:

NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS VOLUMEATTRIBUTESCLASS AGE hello-web-disk Pending standard-rwo unset 15s Observação: o status vai continuar pendente até a etapa seguinte.

Clique em Verificar meu progresso para conferir o objetivo.

Criar PVs e PVCs

Tarefa 2: Montar e verificar os PVCs dos discos permanentes do Google Cloud em pods

Nesta tarefa, você vai anexar seu PVC do disco permanente a um pod. Você vai ativar o PVC como um volume, como parte do manifesto do pod.

Ativar o PVC em um pod

Crie um arquivo de manifesto pod-volume-demo.yaml para implantar um contêiner nginx, anexe o pvc-demo-volume ao pod e ative esse volume para o caminho /var/www/html no contêiner nginx. Os arquivos nesse diretório dentro do contêiner serão salvos no volume permanente e mantidos, mesmo que o pod e o contêiner sejam encerrados e recriados.

1. Crie e abra um arquivo chamado pod-volume-demo.yaml com nano usando o seguinte comando:

nano pod-volume-demo.yaml

2. Quando o nano estiver aberto, cole o seguinte no arquivo pod-volume-demo.yaml:

kind: Pod apiVersion: v1 metadata: name: pvc-demo-pod spec: containers: - name: frontend image: nginx volumeMounts: - mountPath: "/var/www/html" name: pvc-demo-volume volumes: - name: pvc-demo-volume persistentVolumeClaim: claimName: hello-web-disk

3. Pressione Ctrl+O e depois Enter para salvar o arquivo editado.

4. Pressione Ctrl+X para sair do editor de texto nano.

5. Para criar o pod com o volume, execute o comando a seguir:

kubectl apply -f pod-volume-demo.yaml

6. Liste os pods do cluster:

kubectl get pods

Saída:

NAME READY STATUS RESTARTS AGE pvc-demo-pod 0/1 ContainerCreating 0 18s

Se você faz isso logo depois de criar o pod, o status é listado como "ContainerCreating". Já o volume é ativado antes de o status ser alterado para "Running".

7. É necessário ter acesso shell ao seu pod para verificar se é possível acessar o PVC nele. Execute o comando a seguir para iniciar a sessão do shell:

kubectl exec -it pvc-demo-pod -- sh

8. Digite os comandos a seguir para criar uma mensagem de texto simples como página da Web no pod:

echo Test webpage in a persistent volume!>/var/www/html/index.html chmod +x /var/www/html/index.html

9. Verifique se o arquivo de texto contém sua mensagem:

cat /var/www/html/index.html

Saída:

Test webpage in a persistent volume!

10. Digite o comando abaixo para sair do shell interativo no contêiner nginx:

exit

Teste a persistência do PV

Agora, você vai excluir o pod do cluster, confirmar que o PV ainda existe, reimplantar o pod e verificar se os conteúdos do PV permanecem intactos.

1. Exclua o pvc-demo-pod:

kubectl delete pod pvc-demo-pod

2. Liste os pods do cluster:

kubectl get pods

Saída:

No resources found in default namespace.

Não vai haver pods no cluster.

3. Para mostrar seu PVC, execute o comando a seguir:

kubectl get persistentvolumeclaim

Saída parcial:

NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS VOLUMEATTRIBUTESCLASS AGE hello-web-disk Bound pvc-8...34 30Gi RWO standard-rwo unset 22m

O PVC ainda existe. Ele não foi excluído junto com o pod.

4. Implante o pvc-demo-pod de novo:

kubectl apply -f pod-volume-demo.yaml

5. Liste os pods do cluster:

kubectl get pods

Saída:

NAME READY STATUS RESTARTS AGE pvc-demo-pod 1/1 Running 0 15s

O pod vai ser implantado e, desta vez, o status alterado mais rápido para "Running", porque o PV já existe e não precisa ser criado.

6. É necessário ter acesso shell ao seu pod para verificar se é possível acessar o PVC nele. Execute o comando a seguir para iniciar a sessão do shell:

kubectl exec -it pvc-demo-pod -- sh

7. Para verificar se o arquivo de texto ainda contém sua mensagem, execute o comando a seguir:

cat /var/www/html/index.html

Saída:

Test webpage in a persistent volume!

O conteúdo do volume permanente não foi removido, embora o pod tenha sido excluído do cluster e recriado.

8. Digite o comando abaixo para sair do shell interativo no contêiner nginx:

exit

Clique em Verificar meu progresso para ver o objetivo.

Monte e verifique os PVCs dos discos permanentes do Google Cloud em pods

Tarefa 3: Criar StatefulSets com PVCs

Nesta tarefa, você vai usar o PVC em um StatefulSet. O StatefulSet é como uma implantação, mas os pods recebem identificadores exclusivos.

Lance o PVC

1. Antes de usar o PVC com o statefulset, você precisa excluir o pod que o está usando. Execute este comando para excluir o pod:

kubectl delete pod pvc-demo-pod

2. Confirme se o pod foi removido:

kubectl get pods

Saída:

No resources found in default namespace.

Crie um StatefulSet

Vamos criar um arquivo de manifesto statefulset-demo.yaml que vai criar um StatefulSet que inclui um serviço LoadBalancer e três réplicas de um pod com um contêiner nginx e um volumeClaimTemplate para PVCs de 30 gigabytes com o nome hello-web-disk. Os contêineres nginx ativam o PVC chamado hello-web-disk em /var/www/html, como na tarefa anterior.

1. Crie e abra um arquivo chamado statefulset-demo.yaml com nano usando o seguinte comando:

nano statefulset-demo.yaml

2. Quando o nano estiver aberto, cole o seguinte no arquivo statefulset-demo.yaml:

kind: Service apiVersion: v1 metadata: name: statefulset-demo-service spec: ports: - protocol: TCP port: 80 targetPort: 9376 type: LoadBalancer --- apiVersion: apps/v1 kind: StatefulSet metadata: name: statefulset-demo spec: selector: matchLabels: app: MyApp serviceName: statefulset-demo-service replicas: 3 updateStrategy: type: RollingUpdate template: metadata: labels: app: MyApp spec: containers: - name: stateful-set-container image: nginx ports: - containerPort: 80 name: http volumeMounts: - name: hello-web-disk mountPath: "/var/www/html" volumeClaimTemplates: - metadata: name: hello-web-disk spec: accessModes: [ "ReadWriteOnce" ] resources: requests: storage: 30Gi

3. Pressione Ctrl+O e depois Enter para salvar o arquivo editado.

4. Pressione Ctrl+X para sair do editor de texto nano.

• Para criar o StatefulSet com o volume, execute o comando a seguir:

kubectl apply -f statefulset-demo.yaml

Saída:

service "statefulset-demo-service" created statefulset.apps "statefulset-demo" created

Agora você tem um statefulset em execução por trás de um serviço chamado statefulset-demo-service.

Verifique a conexão dos pods nos StatefulSets

1. Use "kubectl describe" para ver os detalhes do StatefulSet:

kubectl describe statefulset statefulset-demo

Veja o status do evento no fim da saída. O serviço e o statefulset foram criados.

Normal SuccessfulCreate 10s statefulset-controller Message: create Claim hello-web-disk-statefulset-demo-0 Pod statefulset-demo-0 in StatefulSet statefulset-demo success Normal SuccessfulCreate 10s statefulset-controller Message: create Pod statefulset-demo-0 in StatefulSet statefulset-demo successful

2. Liste os pods do cluster:

kubectl get pods

Saída:

NAME READY STATUS RESTARTS AGE statefulset-demo-0 1/1 Running 0 6m statefulset-demo-1 1/1 Running 0 3m statefulset-demo-2 1/1 Running 0 2m

3. Para listar os PVCs, execute o comando a seguir:

kubectl get pvc

Saída:

NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS hello-web-disk Bound pvc-86117ea6-...34 30Gi RWO hello-web-disk-st...-demo-0 Bound pvc-92d21d0f-...34 30Gi RWO hello-web-disk-st...-demo-1 Bound pvc-9bc84d92-...34 30Gi RWO hello-web-disk-st...-demo-2 Bound pvc-a526ecdf-...34 30Gi RWO

O hello-web-disk original ainda está presente, e agora é possível ver os PVCs individuais criados para cada pod no novo pod do statefulset.

4. Use "kubectl describe" para ver os detalhes do primeiro PVC no StatefulSet:

kubectl describe pvc hello-web-disk-statefulset-demo-0

Clique em Verificar meu progresso para ver o objetivo. Crie StatefulSets com PVCs

Tarefa 4: Verificar a persistência das conexões dos volumes permanentes com os pods gerenciados por StatefulSets

Nesta tarefa, você vai verificar a conexão dos pods nos StatefulSets com os PVs particulares quando os pods são interrompidos e reiniciados.

1. É necessário ter acesso shell ao seu pod para verificar se é possível acessar o PVC nele. Execute o comando a seguir para iniciar a sessão do shell:

kubectl exec -it statefulset-demo-0 -- sh

2. Verifique se não há arquivos de texto index.html no diretório /var/www/html:

cat /var/www/html/index.html

3. Digite os comandos a seguir para criar uma mensagem de texto simples como página da Web no pod:

echo Test webpage in a persistent volume!>/var/www/html/index.html chmod +x /var/www/html/index.html

4. Verifique se o arquivo de texto contém sua mensagem:

cat /var/www/html/index.html

Saída:

Test webpage in a persistent volume!

5. Digite o comando abaixo para sair do shell interativo no contêiner nginx:

exit

6. Exclua o pod em que o arquivo foi atualizado no PVC:

kubectl delete pod statefulset-demo-0

7. Liste os pods do cluster:

kubectl get pods

Você vai ver que o StatefulSet reinicia automaticamente o pod statefulset-demo-0.

Observação: aguarde até o status do pod mostrar que ele está novamente em execução.

8. Conecte-se ao shell no novo pod statefulset-demo-0:

kubectl exec -it statefulset-demo-0 -- sh

9. Verifique se o arquivo de texto ainda contém sua mensagem:

cat /var/www/html/index.html

Saída:

Test webpage in a persistent volume!

O StatefulSet reinicia o pod e reconecta o PVC dedicado ao novo pod, garantindo a preservação dos dados dele.

10. Digite o comando abaixo para sair do shell interativo no contêiner nginx:

exit

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