Kubernetes 101: Namespaces

Fala galera! Seis tão baum?

Chegamos a mais um capítulo da nossa série “Kubernetes 101”. Depois de explorar Pods, ReplicaSets, e Deployments, agora vamos mergulhar em um conceito fundamental para a organização e gerenciamento de recursos dentro de um cluster Kubernetes: Namespaces.

O que é um Namespace?

Um Namespace é um recurso no Kubernetes que permite segmentar e isolar recursos dentro de um cluster. Imagine que seu cluster Kubernetes é um grande escritório. Os Namespaces seriam como departamentos dentro desse escritório, onde cada um tem seu próprio conjunto de recursos e políticas. Isso possibilita que diferentes equipes ou projetos coexistam no mesmo cluster sem interferir uns nos outros.

Benefícios dos Namespaces

Namespaces trazem uma série de vantagens para o gerenciamento de recursos no Kubernetes, incluindo:

• Isolamento: Garantem que os recursos de uma aplicação ou equipe não interfiram nos recursos de outra.
• Facilidade de Gerenciamento: Permitem a organização lógica de recursos, facilitando a aplicação de políticas de segurança, quotas de recursos e acesso controlado.
• Escalabilidade: Ao organizar recursos em Namespaces, você pode gerenciar grandes clusters com múltiplos projetos de maneira mais eficiente.

Funcionamento dos Namespaces

Os Namespaces permitem que você divida logicamente os recursos dentro do Kubernetes. Cada Namespace possui seu próprio conjunto de Pods, Services, e outros objetos, o que facilita o gerenciamento e a organização. Um Namespace é ideal para cenários onde você deseja segmentar ambientes como desenvolvimento, teste e produção dentro de um mesmo cluster.

Por padrão, o Kubernetes vem com alguns Namespaces predefinidos, como:

• default: O Namespace padrão para recursos que não têm um Namespace específico.
• kube-system: Utilizado para recursos criados pelo próprio Kubernetes.
• kube-public: Um Namespace especial que é acessível publicamente.
• kube-node-lease: Usado para gerenciar o ciclo de vida dos nodes.

NAME                 STATUS   AGE
default              Active   209d
kube-flannel          Active   209d
kube-node-lease      Active   209d
kube-public          Active   209d
kube-system          Active   209d
local-path-storage   Active   7d23h

Ao utilizar comandos como kubectl get sem especificar um namespace, o Kubernetes assume que o comando deve ser executado no namespace default. Isso significa que se você não indicar um namespace, o comando irá buscar informações no namespace padrão (default).

Você pode alterar o namespace padrão da sua configuração de contexto atual com o seguinte comando:

kubectl config set-context --current --namespace=<novo-namespace>

Isso ajusta o namespace padrão para a sua sessão atual, e todos os comandos subsequentes que não especificarem um namespace usarão o novo namespace configurado.

Criando e gerenciando Namespaces

Para criar e gerenciar Namespaces no Kubernetes, você pode utilizar tanto o método declarativo quanto o imperativo, dependendo das necessidades da sua operação.

Exemplo de arquivo YAML para criar um Namespace

Este método envolve a definição do estado desejado para o Namespace através de um arquivo YAML. Após a criação do arquivo, o Kubernetes aplica as configurações necessárias para que o estado real do cluster corresponda ao estado desejado.

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: exemplo-namespace

Comando para aplicar o arquivo e criar o Namespace:

kubectl apply -f exemplo-namespace.yaml

Exemplo de para criar um Namespace de forma imperativa

O método imperativo é mais direto, permitindo a criação de Namespaces por meio de comandos no terminal. Este método é útil para operações rápidas ou testes, mas pode resultar em inconsistências se não for acompanhado da documentação adequada.

Comando para criar um Namespace de forma imperativa:

kubectl create namespace exemplo-namespace-2

Após a criação, você pode visualizar os Namespaces existentes com:

kubectl get namespaces

Após a criação, você pode visualizar os Namespaces existentes com:

NAME                 STATUS   AGE
default              Active   209d
kube-flannel          Active   209d
kube-node-lease      Active   209d
kube-public          Active   209d
kube-system          Active   209d
local-path-storage   Active   7d23h
exemplo-namespace    Active   1m

Comunicação entre Namespaces

Uma dúvida comum é sobre a comunicação entre Pods que residem em diferentes Namespaces. Por padrão, a comunicação entre Namespaces no Kubernetes é permitida. Isso significa que um Pod em um Namespace pode se comunicar com um Pod em outro Namespace, desde que saiba o endereço IP ou o nome do serviço do Pod de destino.

No entanto, é possível implementar regras de Network Policies para restringir essa comunicação, garantindo maior segurança e isolamento entre os diferentes ambientes.

Vamos configurar um exemplo básico para testar a comunicação entre dois Pods em diferentes Namespaces usando a imagem do busybox. Este exemplo será mais direto e focado apenas na comunicação entre Pods via IP.

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: namespace-a

---
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: namespace-b

---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-a
  namespace: namespace-a
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    command: ["sleep", "3600"]  # Mantém o Pod em execução

---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-b
  namespace: namespace-b
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    command: ["sleep", "3600"]  # Mantém o Pod em execução

Passos para testar a comunicação:

Aplicar o Arquivo YAML:

Aplique o arquivo YAML acima.

kubectl apply -f namespaces-communication.yaml

Obtenha os IPs dos Pods:

kubectl get pods -n namespace-a -o wide 
kubectl get pods -n namespace-b -o wide 

Verificar a comunicação entre Pods:

Agora, você pode verificar se o pod-a em namespace-a consegue se comunicar com o pod-b em namespace-b. Para isso, vamos executar um comando de ping no pod-a para o pod-b:

kubectl exec -n namespace-a pod-a -- ping <IP-do-Pod-em-namespace-b> -c 4

Gerenciamento de recursos com Namespaces

Namespaces oferecem uma maneira eficiente de gerenciar e controlar os recursos dentro de um cluster Kubernetes. Com eles, você pode definir quotas de recursos, como CPU e memória, para garantir que cada Namespace utilize apenas a quantidade de recursos que lhe foi alocada.

Além disso, é possível limitar o número de objetos que um Namespace pode criar, como Pods ou Services. Essa abordagem garante que nenhum ambiente ou projeto ultrapasse seus limites de recursos, contribuindo para a estabilidade e a performance do cluster como um todo.

Conclusão

Namespaces são uma ferramenta crucial para a organização e o isolamento de recursos no Kubernetes. Eles permitem que você compartilhe um cluster entre diferentes projetos ou equipes, garantindo que os recursos sejam bem segmentados e controlados. Contudo, é essencial estar atento à comunicação entre Namespaces, já que ela pode impactar a segurança e o desempenho da sua aplicação, especialmente em ambientes de produção.

Além de ler este artigo, encorajo fortemente que você consulte a documentação oficial do Kubernetes para obter informações mais detalhadas e atualizadas. A documentação oficial é uma excelente fonte de conhecimento e irá complementar o que foi abordado aqui.

Você pode acessar a documentação oficial aqui: Namespaces

No próximo artigo, vamos explorar os Services em Kubernetes, um conceito fundamental para gerenciar a comunicação entre Pods e permitir o acesso às suas aplicações. Fique ligado!

É isso, galera! Espero que tenham gostado!

Se você tiver alguma dúvida ou comentário, sinta-se à vontade para compartilhá-los conosco na seção de comentários abaixo!

Forte Abraço!