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Lab 7.1 - StatefulSet para Banco de Dados

Objetivos do Lab​

Ao final deste lab, você será capaz de:

  • Fazer o deploy de um banco de dados (MySQL) com um StatefulSet.
  • Configurar armazenamento persistente para um banco de dados.
  • Compreender a importância da ordem de inicialização para bancos de dados.
  • Configurar um Service headless para descoberta.
  • Testar a persistência dos dados do banco de dados.

Duração Estimada​

60-75 minutos

Pré-requisitos​

  • kubectl instalado e configurado.
  • Cluster Kubernetes local funcional (minikube ou kind).
  • Conhecimento sobre StatefulSets (Capítulo 7.1).

Parte 1: Preparação da StorageClass​

Crie uma StorageClass para o armazenamento do banco de dados:

# storageclass-mysql.yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: mysql-storage
provisioner: k8s.io/minikube-hostpath # Para minikube
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
reclaimPolicy: Delete

Aplique a StorageClass:

kubectl apply -f storageclass-mysql.yaml

Parte 2: Criação do Secret para MySQL​

Crie um Secret para armazenar a senha root do MySQL:

# mysql-secret.yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: mysql-secret
type: Opaque
data:
  mysql-root-password: cGFzc3dvcmQxMjM= # "password123" em base64
  mysql-password: cGFzc3dvcmQxMjM= # "password123" em base64

Aplique o Secret:

kubectl apply -f mysql-secret.yaml

Parte 3: Criação do Service Headless​

Um StatefulSet requer um Service headless para descoberta DNS:

# mysql-service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
  labels:
    app: mysql
spec:
  ports:
  - port: 3306
    name: mysql
  clusterIP: None # Service headless
  selector:
    app: mysql

Aplique o Service:

kubectl apply -f mysql-service.yaml

Parte 4: Criação do StatefulSet MySQL​

Crie o StatefulSet para o MySQL com armazenamento persistente:

# mysql-statefulset.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mysql
spec:
  serviceName: mysql # Nome do Service headless
  replicas: 1 # Para este lab, apenas uma instância MySQL
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      initContainers:
      - name: init-mysql
        image: busybox:1.35
        command:
        - sh
        - -c
        - |
          # Criar o diretório de dados se necessário
          if [ ! -d /var/lib/mysql/mysql ]; then
            echo "Inicializando o diretório de dados do MySQL"
          fi
        volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /var/lib/mysql
      containers:
      - name: mysql
        image: mysql:8.0
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysql-secret
              key: mysql-root-password
        ports:
        - containerPort: 3306
          name: mysql
        volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /var/lib/mysql
        resources:
          requests:
            cpu: 500m
            memory: 512Mi
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: data
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: mysql-storage
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

Aplique o StatefulSet:

kubectl apply -f mysql-statefulset.yaml

Parte 5: Verificação do Deploy​

Etapa 5.1: Verificar o Pod​

Aguarde até que o Pod esteja Running:

kubectl get pods -l app=mysql

Verifique os logs para garantir que o MySQL iniciou corretamente:

kubectl logs mysql-0

Etapa 5.2: Verificar o PVC​

Verifique se o PVC foi criado:

kubectl get pvc

Você deve ver um PVC chamado data-mysql-0.

Parte 6: Teste do Banco de Dados​

Etapa 6.1: Criar um Banco de Dados e uma Tabela​

Conecte-se ao MySQL e crie um banco de dados de teste:

kubectl exec -it mysql-0 -- mysql -uroot -ppassword123 -e "CREATE DATABASE testdb;"
kubectl exec -it mysql-0 -- mysql -uroot -ppassword123 -e "USE testdb; CREATE TABLE users (id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, name VARCHAR(50));"
kubectl exec -it mysql-0 -- mysql -uroot -ppassword123 -e "USE testdb; INSERT INTO users (name) VALUES ('Alice'), ('Bob'), ('Charlie');"

Etapa 6.2: Verificar os Dados​

Verifique se os dados foram inseridos:

kubectl exec -it mysql-0 -- mysql -uroot -ppassword123 -e "USE testdb; SELECT * FROM users;"

Parte 7: Teste de Persistência​

Etapa 7.1: Deletar o Pod​

Delete o Pod para testar a persistência:

kubectl delete pod mysql-0

O StatefulSet irá recriar automaticamente o Pod com o mesmo nome.

Aguarde até que o novo Pod esteja Running:

kubectl get pods -l app=mysql

Espere alguns segundos até que o MySQL reinicie completamente:

kubectl logs mysql-0 -f

Pressione Ctrl+C quando o MySQL estiver pronto.

Etapa 7.2: Verificar a Persistência dos Dados​

Verifique se os dados ainda estão presentes:

kubectl exec -it mysql-0 -- mysql -uroot -ppassword123 -e "USE testdb; SELECT * FROM users;"

Você deve ver os três usuários (Alice, Bob, Charlie), o que prova que os dados persistiram!

Parte 8: Limpeza​

Delete os recursos criados:

kubectl delete statefulset mysql
kubectl delete service mysql
kubectl delete secret mysql-secret
kubectl delete pvc data-mysql-0
kubectl delete -f storageclass-mysql.yaml

Resumo do Lab​

Neste lab, você fez o deploy de um banco de dados MySQL com um StatefulSet. Você aprendeu a configurar armazenamento persistente para um banco de dados, a usar Secrets para senhas e a testar a persistência dos dados durante reinicializações. Os StatefulSets são ideais para aplicações com estado, como bancos de dados.

Próximos Passos​

O próximo lab mostrará como usar DaemonSets para fazer o deploy de agentes em todos os nós.

Lab 7.2: DaemonSet para Monitoramento

Lab criado em: Dezembro 2024