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Implantar o app ASP.NET Core no Google Kubernetes Engine com o Istio (parte 2)

1. Visão geral

Na primeira parte do laboratório, você criou um aplicativo ASP.NET Core, conteinerizou, implantou-o no Google Kubernetes Engine (GKE) e configurou o tráfego dele para ser gerenciado pelo Istio.

Nesta segunda parte do laboratório, você precisa ter o cluster do Kubernetes e o aplicativo do primeiro laboratório em execução. Você verá como o Istio pode ajudar a gerenciar, monitorar e proteger seus serviços com o mínimo de alterações no código. Especificamente, você vai conhecer os recursos do Istio, como métricas, rastreamento, visualização de serviços, gerenciamento de tráfego dinâmico, injeção de falhas e muito mais.

O que você vai aprender

Como consultar métricas com o Prometheus
Como visualizar métricas com o Grafana.
Como criar uma nova versão do serviço.
Como fixar um serviço em uma versão específica.
Como dividir o tráfego entre diferentes versões.
Como injetar falhas em chamadas de serviço.

O que é necessário

Use um navegador, como o Chrome ou o Firefox.

Como você usará este tutorial?

Apenas leitura

Leitura e exercícios

Como você classificaria sua experiência com o Google Cloud Platform?

Iniciante

Intermediário

Proficiente

2. Configuração e requisitos

Configuração de ambiente autoguiada

Faça login no Console do Cloud e crie um novo projeto ou reutilize um existente. Crie uma se você ainda não tiver uma conta do Gmail ou do G Suite.

H_hgylo4zxOllHaAbPKJ7VyqCKPDUnDhkr-BsBIFBsrB6TYSisg6LX-uqmMhh4sXUy_hoa2Qv87C2nFmkg-QAcCiZZp0qtpf6VPaNEEfP_iqt29KVLD-gklBWugQVeOWsFnJmNjHDw

dcCPqfBIwNO4R-0fNQLUC4aYXOOZhKhjUnakFLZJGeziw2ikOxGjGkCHDwN5x5kCbPFB8fiOzZnX-GfuzQ8Ox-UU15BwHirkVPR_0RJwl0oXrhqZmMIvZMa_uwHugBJIdx5-bZ6Z8Q

jgLzVCxk93d6E2bbonzATKA4jFZReoQ-fORxZZLEi5C3D-ubnv6nL-eP-iyh7qAsWyq_nyzzuEoPFD1wFOFZOe4FWhPBJjUDncnTxTImT3Ts9TM54f4nPpsAp52O0y3Cb19IceAEgQ

Lembre-se do código do projeto, um nome exclusivo em todos os projetos do Google Cloud. O nome acima já foi escolhido e não servirá para você. Faremos referência a ele mais adiante neste codelab como PROJECT_ID.

Em seguida, será necessário ativar o faturamento no Console do Cloud para usar os recursos do Google Cloud.

A execução deste codelab não será muito cara, se for o caso. Siga todas as instruções na seção "Limpeza", que orienta você sobre como encerrar recursos para não incorrer em cobranças além deste tutorial. Novos usuários do Google Cloud estão qualificados para o programa de avaliação gratuita de US$ 300.

Inicie o Cloud Shell

Embora o Google Cloud possa ser operado remotamente em um laptop, neste codelab você vai usar o Google Cloud Shell, um ambiente de linha de comando executado no Google Cloud.

Ativar o Cloud Shell

No Console do Cloud, clique em Ativar o Cloud Shell.

yzBQBp2RC1EFvSSLYVkMA2m6LHqGsp22O81rUS5tGb9Y1FqlVhoRj_ka8V_uEjtpcirZRULMy1IjNr848uYvb9mC9RcGGqeayaLcXFfRwUGeXWChZPtWkHzUshTcqx_wJHis0X8viA

Se você nunca tiver iniciado o Cloud Shell, verá uma tela intermediária (abaixo da dobra) com a descrição do que ele é. Se esse for o caso, clique em Continuar e você não o verá novamente. Esta é a aparência dessa tela única:

VgsaqGbKPRiqK24CqAKjSXjepuJT96PmiDqQMcySmWKx8QyW5F3G2D8JH2d08ek-YM77wWKxPvggpOFER8Hbq3aaZipTDU2o0il7A0kS3FXqEKMTtdGcd1

Leva apenas alguns instantes para provisionar e se conectar ao Cloud Shell.

7RuYr-LCKzdiE1veTFmL_lYrVxsMZ6-xDoxAnfwPPc5uFA0utmFGejvu81jGmTdbqnqxrytW3KcHT6xrMIRc3bskctnDZC5nJdpqw-LRxu3r35hL4A0BSBTtbtirfh3PKv-eOKt8Rg

Essa máquina virtual contém todas as ferramentas de desenvolvimento necessárias. Ela oferece um diretório principal persistente de 5 GB, além de ser executada no Google Cloud. Isso aprimora o desempenho e a autenticação da rede. Praticamente todo o seu trabalho neste codelab pode ser feito em um navegador ou no seu Chromebook.

Depois de se conectar ao Cloud Shell, você já estará autenticado e o projeto já estará configurado com seu ID do projeto.

Execute o seguinte comando no Cloud Shell para confirmar que você está autenticado:

gcloud auth list

Resposta ao comando

 Credentialed Accounts
ACTIVE  ACCOUNT
*       <my_account>@<my_domain.com>

To set the active account, run:
    $ gcloud config set account `ACCOUNT`

gcloud config list project

Resposta ao comando

[core]
project = <PROJECT_ID>

Se o projeto não estiver configurado, configure-o usando este comando:

gcloud config set project <PROJECT_ID>

Resposta ao comando

Updated property [core/project].

3. Testar o aplicativo

Antes de começar o laboratório, verifique se o aplicativo ainda está funcionando. Como lembrete, é assim que você vê o IP externo e a porta do gateway, listados em EXTERNAL-IP:

kubectl get svc istio-ingressgateway -n istio-system

Para ver o aplicativo, abra o navegador e navegue até http://<gatewayurl>:

Se o aplicativo não aparecer, volte ao laboratório anterior para verificar se você seguiu todas as etapas e se o aplicativo e o Istio estão instalados e funcionando corretamente.

Agora, você pode estar se perguntando: "Qual é a vantagem do Istio?". Ao permitir que o Istio gerencie o tráfego do seu aplicativo, você tem acesso sem custo financeiro a recursos como métricas, rastreamento, gerenciamento de tráfego dinâmico, visualização de serviços, injeção de falhas e muito mais.

Você vai começar a explorar as métricas na próxima etapa.

4. Métricas com Grafana e Prometheus

Por padrão, o Istio gera algumas métricas. É possível usar complementos para consultar e visualizar essas métricas padrão.

Prometheus

O Prometheus é uma solução de monitoramento de código aberto. É possível usar o Prometheus para consultar as métricas geradas pelo Istio, mas primeiro você precisa instalar o complemento Prometheus.

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.8/samples/addons/prometheus.yaml

Verifique se o Prometheus está em execução:

kubectl get svc prometheus -n istio-system

NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
prometheus   ClusterIP   10.31.243.62   <none>        9090/TCP   1d

Acesse http://<gatewayurl> algumas vezes ou execute o comando curl para enviar tráfego para o aplicativo.

Configure o encaminhamento de portas para a IU do Prometheus:

kubectl -n istio-system port-forward $(kubectl -n istio-system get pod -l app=prometheus -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}') 8080:9090

Agora você pode executar uma consulta clicando no botão "Visualização na Web", no canto superior direito do Cloud Shell, e depois em Visualizar na porta 8080:

A interface do Prometheus vai aparecer em uma nova guia:

Para saber mais sobre o Prometheus, consulte Como consultar métricas com o Prometheus.

Grafana

O Grafana é outro complemento para visualização de métricas.

Instale o Grafana. Substitua istio-version pela versão atual do Istio,por exemplo, 1.0.3-gke.3:

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.8/samples/addons/grafana.yaml

Verifique se o Grafana está em execução:

kubectl get svc grafana -n istio-system

NAME      TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
grafana   ClusterIP   10.31.248.230   <none>        3000/TCP   1d

Acesse http://<gatewayurl> algumas vezes ou execute o comando curl para enviar tráfego para o aplicativo.

Configure o encaminhamento de portas para a IU do Grafana:

kubectl -n istio-system port-forward $(kubectl -n istio-system get pod -l app=grafana -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}') 8080:3000

Para conferir os painéis do Grafana, acesse a visualização na Web:

Para saber mais sobre o Granfana, consulte Como visualizar métricas com o Grafana.

5. Criar uma nova versão do aplicativo

Em algum momento, o aplicativo implantado na produção exigirá correções de bugs ou recursos adicionais. Vamos conferir como é esse processo.

Primeiro, vamos modificar o aplicativo. Abra o editor de código no Cloud Shell.

mxrggIJ2Zz8E47ULCEo4NywjM-EpSkZF5c3TQgfGx4nODwP2obiQXrwQjEEaXuBhJDA2jJ5evR7TuHIy1gsqqDRFm0Wh3xhZUu9tn_xb1ygFlBm1HKJqLdfz_aK7WJS33u2IBDO2oQ

Navegue até Index.cshtml em HelloWorldAspNetCore > Views > Home e atualize uma das mensagens do carrossel.

Encontre a seguinte linha:

Learn about <a href="https://docs.microsoft.com/aspnet/core">building Web apps with ASP.NET Core

E modifique a mensagem para:

Learn about <a href="https://docs.microsoft.com/aspnet/core">building Web apps with ASP.NET Core on Google Cloud

Salve as alterações e volte ao Cloud Shell. Dentro de HelloWorldAspNetCore,, crie a imagem Docker:

docker build -t gcr.io/${GOOGLE_CLOUD_PROJECT}/hello-dotnet:v2 .

E envie para o Container Registry:

docker push gcr.io/${GOOGLE_CLOUD_PROJECT}/hello-dotnet:v2

Depois de enviar a imagem do contêiner, é possível implantar a nova versão na próxima etapa.

6. Criar a nova implantação

Para implantar a nova versão, primeiro você precisa criar uma nova implantação para ela no Kubernetes. Adicione o código abaixo ao final do arquivo aspnetcore.yaml:

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: aspnetcore-v2
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: aspnetcore
      version: v2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: aspnetcore
        version: v2
    spec:
      containers:
      - name: aspnetcore
        image: gcr.io/YOUR-PROJECT-ID/hello-dotnet:v2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 8080

Implante a nova versão no namespace padrão com kubectl:

kubectl apply -f aspnetcore.yaml

service "aspnetcore" unchanged
deployment.extensions "aspnetcore-v1" unchanged
deployment.extensions "aspnetcore-v2" created

Verifique se os pods esperados estão em execução:

kubectl get pods

NAME                          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
aspnetcore-v1-6cf64748-mddb   2/2       Running   0          34s
aspnetcore-v2-5d765db-l9xmg   2/2       Running   0          1m

Agora, teste o aplicativo novamente. Descubra o IP externo do gateway:

kubectl get svc istio-ingressgateway -n istio-system

Ele está listado em EXTERNAL-IP. Abra uma navegação anônima e acesse http://<replace-with-external-ip>

Ao atualizar a página, algumas vezes, você verá a mensagem "Aprenda sobre a criação de apps da Web com o ASP.NET Core":

Outras vezes, você verá a mensagem "Saiba mais sobre a criação de apps da Web com o ASP.NET Core no Google Cloud":

Isso ocorre porque as implantações v1 e v2 são expostas pelo mesmo serviço do Kubernetes (aspnetcore-service), e o VirtualService que você criou no laboratório anterior (aspnetcore-virtualservice) usa esse serviço como um host.

Na próxima etapa, você fixará o serviço na implantação v2 usando uma DestinationRule.

7. Fixar seu serviço na nova versão

Nesta etapa, você fixará seu serviço para usar a implantação v2 e pode fazer isso com uma DestinationRule. Uma DestinationRule configura o conjunto de políticas que serão aplicadas a uma solicitação após a ocorrência de uma operação de roteamento do VirtualService.

Uma DestinationRule também define subconjuntos endereçáveis, ou seja, versões nomeadas, do host de destino correspondente. Esses subconjuntos são usados nas especificações de rota do VirtualService ao enviar tráfego para versões específicas do serviço.

Crie um novo arquivo com o nome aspnetcore-destinationrule.yaml:

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: DestinationRule
metadata:
  name: aspnetcore-destinationrule
spec:
  host: aspnetcore-service
  trafficPolicy:
    tls:
      mode: ISTIO_MUTUAL
  subsets:
  - name: v1
    labels:
      version: v1
  - name: v2
    labels:
      version: v2

Em seguida, crie a DestinationRule. Isso cria dois subconjuntos (v1 e v2) que podem ser usados do VirtualService:

kubectl apply -f aspnetcore-destinationrule.yaml

destinationrule.networking.istio.io "aspnetcore-destionationrule" created

Agora, volte ao arquivo aspnetcore-virtualservice.yaml para atualizar o VirtualService para usar o subconjunto v2:

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: aspnetcore-virtualservice
spec:
  hosts:
  - "*"
  gateways:
  - aspnetcore-gateway
  http:
  - route:
    - destination:
        host: aspnetcore-service
        subset: v2

Atualize o VirtualService:

kubectl apply -f aspnetcore-virtualservice.yaml

Abra o navegador e acesse http://<replace-with-external-ip>.. Mesmo após várias atualizações, você verá a mensagem "Aprenda a criar apps da Web com o ASP.NET Core no Google Cloud":

8. Dividir o tráfego entre as versões

Às vezes, pode ser necessário dividir o tráfego entre as versões para fins de teste. Por exemplo, é possível enviar 75% do tráfego para a v1 e 25% para a v2 do serviço. É fácil fazer isso com o Istio. Crie um novo arquivo aspnetcore-virtualservice-weights.yaml para se referir aos dois subconjuntos com pesos diferentes:

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: aspnetcore-virtualservice
spec:
  hosts:
  - "*"
  gateways:
  - aspnetcore-gateway
  http:
  - route:
    - destination:
        host: aspnetcore-service
        subset: v1
      weight: 75
    - destination:
        host: aspnetcore-service
        subset: v2
      weight: 25

Atualize o VirtualService:

kubectl apply -f aspnetcore-virtualservice-weights.yaml

Agora, ao atualizar o navegador, você deve ver as versões v1 vs. v2 exibidas com uma proporção aproximada de 3:1.

Para saber mais, consulte divisão de tráfego no Istio.

9. Injetar falhas

Outra tarefa de desenvolvimento útil para testes é injetar falhas ou atrasos no tráfego e ver como os serviços se comportam em resposta.

Por exemplo, talvez você queira retornar uma resposta de solicitação inválida (HTTP 400) para 50% do tráfego da versão v1. Crie um arquivo aspnetcore-virtualservice-fault-abort.yaml para corresponder ao seguinte:

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: aspnetcore-virtualservice
spec:
  hosts:
  - "*"
  gateways:
  - aspnetcore-gateway
  http:
  - fault:
      abort:
        percentage:
          value: 50
        httpStatus: 400
    route:
    - destination:
        host: aspnetcore-service
        subset: v1

Atualize o VirtualService:

kubectl apply -f aspnetcore-virtualservice-fault-abort.yaml

Agora, ao atualizar o navegador, você verá que, na metade das vezes, o serviço v1 retorna um código de resposta HTTP 400s.

Ou talvez você queira adicionar um atraso de cinco segundos às solicitações. Crie um arquivo aspnetcore-virtualservice-fault-delay.yaml para corresponder ao seguinte:

apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: aspnetcore-virtualservice
spec:
  hosts:
  - "*"
  gateways:
  - aspnetcore-gateway
  http:
  - fault:
      delay:
        fixedDelay: 5s
        percentage:
          value: 100
    route:
    - destination:
        host: aspnetcore-service
        subset: v1

Atualize o VirtualService:

kubectl apply -f aspnetcore-virtualservice-fault-delay.yaml

Agora, ao atualizar o navegador, você vai notar que as solicitações têm um atraso de 5 segundos.

Para saber mais sobre os recursos do Istio, como tempos limite, novas tentativas, regras condicionais, disjuntores e muito mais, consulte Recursos de gerenciamento de tráfego.

10. Parabéns!

Esperamos que este laboratório tenha fornecido uma visão geral do que o Istio pode fazer pelos seus serviços desde o início. Saiba mais sobre o Istio e o GKE.

Próximas etapas

Saiba mais sobre Istio.
Saiba mais sobre o Kubernetes.
Saiba mais sobre o Google Kubernetes Engine.
Saiba mais sobre .NET no Google Cloud Platform.

Licença

Este conteúdo está sob a licença Atribuição 2.0 Genérica da Creative Commons.

11. Limpeza

Você pode excluir o app e desinstalar o Istio ou simplesmente excluir o cluster do Kubernetes.

Excluir o aplicativo

Para excluir o aplicativo:

kubectl delete -f aspnetcore-gateway.yaml
kubectl delete -f aspnetcore-virtualservice.yaml
kubectl delete -f aspnetcore-destinationrule.yaml
kubectl delete -f aspnetcore.yaml

Para confirmar se o aplicativo desapareceu:

kubectl get gateway 
kubectl get virtualservices
kubectl get destinationrule
kubectl get pods

Desinstalar o Istio

Para excluir o Istio:

kubectl delete -f install/kubernetes/istio-demo-auth.yaml

Para confirmar se o Istio desapareceu:

kubectl get pods -n istio-system

Excluir cluster do Kubernetes

gcloud container clusters delete hello-dotnet-cluster