Contêineres Efêmeros do Kubernetes: Aprimorando a Segurança e Facilitando a Solução de Problemas em Clusters de Produção

Contêineres efêmeros no Kubernetes são um recurso poderoso que permite aos operadores depurar e solucionar problemas em Pods em execução, criando contêineres de curta duração dentro do mesmo Pod. Isso é particularmente útil para problemas que não podem ser replicados em um ambiente separado. Ao usar contêineres efêmeros, você pode anexar um contêiner a um Pod em execução, inspecionar o sistema de arquivos, configurações de rede ou processos em execução, e depois descartar o contêiner sem afetar os contêineres principais do Pod.

O Que São Contêineres Efêmeros?

Contêineres efêmeros são contêineres especiais que não fazem parte de uma carga de trabalho de aplicação, mas são adicionados a um Pod existente para fins de depuração. Eles compartilham os mesmos recursos (namespace de rede, volumes, etc.) que os outros contêineres no Pod, tornando-os ideais para diagnóstico em tempo real. Uma vez que a depuração é concluída, o contêiner efêmero pode ser removido sem precisar recriar todo o Pod.

Pontos Chave

• De curta duração: Contêineres efêmeros são destinados apenas para depuração ou solução de problemas.
• Não disruptivos: Eles não impactam os contêineres de aplicação existentes no Pod.
• Compartilhamento de Recursos: Eles compartilham recursos como volumes de armazenamento e namespaces de rede com o Pod, tornando a depuração mais poderosa.

Considerações de Segurança com Contêineres Efêmeros

Contêineres efêmeros fornecem uma abordagem de depuração mais segura ao limitar o acesso prolongado aos Pods de produção. Você pode impor regras RBAC rigorosas para que apenas usuários autorizados possam adicionar e executar contêineres efêmeros, minimizando a janela para potenciais ameaças. Como esses contêineres desaparecem assim que a depuração é concluída, a superfície de ataque é reduzida, reforçando a segurança geral do cluster.

Casos de Uso

• Solução de Problemas de Falhas em Aplicativos: Quando você precisa inspecionar logs ou executar ferramentas de depuração em um contêiner que falhou ou está prestes a falhar, contêineres efêmeros permitem que você entre em um ambiente em execução sem alterar a configuração do contêiner principal.
• Depuração de Rede: Você pode instalar ferramentas de depuração (por exemplo, tcpdump, netstat) no contêiner efêmero para diagnosticar problemas de rede dentro do namespace de rede do Pod.
• Verificações de Sistema de Arquivos em Tempo Real: Se você suspeitar de corrupção de arquivos ou caminhos de arquivos incorretos, contêineres efêmeros permitem que você verifique o sistema de arquivos em tempo real.

Pré-requisitos

• Versão do Kubernetes: Contêineres efêmeros requerem pelo menos o Kubernetes 1.23+, onde o recurso EphemeralContainers está geralmente disponível (GA). Em versões mais antigas do Kubernetes, pode ser necessário habilitar o recurso EphemeralContainers.
• kubectl: Certifique-se de que seu cliente kubectl local seja pelo menos da mesma versão ou mais nova do que o plano de controle do seu cluster.
• Permissões RBAC Suficientes: Você precisa de permissão para usar o comando kubectl debug e atualizar Pods (o contêiner efêmero é adicionado por meio de uma atualização na especificação do Pod).

Guia Passo a Passo: Usando Contêineres Efêmeros

Abaixo está um processo generalizado que funcionará em qualquer ambiente Kubernetes, incluindo EKS (Elastic Kubernetes Service na AWS), AKS (Azure Kubernetes Service), GKE (Google Kubernetes Engine), ou clusters locais. Vamos nos concentrar no comando kubectl debug, que é o mecanismo principal para adicionar contêineres efêmeros.

Verificar a Configuração do Seu Cluster

kubectl version

• Garanta que a Versão do Servidor seja pelo menos 1.23.
• Confirme que a Versão do Cliente também seja compatível.

Se você estiver em um ambiente gerenciado como EKS ou AKS, verifique a versão do cluster no painel ou CLI do seu provedor de nuvem para garantir que seja 1.23 ou posterior.

Identificar o Pod que Deseja Depurar

Liste os Pods em um namespace específico:

kubectl get pods -n <your-namespace>

Escolha o nome do Pod que você precisa solucionar problemas, por exemplo: meu-app-pod-abc123.

Adicionar um Contêiner Efêmero Usando kubectl debug

Use o comando kubectl debug para adicionar um contêiner efêmero. Por exemplo, usaremos uma imagem simples do Ubuntu:

kubectl debug my-app-pod-abc123 -n <your-namespace> \

  --image=ubuntu \

  --target=my-container \

  --interactive=true \

  --tty=true

Aqui está uma explicação das flags:

• my-app-pod-abc123: O nome do Pod existente.
• –image=ubuntu: Imagem Docker a ser usada para o contêiner efêmero.
• –target=my-container: (Opcional) Especifica qual contêiner no Pod você deseja direcionar para compartilhamento de namespace. Normalmente, este é o contêiner principal no Pod.
• –interactive=true e –tty=true: Permite que você obtenha uma sessão de shell dentro do contêiner efêmero.

Uma vez que você execute o acima, você receberá um prompt de shell no contêiner efêmero dentro do Pod existente. Agora você pode executar comandos de depuração como ls, ps, netstat ou instalar pacotes extras.

Confirme a Criação do Contêiner Efêmero

Em outro terminal, ou após sair do shell do contêiner efêmero, execute:

kubectl get pod my-app-pod-abc123 -n <your-namespace> -o yaml

Você deve ver uma nova seção sob spec ou status descrevendo o contêiner efêmero.

Depurar e Solucionar Problemas

De dentro do contêiner efêmero, você pode:

• Verificar logs ou configuração do aplicativo.
• Usar ferramentas de depuração como curl, wget, telnet para verificar a conectividade da rede.
• Inspecionar variáveis de ambiente para confirmar a configuração do seu aplicativo.

# Examples

curl http://localhost:8080/health

env | grep MY_APP_

ps aux

Limpar Contêineres Efêmeros

Os containers efêmeros são removidos automaticamente quando o Pod é destruído ou após você removê-los manualmente. Para remover o container efêmero do Pod sem destruir todo o Pod (em versões suportadas), você pode aplicar um patch na especificação do Pod. No entanto, geralmente os containers efêmeros não são destinados a ter uma vida longa. Uma vez que você delete o Pod ou diminua a escala da sua implantação, o container efêmero também será removido.

Notas Específicas para Serviços Gerenciados

Amazon EKS

• Assegure-se de que seu cluster EKS esteja rodando o Kubernetes 1.23 ou superior.
• Confirme se as permissões do IAM permitem que você execute o kubectl debug.
• Se estiver utilizando versões mais antigas do EKS (1.22 ou anteriores), será necessário habilitar o recurso EphemeralContainers.

Azure AKS

• Use o Azure CLI (az aks update) para atualizar seu cluster AKS para uma versão compatível, se necessário.

Confirme se o contexto do seu kubectl está configurado para o cluster AKS:

az aks get-credentials --resource-group <rg-name> --name <cluster-name>

Outros Clusters Gerenciados ou On-Premises

• Verifique a documentação do seu cluster ou pergunte ao seu provedor para confirmar se os containers efêmeros estão habilitados.
• A maioria das soluções on-prem modernas (OpenShift, Rancher, etc.) têm os containers efêmeros habilitados por padrão a partir do Kubernetes 1.23 em diante, mas talvez seja necessário habilitar manualmente o recurso se estiver em uma versão mais antiga.

Melhores Práticas

• Use Imagens Mínimas: Escolha imagens leves para reduzir o overhead (por exemplo, busybox, imagens de debug distroless).
• Restringir RBAC: Limite quem pode criar containers efêmeros para minimizar os riscos de segurança potenciais.
• Registrar Todas as Sessões de Depuração: Acompanhe o uso de containers efêmeros para auditoria e conformidade.
• Não Depender de Containers Efêmeros: Eles são apenas para depuração. Se você precisa de um container auxiliar permanente, configure-o na especificação do Pod desde o início.

Conclusão

Os containers efêmeros são uma maneira versátil e poderosa de solucionar problemas em tempo real sem impactar os containers de aplicativos principais. Esteja você executando o Kubernetes no EKS, AKS, localmente ou em outra solução gerenciada, entender e usar containers efêmeros pode diminuir significativamente o seu tempo médio para recuperação (MTTR) e melhorar a eficiência operacional.

Eles complementam métodos tradicionais de solução de problemas e devem fazer parte do arsenal de ferramentas de qualquer equipe de plataforma para diagnosticar problemas complexos de aplicativos. Seguindo os passos descritos acima, você pode implantar com confiança containers efêmeros em seu ambiente e otimizar seus processos de depuração.

Nota do Autor: Extraído da solução de problemas do Kubernetes do mundo real, este guia tem como objetivo ajudá-lo a depurar Pods rapidamente e sem interrupções em Ambientes de Produção.