Desafio Técnico DevOps

Infraestrutura Completa em GKE com Terraform, Ansible e GitHub Actions

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Índice

• Visão Geral
• Tecnologias Utilizadas
• Arquitetura
• Pré-requisitos
• Como Executar
• Estrutura do Projeto
• Testes e Validação
• Segurança
• CI/CD

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Visão Geral

Este repositório contém uma infraestrutura completa de DevOps implementada na Google Cloud Platform (GKE), demonstrando:

• ✅ Infraestrutura como Código com Terraform
• ✅ Automação de Configuração com Ansible
• ✅ Kubernetes de Alta Disponibilidade (2 nodes)
• ✅ HTTPS Automático com Let's Encrypt
• ✅ Monitoramento Completo (Prometheus + Grafana + Alertmanager)
• ✅ Logs Centralizados (Loki + Promtail)
• ✅ Gerenciamento de Secrets (HashiCorp Vault)
• ✅ CI/CD Automatizado (GitHub Actions)
• ✅ Segurança (Network Policies + RBAC)
• ✅ Auto-scaling (HPA)

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Tecnologias Utilizadas

Infraestrutura

• Google Cloud Platform
• Terraform v1.6+
• Ansible v2.15+

Kubernetes

• GKE (Google Kubernetes Engine)
• Helm
• Ingress Nginx
• Cert-Manager (Let's Encrypt)

Observabilidade

• Prometheus
• Grafana
• Loki + Promtail

Segurança

• HashiCorp Vault
• Network Policies
• RBAC (Role-Based Access Control)

CI/CD

• GitHub Actions

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Arquitetura

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                         INTERNET / USERS                         │
└────────────────────────────┬────────────────────────────────────┘
                             │ HTTPS (443)
                             ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    INGRESS NGINX CONTROLLER                      │
│              (Load Balancer + SSL Termination)                   │
│                  Cert-Manager (Let's Encrypt)                    │
└────────────────────────────┬────────────────────────────────────┘
                             │
                             ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    GOOGLE KUBERNETES ENGINE                      │
│  ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │           APPLICATION (WhoAmI - 2+ replicas)             │   │
│  │   ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────┐             │   │
│  │   │  Pod 1   │  │  Pod 2   │  │  Pod 3   │   HPA       │   │
│  │   └──────────┘  └──────────┘  └──────────┘             │   │
│  └──────────────────────────────────────────────────────────┘   │
│                                                                   │
│  ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │              OBSERVABILITY STACK                         │   │
│  │  ┌────────────┐  ┌──────────┐  ┌─────────────────┐     │   │
│  │  │ Prometheus │  │ Grafana  │  │  Alertmanager   │     │   │
│  │  └────────────┘  └──────────┘  └─────────────────┘     │   │
│  │  ┌────────────┐  ┌──────────┐                          │   │
│  │  │    Loki    │  │ Promtail │                          │   │
│  │  └────────────┘  └──────────┘                          │   │
│  └──────────────────────────────────────────────────────────┘   │
│                                                                   │
│  ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │                 SECURITY & SECRETS                       │   │
│  │  ┌────────────┐  ┌──────────────────┐                   │   │
│  │  │   Vault    │  │ Network Policies │                   │   │
│  │  └────────────┘  └──────────────────┘                   │   │
│  └──────────────────────────────────────────────────────────┘   │
│                                                                   │
│  ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐   │
│  │                    NODES (2x)                            │   │
│  │  ┌─────────────────┐      ┌─────────────────┐           │   │
│  │  │   Node 1 (e2)   │      │   Node 2 (e2)   │           │   │
│  │  │  2 vCPU + 4GB   │      │  2 vCPU + 4GB   │           │   │
│  │  └─────────────────┘      └─────────────────┘           │   │
│  └──────────────────────────────────────────────────────────┘   │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                             ▲
                             │
                   ┌─────────┴──────────┐
                   │   TERRAFORM (IaC)   │
                   │   ANSIBLE (Config)  │
                   │  GITHUB ACTIONS     │
                   └─────────────────────┘

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✅ Requisitos Atendidos

Requisito	Status	Tecnologia	Observação
Kubernetes HA	✅	GKE (2 nodes)	Alta disponibilidade com múltiplos nodes
HTTPS Automático	✅	Cert-Manager + Let's Encrypt	Certificado válido e renovação automática
Monitoramento	✅	Prometheus + Grafana + Alertmanager	Dashboards e alertas configurados
Logs Centralizados	✅	Loki + Promtail	Agregação de logs dos pods
CI/CD	✅	GitHub Actions	Deploy automático a cada push
Vault	✅	HashiCorp Vault	Gerenciamento de secrets
Segurança	✅	Network Policies + RBAC	Isolamento de rede e controle de acesso
Escalabilidade	✅	HPA (Horizontal Pod Autoscaler)	Auto-scaling baseado em CPU
IaC	✅	Terraform	Infraestrutura reproduzível
Automação	✅	Ansible	Configuração automatizada

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Pré-requisitos

Ferramentas Necessárias

# Terraform
terraform --version  # >= 1.6.0

# Google Cloud SDK
gcloud --version

# Kubectl
kubectl version --client

# Ansible
ansible --version  # >= 2.15

# Helm (opcional)
helm version

Conta GCP

• Conta Google Cloud ativa
• Projeto GCP criado
• APIs habilitadas:
  • Kubernetes Engine API
  • Compute Engine API
• Service Account com permissões:
  • roles/container.admin
  • roles/compute.admin

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Como Executar

Opção 1: Deploy Automático (Recomendado)

# 1. Clonar repositório
git clone https://github.com/wlazevedo/DevOps_Desafio.git
cd DevOps_Desafio

# 2. Configurar credenciais GCP
gcloud auth login
gcloud config set project SEU-PROJECT-ID

# 3. Provisionar infraestrutura
cd terraform
terraform init
terraform apply -auto-approve

# 4. Configurar kubectl
gcloud container clusters get-credentials devops-challenge-cluster \
  --zone us-central1-a \
  --project SEU-PROJECT-ID

# 5. Verificar
kubectl get nodes
kubectl get pods -A

# 6. Acessar aplicação
curl https://SEU-DOMINIO

Opção 2: Deploy com Ansible, caso seja necessário por conta de algum manifest que não foi aplicado

# Após terraform apply é criado os recursos na GCP e o terraform também roda o playbook com os manifests (path e execução do playbook.yaml dentro do main.tf). Caso queira forçar algum manifest não executado, rode os comandos a seguir:
cd ../ansible
ansible-playbook -i inventory/hosts playbook.yaml

Opção 3: Deploy via CI/CD

# Configurar secrets no GitHub:
# - GCP_SA_JSON (Service Account JSON)

# Fazer push para main
git add .
git commit -m "deploy: initial setup"
git push origin main

# Pipeline executa automaticamente

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Estrutura do Projeto

devops-challenge/
├── README.md                          # Este arquivo
├── .gitignore                         # Arquivos ignorados
├── .github/
│   └── workflows/
│       └── deploy.yml                 # Pipeline CI/CD
├── terraform/
│   ├── main.tf                        # Configuração principal
│   ├── variables.tf                   # Variáveis
│   ├── outputs.tf                     # Outputs
│   └── providers.tf                   # Providers GCP
├── ansible/
│   ├── playbook.yaml                  # Playbook principal
│   ├── inventory/
│   │   └── hosts                      # Inventário
│   └── roles/                         # Roles customizadas
├── k8s/
│   ├── namespace.yaml                 # Namespace da aplicação
│   ├── deployment.yaml                # Deployment WhoAmI
│   ├── service.yaml                   # Service
│   ├── ingress.yaml                   # Ingress + TLS
│   └── hpa.yaml                       # Horizontal Pod Autoscaler
├── monitoring/
│   ├── dashboards/                    # Dashboards Grafana
│   ├── alerts/                        # Regras de alerta
│   └── loki/                          # Configuração Loki
├── logging/
│   └── promtail-config.yaml           # Configuração Promtail
├── security/
│   ├── network-policy.yaml            # Network Policies
│   └── vault/                         # Configurações Vault
├── health/
│   └── health-check.sh                # Script de health check
└── docs/
    ├── arquitetura.md                 # Documentação da arquitetura
    ├── setup-guide.md                 # Guia de instalação
    └── troubleshooting.md             # Solução de problemas

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Testes e Validação

Teste 1: Aplicação funcionando

# Verificar pods
kubectl get pods -n devops-challenge

# Resultado esperado: 2+ pods Running
# whoami-xxx  1/1  Running

Teste 2: HTTPS funcionando

# Testar certificado SSL
curl -v https://devops-walax.ddns.net

# Resultado esperado:
# ✓ SSL certificate verify ok
# ✓ HTTP/2 200

Teste 3: Load Balancing

# Ver hostnames diferentes
for i in {1..10}; do 
  curl -s https://devops-walax.ddns.net | grep Hostname
done

# Resultado esperado: Hostnames alternando entre pods

Teste 4: Auto-scaling (HPA)

# Ver estado do HPA
kubectl get hpa -n devops-challenge

# Gerar carga
kubectl run load-generator --image=busybox --rm -it -- /bin/sh
while true; do wget -q -O- http://whoami.devops-challenge.svc.cluster.local; done

# Observar escalando
watch kubectl get hpa,pods -n devops-challenge

Teste 5: Alta Disponibilidade

# Deletar um pod
kubectl delete pod -n devops-challenge -l app=whoami --force

# Verificar recriação automática
kubectl get pods -n devops-challenge -w

# Resultado esperado: Pod recriado em ~10s

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📊 Monitoramento

Acessar Grafana

# Port-forward
kubectl port-forward -n monitoring svc/kube-prometheus-stack-grafana 3000:80

# Abrir navegador: http://localhost:3000
# User: admin
# Password: prom-operator

Dashboards Disponíveis

• Kubernetes / Compute Resources / Cluster: Visão geral do cluster
• Kubernetes / Compute Resources / Namespace (Pods): Métricas por namespace
• Kubernetes / Networking / Cluster: Tráfego de rede
• Node Exporter / Nodes: Métricas de hardware dos nodes
• Nginx Ingress Controller: Métricas do Ingress

Acessar Prometheus

kubectl port-forward -n monitoring svc/kube-prometheus-stack-prometheus 9090:9090
# Abrir: http://localhost:9090

Consultar Logs (Loki)

# No Grafana → Explore → Datasource: Loki

# Queries úteis:
{namespace="devops-challenge"}
{namespace="devops-challenge"} |= "error"
{namespace="devops-challenge", app="whoami"}

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Segurança

Network Policies

# Ver policies aplicadas
kubectl get networkpolicy -n devops-challenge

# Política: Apenas Ingress e Monitoring podem acessar aplicação

RBAC

# Ver roles e bindings
kubectl get roles,rolebindings -n devops-challenge

Vault

# Acessar Vault
kubectl port-forward -n vault svc/vault 8200:8200

# Abrir: http://localhost:8200
# Token root: ver em kubectl logs vault-0 -n vault

Secrets

# Ver secrets (sem expor valores)
kubectl get secrets -n devops-challenge

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CI/CD

Pipeline GitHub Actions

O pipeline é disparado automaticamente a cada push na branch main.

Etapas:

1. Checkout do código
2. Autenticação no GCP
3. Configuração do kubectl
4. Aplicação de dashboards e alertas
5. Aplica secret simples no vault
6. Health checks
7. Verificação de status

Ver pipeline:

GitHub → Actions → Ver último workflow

Testar pipeline:

Run workflow - workflow dispatch 

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Fontes e Referências para realizar o projeto

• Kubernetes Documentation
• Google Cloud Documentation
• Terraform Registry
• Prometheus Community
• Grafana Labs
• Vault HashiCorp Dev Mode
• Cert-manager
• Kube-prometheus-stack
• Promtail + Loki

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