¿Qué es la orquestación de contenedores?

¿Qué es un contenedor en la nube?

Un contenedor en la nube (cloud container) es una unidad de despliegue estandarizada que encapsula todo lo necesario para ejecutar una aplicación. Este proceso combina código, bibliotecas, dependencias y configuraciones específicas para facilitar la formación y la rápida implementación de servicios en entornos heterogéneos. Por ejemplo, una instancia de contenedor puede ejecutarse en distintas plataformas como Kubernetes, Swarm o AWS sin tener que preocuparse por las diferencias de infraestructura.

Los contenedores en la nube son una solución ideal para el despliegue de aplicaciones como servicios continuos. Su encapsulado permite que la aplicación sea independiente de su entorno, lo que favorece una mejor portabilidad entre diferentes sistemas, sobre todo gracias a la eficiencia de la red. El estado de los contenedores también es un elemento clave que debe supervisarse para garantizar su correcto funcionamiento.

A diferencia de las máquinas virtuales (máquinas virtuales o MV), que contienen un sistema operativo completo, los contenedores comparten el núcleo del host, lo que hace que las instancias sean más ligeras, más rápidas en el inicio y más eficientes en términos de recursos. Esto es especialmente cierto en los entornos de AWS, donde la eficiencia tiene un impacto significativo en el coste final del servicio.

Esto permite desplegar más contenedores en la misma infraestructura, lo que representa una ventaja en los entornos de cloud container. Por lo tanto, el debate container vs. MV se plantea a menudo en una empresa, pero está claro que cada tecnología tiene sus propias ventajas, en función del tipo de aplicaciones y servicios utilizados.

El uso de contenedores garantiza que las aplicaciones funcionen de forma coherente, ya sea que se ejecuten localmente, in situ o en la nube. Los servicios implementados a través de contenedores pueden replicarse y ajustarse más rápidamente. Este enfoque simplifica los esfuerzos de desarrollo y, al mismo tiempo, reduce el riesgo de incompatibilidad para aplicaciones críticas.

✓ Los contenedores suelen agruparse en unidades denominadas pods. En Kubernetes, un pod es el objeto de despliegue más pequeño y sencillo. Puede contener uno o varios contenedores que comparten la misma red y el mismo espacio de almacenamiento, lo que facilita su comunicación.

¿Para qué sirven las plataformas de orquestación de contenedores?

El uso de contenedores a gran escala requiere herramientas de orquestación, que permiten gestionar cientos o incluso miles de contenedores repartidos en varios servidores o en un cluster. Estas plataformas de orquestación realizan varias funciones esenciales para garantizar que cada aplicación y servicio funcione de forma eficiente y continua:

• Automatización del despliegue: la orquestación de contenedores (mediante Kubernetes) permite desplegar contenedores automáticamente en varios nodos en función de los recursos disponibles y de la carga de trabajo. Esto elimina la necesidad de un despliegue manual, largo y propenso a errores, al proporcionar una implementación rápida y estandarizada de los entornos de producción.
   
• Gestión de actualizaciones y rollbacks: podrá desplegar una actualización para sus servicios contenedores sin causar interrupciones. Esto significa que sus aplicaciones seguirán estando disponibles en la nube, incluso si surge algún problema durante una actualización. Por ejemplo, puede desplegar una nueva versión de una aplicación en una parte de los contenedores en la nube y, en caso de problema, volver a la versión anterior sin que ello afecte a los usuarios.
   
• Balanceo de la carga: una buena gestión del balanceo de la carga es esencial para evitar las sobrecargas de un servidor específico. Las plataformas de orquestación distribuyen la carga entre diferentes contenedores de forma dinámica, garantizando así un uso óptimo de los recursos.
   
• Tolerancia a fallos: si falla un servidor o un contenedor, el orquestador detecta automáticamente el problema y vuelve a desplegar el contenedor defectuoso en otro nodo disponible. Esto permite mantener un alto nivel de disponibilidad y garantizar la continuidad de los servicios.
   
• Supervisión y mantenimiento: las herramientas de orquestación ofrecen funciones de supervisión que permiten realizar un seguimiento del estado de los contenedores en tiempo real. Además, permiten detectar anomalías y tomar las medidas adecuadas para prevenir los fallos antes de que afecten a los usuarios finales.

¿Cómo funciona la orquestación de contenedores?

La orquestación de contenedores se basa en herramientas y procesos automatizados que gestionan la forma en que se distribuyen, supervisan y actualizan los contenedores. Determina automáticamente la formación óptima de los contenedores en un cluster, teniendo en cuenta las capacidades de cada nodo. Este proceso garantiza que los recursos de procesador y memoria se utilicen de forma eficiente para cada instancia implementada. Los componentes principales del funcionamiento de la orquestación son los siguientes:

• Programación de contenedores: cuando se implementa una aplicación, la herramienta de orquestación decide en qué servidor o nodo se debe ejecutar cada contenedor. Esta programación tiene en cuenta los recursos disponibles, como la capacidad de procesador y memoria, y distribuye de forma inteligente los contenedores para evitar el sobreconsumo de un nodo.
   
• Escalado automático: una de las ventajas más importantes de la orquestación es la capacidad de ajustar automáticamente el número de contenedores en función de las necesidades en tiempo real. Si una aplicación experimenta un gran aumento de carga, el orquestador puede implementar nuevos contenedores de forma instantánea para absorber la carga y reducirlos cuando disminuya la demanda.
   
• Gestión de configuraciones y secretos: los contenedores suelen necesitar acceder a datos sensibles, como las claves de acceso a las bases de datos o la API. La orquestación permite gestionar estos secretos de forma segura, garantizando que solo los contenedores afectados puedan acceder a ellos, sin poner en peligro la seguridad.
   
• Supervisión y recuperación automática: un aspecto importante de la orquestación es la supervisión constante de contenedores. Si se produce un error en un contenedor, se reinicia automáticamente o se despliega en otro nodo. Sus aplicaciones y servicios estarán siempre disponibles, independientemente de las circunstancias.
   
• Redes: el orquestador configura y gestiona la comunicación entre los distintos contenedores. Se asegura de que cada contenedor disponga de una dirección IP única y de una red privada segura, lo que garantiza una comunicación fluida entre las distintas partes de una aplicación.

💡 La arquitectura de microservicios es esencial para las aplicaciones modernas. Los microservicios permiten dividir una aplicación compleja en una serie de servicios independientes. De este modo, cada servicio puede desarrollarse, desplegarse y gestionarse por separado.

Herramientas de orquestación

Existen diversas herramientas de orquestación de contenedores. Cada herramienta tiene sus propias ventajas. Entre los más populares encontramos Kubernetes y Docker Swarm. Estas soluciones se utilizan comúnmente en entornos cloud para gestionar infraestructuras contenerizadas.

✓ Aunque es menos conocido que Kubernetes u OpenShift, Mesos es una potente solución utilizada por algunas empresas para gestionar un cluster de contenedores a gran escala.