¿Qué es Kubernetes?
Kubernetes es el orquestador más popular para el despliegue y escalado de sistemas de contenedores. Puede utilizar Kubernetes para crear y distribuir de forma fiable sus aplicaciones que utilizan soluciones cloud . En este artículo, explicaremos qué puede hacer Kubernetes y cómo empezar a ejecutar sus propias soluciones de contenedores.
¿Qué es Kubernetes?
Kubernetes es un sistema open source que automatiza las tareas de despliegue de contenedores . Fue desarrollado originalmente por Google, pero ahora se mantiene en el marco de la Cloud Native Computing Foundation (CNCF).
Kubernetes se ha impuesto porque resuelve muchos problemas asociados al uso de contenedores en producción . Facilita el lanzamiento de réplicas ilimitadas de contenedores, su distribución en varios hosts físicos y la puesta en marcha de una red que permita acceder a sus servicios.
La mayoría de los desarrolladores empiezan con el uso de contenedores con Docker . Aunque se trata de una herramienta completa, es una herramienta con un nivel relativamente bajo y que se basa en comandos CLI que interactúan con un contenedor a la vez.
Kubernetes proporciona abstracciones de nivel mucho más alto que permiten definir las aplicaciones y su infraestructura mediante modelos declarativos en los que puede colaborar.
¿Cómo funciona Kubernetes?
Kubernetes tiene la reputación de ser complejo , ya que tiene varios elementos móviles . Para entender cómo funcionan Kubernetes, es necesario comprender los fundamentos de cómo se integran.
Un entorno Kubernetes se denomina cluster . Este nodo está formado por uno o varios nodos . Un nodo es simplemente una máquina que ejecutará sus contenedores . Puede tratarse de un hardware físico o de una MV (máquina virtual o Virtual Machine en inglés).
Además de los nodos, el cluster dispone también de un plan de control . El plan de control coordina todas las operaciones del cluster. Permite planificar nuevos contenedores en los nodos disponibles y proporcionar el servicio Kubernetes con el que interactúa.
Es posible ejecutar un cluster con varias instancias de plan de control para crear una configuración de alta disponibilidad con mayor resiliencia.
Estos son los principales componentes de Kubernetes:
Kube-apiserver
Esta es la parte del plan de control que ejecuta el servidor API. Es la única forma de interactuar con un cluster Kubernetes en ejecución. Puede enviar comandos al servidor de la API mediante la CLI de Kubectl o un cliente HTTP.
Kube-controller-manager
El administrador de controladores inicia y ejecuta los controladores integrados de Kubernetes. Un controlador es básicamente un bucle de eventos que aplica acciones después de cambios en el clúster. Crean, escalan y suprimen objetos en respuesta a eventos como solicitudes de API o aumento de la carga.
Kube-scheduler
El planificador asigna nuevos pods (contenedores) a los nodos del cluster. Determina qué nodos pueden satisfacer las exigencias del pod y, a continuación, selecciona la ubicación más óptima para maximizar el rendimiento y la fiabilidad.
Kubelet
Kubelet es un proceso de trabajo que se ejecuta en cada uno de sus nodos. Mantiene la comunicación con el plan de control de Kubernetes para recibir sus instrucciones. Kubelet es responsable de extraer imágenes de contenedores e iniciar contenedores en respuesta a las solicitudes de planificación.
Kube-proxy
El proxy es otro componente presente en los nodos individuales. Configura el sistema de red del host para que el tráfico pueda llegar a los servicios del cluster.
Kubectl suele ser el último elemento de un entorno Kubernetes en funcionamiento. Necesitará este CLI para interactuar con su cluster y sus objetos. Una vez configurado el cluster, también puede instalar el panel de control oficial o una solución de terceros para controlar Kubernetes desde una interfaz gráfica.
Ventajas de Kubernetes
Kubernetes y la contenerización ofrecen numerosas ventajas a empresas y proveedores que buscan crear y mantener aplicaciones escalables, resilientes y portátiles . Estas son algunas de las principales ventajas de Kubernetes:
Contenerización
Kubernetes se basa en la tecnología de contenedores, como Docker, para encapsular las aplicaciones y sus dependencias en unidades ligeras y aisladas denominadas contenedores. Los contenedores ofrecen varias ventajas, como una mejor utilización de los recursos, un empaquetado sencillo de las aplicaciones y un comportamiento coherente en diferentes entornos.
Escalabilidad
Kubernetes permite una escalabilidad sin esfuerzo de las aplicaciones. Le permite escalar sus aplicaciones de microservicios horizontalmente añadiendo o eliminando instancias, llamadas pods, en función de la carga de trabajo. Esto le ayuda a asegurarse de que su aplicación puede gestionar un tráfico mayor o adaptarse a requisitos de recursos mayores. Esto mejora el rendimiento y la capacidad de respuesta, y es especialmente necesario al migrar la carga de trabajo a DevOps.
Alta disponibilidad
Kubernetes admite la alta disponibilidad al proporcionar mecanismos automatizados de recuperación ante fallos y equilibrio de carga. Puede reiniciar automáticamente los contenedores defectuosos, sustituir las instancias dañinas y repartir el tráfico entre las instancias sanas. Esto garantiza que su aplicación seguirá estando disponible incluso en caso de fallo de la infraestructura o de los contenedores. Esto ayuda a reducir el tiempo de inactividad y a mejorar la fiabilidad.
Eficiencia de recursos:
Kubernetes optimiza la asignación y la utilización de los recursos gracias a sus capacidades de planificación avanzadas. Distribuye de forma inteligente los contenedores entre los nodos en función de la disponibilidad de los recursos y de las exigencias de la carga de trabajo. Esto le ayuda a maximizar el uso de los recursos informáticos, minimizar el desperdicio y reducir los costes.
Reparación automática:
Kubernetes tiene capacidad de autorreparación, lo que significa que detecta y gestiona automáticamente los problemas en el entorno de la aplicación. Si falla un contenedor o un nodo, Kubernetes puede reprogramar los contenedores en nodos que no estén dañados. También puede sustituir a las instancias que fallan e incluso realizar actualizaciones automatizadas sin interrumpir la disponibilidad global de la aplicación.
Portabilidad:
Kubernetes ofrece la portabilidad, lo que permite mover fácilmente las aplicaciones entre distintos entornos, como centros de datos in situ, nubes públicas o configuraciones híbridas. Su enfoque centrado en los contenedores garantiza que las aplicaciones y sus dependencias estén agrupadas. Esto reduce el riesgo de problemas de compatibilidad y permite una implementación sin problemas en varias plataformas de infraestructura.
Facilitación del DevOps:
Kubernetes fomenta la colaboración entre los equipos de desarrollo y explotación al proporcionar una plataforma unificada para la implementación y la gestión de aplicaciones. Permite a los desarrolladores definir configuraciones de aplicaciones en forma de código mediante manifiestos Kubernetes, lo que permite implementaciones repetibles y controladas por versión.
Los equipos operativos pueden utilizar Kubernetes para automatizar los flujos de trabajo de implementación, supervisar el estado de las aplicaciones e implementar canalizaciones de integración y entrega continuas (CI/CD).
Tipos de aplicaciones que funcionan con Kubernetes
Kubernetes puede utilizarse para desplegar una amplia gama de aplicaciones, entre las que se incluyen aplicaciones web, microservicios, bases de datos, etc. Exploremos los distintos tipos de aplicaciones que pueden desplegarse en Kubernetes.
Aplicaciones web
Las aplicaciones web son el tipo más común de aplicaciones desplegadas en Kubernetes. Normalmente están formados por varios contenedores, como un servidor web, un servidor de aplicaciones y una base de datos . Kubernetes puede gestionar fácilmente estos contenedores y asegurarse de que funcionen correctamente. Kubernetes también le permite escalar fácilmente sus aplicaciones web, tanto horizontal como verticalmente, en función de la demanda.
Las aplicaciones web también están muy bien adaptadas debido a su capacidad para ser desplegadas rápidamente y de forma continua . Mientras que las aplicaciones con largos estados de ejecución pueden alojarse en Kubernetes, las aplicaciones web suelen tener un ciclo de vida muy corto para el tratamiento de sus peticiones . Esto significa que pueden cambiar rápidamente a una nueva versión sin que ello afecte a los usuarios finales.
Microservicios:
Kubernetes es una excelente plataforma para desplegar microservicios , ya que permite desplegar cada microservicio como un contenedor independiente . Esto facilita el escalado independiente de los microservicios individuales y también le permite actualizar e implementar nuevas versiones de un microservicio sin afectar al resto de la aplicación.
Bases de datos
Las bases de datos son componentes esenciales de muchas aplicaciones, y Kubernetes también puede utilizarse para desplegarlas y gestionarlas. Existen distintos tipos de bases de datos que se pueden implementar en Kubernetes, como SQL, NoSQL y las bases de datos clave-valor (también conocidas como KVS o Key-Value Store ).
Kubernetes proporciona funciones como conjuntos con estado y volúmenes persistentes que permiten implementar bases de datos y garantizar la persistencia de sus datos incluso si los contenedores se reinician o se mueven a otro nodo.
Cuando está en la nube, puede utilizar EC2 (o una solución equivalente) para crear un almacenamiento persistente y rápido directamente en sus contenedores . Mover este almacenamiento a un nuevo contenedor también es trivial. Sus soluciones in situ son mucho más variadas y complejas de gestionar. Tenga cuidado en este ámbito, ya que los problemas de almacenamiento pueden poner fin rápidamente a sus aventuras con las bases de datos Kubernetes.
Big Data
Kubernetes también puede utilizarse para desplegar aplicaciones de big data como Apache Spark y Hadoop. Estas aplicaciones requieren un gran número de recursos para poder funcionar, y Kubernetes puede gestionar estos recursos eficazmente. Kubernetes también puede utilizarse para orquestar el despliegue de diferentes componentes de big data , como la ingesta, el tratamiento y el almacenamiento de datos.
Aprendizaje automático
Kubernetes proporciona funciones como las cuotas de recursos y los límites de recursos que se pueden utilizar para garantizar que los modelos de aprendizaje automático funcionen correctamente.
IoT
El internet de las cosas (IoT) es un dominio en plena expansión que consiste en conectar dispositivos físicos a internet. Kubernetes puede utilizarse para desplegar y gestionar aplicaciones IoT, incluidas las aplicaciones de edge computing.
Soluciones de contenedores
Las soluciones de contenedores están bien adaptadas a Kubernetes, ya que ofrecen una orquestación potente y flexible para gestionar los despliegues de contenedores a gran escala. Con Kubernetes, puede desplegar y gestionar fácilmente soluciones de contenedores en entornos cloud o en entornos in situ.
OVHcloud y Kubernetes
Servicio Managed Kubernetes® gratuito para orquestar sus contenedores
Kubernetes® es el orquestador de contenedores de referencia del sector. Utilizado por empresas de todos los tamaños, facilita el despliegue, la resiliencia y la escalabilidad de las aplicaciones, incluso en infraestructuras híbridas o multicloud.
El servicio Managed Kubernetes® se basa en las instancias Public Cloud de OVHcloud. Gracias a los balanceadores de carga de OVHcloud y a los discos adicionales integrados, podrá alojar todo tipo de cargas y garantizar una reversibilidad total.
FAQ
¿Diferencias entre Kubernetes y Docker?
Docker empaqueta y despliega aplicaciones en contenedores ligeros, mientras que Kubernetes automatiza el despliegue y la gestión de estos contenedores a escala. Juntos, forman un potente ecosistema para el desarrollo y la gestión de aplicaciones modernas.
¿Kubernetes es una herramienta DevOps?
Kubernetes, bien utilizado en las prácticas DevOps, automatiza el despliegue, la gestión y el escalado de las aplicaciones, facilitando la colaboración entre los equipos de desarrollo y de explotación para despliegues ágiles y escalables.