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Qué es

Es una aplicación para la orquestación de contenedores que permite desplegar aplicaciones distribuidas.

Permite múltiples entornos: local, en la nube o híbrido.

Ventajas

  1. Escalabilidad automática: Podemos aumentar el número de nodos de cómputo
  2. Resiliencia: Si un componente se cae, se levanta automáticamente (en algunas ocasiones se requiere intervención manual)
  3. Despliegue continuo: Una vez se han hecho cambios, se puede subir todo con un solo comando
  4. Portabilidad: La especificación de archivos YAML (configuraciones) permite utilizarlo en diferentes entornos

Componentes de Kubernetes

  • Nodo maestro: Gestiona el cluster y coordina las tareas
  • API Server: Punto de comunicación para gestionar el cluster
  • Scheduler: Asigna los recursos a los pods
  • Controller manager: Supervisa y mantiene el estado deseado

  • etcd: Base de datos para almacenar configuración y métricas

  • Nodos trabajadores: Ejecutan los contenedores y se comunican con el nodo maestro

  • Kubelet: Ejecuta los pods
  • Kube proxy: Gestiona el enrutamiento y balanceo de carga
  • Runtime de los contenedores: Docker o containerd

Elementos de Kubernetes

  1. Pod: Es la unidad básica de Kubernetes, puede tener uno o más contenedores que comparten el mismo almacenamiento o red y se ejecutan como una sola instancia. Los pods son efímeros y deben ser administrados por los Deployments y los StatefulSets.

  2. Service: Permite exponer un conjunto de pods como un servicio de red (IP y puerto). Existen 3 tipos:

  3. ClusterIP: Una IP independiente dentro del cluster
  4. NodePort: Un puerto accesible por los contenedores de su propia red

  5. LoadBalancer: Balanceador de carga, cumple la función de redirigir tráfico

  6. Deployments: Se utiliza para gestionar la implementación y ciclo de vida de los pods. Permite restauración automática en caso de fallos.

  7. StatefulSet: Es un controlador que gestiona aplicaciones con estado. También permite tener un esquema de almacenamiento, despliegue y eliminación predecible.

  8. ConfigMap: Permite almacenar valores de configuración no sensibles.

  9. Secret: Similar a ConfigMap pero con valores encriptados para información sensible.

Conceptos Teóricos Adicionales

Orquestación de contenedores: Proceso de automatizar el despliegue, gestión, escalado y networking de contenedores. Kubernetes es el estándar de facto en la industria para esta tarea.

Cluster de Kubernetes: Conjunto de nodos (máquinas físicas o virtuales) que ejecutan aplicaciones en contenedores. Un cluster típico tiene al menos un nodo maestro y múltiples nodos trabajadores.

Estado deseado: Concepto fundamental en Kubernetes donde se declara el estado objetivo del sistema (número de réplicas, recursos, configuraciones) y Kubernetes trabaja automáticamente para mantener ese estado.

Aplicaciones con estado vs sin estado: Las aplicaciones con estado (stateful) mantienen datos persistentes entre sesiones (bases de datos), mientras que las sin estado (stateless) no mantienen datos de sesión (servicios web).