¿Qué es un clúster de Kubernetes?

La nube ofrece numerosos beneficios a la empresa, como flexibilidad, agilidad, portabilidad y control de costes. Sin embargo, con estos beneficios viene la complejidad de gestionar la nube y entregar las aplicaciones que en ella residen. Kubernetes es una plataforma de orquestación de contenedores que puede ayudar a aliviar esas complejidades.

Los clústeres proporcionan la base arquitectónica de Kubernetes. Piense en los clústeres como bloques de construcción que permiten una entrega rápida y controlada de aplicaciones en la nube. Un clúster de Kubernetes es un conjunto de máquinas conectadas que funcionan juntas como una sola unidad. Se componen de nodos de trabajo, que representan un host de procesamiento en el que se pueden implementar, ejecutar y gestionar aplicaciones en contenedores. Los nodos trabajadores son gestionados por nodos maestros, que programan contenedores en los nodos trabajadores eligiendo dónde implementarlos en función de la capacidad disponible y la configuración definida por el usuario.

Los scripts especifican la configuración del contenedor y qué recursos se necesitan para ejecutar la aplicación, como almacenamiento persistente, servicios, etc. En Kubernetes, los pods son las unidades desplegables más pequeñas de un clúster y agrupan contenedores que deben tratarse como una sola unidad. Kubernetes crea pods para alojar instancias de aplicación. Los pods contienen uno o más contenedores de aplicaciones y comparten recursos, como el almacenamiento o la información de red.

Los clústeres de Kubernetes son los componentes básicos de Kubernetes y proporcionan la base arquitectónica de la plataforma. La modularidad de esta estructura de bloques permite disponibilidad, escalabilidad y facilidad de implementación.

Las cargas de trabajo actuales exigen una alta disponibilidad tanto a nivel de aplicación como de infraestructura. Al crear una capa de abstracción entre las aplicaciones y su infraestructura subyacente, Kubernetes distribuye la carga de trabajo de manera eficiente entre los recursos disponibles. Kubernetes se protege contra los fallos de las aplicaciones con comprobaciones constantes del estado de los nodos y contenedores. Si un contenedor deja de funcionar, la autorreparación y la replicación resuelven el error. Los equilibradores de carga integrados distribuyen la carga de trabajo entre los recursos abiertos para disminuir el impacto de los picos de tráfico o las interrupciones.

Este mismo uso eficiente de los recursos juega un papel en la escalabilidad. La adición y eliminación de nuevos servidores se simplifica, lo que permite un escalado horizontal sin fisuras. El escalado automatizado aumenta el número de contenedores en funcionamiento según métricas especificadas. Los controles de replicación terminan el exceso de pods si hay demasiados en ejecución o inician los pods si hay muy pocos.

Para profundizar en la arquitectura de Kubernetes, consulte el siguiente vídeo: "Explicación de Kubernetes":

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La velocidad es esencial para los desarrolladores. Kubernetes está diseñado para adaptarse a la rápida creación, prueba y lanzamiento de software. Las versiones nuevas o actualizadas se propagan mediante despliegue automatizado. También funciona bien con versiones canary, permitiendo que las implementaciones de nuevas versiones se ejecuten en paralelo a las versiones anteriores, verifiquen la dependabilidad de la nueva versión antes de pasarla a producción completa.

A medida que las aplicaciones contenedoras se vuelven más granulares e independientes, la monitorización se convierte en un desafío. Ese desafío se extiende a la monitorización de clústeres de Kubernetes. La monitorización tradicional indica si un programa, servicio o herramienta está activo (en ejecución) o inactivo (no se está ejecutando). Para los microservicios, el enfoque de arriba/abajo es demasiado estricto, ya que un microservicio de una sola función podría estar abajo sin causar un impacto en el negocio. Las herramientas de monitorización modernas deben ofrecer distinciones más refinadas e integrarse mejor con diversas plataformas y aplicaciones mutables.

Prometheus —una herramienta de registro, monitorización y alertas de código abierto— está diseñada para la portabilidad y la mutabilidad de los entornos multinube y supera las limitaciones de monitorización tradicionales. Deriva métricas exhaustivas de los clústeres, los nodos y las implementaciones de Kubernetes. Prometheus utiliza pares clave-valor, que funcionan bien con la forma en que Kubernetes organiza los metadatos. Prometheus raspa y descubre automáticamente los objetivos de datos con regularidad, lo que lo convierte en una buena opción para cargas de trabajo efímeras.