¿Qué es un clúster de Kubernetes?

La nube ofrece innumerables beneficios a las empresas, entre ellos flexibilidad, agilidad, portabilidad y control de costos. 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. Consisten en nodos de trabajo, que representan un host de cómputo en el que se pueden desplegar, ejecutar y administrar aplicaciones en contenedores. Los nodos de trabajo son gestionados por nodos maestros, que programan contenedores en los nodos de trabajo eligiendo dónde desplegarlos 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 aplicación y comparten Recursos, como almacenamiento o información de redes.

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 de construcción permite la disponibilidad, escalabilidad y facilidad de despliegue.

Las cargas de trabajo actuales exigen una alta disponibilidad tanto a nivel de aplicaciones 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 protege contra fallas de las aplicaciones con comprobaciones constantes del estado de los nodos y contenedores. Si un contenedor se va abajo, la autocorrección y la replicación resuelven la falla. Los equilibradores de carga integrados distribuyen la carga de trabajo entre los recursos disponibles para reducir el impacto de los picos de tráfico, las horas punta o las interrupciones del servicio.

Este mismo uso eficiente de los recursos desempeña un papel en el escalamiento. La adición y eliminación de nuevos servidores se simplifica, lo que permite un escalado horizontal sin problemas. El auto-scaling aumenta la ejecución de contenedor en función de las métricas especificadas. Los controles de replicación terminan el exceso de pods si se están ejecutando demasiados o inician pods si hay muy pocos.

Para profundizar en la arquitectura de Kubernetes, consulte el siguiente video: "Kubernetes Explained":

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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 a través del despliegue automatizado. También funciona bien con versiones canary, lo que permite que los despliegues de nuevas versiones se ejecuten en paralelo a las versiones anteriores, verificando la confiabilidad de la nueva versión antes de pasar 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. El monitoreo tradicional indica si un programa, servicio o herramienta está activo (en ejecución) o inactivo (no en ejecución). Para los microservicios, el enfoque de subida/bajada es demasiado estricto, ya que un microservicio de una sola función podría estar inactivo sin causar un impacto en el negocio. Las herramientas de monitoreo modernas deben ofrecer distinciones más refinadas e integrarse mejor con diversas plataformas y aplicaciones mutables.

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