Que es Kubernetes?

Los procesos de implementación de aplicaciones han cambiado considerablemente en los últimos años y la práctica de contenerización de aplicaciones se ha extendido. Es un método de empaquetamiento de aplicaciones y sus dependencias en contenedores aislados que se pueden implementar y ejecutar en prácticamente cualquier entorno de tiempo de ejecución. Una popular plataforma de orquestación de contenedores es Kubernetes, y proporciona herramientas para automatizar la implementación, escalado y gestión de aplicaciones en contenedores, reduciendo la complejidad y el esfuerzo requerido para estas operaciones.

K8S. ¿Qué es en términos simples?

Kubernetes (k8s) es una plataforma abierta y extensible para automatizar la implementación, el escalado y la administración de aplicaciones en contenedores desarrolladas por el equipo de Google. Proporciona un conjunto de funciones y herramientas para administrar de manera eficiente contenedores con aplicaciones en entornos distribuidos.

Beneficios clave de K8:

• La implementación y administración automatizadas de contenedores permite a los desarrolladores administrar de manera eficiente un clúster de contenedores. Proporciona herramientas para iniciar, cerrar y monitorear contenedores, así como para administrar y equilibrar la carga entre los nodos del clúster.
• Escalabilidad de apps en horizontal y vertical. Responde automáticamente a los cambios de carga y puede aumentar o disminuir la cantidad de instancias de contenedores para garantizar un rendimiento y una disponibilidad óptimos.
• La autorreparación integrada es capaz de detectar y reparar contenedores o nodos fallidos automáticamente, lo que garantiza el funcionamiento ininterrumpido de la aplicación.
• Utilizando un modelo declarativo, en el que los desarrolladores definen un estado deseado del sistema y Kubernetes independientemente alinea el sistema a ese estado. Esto simplifica el proceso de implementación y administración de aplicaciones, lo que garantiza la coherencia y la previsibilidad en el entorno.
• Soporte para diferentes entornos. Kubernetes permite que los contenedores se implementen en diferentes plataformas, incluidos los proveedores de la nube (por ejemplo, AWS, Google Cloud, Microsoft Azure) y sus propios servidores locales. Esto proporciona flexibilidad y versatilidad en la elección de la infraestructura.

Historia de K8S

La historia de Kubernetes comenzó con el proyecto de Google para desarrollar un sistema para administrar internamente aplicaciones escalables. En 2003, Google comenzó a usar un sistema llamado Borg para administrar sus aplicaciones y recursos distribuidos en toda la empresa. Borg proporcionó implementación automática, escalado, monitoreo y administración de recursos.

En 2014, los ingenieros de Google decidieron crear una versión abierta y accesible de un sistema de gestión de contenedores basado en la experiencia y los principios de Borg. Comenzaron a desarrollar un proyecto llamado Kubernetes. Google creía que la creación de contenedores y la orquestación de aplicaciones eran partes importantes del desarrollo y la gestión de aplicaciones modernas, y decidió compartir sus conocimientos y herramientas con la comunidad de desarrolladores en general.

Google anunció la primera versión pública de Kubernetes en junio de 2014. La plataforma se lanzó como código abierto y se entregó a la nube Native Computing Foundation (CNCF), una organización que apoya el desarrollo de tecnologías y proyectos en la nube. Desde su lanzamiento, Kubernetes ha recibido un amplio apoyo y ha atraído una gran atención de la comunidad de desarrolladores y la industria. Se ha convertido en el estándar de facto para administrar aplicaciones en contenedores. Y ahora es uno de los proyectos en desarrollo más activos en la CNCF.

Kubernetes continúa evolucionando hoy. Está atrayendo a más y más empresas y organizaciones que lo utilizan para administrar sus aplicaciones en diferentes infraestructuras. Kubernetes proporciona herramientas poderosas para implementar, escalar y administrar aplicaciones en varias plataformas, incluidos proveedores de nube como Serverspace y entornos locales.

k8s ha experimentado cambios y desarrollo significativos en los últimos años, y ahora es una parte integral del desarrollo moderno de Devops y aplicaciones en la nube. Había un montón de nuevas versiones con nuevas características y mejoras. Empresas y organizaciones de todo el mundo están utilizando activamente Kubernetes para administrar sus aplicaciones de contenedor. El ecosistema alrededor de la plataforma está en constante crecimiento.

Kubernetes arquitectura

1. Nodo maestro o nodo del plano de control. Allí se realizan la mayoría de las tareas importantes de gestión y administración de un clúster k8s. Consta de cuatro componentes principales:

• El API El servidor proporciona una interfaz para comunicarse con el Kubernetes API.
• Los controladores brindan administración y monitoreo de clústeres, incluido el controlador de implementación, el controlador de replicación y otros.
• El programador es responsable de programar e implementar pods en nodos de trabajo según los requisitos de recursos y las políticas de implementación.
• etcd es un repositorio de clave-valor distribuido que se utiliza para almacenar la configuración y el estado del clúster.

2. Los nodos se utilizan para hacer referencia a las máquinas físicas o virtuales en las que se ejecutan y operan los contenedores. Cada nodo representa un nodo trabajador en un Kubernetes grupo. El nodo es el entorno de ejecución de los contenedores y proporciona recursos e instalaciones para ejecutar aplicaciones en los contenedores. El nodo ejecuta un Kubernetes agente llamado Kubelet, que administra el ciclo de vida de los contenedores y pods en este nodo.

Cada nodo tiene sus propios recursos informáticos (CPU, memoria, almacenamiento) e interfaces de red. Los nodos están conectados a los nodos maestros a través de la red para intercambiar información sobre el estado del clúster y recibir comandos para colocar y administrar contenedores.

• Kubelet es un agente instalado en cada nodo trabajador que administra y controla los contenedores en los pods ubicados en este nodo;
• Kube-proxy proporciona conectividad de red para pods, incluido el proxy y el equilibrio de carga;
• Container Runtime es responsable de ejecutar y administrar contenedores, por ejemplo Docker, Contenedor, CRI-O.

3. Los pods son una unidad implementable básica y mínima que reúne uno o más contenedores y les proporciona un entorno de tiempo de ejecución aislado. Los pods son el componente básico para alojar y administrar contenedores en Kubernetes.

4. Servicios: una abstracción que proporciona un punto de acceso persistente a un grupo de pods y equilibrio de carga entre ellos.

5. Componentes opcionales:

• El controlador de replicación permite ejecutar y administrar varias instancias de pods para mejorar la resiliencia y la escalabilidad de las aplicaciones.
• Los volúmenes persistentes permiten que las aplicaciones retengan datos en almacenamiento persistente incluso cuando se reinician o mueven pods.
• Las configuraciones y los secretos incluyen ConfigMaps para almacenar datos de configuración y secretos para almacenar de forma segura información confidencial, como contraseñas o claves de acceso.
• Ingress Controller brinda administración del tráfico de red entrante en el clúster, lo que permite la configuración del enrutamiento y el equilibrio de carga para los servicios.
• NombrespaLos ces se utilizan para el particionamiento lógico y el aislamiento de recursos en el clúster, lo que permite la creación de grupos virtuales para aplicaciones y usuarios.
• Kubernetes se integra con varios sistemas de monitoreo y registro, como Prometheus, Grafana, ELK Stack y otros, para proporcionar observabilidad y análisis del estado de las aplicaciones y los clústeres.

Kubernetes tareas

El sistema de gestión de contenedores realiza una serie de tareas importantes relacionadas con la gestión de contenedores:

• Despliegue de contenedores y gestión de estado. Kubernetes proporciona la capacidad de iniciar, apagar y reiniciar contenedores. Esto garantiza que las aplicaciones requeridas se estén ejecutando y se mantengan actualizadas.
• Aplicaciones de escalado. Kubernetes permite que las aplicaciones se escalen ejecutando múltiples contenedores simultáneamente en una gran cantidad de hosts. Esto asegura un uso más eficiente de los recursos y mejora la resiliencia del sistema.
• Balanceo de carga. Kubernetes equilibra automáticamente la carga entre contenedores, distribuyéndola uniformemente y asegurando un rendimiento óptimo del sistema. Utilizando el Kubernetes API, Kubernetes agrupa los contenedores de forma lógica, define sus grupos y ubicación, lo que promueve el uso eficiente de los recursos.

Kubernetes proceso de instalación

El Kubernetes servicio que puede solicite existentes Serverspace panel de control seleccionando la versión, la ubicación del clúster y configurando CPU, RAM y número de nodos. Allí también puede conectar el Dashboard en el panel. Pero, ¿cómo empezar a trabajar?

Puede crear y eliminar clústeres, cambiar su configuración y agregar y eliminar nodos a través de nuestro panel de control. Para otras tareas, necesitará herramientas de línea de comandos diseñadas específicamente para trabajar con clústeres.

kubectl es un Kubernetes utilidad de comando. Con él, puede ejecutar una variedad de comandos para interactuar con su Kubernetes racimos Kubectl brinda la capacidad de implementar aplicaciones, monitorear y administrar recursos de clúster y ver registros. Para obtener una lista completa de las características de kubectl, consulte la documentación oficial disponible en el Kubernetes sitio web.

Veamos la instalación de la utilidad en Ubuntu. Primero necesitas usar el siguiente comando:

Para conectarse a un Kubernetes clúster desde la línea de comandos, necesitará un archivo de configuración que contenga certificados de autenticación y otra información de conexión. Siga estos pasos para descargar el archivo a su computadora o servidor e importarlo.

Descargue el archivo de configuración a su computadora o servidor:

Ahora necesita conectarse al clúster.
Para verificar la conexión al clúster, obtenga la información de estado del clúster:

Una conexión exitosa dará como resultado la dirección en la que se ejecuta Control Plane:

Para seguir depurando y diagnosticando problemas de clúster, use 'kubectl cluster-info dump'.

Si kubectl no está configurado correctamente o no puede conectarse al Kubernetes clúster, aparecerá el siguiente mensaje en la consola:
Se rechazó la conexión al servidor "xxx.xxx.xxx.xxx:yyy". ¿Especificó el host o puerto correcto?

Utilice el siguiente comando para diagnosticar errores de conexión, que genera información detallada:

Puede utilizar el Kubernetes hoja de trucos para trabajar con kubectl y familiarizarse con los conceptos básicos Kubernetes comandos.