Kubernetes: ¿qué es y cómo funciona?

Kubernetes ha revolucionado la gestión de aplicaciones en contenedores al brindar soluciones eficientes para su automatización, escalado y mantenimiento. Este sistema ofrece a los desarrolladores y operadores una metodología robusta y confiable para desplegar aplicaciones en entornos de nube y centros de datos. El siguiente texto explorará en detalle la naturaleza de Kubernetes, su funcionamiento, beneficios, diferencias respecto a Docker y terminología asociada.

¿Qué es Kubernetes? 

Kubernetes, también conocido como K8s, es una plataforma de código abierto para la automatización, el escalado y la gestión de aplicaciones en contenedores. Fue desarrollado originalmente por Google y ahora es mantenido por la Cloud Native Computing Foundation (CNCF), a quien fuera posteriormente donado. Kubernetes permite a los desarrolladores e ingenieros de operaciones implementar, mantener y escalar aplicaciones en contenedores de manera eficiente y confiable en entornos de nube y en el centro de datos. 

Kubernetes se basa en el concepto de orquestación de contenedores, el cual hace referencia a la coordinación, el despliegue y la gestión de aplicaciones en contenedores distribuidos en múltiples nodos o servidores. Con Kubernetes, los equipos de desarrollo pueden dividir las aplicaciones en microservicios, empaquetarlos en contenedores y luego implementarlos en un clúster de servidores para garantizar la alta disponibilidad, la tolerancia a fallos y el escalado automático según las necesidades de la aplicación. 

¿Cuáles son los beneficios de Kubernetes? 

Los beneficios de Kubernetes son diversos, entre los cuales resaltan los siguientes: 

Escalabilidad eficiente 

Como pasa con Docker, Kubernetes ajusta automáticamente el número de instancias de una aplicación en función de la demanda. Esto optimiza los recursos y permite un desempeño eficiente sin importar la carga de trabajo. 

Alta disponibilidad 

Garantiza que las aplicaciones estén siempre operativas. En caso de fallo de una instancia, se inicia automáticamente otra manteniendo la continuidad del servicio. 

Portabilidad 

Kubernetes es compatible con múltiples plataformas y proveedores de nube. Esto permite la migración de aplicaciones entre diferentes entornos sin necesidad de grandes cambios en el código. 

Facilita CI/CD 

Permite un despliegue continuo y una integración continua, lo que posibilita que los desarrolladores actualicen las aplicaciones de manera rápida y segura. 

Servicio autónomo 

Puede mantener la salud de las aplicaciones de forma autónoma, reiniciando, reemplazando y reorganizando los contenedores según sea necesario, lo que reduce la carga de gestión para los desarrolladores. 

Descubrimiento de servicios y balanceo de carga 

También puede exponer un contenedor utilizando el nombre DNS o su propia dirección IP. Si el tráfico a un contenedor es alto, Kubernetes puede balancear la carga y distribuir el tráfico de la red para que la implementación sea estable. 

Gestión del almacenamiento 

Permite montar automáticamente un sistema de almacenamiento de su elección, ya sea de un almacenamiento local, de un proveedor de nube pública, o de una red de almacenamiento. 

¿En qué se diferencia Kubernetes de Docker? 

Kubernetes y Docker son dos tecnologías complementarias que se utilizan en el desarrollo y despliegue de aplicaciones en contenedores. Docker es una plataforma de contenedores que permite a los desarrolladores crear, empaquetar y distribuir aplicaciones en contenedores ligeros y portátiles. Los contenedores Docker proporcionan un entorno aislado y consistente para ejecutar aplicaciones, lo que facilita la implementación y el mantenimiento de aplicaciones en diferentes entornos y plataformas. 

Kubernetes, por otro lado, es un sistema de orquestación de contenedores que se utiliza para gestionar y escalar aplicaciones en contenedores, como los contenedores Docker, en un clúster de servidores. Mientras que Docker se centra en la creación y gestión de contenedores individuales, Kubernetes se ocupa de coordinar y gestionar múltiples contenedores en un entorno distribuido. 

¿Cómo funciona Kubernetes? 

Para que Kubernetes lleve a cabo sus operación, se concatenan una serie de procesos interdependientes entre sí. Estos son: 

• Encapsulamiento de aplicaciones. Los desarrolladores encapsulan las aplicaciones y sus dependencias en contenedores. 

• Organización en pods. Kubernetes organiza estos contenedores en "pods", que son las unidades mínimas que puede programar y gestionar. 

• Archivo de configuración. Los administradores suministran a Kubernetes un archivo declarativo que describe el estado deseado para el sistema. Kubernetes realiza las acciones necesarias para alcanzar y mantener este estado. 

• Escalabilidad de la aplicación. En función de la demanda, Kubernetes ajusta la cantidad de pods, permitiendo escalar la aplicación de manera eficiente. 

• Distribución de pods. Kubernetes distribuye los pods entre los nodos disponibles, para equilibrar la carga de trabajo y prevenir puntos de fallo. 

• Gestión de fallos. En caso de fallo de un pod, Kubernetes lo reinicia o lo reubica en otro nodo. Si un nodo entero falla, los pods son redistribuidos entre los nodos restantes. 

• Descubrimiento de servicios y balanceo de carga. Kubernetes proporciona mecanismos para descubrir y comunicarse con los servicios mediante un sistema de nombres DNS interno. Además, realiza el balanceo de carga de la red entre estos servicios. 

• Gestión de almacenamiento. Kubernetes puede montar sistemas de almacenamiento según sea necesario, facilitando la persistencia de datos si los pods necesitan ser reprogramados. 

Vocabulario asociado a Kubernetes 

En el uso de Kubernetes, es necesario tener en cuenta un conjunto de términos necesarios no solo para comprender el modo en que funciona esta plataforma, sino también para especializarse en su uso y aprovecharlo al máximo. Estos términos son los siguientes: 

• Clúster. Un conjunto de nodos que trabajan juntos para ejecutar aplicaciones en contenedores. 

• Nodo. Un servidor físico o virtual en un clúster que aloja contenedores. 

• Pod. La unidad básica en Kubernetes, que agrupa uno o más contenedores que se ejecutan juntos en un mismo nodo. 

• ReplicaSet. Un controlador que garantiza que siempre haya un número específico de réplicas de un pod en funcionamiento. 

• Deployment. Un objeto de alto nivel que describe el estado deseado de una aplicación y administra la creación y actualización de ReplicaSets. 

• Service. Una abstracción que define un conjunto de pods y cómo acceder a ellos, permitiendo la exposición y descubrimiento de aplicaciones en contenedores. 

• ConfigMap. Un objeto que almacena información de configuración para ser utilizada por los contenedores en un clúster. 

• Secret. Un objeto que almacena información sensible, como contraseñas y tokens de API, para ser utilizado por los contenedores en un clúster. 

• Ingress. Un objeto que define cómo enrutar el tráfico externo hacia los servicios dentro de un clúster. 

• Etiqueta (Label). Un par clave-valor utilizado para organizar y seleccionar recursos en Kubernetes. 

Estos términos representan algunos de los conceptos y componentes clave asociados con Kubernetes y su funcionamiento en el contexto de la orquestación y gestión de aplicaciones en contenedores.

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