¿Qué es un clúster de Kubernetes?

Para entender un clúster de Kubernetes, primero debe comprender los fundamentos de la creación de contenedores con Kubernetes. 

Un contenedor es una sola aplicación o microservicio empaquetado con sus dependencias, que se puede ejecutar como un entorno y una aplicación independientes en uno. Las aplicaciones modernas adoptaron una arquitectura de microservicios distribuidos en la que cada aplicación incluye cientos o incluso miles de componentes de software discretos que se ejecutan de forma independiente. Cada componente (o microservicio) realiza una única función independiente para mejorar la modularidad del código. Al crear contenedores independientes para cada servicio, las aplicaciones se pueden implementar y distribuir en varias máquinas. Puede escalar o desescalar verticalmente las cargas de trabajo de microservicios individuales y las capacidades informáticas para maximizar la eficiencia de las aplicaciones.

Kubernetes es un software de orquestación de contenedores de código abierto que simplifica la administración de contenedores a escala. Puede programar, ejecutar, iniciar y cerrar contenedores y automatizar las funciones de administración. Los desarrolladores obtienen los beneficios de la creación de contenedores a escala sin los gastos generales de administración.

A continuación, veamos algunos conceptos esenciales de Kubernetes.

Pod

Un pod es la unidad desplegable estándar de Kubernetes. Los pods contienen uno o más contenedores y, dentro del pod, los contenedores comparten los mismos recursos del sistema, como el almacenamiento y las redes. Cada pod recibe una dirección IP única. 

Los contenedores dentro de un pod no están aislados. Considere que un pod es algo parecido a una máquina virtual (VM), con contenedores similares a las aplicaciones que se ejecutan en la VM. Los pods y grupos de pods se pueden organizar adjuntándoles etiquetas de atributos, por ejemplo, etiquetas “dev” o “prod” para el tipo de entorno. 

Nodo

Un nodo es una máquina que ejecuta pods. Puede ser un servidor físico o virtual, como una instancia de Amazon EC2. Los componentes de un nodo incluyen los siguientes:

• Kubelet para la gestión de nodos y contenedores.
• Kube-proxy para un proxy de red.
• Versión ejecutable del contenedor

Para ejecutar los contenedores, se debe instalar una versión ejecutable del contenedor compatible en el nodo. Kubernetes admite varias versiones ejecutables de contenedores, como la interfaz de versión ejecutable del contenedor de Kubernetes y el contenedor. 

Conjunto de réplicas y despliegue

Un pod es un artefacto independiente y, cuando su nodo deja de funcionar, no se reinicia automáticamente. Si uno o varios pods se agrupan en un conjunto de réplicas, en Kubernetes puede designar conjuntos de réplicas que siempre se ejecuten en todos los nodos. Esto es fundamental para escalar y desescalar verticalmente y para garantizar la continuidad de las aplicaciones y los servicios. 

Un despliegue es el objeto de administración de Kubernetes para implementar una aplicación, así como para actualizar o revertir la aplicación sin desconectarla.

Servicio e ingreso

Use un servicio de Kubernetes a fin de exponer un pod o un grupo de pods en la red, a través de un punto de conexión, para lograr una interactividad que siga las reglas de comunicación de red estándar. Para acceder al tráfico público de Internet, se adjunta un ingreso de Kubernetes a un servicio y, luego, se vincula a uno o varios pods.

Los desarrolladores primero deben descargar e instalar Kubernetes en un nodo maestro y sus nodos de trabajo. Luego, pueden implementar el clúster en máquinas físicas o virtuales, de forma local, en un centro de datos o en la nube.

Instalación

Para empezar de forma sencilla con las máquinas virtuales Linux, en el nodo maestro elegido (máquina virtual), debe instalar primero:

• Docker o cualquier otro software de creación de contenedores.
• Clave de repositorio y repositorio de código de Kubernetes.
• Paquete kubeadm para la implementación de clústeres.
• Paquete kubelet para la coordinación de nodos.
• Paquete kubectl para la línea de comandos del clúster.

Realice el proceso en cada uno de los demás nodos de trabajo designados.

Inicialización de clústeres

Para inicializar un clúster, ejecute el comando kubeadm init en el nodo maestro. Debe agregar un archivo de configuración de kube e implementar redes de pods, normalmente con un archivo YAML, antes de que el clúster esté listo para funcionar. El comando kubeadm init genera un comando join, que se puede copiar y pegar en las líneas de comandos del nodo de trabajo de las demás máquinas virtuales. Esto permite que cada nodo de trabajo se una al clúster. 

Trabajar con Kubernetes

Con el panel de interfaz de usuario de Kubernetes, los implementadores pueden crear e implementar aplicaciones en el clúster. Para un panel de interfaz de usuario de Kubernetes, ejecute el comando kubectl proxy en la máquina maestra. La interfaz de usuario estará disponible entonces en http://localhost:8001/api/v1/namespaces/kubernetes-dashboard/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy/.

AWS proporciona servicios en la nube para configurar, ejecutar y administrar sus clústeres de Kubernetes: 

• Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) lo ayuda a aprovisionar y ejecutar Kubernetes en los tipos de instancias que elija.
• Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS) lo ayuda a iniciar, ejecutar y escalar Kubernetes, sin necesidad de aprovisionar ni administrar instancias maestras con un plano de control y etcd. EKS incluye herramientas de administración de clústeres e integraciones útiles con los servicios de redes y seguridad de AWS.

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