Kubernetes 101: comprensión de los conceptos básicos, funciones y arquitectura
Qué es Kubernetes
Kubernetes, también conocido como K8s, es una plataforma de código abierto para automatizar el despliegue, la gestión y el escalado de aplicaciones en contenedores. Nació en Google y hoy es mantenido por la Cloud Native Computing Foundation. Su popularidad se debe a que resuelve desafíos clave de operar contenedores en producción: lanza y orquesta múltiples réplicas de una app, las distribuye entre servidores, gestiona la red y asegura que los usuarios accedan a tus servicios de forma fiable.
En esta guía para principiantes verás qué es Kubernetes, cuáles son sus funciones principales y cómo funciona por dentro.
Para qué se usa Kubernetes
Su objetivo es gestionar y escalar aplicaciones que corren en contenedores. Piensa en los contenedores como cajas aisladas con todo lo que una app necesita. Cuando tienes decenas o cientos distribuidos en varios servidores, administrarlos manualmente se vuelve complejo; Kubernetes automatiza ese trabajo.
Qué hace por ti en la práctica
1 Inicia nuevas instancias de tus aplicaciones cuando se necesitan. 2 Reinicia componentes si fallan para mantener la disponibilidad. 3 Distribuye la carga para evitar cuellos de botella en servidores. 4 Escala hacia arriba o hacia abajo según la demanda, de forma manual o automática con métricas de CPU, memoria o personalizadas.
¿Es fácil aprender Kubernetes
Al principio no tanto. Tiene varias piezas y está pensado para operar a escala. La mayoría comienza con Docker para ejecutar un contenedor a la vez, pero Docker es de bajo nivel. Kubernetes aporta abstracciones de alto nivel para describir tu aplicación con archivos de configuración y dejar que el clúster haga el resto. Una vez que entiendes conceptos como Pods, Nodes y Deployments, todo empieza a encajar.
Funciones clave de Kubernetes
1 Despliegues, escalado y retrocesos automatizados. Defines cuántas réplicas deben correr, el sistema las reparte entre nodos y, si un servidor cae, reubica las cargas. Puedes escalar al instante y revertir versiones de forma segura. 2 Descubrimiento de servicios, balanceo de carga e ingreso. Gestiona la comunicación interna y expone servicios al exterior, repartiendo el tráfico entre instancias sanas. 3 Soporte para apps sin estado y con estado. Además de microservicios stateless, hoy gestiona workloads que requieren datos persistentes como bases de datos. 4 Gestión de almacenamiento. Conecta contenedores a volúmenes locales, almacenamiento en red o nubes públicas. 5 Modelo declarativo. Indicas el estado deseado con YAML, por ejemplo quiero 3 réplicas, y el clúster converge hacia ese estado automáticamente. 6 Funciona en cualquier entorno. Puedes ejecutarlo en tu portátil con Minikube, Kind o K3s, en la nube pública o incluso en el edge. 7 Altamente extensible. Permite objetos y controladores personalizados u operadores para automatizar tareas específicas de tu negocio.
Cómo funciona Kubernetes
La instalación completa se denomina clúster. Un clúster se compone de nodos, que son máquinas físicas o virtuales donde corren los contenedores. Todo se coordina desde el plano de control, que actúa como cerebro del sistema: expone la API, programa Pods en los nodos y mantiene la salud general. Para alta disponibilidad puede haber varias instancias del plano de control.
Componentes esenciales
kube apiserver. Es la puerta de entrada al clúster y la única interfaz para interactuar con Kubernetes mediante la CLI kubectl o clientes HTTP. kube controller manager. Ejecuta los controladores internos que reaccionan a eventos del sistema creando, escalando o eliminando recursos para mantener el estado deseado. kube scheduler. Decide en qué nodo se ubica cada Pod, evaluando requisitos y afinidades para optimizar rendimiento y resiliencia. kubelet. Proceso que corre en cada nodo y se comunica con el plano de control para iniciar contenedores, obtener imágenes y reportar estado. kube proxy. Configura la red en los nodos para enrutar tráfico hacia los servicios expuestos dentro del clúster.
Además, kubectl es la herramienta de línea de comandos con la que despliegas aplicaciones, inspeccionas logs, escalas cargas de trabajo y administras recursos del clúster.
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Resumen y próximos pasos
Aunque al principio parezca complejo, una vez comprendes su modelo declarativo y sus componentes, Kubernetes se convierte en una herramienta potentísima para operar aplicaciones de forma confiable. En la siguiente parte veremos instalación y puesta en marcha paso a paso, conceptos esenciales como Node, Pod, Namespace, ReplicaSet y Deployment, y cómo usar kubectl para interactuar con el clúster. Si quieres acelerar tu adopción de Kubernetes y contenedores con calidad empresarial, cuenta con el equipo de Q2BSTUDIO para guiarte desde el diseño hasta la operación continua.