¿Qué es un clúster de Kubernetes?

• Un clúster de Kubernetes es un conjunto de máquinas de nodos que ejecutan aplicaciones en contenedores. 
• El estado deseado de los clústeres de Kubernetes define sus cargas de trabajo, imágenes, recursos y configuraciones.
• Los clústeres de Kubernetes consisten en un plano de control que gestiona nodos que ejecutan tareas a través de pods, y que cuenta con el respaldo de servicios para las redes, volúmenes para el almacenamiento permanente de datos y espacios de nombres para el aislamiento virtual.
• La gestión de los clústeres de Kubernetes es la forma en la que un equipo de TI administra un grupo de clústeres de esta plataforma.
• Los productos de Red Hat, como OpenShift, Advanced Cluster Management y Ansible Automation Platform, gestionan de manera eficiente las implementaciones de varios clústeres en la nube, las instalaciones y el extremo de la red.

¿Qué es un clúster de Kubernetes?

Un clúster de Kubernetes es un conjunto de máquinas de nodos que ejecutan aplicaciones en contenedores. Cuando utilizas Kubernetes, estás ejecutando un clúster.

Como mínimo, un clúster contiene un plano de control y una o más máquinas informáticas o nodos. El plano de control se encarga de mantener el estado deseado del clúster, por ejemplo, de elegir las aplicaciones que se van a ejecutar y las imágenes de contenedores que se van a utilizar. Los nodos ejecutan las aplicaciones y las cargas de trabajo.

El clúster es la principal ventaja de Kubernetes: la capacidad de programar y ejecutar contenedores en un grupo de máquinas, ya sean físicas o virtuales, en las instalaciones o en la nube. Los contenedores de Kubernetes no están vinculados a máquinas individuales. En cambio, Kubernetes los administra como recursos del clúster, sin que dependan de un servidor particular.

Obtén una introducción a Kubernetes para empresasPágina disponible en Inglés (Español no está disponible)

El estado deseado de un clúster de Kubernetes es el plan que define el aspecto y el funcionamiento de las aplicaciones y la infraestructura en un momento determinado.

En lugar de darle al clúster instrucciones detalladas (enfoque imperativo), declaras el resultado final que deseas (enfoque declarativo) en un archivo YAML o JSON, y Kubernetes trabaja permanentemente para mantenerlo.

Por lo general, en este plan se especifican algunos elementos.

• Cargas de trabajo: Las aplicaciones, los microservicios o los trabajos por lotes que deberían ejecutarse.
• Ajuste: La cantidad exacta de copias (réplicas) que deberían existir de cada contenedor.
• Recursos: La cantidad de CPU y memoria que se asigna a cada aplicación.
• Redes y seguridad: Los puertos que están abiertos, el modo de enrutamiento del tráfico y los usuarios que tienen acceso.
• Recuperación: El modo de proceder si un contenedor deja de funcionar o falla un nodo de hardware.

El estado deseado de un clúster de Kubernetes define qué aplicaciones u otras cargas de trabajo deben ejecutarse, además de qué imágenes utilizan, qué recursos deben estar disponibles para ellas y otros detalles de configuración similares.

Un estado deseado se define mediante archivos de configuración compuestos por manifiestos, es decir, archivos JSON o YAML que declaran el tipo de aplicación que se ejecutará y la cantidad de réplicas que se necesitan para ejecutar un sistema en buen estado.

El estado deseado del clúster se define con la API de Kubernetes, ya sea desde la línea de comandos (con kubectl) o mediante la API para interactuar con el clúster y establecer o modificar el estado deseado.

Kubernetes gestionará el clúster de forma automática para que coincida con el estado deseado. Por ejemplo, imagina que implementas una aplicación con un estado deseado de "3", lo que significa que se deben ejecutar tres réplicas de la aplicación. Si falla uno de los contenedores, Kubernetes notará que solo hay dos réplicas en ejecución y agregará una para lograr el estado deseado.

También puedes usar los patrones de Kubernetes para gestionar la capacidad del clúster en función de la carga de forma automática. 

¿Cómo se relaciona un clúster de Kubernetes con los nodos y los pods?

Hemos definido un clúster como un conjunto de nodos. Veamos algunos otros términos relacionados con Kubernetes que son útiles para comprender la función de un clúster.

• Plano de control: Se trata del conjunto de procesos que controlan los nodos de Kubernetes. Es donde se originan todas las asignaciones de tareas.
• Nodos: Estas máquinas realizan las tareas solicitadas que asigna el plano de control.
• Pod: Conjunto de uno o más contenedores implementados en un solo nodo. Un pod es el objeto de Kubernetes más pequeño y sencillo.
• Servicio: Es una forma de exponer una aplicación que se ejecuta en un conjunto de pods como un servicio de red. Esto separa las definiciones de trabajo de los pods.
• Volumen: Se trata de un directorio que contiene datos y al que pueden acceder los contenedores de un pod. Un volumen de Kubernetes tiene la misma vida útil que el pod que lo contiene. Un volumen tiene mayor duración que los contenedores que se ejecutan dentro del pod, por lo que los datos se conservan cuando se reinicia un contenedor.
• Espacio de nombres: Es un clúster virtual. Los espacios de nombres permiten que Kubernetes gestione varios clústeres (para varios equipos o proyectos) dentro del mismo clúster físico.

La gestión de los clústeres de Kubernetes es la forma en la que un equipo de TI administra un grupo de clústeres de esta plataforma.

Gracias a las aplicaciones modernas desarrolladas en la nube, los entornos de Kubernetes están cada vez más distribuidos. Se pueden implementar en diversos centros de datos locales, en la nube pública y en el extremo de la red.

Las empresas que quieran utilizar Kubernetes a escala o en la fase de producción tendrán varios clústeres para diversos procesos (como el desarrollo, las pruebas y la producción), distribuidos en varios entornos. Por eso, es importante que puedan gestionarlos de manera eficaz.

Obtén más información sobre la gestión de los clústeres de Kubernetes

¿Cuáles son las ventajas de la gestión de los clústeres de Kubernetes?

La gestión de un clúster de Kubernetes transforma de manera efectiva la forma en que las empresas distribuyen software, al automatizar la implementación, la ampliación y las operaciones de las aplicaciones en contenedores.

A continuación, mencionamos sus principales ventajas.

• Capacidad de ajuste optimizada: Amplía o reduce la capacidad de las aplicaciones al instante en función de la demanda. Para gestionar los picos de tráfico o ahorrar costos durante las horas de menor actividad, el clúster ajusta las cargas de trabajo de forma automática.
• Recuperación mejorada: Kubernetes supervisa constantemente el estado de los contenedores y los nodos para mantener una alta disponibilidad. Si un contenedor deja de funcionar o se produce una falla en el hardware, Kubernetes lo reinicia automáticamente o lo remplaza para garantizar que no haya tiempo de inactividad.
• Eficiencia de los recursos: Kubernetes analiza los requisitos de CPU y memoria de tus cargas de trabajo y los adapta a los nodos para aprovechar al máximo la infraestructura y reducir el uso innecesario de recursos.
• Compatibilidad con DevOps y CI/CD: El enfoque declarativo de Kubernetes permite que la infraestructura sea considerada código y se integre sin inconvenientes a los canales de CI/CD para automatizar las pruebas, las implementaciones y los lanzamientos, y permite que los equipos de DevOps colaboren con mayor velocidad y agilidad.

Red Hat es una empresa líder y desarrolladora activa de la tecnología de contenedores open source, lo cual incluye Kubernetes. Además, diseña herramientas fundamentales para proteger, simplificar y actualizar la infraestructura de contenedores de forma automática. 

Red Hat® OpenShift® es una plataforma unificada para diseñar, modernizar e implementar las aplicaciones a escala. Con Red Hat OpenShift, los equipos obtienen una plataforma única e integrada para los equipos de operaciones y desarrollo. Los flujos de trabajo intuitivos para los desarrolladores, como los canales de CI/CD y la función Source-to-image, les permiten pasar directamente del código de la aplicación al contenedor. Red Hat OpenShift se basa en Kubernetes y te permite trabajar de forma más rápida e inteligente con un conjunto completo de servicios para comercializar las aplicaciones en la infraestructura que elijas. 

Además de OpenShift, puedes utilizar Red Hat Advanced Cluster Management y Red Hat Ansible® Automation Platform en conjunto para implementar y gestionar múltiples clústeres de Kubernetes de manera eficiente en distintas regiones, incluidos los entornos de nube pública, en las instalaciones y en el extremo de la red.

Red Hat te ayuda a diseñar y automatizar entornos híbridos