Arquitectura de Kubernetes

¡Bienvenido a Kubernetes! Es un sistema potente para gestionar aplicaciones contenedorizadas en muchas máquinas.

Antes de comenzar a ejecutar aplicaciones, es fundamental comprender su estructura básica. ¡Piense que es como aprender las partes de un automóvil antes de conducirlo!

En esencia, Kubernetes funciona como un cluster. Un clúster es un grupo de máquinas, llamadas nodes, que trabajan juntas.

Estos nodos se dividen en dos tipos principales:

• Control Plane (Master Node): El cerebro del clúster.
• Worker Nodes: Las máquinas encargadas de ejecutar sus aplicaciones.

El Control Plane (a menudo llamado Master Node en documentación antigua) se encarga de gestionar el clúster.

Toma decisiones globales sobre el clúster (como programar aplicaciones) y detecta y responde a eventos del clúster (como reiniciar una aplicación fallida). No ejecuta sus aplicaciones directamente.

El API Server es la interfaz frontal del Control Plane de Kubernetes. Es el único componente que interactúa directamente con usted (a través de kubectl).

Expone la API de Kubernetes y gestiona todas las comunicaciones dentro del clúster, validando y configurando datos para objetos de la API como Pods y Services.

etcd es un almacén de clave-valor coherente y de alta disponibilidad. Puede considerarlo la memoria permanente del clúster.

Almacena todos los datos del clúster, incluidos la configuración, el estado y los metadatos. Si etcd deja de funcionar, el clúster pierde su memoria y no puede funcionar correctamente.

El Scheduler supervisa los Pods recién creados (las instancias de su aplicación) que no tienen asignado ningún worker node.

A continuación, selecciona el mejor nodo en el que ejecutar cada Pod, teniendo en cuenta factores como los requisitos de recursos, las restricciones de hardware y las políticas.

El Controller Manager ejecuta varios controllers, que son bucles en segundo plano que regulan el estado del clúster.

Por ejemplo, un Node Controller supervisa el estado de los nodos y un Replication Controller garantiza que se esté ejecutando el número correcto de Pods. Trabaja continuamente para hacer coincidir el estado deseado con el estado actual.

Los Worker Nodes (también llamados Minions en documentación antigua) son las máquinas donde se ejecutan sus aplicaciones contenedorizadas (empaquetadas en Pods).

Cada worker node cuenta con componentes que le permiten comunicarse con el Control Plane y gestionar los contenedores que se ejecutan en él.

En cada Worker Node:

• Kubelet: Es un agente que garantiza que los contenedores se estén ejecutando en un Pod. Recibe instrucciones del API Server y gestiona los Pods.
• Container Runtime: Es el software responsable de ejecutar contenedores (por ejemplo, Docker, containerd o CRI-O). Kubelet lo utiliza para descargar imágenes y ejecutar sus aplicaciones.

Kube-proxy se ejecuta en cada Worker Node y gestiona la intermediación de red para los Services de Kubernetes.

Mantiene las reglas de red en el nodo, lo que permite la comunicación de red con sus Pods tanto desde dentro como desde fuera del clúster. Así garantiza que se pueda acceder a sus aplicaciones.

Según lo que ha aprendido, ¿cuáles de los siguientes componentes forman parte del Control Plane de Kubernetes?

¡Excelente trabajo! Ahora tiene una comprensión básica de la arquitectura de Kubernetes.

• El Control Plane (API Server, etcd, Scheduler y Controller Manager) administra el clúster.
• Los Worker Nodes (Kubelet, Container Runtime y Kube-proxy) ejecutan sus aplicaciones.

A continuación, profundizaremos en la unidad desplegable más pequeña de Kubernetes: los Pods.