Los Kubernetes nacen para solventar la necesidad de administración de los contenedores, los cuales son similares a máquinas virtuales, pero con propiedades de aislamiento menos estrictas y más livianas. Tienen su propio sistema de archivos, memoria, CPU, pero estando desacoplados. Por tanto, son portátiles en diferentes sistemas operativos y entornos de nube. Se utilizan como herramientas para almacenar aplicaciones aisladas unas de otras, permitiendo que al ejecutar cada una tengan buen rendimiento.

Pero como se lleva a cabo en un entorno real, es preciso asegurar que no hay tiempo de inactividad administrando dichos contenedores, esto se maneja mejor con una herramienta automática. Aquí es cuando entran en juego los Kubernetes. Esta palabra a la que tanta propaganda le hemos dado hasta ahora, corresponde a una herramienta de código abierto que sirve para administrar aplicaciones (apps) en contenedores, facilitando la configuración y automatización, a través de un clúster de máquinas.

Su objetivo es proporcionar mejores formas de administrar componentes y servicios asociados y distribuidos en varias infraestructuras. Dicha plataforma administra por completo el ciclo de vida de las apps y serviciosmediante métodos que permitan prever, escalar y dar disponibilidad.

Además de todo lo que ya se mencionó, los Kubernetes van a permitir que se defina cómo se deben ejecutar las aplicaciones, así como también indicar cómo deben interactuar con otras apps y el mundo externo.

Pero no todo es perfecto, los equipos DevOps presentan un problema al usar Kubernetes, y se trata de asegurar la estabilidad de los pods “backend” esenciales de las apps para que sus pods “front-end” compatibles sigan siendo funcionales.

Los pods son los que contienen los recursos de almacenamiento necesarios para ejecutar una app de contenedor o varios contenedores, así como también una IP de red única y opciones de operación. Sin embargo, aunque cada pod recibe una IP única, no pueden asegurar una estabilidad de red confiable a lo largo del tiempo. Por ello entra el término de Kubernetes como servicio o Kubernetes as a service (KaaS).

El KaaS es una abstracción lógica para un grupo de pods implementado en un clúster que va a realizar la misma función. Este método permitirá que el equipo organice o de servicio a los pods que proporcionen funciones específicas, dándoles un nombre y una IP única que no cambiará mientras el servicio se esté ejecutando.

Asimismo, los servicios proporcionados definen la política a través de la cual su equipo podrá acceder a ellos. Estos generalmente son llamados microservicios, pueden diseñarse de manera flexible adaptándose a las necesidades del equipo y dependen de diferentes variables, como por ejemplo el tamaño del equipo y el tráfico de los servicios de la app.

Existen varios tipos de servicios Kubernetes dependiendo de la forma en la cual pueden ser expuestos o asignados para poder cumplir su función con el pod.

NodePort

Son puertos abiertos en cada nodo del clúster. El servicio se expone mediante un puerto estático en la IP de cada nodo. Por tanto, los Kubernetes enrutarán al servicio el tráfico que entre a un NodePort, incluso si el servicio no se está ejecutando en ese nodo. Este tipo de servicio Kubernete está diseñado como base para otros métodos de entrada de nivel superior tal como los equilibradores de carga, y además son útiles en el desarrollo.

ClusterIP

Es el servicio predeterminado, expone un servicio en una dirección IP interna del clúster, al que solo pueden acceder desde dentro del mismo, organizando y conectando los pods también desde adentro.

LoadBalancer

Es equivalente al servicio explicado previamente, pero este se expone a través del equilibrador de carga del proveedor de la nube. Kubernetes crea automáticamente el equilibrador de carga, si es necesario proporciona las reglas de firewall y completa el servicio con la dirección IP externa que asigna el proveedor de la nube.

ExternalName

Asigna un servicio a un campo ExternalName predefinido para, en lugar de acceder mediante una dirección IP de clúster, devolver un registro CNAME (Canonical Name Record) con un valor definido en el parámetro ExternalName a través de la creación de un servicio.

Para que los Kubernetes puedan conectar un conjunto de pods a un nombre de servicio y una dirección IPabstractos y proporcionar, mediante los servicios, descubrimientos y enrutamiento entre los pods, a través del uso de etiquetas y selectores que hagan coincidir los pods con otras apps, necesitan contar con ciertos atributos.Te mencionamos los principales que componen un servicio de Kubernetes:

• Selector de etiquetas para ubicar las cápsulas. No obstante, los servicios se pueden definir sin selectores de pod.
• Dirección IP para el clúster en conjunto con el número de puerto asignado.
• Definición de los puertos.
• Mapeo opcional de puertos: todos los entrantes a un targetPort.

El acceso a un servicio Kubernetes se realiza a través del DNS del clúster o variables de entorno en los nodos. Dicho servidor DNS explora en la API de Kubernetes buscando nuevos servicios para crear un conjunto de registros DNS para cada uno.

Posteriormente, los pods acceden a los servicios mediante la resolución de nombres DNS estándar. No obstante, si usa espacios de nombres en el clúster, los pods externos deben calificar el espacio de nombres del servicio, por ejemplo: nombrar my-service.my-namespace; en lugar de colocar solo my-service.

Por último, un pod puede no llegar a un servicio creado después de él, así que las variables de entorno no son tan confiables. Lo que hace Kubernetes es que en el momento que crea el pod, exporta un conjunto de variables de entorno para cada servicio que se encuentre activo dentro del clúster en el momento y dichas variables se exportan en el nodo donde se crea el pod, haciéndolas invisibles para éste.

Los Kubernetes como servicio son capaces de personalizarse y construirse en base a las necesidades de aplicación o el equipo de ingeniería. Para iniciar su implementación se identifica un controlador de Kubernetes, para ello los desarrolladores deben definir un conjunto de pods administrados y establecer una etiqueta.

Esta etiqueta será el valor que se adjuntará a cualquier recurso de Kubernetes, incluso a los pods cuando son creados, o pueden ser añadidas y modificadas en cualquier otro momento. A su vez, un recurso puede contar con varias etiquetas.

Cuando ya se tienen las etiquetas de los recursos, los desarrolladores pasan a la administración de un controlador de Kubernetes, con la finalidad de organizar el conjunto de pods para garantizar que el clúster esté en un estado específico.

Los pods de Kubernetes as a service se mantienen por un controlador de replicación, éste es responsable de ejecutar el número especificado de réplicas o copias de pod en los clústeres del equipo. Además los Kubernetes cuentan con un controlador de implementación que se encarga de definir un estado deseado para un grupo de pods, por lo que los pods podrán ser remplazados automáticamente si presentan fallos, se eliminan o si se terminan.

El monitoreo de Kubernetes es una manera de generación de informes para ayudar a la gestión proactiva de los clústeres, pues hace seguimiento del uso de los recursos de éste, incluyendo la memoria, el CPU y el almacenamiento.

Los operadores de los clústeres monitorean y reciben alertas cuando la cantidad de pods deseada no se está ejecutando, si el uso de recursos se acerca a límites críticos, si hay fallos o si hay una mala configuración que provoque que los pods o nodos no puedan participar en el clúster.

Dentro de la era de la transformación digital el uso de Kubernetes as a service trae ventajas más allá de incrementar la competitividad de una empresa en el mercado, pues rescata aquellas organizaciones que ofrecen soluciones personalizadas basadas en sus requisitos existentes y la escala del centro de datos, así como también las limitantes presupuestarias. Por esto, te mencionamos algunas ventajas:

1. Provee seguridad: permite la administración de usuarios basada en políticas, de forma que los usuarios de dicha infraestructura tengan el permiso requerido para acceder al entorno basado en sus necesidades comerciales, solventando la conducción a túneles abiertos que pueden permitir ataques maliciosos externos, provocados por los clústeres de Kubernetes que exponen el servidor API a internet.

Lo anterior sucede gracias a que los proveedores de KaaS siguen políticas que pueden impedir dichos ataques de seguridad actuando de forma similar al firewall de la red, además de que algunos proveedores habilitan las opciones más certificadas de VPN ocultando el servidor API de Kubernetes.

2. Bajo coste de inversión, ahorro para recursos: permite que las organizaciones posterguen los requisitos de inversión para recursos, como un equipo para el manejo de terminales KaaS o recursos físicos para la administración de componentes de almacenamiento y redes dentro de la infraestructura, otorgando mejor visión general a las organizaciones.
3. Escalado de infraestructura: facilita la escalada rápida de la infraestructura IT, gracias al alto nivel de automatización que proporciona el KaaS, ahorrando tiempo y ancho de banda al equipo administrativo.

En conclusión, implementar Kubernetes as a service brinda soluciones en cuanto a seguridad y consumo de recursos para las organizaciones a pequeña y gran escala y, además, permite incrementar la velocidad del clúster de Kubernetes y el rendimiento de la infraestructura de contenedores.

Y por si todo lo que ya se ha dicho no te convence, también ayuda a que las empresas puedan enfocarse en la capa de servicios sin tener que preocuparse por el soporte para su infraestructura, pues con KaaS lo obtienen de un mismo lugar.