What is Kubernetes Used For?

En este blog analizaremos:

Contenedorización

¿Qué es uncontenedor?

• Un contenedor es una unidad básica de software que agrupa el código y todas sus dependencias para que una aplicación pueda ejecutarse sin problemas en cualquier entorno. Cada contenedor está compuesto por hardware, un sistema operativo, un motor de contenedores, bibliotecas y dependencias y, por último, la aplicación. Todo lo que la aplicación necesita para ejecutarse se encuentra dentro del contenedor, lo que significa que se puede crear y eliminar rápidamente mediante la automatización.
  • Para 2025, el 85 % de las empresas de todo el mundo ejecutarán aplicaciones en contenedores en entornos de producción1

Orquestación de contenedores

• La orquestación de contenedores consiste en la automatización de las cargas de trabajo en contenedores. Es fundamental a la hora de trabajar con contenedores, ya que permite implementar la misma aplicación en distintos entornos sin necesidad de rediseñarla.

Kubernetes

¿Qué es Kubernetes (también conocido como K8s)?

• Kubernetes es un software de código abierto para la orquestación de contenedores, diseñado para implementar, gestionar y escalar contenedores. ¿Qué significa esto? Básicamente, elimina gran parte de los procesos manuales que hay que realizar durante la implementación y el escalado de cargas de trabajo en contenedores, incluso en distintos tipos de entornos físicos, virtuales y en la nube.
• Según una encuesta reciente realizada por la Cloud Native Computing Foundation, de los 3.800 encuestados, el 96 % de las organizaciones están utilizando o evaluando Kubernetes2

¿Sabías que…?

• El nombre «Kubernetes» proviene de la palabra griega «κυβερνήτης» (kubernḗtēs), que significa «piloto» o «timonel»; de ahí que el logotipo de Kubernetes sea un timón de barco. A menudo se abrevia «Kubernetes» como «K8s», ya que hay ocho letras entre la «K» y la «S».
• Kubernetes fue desarrollado y diseñado originalmente por ingenieros de Google y posteriormente se cedió a la CNCF en 2015.

¿Cómo funciona?

• Kubernetes es un concepto compuesto por varios componentes diferentes y, aunque existen diversos elementos y casos de uso en la implementación de Kubernetes, los conceptos principales que hay que comprender son: el plano de control, los pods y los nodos.
  • El plano de control está formado por elementos y procesos de la API que coordinan las cargas de trabajo y las comunicaciones, lo que permite un flujo fluido de información y la asignación de recursos en todo el entorno.
  • Los pods son el elemento básico de Kubernetes. Un pod está formado por uno o varios contenedores y se alojan en el mismo nodo.
  • Un nodo (también conocido como «minion» o «trabajador») es una máquina en la que se implementan contenedores. Cada nodo debe ejecutar un entorno de ejecución de contenedores, como Docker, CoreOS rkt, Containerd, etc. Se pueden agrupar varios nodos en clústeres.

Tu entorno informático y Kubernetes

• Como consecuencia de los cambios en las prácticas informáticas actuales, los usuarios esperan que las aplicaciones estén disponibles las 24 horas del día, los 7 días de la semana, y a veces se espera que los desarrolladores sean capaces de implementar nuevas versiones de las aplicaciones varias veces al día. Además, los entornos de TI son cada vez más híbridos y se basan en enfoques multinube, integrando recursos locales con nubes públicas o privadas de diferentes proveedores. Aunque los sistemas de contenedores permitían a los desarrolladores hacer que el software fuera más portátil y albergar todos los paquetes necesarios para ejecutar un servicio, seguían estando limitados por la cantidad de trabajo manual que se requería para aprovisionar y modificar cada contenedor en todo el entorno.
• Kubernetes puede ayudar a las organizaciones a gestionar mejor sus cargas de trabajo y a reducir los riesgos. Kubernetes es capaz de automatizar las operaciones de gestión de contenedores y optimizar el uso de los recursos informáticos. Incluso puede reiniciar contenedores huérfanos, apagar los que no se están utilizando y volver a crearlos. Kubernetes automatiza el despliegue de contenedores sin que el equipo de DevOps tenga que encargarse manualmente de todas las tareas. Esto permite a los desarrolladores implementar nuevas versiones de aplicaciones específicas con mayor frecuencia y hace posible su lanzamiento y actualización sin tiempo de inactividad, incluso en múltiples entornos (por ejemplo, desarrollo, pruebas y producción).

Ventajas de Kubernetes

• Las principales ventajas de Kubernetes pueden resumirse en: reducción de los plazos de desarrollo y lanzamiento de aplicaciones, optimización de los costes de TI, mayor escalabilidad y disponibilidad del software, flexibilidad en entornos multinube y portabilidad en la nube.
• Cargas de trabajo portátiles
  • Dado que Kubernetes es de código abierto, tus cargas de trabajo se vuelven portátiles, lo que te permite aprovechar entornos locales, híbridos y multinube, manteniendo al mismo tiempo la coherencia entre todos ellos.
• Flexibilidad
  • Independientemente de dónde se ejecute Kubernetes, ofrece flexibilidad en entornos híbridos y multinube, lo que permite que cualquiera de nuestras aplicaciones funcione sin problemas en cualquier entorno público o privado.
• Automatización
  • Kubernetes puede automatizar los entornos en contenedores actuando como su sistema operativo. Para ello, automatiza los requisitos operativos de las cargas de trabajo en contenedores.
• Escalabilidad y disponibilidad
  • Kubernetes permite definir aplicaciones complejas en contenedores e implementarlas en clústeres de servidores. A medida que Kubernetes escala las aplicaciones según el estado deseado, supervisa y mantiene automáticamente el estado de los contenedores.

Arquitectura de Kubernetes 

• Plano de control de Kubernetes: también conocido como «máquina maestra», es la capa de orquestación de contenedores que expone la API y las interfaces necesarias para definir, implementar y gestionar el ciclo de vida de los contenedores, así como los nodos que alojan las aplicaciones en contenedores. Garantiza que cada clúster se mantenga en el estado deseado.

Los componentes del plano de control

• Servidor API: La interfaz de programación de aplicaciones (API) es la interfaz de usuario de Kubernetes. Es aquí donde los clientes realizan una solicitud inicial de un objeto o una colección; el servidor determina si la solicitud es válida y, a continuación, la procesa. El servidor API también se utiliza para transmitir, crear y configurar datos dentro de los clústeres de K8.
• Programador de K8s: El programador es quien supervisa y gestiona los pods recién creados y los asigna a un nodo para que puedan ejecutarse en él sin problemas.
• Gestor de controladores: Dentro del plano de control hay varios controladores; se trata de los bucles de control diseñados para supervisar el estado de tu clúster y realizar o solicitar cambios según sea necesario.
• Etcd: es una base de datos en la que se almacena todo tu espacio de almacenamiento en contenedores. Se trata de un almacén distribuido de clave-valor, de alta consistencia, que contiene y gestiona la información crítica que necesitan los sistemas para funcionar.
• Clúster
  • NODO: (también conocido como «minion» o «trabajador») es una máquina en la que se implementan contenedores. Cada nodo debe ejecutar un entorno de ejecución de contenedores, como Docker, CoreOS rkt, Containerd, etc. Se pueden agrupar varios nodos en clústeres.
  • Pod: son el elemento básico de Kubernetes. Un Pod está formado por uno o más contenedores y se aloja en los nodos.
    • Aquí es donde se guarda toda tu información importante

Modernízate con Kubernetes

• Kubernetes permite simplificar y acelerar la migración de aplicaciones desde un entorno local a nubes públicas o privadas, ofrecidas por cualquier proveedor. Las aplicaciones pueden migrarse a la nube mediante la adopción de diversas metodologías:
  • la simple transposición de la aplicación, sin ningún cambio en el código (Lift & Shift);
  • los cambios mínimos necesarios para que la aplicación funcione en nuevos entornos (migración a una nueva plataforma);
  • la reescritura exhaustiva de la estructura y la funcionalidad de la aplicación (refactorización).

• Moderniza tu entorno con más facilidad que nunca gracias a la adopción de Kubernetes. Ya no tendrás que preguntarte dónde están tus datos, ya que todos se almacenan en un único lugar. El almacenamiento de Kubernetes se basa en volúmenes. Los volúmenes pueden ser persistentes o no persistentes. Dentro de los pods, los contenedores solicitan más almacenamiento.
  • Kubernetes se puede compilar una sola vez y, a continuación, se puede implementar en cualquier lugar. Esto significa que, independientemente de dónde se compile el clúster —ya sea en las propias instalaciones o en la nube—, no es necesario volver a compilar la solución; basta con implementar un clúster diferente.

Reto

• Los clústeres de Kubernetes pueden ser vulnerables a los ataques de ransomware, al igual que cualquier otra carga de trabajo. En algunos casos, un pirata informático puede acceder al contenido de tu pod y, potencialmente, obtener información crítica sobre tu organización. Por lo tanto, realizar copias de seguridad y contar con protección de datos para tus clústeres es fundamental a la hora de migrar tus cargas de trabajo.

Backup de Kubernetes

• Se trata del proceso de realizar copias de seguridad de todos los componentes que se ejecutan en una plataforma de orquestación de Kubernetes, lo que incluye todas las aplicaciones en contenedores de la organización. Dado que un clúster de Kubernetes cuenta con tantos componentes —pods, nodos, plano de control y volúmenes—, cada uno de ellos requiere un nivel de protección. La protección es fundamental para un clúster, sobre todo porque las organizaciones dependen cada vez más de Kubernetes. Realizar una copia de seguridad de un clúster de Kubernetes garantizará que los datos, las configuraciones y los archivos estén protegidos frente a cualquier ataque. Por eso necesitas una solución capaz de realizar una copia de seguridad de todo tu clúster.
• Las principales etapas de la copia de seguridad de Kubernetes incluyen:
  • El descubrimiento
  • Identificación de recursos
  • Copia de seguridad
    • Según el informe «State of Kubernetes Security Report 2022» de Red Hat, el 93 % de los encuestados sufrió al menos un incidente de seguridad en sus entornos de Kubernetes en los últimos 12 meses, lo que en ocasiones provocó pérdidas de ingresos o de clientes³

Kubernetes Backup de Commvault y Metallic’

Commvault y la protección de datos en Kubernetes

• Commvault permite realizar copias de seguridad de todo el clúster, a diferencia de la mayoría de las soluciones, que solo pueden realizar copias de seguridad de los contenedores. Commvault ofrece protección de datos para el almacenamiento persistente en sus aplicaciones con estado. La solución de Commvault automatiza la copia de seguridad de estos datos desde una única plataforma, lo que aumenta la visibilidad y las capacidades de gestión de todo su entorno. Nuestra solución le ofrece la flexibilidad necesaria para migrar e implementar contenedores desde un entorno local a la nube, de una nube a otra e incluso de vuelta al entorno local de forma fluida y sencilla. Además, ofrece una amplia compatibilidad con máquinas virtuales, servicios de datos y servicios en la nube en una única plataforma. También es compatible con todas las distribuciones certificadas por la CNCF y está integrada con CSI para realizar copias de seguridad basadas en instantáneas.
• Commvault ha sido reconocida en el informe de GigaOm de 2022 como «líder y empresa con un rendimiento superior» en la protección de datos de Kubernetes gracias a nuestra arquitectura de implementación flexible y a nuestra interfaz única para múltiples implementaciones. El informe también destaca que nuestros controles de seguridad y contra el ransomware son muy completos, lo que hace que nuestra solución sea adecuada para grandes empresas.

Cómo lo hace Commvault

• Commvault programa un equipo de trabajadores temporales para llevar a cabo la transferencia de datos. La configuración especifica un registro de contenedores privado en el que se almacena una imagen que Commvault puede descargar. Esto permite consolidar clústeres, simplificar la migración entre clústeres y optimizar la gestión del ciclo de vida de los clústeres.

Retos a los que se enfrenta Commvault

• Antes de Commvault, las organizaciones tenían que hacer frente a la proliferación de clústeres, gestionar sus ciclos de vida y consolidarlos. Commvault ayuda a superar estos retos al permitirte migrar tus aplicaciones de Kubernetes a cualquier nube con facilidad.

Copia de seguridad de Metallic y Kubernetes Backup

• Metallic ofrece VM & Kubernetes Backup. Se trata del único servicio SaaS de protección de datos que ofrece una cobertura completa de cargas de trabajo híbridas, lo que garantiza que tus contenedores estén siempre a salvo.
• La solución VM & Kubernetes Backup de Metallic te permite ampliar fácilmente tu entorno a los contenedores para modernizar tus aplicaciones con total confianza, al tiempo que proteges las aplicaciones tradicionales. Tanto si tu entorno se encuentra en tus propias instalaciones como en la nube, Metallic es compatible con todas las distribuciones de Kubernetes certificadas por la Cloud Native Computing Foundation, como Azure Kubernetes Service (AKS), Amazon EKS, VMware, Rancher y muchas más.
• Metallic puede proteger bases de datos en la nube o locales, sistemas de control de código fuente, repositorios de imágenes y almacenamiento de objetos nativo de la nube.
• Gracias a la flexibilidad sin igual, la máxima seguridad y la gestión sencilla que ofrece esta solución, todas tus cargas de trabajo estarán cubiertas.

Conclusión

Kubernetes es el futuro, y ahora es el momento de asegurarte de que todas tus cargas de trabajo estén protegidas y puedan migrarse de forma segura a la nube. Commvault es la opción más sencilla. Hemos sido nombrados líderes y «outperformer» en el informe de GigaOm de 2022 sobre protección de datos en Kubernetes gracias a nuestra amplia compatibilidad con cargas de trabajo, nuestra compatibilidad con distribuciones certificadas por la CNCF y nuestros exhaustivos controles contra el ransomware. Así que haz las maletas, porque hoy mismo zarpamos hacia la nube.

Referencias

1. Prácticas recomendadas para la ejecución de contenedores y Kubernetes en entorno de producción – 4 de agosto de 2020 – ID de Gartner G00730344 – 2. CNCF 2021, Encuesta anual – 3. Red Hat 2022, Informe sobre el estado de la seguridad de Kubernetes