1.5 Arquitectura básica de Kubernetes
Nodos
k8s es un software que se instala en varios nodos que se gestionan de forma coordinada, es decir, un clúster de nodos. Aunque es posible en casos muy peculiares instalar algunos nodos sobre sistemas Windows, la situación normal es que se trate de un cluster de nodos linux. No es necesario que todos los nodos tengan la misma versión y ni siquiera que sean la misma distribución, aunque en muchos casos sí lo sea por simplicidad en el despliegue y mantenimiento.
Los nodos del clúster pueden ser máquinas físicas o virtuales, pero quizás lo más habitual es que se traten de instancias de nube de infraestructura, es decir, máquinas virtuales ejecutándose en algún proveedor de IaaS (AWS, GCP, OpenStack, etc.)
Se distingue entre dos tipos de nodos:
- Los nodos master: Son los que ejecutan los servicios principales de k8s y ordenan a los otros nodos los contenedores que deben ejecutar. Como el uso del término master es últimamente muy controvertido en los paises de habla inglesa, se está cambiando su denominación por control plane node.
- Los nodos worker: Son los que reciben las órdenes de los controladores y en los que se ejecutan los contenedores de las aplicaciones.
Componentes de un nodo master
- kube-apiserver Gestiona la API de k8s
- etcd Almacén clave-valor que guarda la configuración del clúster
- kube-scheduler Selecciona el nodo donde ejecutar los contenedores
- kube-controller-manager Ejecuta los controladores de k8s
- docker/rkt/containerd/… Ejecuta los contenedores que sean necesarios en el controlador
- cloud-controller-manager Ejecuta los controladores que interactúan con el proveedor de nube:
- nodos
- enrutamiento
- balanceadores
- volúmenes
Componentes de un nodo worker
- kubelet Controla los Pods asignados a su nodo
- kube-proxy Permite la conexión a través de la red
- docker/rkt/containerd/… Ejecuta los contenedores
- supervisord Monitoriza y controla kubelet y docker
Complementos (addons)
Los elementos anteriores forman la estructura básica de k8s, pero es muy habitual que se proporcione funcionalidad adicional a través de complementos de k8s, que en muchas ocasiones se ejecutan a su vez como contenedores y son gestionados por el propio Kubernetes. Algunos de estos complementos son:
- Cluster DNS Proporciona registros DNS para los servicios de k8s. Normalmente a través de CoreDNS
- Web UI Interfaz web para el manejo de k8s
- Container Resource Monitoring Recoge métricas de forma centralizada. Múltiples opciones: prometheus, sysdig
- Cluster-level Logging Almacena y gestiona los logs de los contenedores
Esquema de nodos y componentes
Se crea un cluster de k8s en los que algunos nodos actúan como master (normalmente se crea un conjunto impar de nodos master que proporcionen alta disponibilidad) y el resto actúa como worker en los que se ejecutan los contenedores de las aplicaciones. Los nodos se comunican entre sí a través de una red que proporciona la capa de infraestructura y se crea una red para la comunicación de los contenedores, que suele ser una red de tipo overlay.
