Kubernetes es un sistema de código libre para la automatización del despliegue, ajuste de escala y manejo de aplicaciones en contenedores que fue originalmente diseñado por Google y donado a la Cloud Native Computing Foundation (parte de la Linux Foundation). Soporta diferentes entornos para la ejecución de contenedores, incluido Docker y su misión es la orquestación de dichos contenedores.
Es declarativo.
## Componentes
- **etcd** - Guarda el estado de Kubernetes
- **servidor API** - Es un componente central y sirve a la API de Kubernetes utilizando JSON sobre HTTP, que proveen la interfaz interna y externa de Kubernetes.
- **Planificador** - Es el componente enchufable que selecciona sobre qué nodo deberá correr un pod sin planificar basado en la disponibilidad de recursos.
- **Administrador de controlador** - Es el proceso sobre el cual el núcleo de los controladores Kubernetes como DaemonSet y Replication se ejecuta.
- **Nodo** *(esclavo o worker)* - Es la máquina física (o virtual) donde los contenedores (flujos de trabajos) son desplegados.
- **Kubelet** - Es responsable por el estado de ejecución de cada nodo, es decir, asegurar que todos los contenedores en el nodo se encuentran saludables.
- **kube proxy** - Reenvía el tráfico al pod donde tiene que ir.
- **cloud controler manager** - Es el encargado de conectarse a la API del cloud. <u>Es la diferencia con otros orquestadores</u>. Permite correr los contenedores y hacer funciones extras que no estén instaladas en nuestro espacio.
- **cAdvisor** - Es un agente que monitorea y recoge métricas de utilización de recursos y rendimiento como CPU, memoria, uso de archivos y red de los contenedores en cada nodo.
No es buena idea correr tráfico de clusterización en equipos personales.
Los **Pods** son los contenedores de Kubernetes (puede tener varios contenedores). La unidad mínima de computación. Comparte una única IP. Generalmente por cada pod correrá un contenedor, pero puede darse las circunstancias de que sea preferente correr varios contenedores en un pod.
Ponemos `--cliente=true` porque si no se intentaría conectar a un clúster kubernetes y trataría de descargar la versión kubernetes del clúster. Para un formato más legible controlamos la salida con `--output=yaml|json]`
También podemos instalar minikube https://minikube.sigs.k8s.io/docs/ que instala todos los componentes de kubernetes en una MV y además tiene una serie de plugins para darle funcionalidades con una serie de paquetes precinfigurados.
Para conectar kubectl con el cluster de kubernetes se debe desarcargar el fichero *kubeconfig* que es donde están declarados los contextos de kubernetes. Es una combinación de la url del servidor con las credenciales de lo que se haya instalado.
*Con minikube no tendríamos que hacer nada porque se configura automáticamente.*
kubectl controla el gestor de clústeres de Kubernetes.
Encontrará más información en: https://kubernetes.io/docs/reference/kubectl/
Comandos básicos (principiante):
create Crear un recurso desde un archivo o desde stdin
expose Tomar un controlador de replicación, servicio, despliegue o pod y exponerlo como un nuevo servicio Kubernetes
run Ejecutar una imagen particular en el cluster
set Establecer características específicas en los objetos
Comandos básicos (Intermedio):
explain Obtener la documentación de un recurso
get Mostrar uno o varios recursos
edit Editar un recurso en el servidor
delete Eliminar recursos por nombres de archivo, stdin, recursos y nombres, o por recursos y selector de etiqueta
Comandos de despliegue:
rollout Gestionar el despliegue de un recurso
scale Establecer un nuevo tamaño para un despliegue, conjunto de réplicas o controlador de replicación
autoscale Escala automáticamente un despliegue, un conjunto de réplicas, un conjunto con estado o un controlador de replicación
Comandos de gestión del clúster:
certificate Modificar los recursos del certificado.
cluster-info Mostrar información del cluster
top Mostrar el uso de recursos (CPU/memoria)
cordon Marcar un nodo como no programable
uncordon Marcar el nodo como programable
drain Drenar el nodo en preparación para el mantenimiento
taint Actualizar los taints de uno o más nodos
Comandos de solución de problemas y depuración:
describe Mostrar los detalles de un recurso específico o de un grupo de recursos
logs Imprimir los registros de un contenedor en un pod
attach Adjuntar a un contenedor en ejecución
exec Ejecutar un comando en un contenedor
port-forward Reenviar uno o más puertos locales a un pod
proxy Ejecutar un proxy al servidor de la API de Kubernetes
cp Copiar archivos y directorios hacia y desde los contenedores
auth Inspeccionar la autorización
debug Crear sesiones de depuración para la resolución de problemas de cargas de trabajo y nodos
Comandos avanzados:
diff Comparar una versión en vivo contra una versión aplicada
apply Aplicar una configuración a un recurso por nombre de archivo o stdin
patch Actualizar los campos de un recurso
replace Reemplazar un recurso por nombre de archivo o stdin
wait Experimental: Esperar una condición específica en uno o varios recursos
kustomize Construir un objetivo de kustomize a partir de un directorio o una URL.
Settings Commands:
label Actualizar las etiquetas de un recurso
annotate Actualiza las anotaciones de un recurso
completion Imprimir el código de finalización del shell para el shell especificado (bash, zsh, fish o powershell)
Otros Comandos:
alpha Comandos para funciones en alpha
api-resources Imprime los recursos de la API soportados en el servidor
api-versions Imprime las versiones de la API admitidas en el servidor, en forma de "grupo/versión"
config Modifica los archivos kubeconfig
plugin Proporciona utilidades para interactuar con los plugins
version Imprime la información de la versión del cliente y del servidor
Uso:
kubectl [flags] [options]
Utilice "kubectl <command> --help" para obtener más información sobre un determinado comando.
Utilice "kubectl options" para obtener una lista de opciones globales de la línea de comandos (se aplica a todos los comandos).
```
Una herramienta gráfica para kubectl es *[lens](https://k8slens.dev/)*., Muestra los contenedores de una manera clara y también tiene gráficas (memoria, CPU, etc).
Para mostrar los contextos que están en el fichero kubeconfig o el archivo de configuración de kubectl
```
kubectl config get-contexts
```
Para mostrar los namespaces:
```
kubectl get ns
```
Con el clúster recien creado aparecerán los namespaces por defecto que vienen con cualquier clúster.
Para ver los pods que están corriendo
```
kubectl -n kube-system get pods
```
`kube-system` es un namespace que utiliza kubernetes para correr los pods de sistema.
Tomando un ejemplo, `do-node-agent-9rt5c` es un agente que corre DigitalOcean en sus nodos para hacer algún tipo de recolección de datos o monitoreo. El final alfanumérico es porque ha sido generado por el template de pods *deployment*, todos los pods tendrá ese hash en el nombre.
La segunda columna indica el número de pods activos y los que existen. El estado, está claro, después están las columnas de los reinicios efectuados y la de el tiempo que lleva arrancado.
Con la opción `-o wide` mostrará un poco más de información.
Vamos a probar lo que dicen de kubernetes de que si se borra un pod se creará uno nuevo.
```
kubectl -n kube-system delete pod do-node-agent-9rt5c
```
Inmediatamente muestro los pods y se puede ver como lo está creando de nuevo.
El pod es nuevo, tiene otro hash. Así que esto asegura que siempre estén el mismo número de pods.
---
## Manifiestos de Pelado Nerd
### Manifiesto de POD
Ahora utilizaremos un manifiesto de un pod del [pelado Nerd](https://github.com/pablokbs/peladonerd/tree/master/kubernetes/35) llamado `01-pod.ymal`
```
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:alpine
```
Tendremos:
- La *versión de la API* de este recurso de kubernetes. Se debe extraer de la documentación de kubernetes.
- El *recurso*
- En *metadata* podemos poner algunos valores que identifiquen nuestro pod. Siempre tiene que tener un `name`.
- En las *especificaciones* declaramos los contenedores que corren. En este caso ponemos el nombre y la imagén en concreto.
Para aplicar este manifiesto
```
kubectl apply -f 01-pod.yaml
```
Si no especificamos un namespaces lo aplica en el que tenemos por defecto. Podremos mostrar que ya está corriendo.
Ahora, para correr un comando dentro del pod usaremos este comando
```
kubectl exec -it nginx -- sh
```
Con la misma opción de docker, `-it` nos permite que sea interactivo.
Para salir es con `CTRL+d`.
Borrar un pod
```
kubectl delete pod nginx
```
Como no se creo la orden para mantener siempre un pod, el pod desapareció.
##Manifiestos del Pelado Nerd
Otro manifiesto de un pod del [pelado Nerd](https://github.com/pablokbs/peladonerd/tree/master/kubernetes/35) llamado `02-pod.ymal` es lo mismo pero con más opciones.
```
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:alpine
env:
- name: MI_VARIABLE
value: "pelado"
- name: MI_OTRA_VARIABLE
value: "pelade"
- name: DD_AGENT_HOST
valueFrom:
fieldRef:
fieldPath: status.hostIP
resources:
requests:
memory: "64Mi"
cpu: "200m" # son milicores, cada core tiene 1000 milicores
limits:
memory: "128Mi"
cpu: "500m"
readinessProbe:
httpGet:
path: /
port: 80
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 10
livenessProbe:
tcpSocket:
port: 80
initialDelaySeconds: 15
periodSeconds: 20
ports:
- containerPort: 80
```
En este tenemos más especificaciones:
- *Variables de entorno* como clave-valor. Con `DD_AGENT_HOST` podemos pasar el valor de otro sitio gracias a *[Downward](https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/pods/downward-api/)* de kubernetes, que son valores que se pueden heredar, en este caso indicamos la ip del host donde va a correr este pod: `status.hostIP`.
- Se indican los recursos que se garantizan por contenedor con `requests` y los limites con `limits`. Los límites provocan que el kernel de Linux haga CPU Throttling, es decir, ahorcará el proceso hasta que use la velocidad límite y si no lo matará y esto hará que se cree otro pod.
- *ReadinessProbe* es una forma de explicarle a kubernetes de que el pod está preparado para recibir tráfico. Kubernetes comprueba la raíz esperando un status code 200.
- *livenessProbe* es una forma de explicarle a kubernetes de que el pod está vivo y no quieres que lo mate. Kubernetes comprueba el socker del puerto 80 de que está vivo.
- Por último tenemos el *puerto* que queremos poner.
Y además veremos el yaml si le añadimos la opción `-o yaml` con todas las variables y parámetros por defecto que le ha añadido kubernetes.
```
kubectl get pod nginx -o yaml
```
### Manifiesto de Deployment
Pero para trabajar con kubernetes, no deberíamos levantar el recurso mínimo como son los pods, es mejor aprocechar la capacidad de orquestación de la herramienta y levantar deployment. Lo encontraremos en otro manifiesto de un deployment del [pelado Nerd](https://github.com/pablokbs/peladonerd/tree/master/kubernetes/35) llamado `04-deployment.yaml`.
```
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
spec:
selector:
matchLabels:
app: nginx
replicas: 2
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:alpine
env:
- name: MI_VARIABLE
value: "pelado"
- name: MI_OTRA_VARIABLE
value: "pelade"
- name: DD_AGENT_HOST
valueFrom:
fieldRef:
fieldPath: status.hostIP
resources:
requests:
memory: "64Mi"
cpu: "200m"
limits:
memory: "128Mi"
cpu: "500m"
readinessProbe:
httpGet:
path: /
port: 80
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 10
livenessProbe:
tcpSocket:
port: 80
initialDelaySeconds: 15
periodSeconds: 20
ports:
- containerPort: 80
```
Es muy parecido al yaml de los pods pero especificando como una plantilla de pods en el `spec` dentro del `spec`.
Las réplicas son el número de pods que queremos dentro del deployment.
Aplicamos el manifiesto
```
kubectl apply -f 04-deployment.yaml
```
Y veremos como ha desplegado las 2 réplicas que se indica en el manifiesto.
Ahora sí que si borramos uno de los pods, como en el manifiesto indicamos 2 réplicas, kubernetes lo creará de nuevo.
Para borrar el deployment utilizaremos el mismo yaml con el que lo corrimos.
```
kubectl delete -f 04-deployment.yaml
```
### Manifiesto de daemonset
`daemonset` es otra forma de deployment un pod pero en este caso será un pod en cada uno de los nodos existente. No indicas las réplicas por eso. Sirve, por ejemplo, para despliegues de servicios de monitoreo. De nuevo, vamos a un manifiesto de un daemonset del [pelado Nerd](https://github.com/pablokbs/peladonerd/tree/master/kubernetes/35) llamado `03-daemonset.yaml`.
```
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
name: nginx-deployment
spec:
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:alpine
env:
- name: MI_VARIABLE
value: "pelado"
- name: MI_OTRA_VARIABLE
value: "pelade"
- name: DD_AGENT_HOST
valueFrom:
fieldRef:
fieldPath: status.hostIP
resources:
requests:
memory: "64Mi"
cpu: "200m"
limits:
memory: "128Mi"
cpu: "500m"
readinessProbe:
httpGet:
path: /
port: 80
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 10
livenessProbe:
tcpSocket:
port: 80
initialDelaySeconds: 15
periodSeconds: 20
ports:
- containerPort: 80
```
Veremos como se han desplegado 3 pods, uno por nodo.
Esta guía ha sido creada a partir de multitud de tutoriales que he hecho, son mis apuntes personales. Pero quiero hacer una especial mención a [Pelado Nerd](https://www.youtube.com/c/PeladoNerd), espero que la guía sea como el Pelado manda.
