En este artículo, te proporcionaré una serie de consejos prácticos para optimizar tus despliegues en Kubernetes, el sistema de orquestación de contenedores que está revolucionando la forma en que las empresas gestionan sus aplicaciones en la nube.

Mejora tus habilidades de maniobra: Elabora un plan de despliegue efectivo

No se puede negar la importancia de tener un plan de despliegue efectivo. Si empiezas a correr sin tener un plan en claro, te puedes enfrentar a numerosos desafíos y errores potenciales. Diseña cuidadosamente tu estrategia de despliegue, comprendiendo el estado de tu clúster, las dependencias de tus aplicaciones y cómo esperas que se comporten tus aplicaciones una vez que estén en producción.

Autopsia a tus fallos: Aprende del feedback y los errores

Kubernetes, como cualquier otra plataforma, tiene una curva de aprendizaje. No siempre todo saldrá como lo planeaste. Cuando algo sale mal, tómate un tiempo para analizar y entender qué sucedió. Este feedback te permitirá hacer ajustes y evitar que los mismos errores se repitan en el futuro. Recuerda, en el mundo del desarrollo, los errores no son fracasos, sino oportunidades de aprendizaje.

Hazlo a tu manera: Personaliza tus despliegues

Kubernetes es altamente personalizable. Aprovecha esta flexibilidad para adaptar tus despliegues a tus necesidades específicas. Puedes configurar aspectos como la cantidad de réplicas, las políticas de reinicio, las variables de entorno, los volúmenes y muchos otros aspectos. Experimenta con diferentes configuraciones hasta que encuentres la que mejor se adapte a tus necesidades.

Es una cuestión de confianza: Realiza pruebas de carga y resistencia

Una vez que has configurado tu despliegue, es importante verificar que funcionará como se espera bajo diferentes condiciones de carga. Realizar pruebas de carga y resistencia te permitirá identificar puntos débiles en tu despliegue y hacer los ajustes necesarios para garantizar su estabilidad y rendimiento.

No te rindas a la primera: Utiliza técnicas de despliegue gradual

El despliegue gradual es una técnica que te permite lanzar nuevas características o cambios a un pequeño porcentaje de usuarios antes de implementarlos en todo el sistema. Esto puede ayudarte a detectar problemas y solucionarlos antes de que afecten a todos los usuarios. Kubernetes facilita este tipo de despliegues con conceptos como los despliegues canary y los despliegues de azul-verde.

Mantén la calma y supervisa: Utiliza herramientas de monitoreo

El monitoreo es esencial para mantener tus despliegues en Kubernetes sanos y funcionando correctamente. Existen muchas herramientas de monitoreo disponibles que te permiten tener una visión clara de cómo se están comportando tus aplicaciones en tiempo real. Este monitoreo puede ayudarte a identificar rápidamente problemas y tomar medidas correctivas.

Habla su idioma: Aprende y utiliza el lenguaje de Kubernetes

Para aprovechar al máximo Kubernetes, es importante comprender y utilizar su lenguaje. Conoce los diferentes componentes de Kubernetes y cómo interactúan entre sí. Esto te permitirá crear despliegues más eficientes y resolver problemas más rápidamente cuando surjan.

No pierdas de vista tus objetivos: Define y monitoriza métricas importantes

No puedes mejorar lo que no puedes medir. Define las métricas que son importantes para tu despliegue, como la utilización de CPU, la memoria, la latencia de red, entre otros. Luego, utiliza herramientas de monitoreo para rastrear estas métricas y hacer los ajustes necesarios en tus despliegues.

Construye un fuerte perímetro de seguridad: Asegura tus despliegues

La seguridad debe ser una prioridad en cualquier despliegue en Kubernetes. Debes asegurarte de que tus aplicaciones estén seguras y que tus datos estén protegidos. Esto puede implicar la configuración de políticas de red, la gestión de certificados SSL, la restricción de los privilegios de las aplicaciones, entre otras medidas de seguridad.

Mantén tus sistemas actualizados: Utiliza la última versión de Kubernetes

Finalmente, asegúrate de utilizar la última versión de Kubernetes. Cada nueva versión trae mejoras de rendimiento, correcciones de errores y nuevas características que pueden ayudarte a optimizar tus despliegues. No te quedes atrás y actualiza tus clústeres de Kubernetes con regularidad.

En resumen, optimizar tus despliegues en Kubernetes puede parecer una tarea desalentadora, pero con estos consejos estarás un paso más cerca de hacerlo con confianza y eficacia. Así que manos a la obra, ¡estoy seguro de que puedes hacerlo!

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Entendiendo Docker y los contenedores

Antes de adentrarnos en los meandros de la depuración, conviene aclarar brevemente qué es Docker y por qué los contenedores son tan relevantes en el desarrollo de aplicaciones modernas. Docker es una herramienta que permite a los desarrolladores como tú empaquetar aplicaciones y sus dependencias en contenedores. Estos contenedores son ligeros y portátiles, lo que te permite correr tus aplicaciones en cualquier sistema operativo que soporte Docker, sin preocuparte de las tediosas tareas de configuración.

Las herramientas para depurar en Docker

Depuración desde el host

Primero, vamos a hablar sobre cómo puedes depurar tus aplicaciones desde el mismo host donde se está ejecutando el contenedor Docker. Esto es útil en situaciones donde quieras realizar un seguimiento en tiempo real de lo que ocurre en tu aplicación sin necesidad de acceder al contenedor.

Puedes hacer uso de herramientas como docker logs, que te permite ver en tiempo real los logs de tus aplicaciones. Además, puedes usar docker top para ver los procesos que se están ejecutando dentro de tu contenedor. Esto te permite ver qué está consumiendo recursos y si hay algún proceso que no debería estar en marcha.

Acceder al contenedor

En ocasiones, necesitarás acceder directamente al contenedor para depurar tu aplicación. Docker te permite hacerlo mediante el comando docker exec, que te permite ejecutar comandos dentro de tu contenedor como si estuvieras en el sistema operativo anfitrión.

Una vez dentro del contenedor, podrás usar las herramientas de depuración que tengas instaladas en tu imagen. Por ejemplo, si estás trabajando con una aplicación en Python, podrías usar pdb para depurar tu código.

Depurando con Docker Compose

Docker Compose es otra herramienta que te resultará útil en la depuración de tus aplicaciones. Docker Compose te permite definir y correr aplicaciones multi-contenedor con una simple descripción en un archivo YAML.

Al igual que con Docker, puedes acceder a los logs de tus aplicaciones con docker-compose logs, y también puedes acceder al contenedor con docker-compose exec.

Técnicas para depurar aplicaciones en Docker

Depuración en tiempo de ejecución

La depuración en tiempo de ejecución te permite inspeccionar el estado de tu aplicación mientras se está ejecutando. Puedes hacerlo utilizando herramientas como pdb (para Python) o gdb (para C/C++) dentro de tu contenedor.

Estas herramientas te permiten poner puntos de parada en tu código, inspeccionar variables y avanzar paso a paso en la ejecución de tu aplicación, lo que te permite ver exactamente qué está ocurriendo en cada momento.

Depuración post-mortem

La depuración post-mortem se realiza después de que tu aplicación ha fallado. Esto te permite inspeccionar el estado de tu aplicación en el momento de la falla.

La depuración post-mortem es especialmente útil cuando te encuentras con errores intermitentes o difíciles de reproducir. En estos casos, puedes configurar tu aplicación para que genere un volcado de memoria en caso de falla, que luego podrás analizar para encontrar el problema.

Tracing y Profiling

Otra técnica útil en la depuración de aplicaciones en Docker es el tracing y profiling. Esto te permite obtener información detallada sobre la ejecución de tu aplicación, como el tiempo que se tarda en ejecutar cada función o el uso de memoria.

Existen diversas herramientas que te permiten hacer tracing y profiling de tus aplicaciones en Docker, como strace (para sistemas basados en Linux) o DTrace (para sistemas basados en Unix).

Consejos finales

Antes de finalizar, me gustaría darte algunos consejos para que tu experiencia depurando aplicaciones en Docker sea lo más llevadera posible:

• Asegúrate de tener una buena comprensión de cómo funciona Docker. Cuanto mejor entiendas Docker, más fácil será depurar tus aplicaciones.
• Familiarízate con las herramientas de depuración que están disponibles para tu lenguaje de programación.
• No olvides la importancia de tener buenos logs. Un buen sistema de logs puede ser tu mejor aliado a la hora de depurar problemas en tus aplicaciones.
• Utiliza Docker Compose para orquestar tus aplicaciones multi-contenedor. Esto te facilitará la tarea de depurar problemas que surjan de la interacción entre varios contenedores.

En resumen, depurar aplicaciones en contenedores Docker puede ser una tarea compleja, pero con las herramientas y técnicas adecuadas, podrás hacerlo de manera eficiente y efectiva. Recuerda, la práctica hace al maestro, así que no te desesperes si al principio parece complicado. ¡Ánimo y a depurar se ha dicho!

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La entrada ¿Cuáles son los desafíos comunes en la implementación de Kubernetes y cómo superarlos? se publicó primero en Aprende IT.

Entonces ¿Por qué “perder el tiempo” pasando la aplicación a contenedores? 

Cuando preparamos una aplicación para correr en contenedores no estamos perdiendo el tiempo. Al revés, estamos ganando tiempo a futuro. 

Me explico, cuando una aplicación se prepara para correr sobre contenedores, estamos haciendo qué la aplicación sea más independiente de un sistema ya que se puede actualizar el sistema donde corren los contenedores sin afectar a la aplicación y por el contrario, se puede actualizar la imagen de la aplicación sin afectar al sistema base. Por lo tanto le aportamos una capa de aislamiento a la aplicación.

Es importante destacar que la imagen que preparamos para la aplicación debería cumplir los estándares OCI o Open Container Initiative  (como se puede verificar en https://opencontainers.org/ ), es decir la imagen es OCI compliant podemos correr la imagen de nuestra aplicación tanto en todas las rutinas compatibles como pueden ser:

• Docker
• Containerd
• Cri-o
• Rkt
• Runc

Bueno ¿Y qué más nos aporta tener la aplicación preparada para que corra en un contenedor?

Podemos aprovecharnos además de lo anteriormente comentado con las rutinas anteriores y gestores stand-alone como docker de orquestadores como:

• Docker-swarm (no es el más utilizado) 
• Kubernetes (el orquestador por excelencia)

Este tipo de orquestadores nos aportan grandes ventajas para nuestra aplicación, tales como alta disponibilidad, escalabilidad, monitorización, flexibilidad, etc. Aportan una capa de abstracción extra que permite manejar de forma más fácil, redes, volúmenes, gestión de instancias, y todo lo relacionado con la gestión de los contenedores.

Por ejemplo usando kubernetes puedes tener una aplicación en producción y que se escale en función del uso de CPU o de RAM. También puedes asegurarte de que exista un número determinado de instancias. Y lo más importante, puedes hacer despliegues sin causar un desastre gestionando de forma muy rápida un rollback en caso de ser necesario.

Conclusiones

Hace tan solo unos años la industria en general solo veía esto viable para entornos no productivos (excepto los más atrevidos) pero de poco tiempo para aca cada vez se está viendo más frecuentemente una adopción generalizada de este tipo de tecnología. De hecho la gran mayoría de los grandes jugadores de la tecnología cloud tienen implementados servicios relacionados con esta tecnología.

La entrada Por qué deberíamos pasar a contenedores nuestras aplicaciones se publicó primero en Aprende IT.

Instalar los componentes necesarios con un script

Descargar el script con git en cada uno de los nodos:

git clone https://github.com/AprendeIT/kubernetes_installer.git

Después tenemos dos formas de instalación. Recomendamos la instalación con containerd ya que se ha declarado obsoleta la instalación con docker.

Instalación con docker

Ejecutar en cada nodo (Ubuntu):

sh instala_docker_kube.sh

Instalación con containerd

Ejecutar en cada nodo (Ubuntu):

sh instala_containerd_kube.sh

Preparando el master

Levantando un cluster de K8s con Calico

Documentación official

Se puede seguir la guia oficial que se encuentra en: https://docs.projectcalico.org/getting-started/kubernetes/quickstart

Creando un cluster de Kubernetes

1. Lo mejor es seguir la guía de instalación oficial que se encuentra en https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/install-kubeadm/ o utilizar el script del repositorio
   

   Note: Después de instalar kubeadm no apagues o reinicies el host, continua directamente con el siguiente paso.

2. Si estas como usuario normal are una terminal en el host donde has instalado kueadm con sudo.
3. Inicializa el nodo master con el siguiente comando:

   sudo kubeadm init --pod-network-cidr=192.168.0.0/16
   

   Nota: Si ya está en uso la red 192.168.0.0/16 o quieres usar otra, debes selecionar otro direccionamiento para pods replazandolo en el comando anterior.

   Este comando devolverá un comando kubeadm que se tiene que ejecutar en los nodos minion del cluster:

   kubeadm join XXX.XXX.XXX.XXX:6443 --token 1zotmg.ua015ox6gpxe37je --discovery-token-ca-cert-hash sha256:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
   

4. Ejecuta los siguientes comandos en el nodo master para configurar kubectl, son los mismos que devuelve kubeadm init.

   mkdir -p $HOME/.kube
   sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
   sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
   export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf
   

Instalando Calico

1. Instala el operado Tigera Calico y los recursos personalizados.

   kubectl create -f https://docs.projectcalico.org/manifests/tigera-operator.yaml
   

2. Instala Calico creando los recursos personalizados necesarios. Si quieres mas opciones del manifiesto visita https://docs.projectcalico.org/reference/installation/api.

   kubectl create -f https://docs.projectcalico.org/manifests/custom-resources.yaml
   

   Nota: Si se a modificado el direccionamiento y no es 192.168.0.0/24 lo mejor es descargar el fichero https://docs.projectcalico.org/manifests/custom-resources.yaml editarlo para que coincida con el direccionamiento y aplicar:

   kubectl -f custom-resources.yml
   

3. Confirma que todos los pods están corriendo con el siguiente comando:

   watch kubectl get pods -n calico-system
   

   Nota: En algunas instalaciones ha de hacerse con:

   watch kubectl get pods -n kube-system
   

   Hay que esperar hasta que cada pod tenga `STATUS` of `Running`.
   

4. Elimina los nodos contaminados:

   kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/master-

Esto debe retornar:

node/<your-hostname> untainted

5. Puedes añadir nodos al cluster y luego revisar su estado con:

   kubectl get nodes -o wide
   

   Esto debe retornar algo así:

   NAME              STATUS   ROLES    AGE   VERSION   INTERNAL-IP   EXTERNAL-IP   OS-IMAGE             KERNEL-VERSION    CONTAINER-RUNTIME
   <your-hostname>   Ready    master   52m   v1.12.2   10.128.0.28   <none>        Ubuntu 18.04.1 LTS   4.15.0-1023-gcp   docker://18.6.1

Documentación oficial

• https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/install-kubeadm/
• https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/container-runtimes/#docker
• https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/container-runtimes/#containerd
• https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/install-kubeadm/

La entrada Instalar un cluster de Kubernetes con kubeadm se publicó primero en Aprende IT.