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Guía práctica de Kubernetes

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Descripción

Índice

Detalles

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Características

  • Autor: Brendan Burns| Eddie Villalba| Dave Strebel| Lachlan Everson
  • Fecha de publicación: 05/11/2020

Descripción

Si desea crear aplicaciones con un sistema de organización de contenedores de la mano de auténticos expertos, ha dado con el libro indicado. Esta guía recoge las explicaciones y los consejos de cuatro profesionales que trabajan en el ámbito de Kubernetes y poseen un amplio manejo en sistemas distribuidos, desarrollo de aplicaciones empresariales y código abierto.

Asimismo, muchos de los métodos que se presentan en el libro se fundamentan en experiencias de empresas que utilizan Kubernetes con éxito en la fase de producción y están respaldados con ejemplos concretos de código. Gracias a esta guía, esté o no familiarizado con los conceptos básicos de Kubernetes, aprenderá todo lo que necesita para crear las mejores aplicaciones.

o Configurar y desarrollar aplicaciones con Kubernetes.

o Aprender patrones para monitorizar, asegurar los sistemas, y administrar actualizaciones, implementaciones y procesos de vuelta atrás.

o Comprender las políticas de red de Kubernetes y dónde encaja la red de servicios.

o Integrar servicios y aplicaciones heredadas, y desarrollar plataformas del más alto nivel con Kubernetes.

o Ejecutar tareas de aprendizaje automático en Kubernetes.

Este libro es ideal para aquellas personas que están familiarizadas con los conceptos básicos de Kubernetes y que quieren aprender las mejores prácticas que se emplean habitualmente.

Brendan Burns es un destacado ingeniero en Microsoft Azure y cofundador del proyecto de código abierto Kubernetes.

Eddie Villalba es ingeniero de software en la división de Ingeniería de Software Comercial de Microsoft, y es experto en la nube de código abierto y en Kubernetes.

Dave Strebel es arquitecto de la nube nativa global en Microsoft Azure, y es experto en la nube de código abierto y en Kubernetes.

Lachlan Evenson es gerente principal del programa en el equipo de cómputo de contenedores en Microsoft Azure

Información adicional

Peso0,5 kg
Dimensiones24 × 17 × 1 cm

Content missing

Índice

Prefacio ........................................................................................................... xiii

Reconocimientos ............................................................................................ xvii

 	 Configuración de un servicio básico ................................................................ 1

Visión general de la aplicación .................................................................................. 1

Gestión de archivos de configuración ....................................................................... 2

Creación de un servicio replicado mediante Deployments ....................................... 4

Mejores prácticas para la gestión de imágenes ................................................... 4

Creación de una aplicación replicada ................................................................... 4

Configuración de Ingress externa para tráfico HTTP ................................................. 7

Configuración de la aplicación con ConfigMaps ........................................................ 8

Gestión de autenticación con Secrets ..................................................................... 10

Despliegue de una sencilla base de datos con estado ............................................ 13

Creación de un equilibrador de carga TCP con Services ......................................... 17

Uso de Ingress para enrutar el tráfico a un servidor de archivos estáticos ............ 19

Parametrización de la aplicación utilizando Helm .................................................. 21

Mejores prácticas en el despliegue de servicios ..................................................... 23

Resumen .................................................................................................................. 23

 	 Flujos de trabajo para desarrolladores ......................................................... 25

Objetivos.................................................................................................................. 25

Creación de un clúster de desarrollo....................................................................... 26

Configuración de un clúster compartido por varios desarrolladores...................... 28

Registro de usuarios ........................................................................................... 28

Creación y dotación de seguridad a un espacio de nombres ............................. 31

Administración de espacios de nombres ........................................................... 33

Servicios a nivel de clúster ................................................................................. 35

Habilitación de flujos de trabajo para desarrolladores ........................................... 35

Instalación inicial ..................................................................................................... 35

Preparación de la fase de desarrollo activo ............................................................ 37

Preparación de pruebas y depuración .................................................................... 38

Mejores prácticas en el establecimiento de un entorno de desarrollo .................. 39

Resumen .................................................................................................................. 39
3. Monitorización y recopilación de registros en Kubernetes ............................ 41

Métricas versus registros......................................................................................... 41

Técnicas de monitorización ..................................................................................... 42

Formas de monitorización ....................................................................................... 42

Visión general de las métricas en Kubernetes ........................................................ 44

cAdvisor .............................................................................................................. 44

Servidor de métricas .......................................................................................... 45

kube-state-metrics ............................................................................................. 46

¿Qué métricas debemos monitorizar? .................................................................... 47

Herramientas de monitorización ............................................................................. 48

Monitorización en Kubernetes con Prometheus .................................................... 50

Descripción general de la recopilación de registros ................................................ 55

Herramientas para la recopilación de registros ...................................................... 57

Recopilación de registros mediante la pila EFK ....................................................... 58

Alertas...................................................................................................................... 60

Mejores prácticas para monitorización,

recopilación de registros y alertas........................................................................... 62

Monitorización ................................................................................................... 62

Recopilación de registros ................................................................................... 63

Alertas ................................................................................................................ 63

Resumen .................................................................................................................. 64

 	 Configuración, Secrets y RBAC ...................................................................... 65

Configuración mediante ConfigMaps y Secrets ...................................................... 65

ConfigMaps......................................................................................................... 66

Secrets ................................................................................................................ 66

Mejores prácticas habituales para las API de ConfigMap y Secrets ........................ 68

Mejores prácticas específicas en Secrets ........................................................... 73

RBAC ........................................................................................................................ 74

Manual de RBAC ................................................................................................. 76

Sujetos ................................................................................................................ 76

Reeglas ................................................................................................................ 76

Roles.................................................................................................................... 76

RoleBindings ....................................................................................................... 77

Mejores prácticas de RBAC ................................................................................ 77

Resumen .................................................................................................................. 80

 	 Integración continua, pruebas y despliegue .................................................. 81

Control de versiones ................................................................................................ 82

Integración continua ............................................................................................... 82
Pruebas .................................................................................................................... 83

Compilación de contenedores ................................................................................. 84

Etiquetados de imágenes de contenedores ............................................................ 85

Despliegue continuo ................................................................................................ 86

Estrategias de despliegue ........................................................................................ 86

Pruebas en producción ............................................................................................ 92

Configuración de una pipeline y realización de un experimento de caos ............... 93

Configuración de CI ............................................................................................ 94

Configuración de CD ........................................................................................... 97

Realización de la actualización de puesta en marcha ........................................ 98

Un sencillo experimento de caos ....................................................................... 98

Mejores prácticas para CI/CD .................................................................................. 99

Resumen ................................................................................................................ 100

 	 Versionado, versiones de lanzamiento y puesta en marcha ........................ 101

Versionado............................................................................................................. 102

Versiones de lanzamiento ..................................................................................... 102

Puesta en marcha .................................................................................................. 103

Todo junto ............................................................................................................. 104

Mejores prácticas para versionado, versiones de lanzamiento

y puesta en marcha ............................................................................................... 108

Resumen ................................................................................................................ 110

 	 Distribución y preproducción de aplicaciones a nivel mundial .................... 111

Distribución de la imagen ...................................................................................... 112

Parametrización del despliegue ............................................................................ 113

Tráfico con equilibrio de carga a nivel mundial ..................................................... 114

Puesta en marcha confiable de software a nivel mundial .................................... 115

Validación previa al despliegue ........................................................................ 116

Región de canario ............................................................................................. 119

Identificación de los tipos de región ................................................................ 120

Elaboración de la puesta en marcha a nivel global .......................................... 120

Cuando algo sale mal ............................................................................................. 122

Mejores prácticas de puesta en marcha a nivel mundial ...................................... 123

Resumen ................................................................................................................ 124

 	 Administración de recursos ........................................................................ 125

Planificador de Kubernetes ................................................................................... 125

Predicados ........................................................................................................ 125

Prioridades ....................................................................................................... 126

Técnicas avanzadas de planificación ..................................................................... 127

Afinidad y antiafinidad de cápsulas .................................................................. 127
nodeSelector .................................................................................................... 129

Manchas y tolerancias ...................................................................................... 130

Administración de recursos de cápsulas ............................................................... 131

Solicitud de recursos ........................................................................................ 132

Límites a los recursos y calidad de servicio de cápsulas .................................. 133

PodDisruptionBudgets...................................................................................... 135

Mínimo disponible ............................................................................................ 136

Máximo no disponible ...................................................................................... 136

Administración de recursos mediante espacios de nombres .......................... 137

ResourceQuota ................................................................................................. 138

LimitRange ........................................................................................................ 140

Escalado de clúster ........................................................................................... 142

Escalado manual ............................................................................................... 142

Escalado automático de clúster ........................................................................ 142

Escalado de aplicaciones .................................................................................. 143

Escalado con HPA ............................................................................................. 144

HPA con métricas personalizadas .................................................................... 146

Vertical Pod Autoscaler .................................................................................... 146

Mejores prácticas en la gestión de recursos ......................................................... 147

Resumen ................................................................................................................ 148

 	 Interconexión, seguridad en red y malla de servicios .................................. 149

Principios de red en Kubernetes ........................................................................... 149

Complementos de red ........................................................................................... 152

Kubenet ............................................................................................................ 153

Mejores prácticas en Kubenet .......................................................................... 153

El complemento CNI ......................................................................................... 153

Mejores prácticas en CNI ................................................................................. 154

Servicios en Kubernetes ........................................................................................ 155

Tipo de servicio ClusterIP ................................................................................. 156

Tipo de servicio NodePort ................................................................................ 157

Tipo de servicio ExternalName ......................................................................... 158

Tipo de servicio LoadBalancer .......................................................................... 159

Ingress y controladores Ingress ........................................................................ 161

Administración del protocolo HTTP .................................................................. 161

Mejores prácticas en servicios y controladores Ingress ................................... 162

Políticas de seguridad de red ................................................................................ 163

Mejores prácticas en política de red ................................................................ 166

Mallas de servicios................................................................................................. 168

Mejores prácticas en malla de servicios........................................................... 169

Resumen ................................................................................................................ 170
10. Seguridad de cápsulas y contenedores ..................................................... 171

API de PodSecurityPolicy ....................................................................................... 171

Habilitación de PodSecurityPolicy .................................................................... 172

Anatomía de PodSecurityPolicy ....................................................................... 174

Retos de PodSecurityPolicy .............................................................................. 183

Políticas con incumplimientos razonables ........................................................ 183

Mucho esfuerzo ................................................................................................ 184

¿Están interesados nuestros desarrolladores

en aprender PodSecurityPolicy? ....................................................................... 184

La depuración es engorrosa .............................................................................. 184

¿Confiamos en artefactos fuera de nuestro control? ....................................... 184

Mejores prácticas en PodSecurityPolicy .......................................................... 184

Siguientes pasos en PodSecurityPolicy ............................................................ 185

Aislamiento de tareas y RuntimeClass .................................................................. 185

Utilización de RuntimeClass ............................................................................. 187

Aplicaciones del tiempo de ejecución .............................................................. 187

Mejores prácticas en aislamiento de tareas y RuntimeClass ........................... 188

Otras consideraciones sobre la seguridad............................................................. 188

Controladores de admisión .............................................................................. 189

Herramientas de detección de intrusiones y anomalías .................................. 189

Resumen ................................................................................................................ 189

 	 Política y gobierno del clúster ................................................................... 191

Por qué la política y la gestión son importantes ................................................... 191

¿En qué sentido esta política es diferente? .......................................................... 191

Motor de políticas nativas en la nube ................................................................... 192

Introducción a Gatekeeper .................................................................................... 192

Ejemplos de políticas ........................................................................................ 193

Terminología Gatekeeper ................................................................................. 193

Restricción ........................................................................................................ 194

Rego .................................................................................................................. 194

Plantilla de restricción ...................................................................................... 194

Definición de plantillas de restricción .............................................................. 194

Definición de restricciones ............................................................................... 196

Replicación de datos ........................................................................................ 197

UX (Experiencias de usuario) ............................................................................ 198

Auditoría ................................................................................................................ 198

Familiarizándonos con Gatekeeper .................................................................. 200

Siguientes pasos en Gatekeeper ........................................................................... 200

Mejores prácticas en política y gestión ................................................................. 200

Resumen ................................................................................................................ 202
12. Administración de varios clústeres ........................................................... 203

¿Por qué varios clústeres? ..................................................................................... 203

Consideraciones sobre la utilización de varios clústeres en el diseño .................. 206

Administración de despliegues de varios clústeres............................................... 208

Patrones de despliegue y administración ........................................................ 208

Enfoque de GitOps para la administración de clústeres ....................................... 211

Herramientas de administración de varios clústeres ............................................ 213

Federation de Kubernetes ..................................................................................... 214

Mejores prácticas en la gestión de un conjunto de clústeres ............................... 217

Resumen ................................................................................................................ 218

 	 Integración de servicios externos y Kubernetes ........................................ 219

Importación de servicios a Kubernetes ................................................................. 219

Servicios sin selector para direcciones IP fijas ................................................. 220

Servicios basados en CNAME para nombres DNS fijos .................................... 221

Enfoques basados en controlador activo ......................................................... 223

Exportación de servicios desde Kubernetes .......................................................... 224

Exportación de servicios mediante equilibradores de carga internos ............. 225

Exportación de servicios en NodePorts ............................................................ 226

Integración entre máquinas externas y Kubernetes ........................................ 227

Compartición de servicios entre Kubernetes ........................................................ 228

Herramientas de terceros ...................................................................................... 229

Mejores prácticas en conexión de clústeres y servicios externos ......................... 229

Resumen ................................................................................................................ 230

 	 Ejecución de aprendizaje automático en Kubernetes ................................ 231

¿Por qué Kubernetes es ideal para el aprendizaje automático? ........................... 231

Flujo de trabajo del aprendizaje automático ........................................................ 232

Aprendizaje automático para administradores de clúster de Kubernetes ........... 234

Entrenamiento del modelo en Kubernetes ...................................................... 234

Entrenamiento del primer modelo en Kubernetes ........................................... 235

Entrenamiento distribuido en Kubernetes....................................................... 238

Restricciones de recursos ................................................................................. 238

Planificación de particularidades ...................................................................... 239

Hardware especializado ................................................................................... 239

Bibliotecas, controladores y módulos de kernel .............................................. 240

Almacenamiento .............................................................................................. 240

Almacenamiento y distribución del conjunto de datos entre nodos

esclavos durante el entrenamiento .................................................................. 241

Puntos de control y modelos de grabación ...................................................... 241

Interconexión ................................................................................................... 242
Protocolos especializados ................................................................................ 242

Preocupaciones del científico de datos ................................................................. 243

Mejores prácticas en aprendizaje automático en Kubernetes.............................. 244

Resumen ................................................................................................................ 245

 	 Creación de patrones de aplicaciones de alto nivel sobre Kubernetes ....... 247

Enfoques para desarrollar abstracciones de alto nivel ......................................... 247

Extensión de Kubernetes ....................................................................................... 248

Extensión de clústeres de Kubernetes ............................................................. 249

Ampliación de la experiencia de usuario de Kubernetes ................................. 251

Consideraciones de diseño en la creación de plataformas ................................... 251

Apoyo a la exportación de una imagen de contenedor ................................... 252

Soporte a los mecanismos existentes de servicios y descubrimiento de

servicios ............................................................................................................ 253

Mejores prácticas en la creación de plataformas de aplicaciones ........................ 253

Resumen ................................................................................................................ 254

 	 Gestión de aplicaciones con estado y apátridas ........................................ 255

Volúmenes y montajes de volumen ...................................................................... 256

Mejores prácticas en volúmenes ..................................................................... 257

Almacenamiento en Kubernetes ........................................................................... 258

PersistentVolume ............................................................................................. 258

PersistentVolumeClaims .................................................................................. 259

Clases de almacenamiento ............................................................................... 260

Interfaz de almacenamiento de contenedores y FlexVolume .......................... 261

Mejores prácticas en almacenamiento de Kubernetes .................................... 262

Aplicaciones con estado ........................................................................................ 263

StatefulSets ...................................................................................................... 264

Operadores ....................................................................................................... 266

Mejores prácticas en StatefulSet y Operators ................................................. 267

Resumen ................................................................................................................ 268

 	 Control de admisión y autorización .......................................................... 269

Control de admisión .............................................................................................. 270

¿Qué son? ......................................................................................................... 270

¿Por qué son importantes? .............................................................................. 270

Tipos de controladores de admisión ................................................................ 271

Configuración de webhooks de admisión ........................................................ 272

Mejores prácticas en control de admisión ....................................................... 274

Autorización ........................................................................................................... 277

Módulos de autorización .................................................................................. 278
ABAC ................................................................................................................. 279

RBAC.................................................................................................................. 281

Webhook........................................................................................................... 281

Mejores prácticas de autorización ................................................................... 281

Resumen ................................................................................................................ 282

 	 Conclusión ................................................................................................ 283

Índice ............................................................................................................. 285