Herramientas de Kubernetes

Kubernetes dispone de una serie de herramientas con diferentes usos que permiten administrar los clústers (kubectl y kubeadm), levantar clústers locales (kubeadm, kind, minikube, microk8s, …), automatizar la instalación de software (helm), etc.

Kubectl

Kubectl es una interfaz de línea de comandos que se instala en un equipo cliente. Permite gestionar los recursos que disponen los clústers de kubernetes. En este enlace se pueden consultar algunos de los principales comandos.

Kubeadm

Kubeadm por otra parte se encarga de la creación y despliegue de clústers, del mantenimiento y la gestión de estos. En cuanto al diseño esta herramienta solo se encarga del arranque de las máquinas. Puede utilizarse para automatizar procesos de ajuste de un clúster.

Características:

• Compatibilidad: Se puede instalar en todo tipo de máquinas, tanto virtuales como físicas, como servidores cloud.
• Desarrollo local: Permite desarrollar localmente clústers con dependencias mínimas en poco tiempo para labores de prueba y desarrollo.
• Contribuye al funcionamiento de otras herramientas de más alto nivel.
• Es una herramienta ligera.

Minikube

Minikube es una herramienta que levanta un clúster de Kubernetes ligero en una máquina virtual que crea automáticamente en un hipervisor (se puede especificar en cual si se tiene varios con el parámetro –driver={p.e virtualbox}) con el comando minikube start. El clúster tendrá un solo nodo e integra una interfaz gráfica con la que gestionar el clúster a la que se puede acceder con el comando minikube dashboard desde un navegador

Kind

Kind es el acrónimo de Kuberntes in docker, y permite levantar un clúster de Kubernetes en una máquina local en la que previamente se haya instalado docker, ya que, los nodos que se van a utilizar son contenedores de docker. Para realizar la instalación hay que ejecutar los siguientes comandos:

curl -Lo ./kind https://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.10.0/kind-linux-amd64.
chmod +x ./kind.
sudo mv ./kind /usr/local/bin

Para levantar un clúster con un contenedor que funcionará como controlador y worker a la vez se utiliza el siguiente comando:

kind create cluster 

Pero se puede decidir cuantos contenedores levantar y su rol (controlador o worker) escribiendo un archivo de configuración como el siguiente:

kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
nodes:
- role: control-plane
- role: worker
- role: worker

Y pasándolo como parámetro al comando anterior:

kind create cluster –config=config.yaml

Si se quiere borrar el clúster se puede pasar el siguiente comando:

kind delete cluster

ArgoCD (GitOps)

Una de las grandes innovaciones que ha introducido Kubernetes es la definición declarativa de lo que se debe estar corriendo en el clúster almacenada en un repositorio git, lo que se conoce como GitOps. Este repositorio es considerado como “la fuente de la verdad”, con esta estrategia cualquier cambio en el codigo del repositorio se refleja en la infraestructura y en las aplicaciones, esto facilita el control de versiones, los rollbacks entre otras muchas ventajas como la mejora de la estabilidad y la consistencia de las aplicaciones.

ArgoCD es una herramienta de despliegue continio (Continuous Deployment) que permite implementar estrategias GitOps en un clúster de Kubernetes.

Helm

Helm es considerado el gestor de paquetes de Kubernetes, permite la configuración e implementación de aplicaciones y servicios en clústers de Kubernetes de una manera más sencilla y eficiente. A la hora de utilizar Helm se pueden dar dos casos:

• Utilizar charts creados y diseñados por otros.
• Diseñar charts propios.

Los charts de Helm son paquetes de manifiestos de Kubernetes que se encargan de la descripción de un conjunto relacionado de recursos para la ejecución de una aplicación, herramienta o servicio. Ofrecen gran facilidad para crear, compartir, publicar y versionar dentro del sistema de Helm.

Estructura de un chart de Helm:

• Directorio templates: Donde se guardarán los manifiestos de Kubernetes que se utilizarán como plantilla. En estos manifiestos los valores (p.e. image:nginx) se definen de la siguiente manera lo que en este caso significa que en el fichero values hay una etiqueta ejemplo que a su vez contiene una etiqueta valor que contiene nginx (Esto es importante a la hora de realizar modificaciones).
• Values.yaml: Contiene los valores que se van a utilizar en los ficheros del directorio templates. Si se quiere modificar un valor (una contraseña, la base de datos que se va a utilizar, …) se hace en este fichero y automáticamente se cambiará en todos los manifiestos.
• Fichero Charts.yaml: En este fichero se define el nombre, la versión, … del chart de Helm.
• Directorio Charts: Tiene la capacidad de contener otros charts, que actuarán como dependencias.

Kustomize

Junto con Kubectl se incluye la herramienta Kustomize que permite aplicar simultáneamente la configuración de varios objetos de Kubernetes. A partir de un archivo .yaml como el siguiente:

apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization
resources:  
  - mysql-deployment.yaml
  - mysql-service.yaml  
  - wordpress-deployment.yaml
  - wordpress-service.yaml

En el cual se especifican los recursos que se van a utilizar (que son otros archivos .yaml en los que se definen los diferentes objetos) se pueden aplicar todos estos recursos directamente con el comando:

kubectl apply -k

Desde el directorio en el que se deben encontrar todos los archivos. Además, Kustomize permite aplicar configuraciones comunes y crear otros archivos como por ejemplo secrets o deployments a partir de la información que se le proporciona. Como en el siguiente ejemplo:

apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization
namespace: dev
commonLabels:
  env: dev
namePrefix: dev-
bases:
  - ../base
secretGenerator:
  - name: dbpassword
    literals:
      - "password=Passw0rd"
resources:
  - namespace.yaml
patchesStrategicMerge:
  - mysql-deployment-patch.yaml
  - wordpress-deployment-patch.yaml