🌐 Introducción a Kubernetes

Este repositorio contiene una introducción práctica y teórica a Kubernetes, ideal para presentaciones, formaciones o autoaprendizaje.

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📋 Tabla de contenidos

Sección	Descripción
1. ¿Qué es Kubernetes?	Definición general
2. Componentes principales	Estructura básica del clúster
3. Arquitectura del clúster	Control Plane, nodos y pods
4. ¿Qué es Minikube?	Clúster local para pruebas
5. Comunicación dentro del clúster	kubelet, API Server y tráfico de red
6. Cómo se distribuye el tráfico	Services, kube-proxy y balanceo
7. Demostración Práctica con Minikube y Dashboard	Ejemplo de despliegue y acceso
8. Recursos útiles	Enlaces y referencias

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1. ¿Qué es Kubernetes?

Kubernetes es un orquestador de contenedores open source desarrollado por Google.

“Docker crea contenedores. Kubernetes los organiza y los mantiene funcionando correctamente.”

Kubernetes se encarga de:

• Desplegar aplicaciones en contenedores
• Escalar automáticamente
• Realizar actualizaciones sin interrupciones
• Gestionar la disponibilidad

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2. Componentes principales

🔹 Pod

• Unidad más pequeña que Kubernetes puede desplegar.
• Contiene uno o varios contenedores que comparten:
  • Red
  • Sistema de archivos (volúmenes)
  • Ciclo de vida
• Los Pods no son permanentes.
• Si un Pod falla, Kubernetes crea uno nuevo con otro nombre.

🔹 Nodo

• Una máquina (puede ser una instancia en la nube o un servidor físico) donde Kubernetes ejecuta las cargas de trabajo (los pods).
• Contiene el agente kubelet y kube-proxy.

🔹 Control Plane

• Es el encargado de mantener el estado deseado del clúster y de controlar, por ejemplo, las aplicaciones que se ejecutan y las imágenes de contenedores que se utilizan.
• Incluye:
  • API Server
  • Scheduler
  • Controller Manager
  • etcd (almacenamiento)

🔹 API Server

• Es un componente fundamental de Kubernetes que actúa como el servidor de la API de Kubernetes y es el frontend del plano de control del sistema.
• Recibe y procesa las peticiones del sistema, validando y configurando los datos para los objetos de la API, como pods, servicios y controladores de replicación.

🔹 Controller Manager (kube-controller-manager)

• Es un componente del nodo master de Kubernetes que se encarga de ejecutar los controladores (controllers) del clúster.
• Ejemplos de controladores:
  • ReplicationController: asegura que el número deseado de réplicas de un pod esté corriendo.
  • NodeController: detecta si un nodo se cae y reacciona en consecuencia.
  • JobController: gestiona la ejecución de Jobs hasta su finalización.

🔹 Scheduler (kube-scheduler)

• Su función principal es asignar (schedule) los pods pendientes (aquellos que aún no están asignados a ningún nodo) a un nodo adecuado, según las necesidades del pod y las condiciones del clúster.
• Registra la decisión para que el kubelet del nodo correspondiente cree el pod.

🔹 etcd

• Es el almacén de datos clave-valor distribuido que usa Kubernetes como base de datos central.
• Guarda el estado del sistema. Sin etcd, Kubernetes no puede operar ni recordar su estado.

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3. Arquitectura del clúster

Un clúster de Kubernetes es un grupo de nodos (máquinas que ejecutan aplicaciones) que trabajan juntos para gestionar y ejecutar contenedores de manera automatizada y escalable.

• Un clúster de Kubernetes contiene, como mínimo:
• Un plano de control (Control Plane o Master).
• Una o varias nodos trabajadores (workers).

Cluster
├── Control Plane (API Server, Scheduler, etc)
└── Nodos Worker
    ├── kubelet
    ├── Container Runtime (containerd, CRI-O)
    ├── kube-proxy
    └── Pods (contenedores)

• El Control Plane da las órdenes.
• Los nodos ejecutan los Pods (aplicaciones).
• La comunicación se da a través del API Server.

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4. ¿Qué es Minikube?

Minikube es una herramienta que permite crear un clúster Kubernetes local en tu PC para fines de desarrollo o formación.

• Crea un clúster con un solo nodo que funciona como Control Plane y Worker.
• Útil para aprender Kubernetes sin pagar servicios en la nube.

✅ Ideal para practicar con kubectl y aprender los conceptos básicos.

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5. Comunicación dentro del clúster

• kubelet: Agente que corre en cada nodo y se comunica con el API Server.
• kube-proxy: Encargado del enrutamiento de red y el balanceo de tráfico hacia los pods.
• El API Server es el corazón de la comunicación. Todo pasa por él.

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6. Cómo se distribuye el tráfico

Kubernetes usa diferentes componentes para enrutar el tráfico:

• Services: Definen una dirección estable para acceder a Pods.
• kube-proxy: Gestiona las reglas de red para distribuir tráfico entre Pods.
• Ingress (opcional): Gestiona accesos HTTP desde fuera del clúster.

El tráfico entra por el Service o Ingress, pasa por el kube-proxy y llega al Pod correspondiente.

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7. ¿Dónde se ejecuta un clúster?

Un clúster Kubernetes puede ejecutarse:

Entorno	Herramienta o proveedor
Local	Minikube, Kind, k3s
Cloud	AWS EKS, GCP GKE, Azure AKS
On-premise	Servidores propios

Puedes empezar sin contratar ningún servicio en la nube.

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8. Demostración Práctica con Minikube y Dashboard

Para esta demostración, utilizaremos los archivos .txt que contiene el repositorio, según el sistema operativo que tengamos.

9. Recursos útiles

• Documentación oficial de Kubernetes
• Minikube
• Guía de kubectl
• Kubernetes en español - Comunidad CNCF

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🧑‍💻 Collaborators

This project was developed by the following contributors:

• Fernando García Catalán
• Nhoeli Salazar Romero

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