Recursos de Kubernetes: Pods

La unidad más pequeña de kubernetes son los Pods, con los que podemos correr contenedores. Un pod representa un conjunto de contenedores que comparten almacenamiento y una única IP. Los pods son efímeros, cuando se destruyen se pierde toda la información que contenía. Si queremos desarrollar aplicaciones persistentes tenemos que utilizar volúmenes.

Por lo tanto, aunque Kubernetes es un orquestador de contenedores, la unidad mínima de ejecución son los pods:

• Si seguimos el principio de un proceso por contenedor, nos evitamos tener sistemas (como máquinas virtuales) ejecutando docenas de procesos,
• pero en determinadas circunstancias necesito más de un proceso para que se ejecute mi servicio.

Por lo tanto parece razonable que podamos tener más de un contenedor compartiendo almacenamiento y direccionamiento, que llamamos Pod. Además existen mas razones:

• Kubernetes puede trabajar con distintos contenedores (Docker, Rocket, cri-o,…) por lo tanto es necesario añadir una capa de abstracción que maneje las distintas clases de contenedores.
• Además esta capa de abstracción añade información adicional necesaria en Kubernetes como por ejemplo, políticas de reinicio, comprobación de que la aplicación esté inicializada (readiness probe), comprobación de que la aplicación haya realizado alguna acción especificada (liveness probe), …

Ejemplos de implementación en pods

1. Un servidor web nginx con un servidor de aplicaciones PHP-FPM, lo podemos implementar en un pod, y cada servicio en un contenedor.
2. Una aplicación WordPress con una base de datos mariadb, lo implementamos en dos pods diferenciados, uno para cada servicio.

Esqueleto YAML de un pod

Podemos describir la estructura de un pod en un fichero con formato Yaml, por ejemplo el fichero nginx.yaml:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  namespace: default
  labels:
    app: nginx
spec:
  containers:
    - image:  nginx
      name:  nginx

Donde indicamos:

• apiVersion: v1: La versión de la API que vamos a usar.
• kind: Pod: La clase de recurso que estamos definiendo.
• metadata: Información que nos permite identificar unívocamente al recurso.
• spec: Definimos las características del recurso. En el caso de un pod indicamos los contenedores que van a formar el pod, en este caso sólo uno.

Para más información acerca de la estructura de la definición de los objetos de Kubernetes: Understanding Kubernetes Objects.

Creación y gestión de un pod

Para crear el pod desde el fichero yaml anterior, ejecutamos:

kubectl create -f nginx.yaml
pod "nginx" created

Y podemos ver que el pod se ha creado:

kubectl get pods
NAME      READY     STATUS    RESTARTS   AGE
nginx     1/1       Running   0          19s

Si queremos saber en que nodo del cluster se está ejecutando:

kubectl get pod -o wide
NAME      READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP                   NODE
nginx     1/1       Running   0          1m       192.168.13.129    k8s-3

Para obtener información más detallada del pod:

kubectl describe pod nginx
Name:         nginx
Namespace:    default
Node:         k8s-3/10.0.0.3
Start Time:   Sun, 13 May 2018 21:17:34 +0200
Labels:       app=nginx
Annotations:  <none>
Status:       Running
IP:           192.168.13.129
Containers:
...

Para eliminar el pod:

kubectl delete pod nginx
pod "nginx" deleted

Accediendo al pod con kubectl

Para obtener los logs del pod:

$ kubectl logs nginx
127.0.0.1 - - [13/May/2018:19:23:57 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 612     "-" "Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64; rv:60.0) Gecko/20100101    Firefox/60.0" "-"
...

Si quiero conectarme al contenedor:

kubectl exec -it nginx -- /bin/bash
root@nginx:/# 

Podemos acceder a la aplicación, redirigiendo un puerto de localhost al puerto de la aplicación:

kubectl port-forward nginx 8080:80
Forwarding from 127.0.0.1:8080 -> 80
Forwarding from [::1]:8080 -> 80

Y accedemos al servidor web en la url http://localhost:8080.

Labels

Las Labels nos permiten etiquetar los recursos de kubernetes (por ejemplo un pod) con información del tipo clave/valor.

Para obtener las labels de los pods que hemos creado:

kubectl get pods --show-labels
NAME      READY     STATUS    RESTARTS   AGE       LABELS
nginx     1/1       Running   0          10m       app=nginx

Los Labels lo hemos definido en la sección metada del fichero yaml, pero también podemos añadirlos a los pods ya creados:

kubectl label pods nginx service=web
pod "nginx" labeled

kubectl get pods --show-labels
NAME      READY     STATUS    RESTARTS   AGE       LABELS
nginx     1/1       Running   0          12m       app=nginx,service=web

Los Labels me van a permitir seleccionar un recurso determinado, por ejemplo para visualizar los pods que tienen un label con un determinado valor:

kubectl get pods -l service=web
NAME      READY     STATUS    RESTARTS   AGE
nginx     1/1       Running   0          13m

También podemos visualizar los valores de los labels como una nueva columna:

kubectl get pods -Lservice
NAME      READY     STATUS    RESTARTS   AGE       SERVICE
nginx     1/1       Running   0          15m       web

Modificando las características de un pod creado

Podemos modificar las características de cualquier recurso de kubernetes una vez creado, por ejemplo podemos modificar la definición del pod de la siguiente manera:

kubectl edit pod nginx

Se abrirá un editor de texto donde veremos el fichero Yaml que define el recurso, podemos ver todos los parámetros que se han definido con valores por defecto, al no tenerlo definidos en el fichero de creación del pod nginx.yaml.

Índice de entradas sobre Kubernetes

Este artículo corresponde a una serie de entradas donde he hablado sobre Kubernetes:

• Instalación de kubernetes con kubeadm
• Desplegando una aplicación en Kubernetes
• Recursos de Kubernetes: Pods
• Recursos de Kubernetes: ReplicaSet
• Recursos de Kubernetes: Deployment
• Kubernetes: Desplegando la aplicación Mediawiki
• Kubernetes: Desplegando la aplicación GuestBook (Parte 1)
• Recursos de Kubernetes: Services
• El servicio DNS en Kubernetes
• Kubernetes: Desplegando la aplicación GuestBook (Parte 2)
• Kubernetes: Desplegando la aplicación LetsChat
• Recursos de Kubernetes: Ingress
• Accediendo a nuestras aplicaciones Kubernetes con Ingress
• Recursos de Kubernetes: Namespaces
• Kubernetes. Configurando nuestras aplicaciones: variables de entornos, ConfigMap, Secrets
• Kubernetes. Desplegando WordPress con MariaDB
• Almacenamiento en Kubernetes. PersistentVolumen. PersistentVolumenClaims
• Kubernetes. Desplegando WordPress con MariaDB con almacenamiento persistente
• Integración de Kubernetes con OpenStack