Kubernetes

Apuntes personales, guías prácticas y cosas que fui entendiendo mientras intento que todo funcione. Desde la instalación hasta los primeros despliegues, y lo que vaya necesitando en el camino.

Apuntes iniciales de Kubernetes
Componentes y conceptos básicos de Kubernetes

Apuntes iniciales de Kubernetes

Estos apuntes no pretenden ser una guía completa, sino un registro personal mientras aprendo Kubernetes. Sirven para tener a mano los comandos básicos, los errores más comunes y las ideas que conviene no olvidar al empezar.

Fundamentos del comando `kubectl`

Sintaxis general:

kubectl [comando] [tipo_recurso] [nombre] [flags]

Ejemplo rápido:

kubectl get pods -n kube-system

Comandos esenciales

Comando	Descripción
`kubectl get pods`	Lista los pods en el namespace actual.
`kubectl get all`	Muestra todos los recursos del namespace.
`kubectl describe pod <nombre>`	Detalla estado, eventos y errores de un pod.
`kubectl logs <pod>`	Muestra los logs de un pod.
`kubectl exec -it <pod> -- /bin/bash`	Accede a una shell dentro del pod.
`kubectl apply -f <archivo.yaml>`	Crea o actualiza recursos de forma declarativa.
`kubectl delete -f <archivo.yaml>`	Elimina los recursos definidos en el archivo.
`kubectl create deployment nginx --image=nginx`	Crea un deployment de forma imperativa.
`kubectl get namespaces`	Lista todos los namespaces.
`kubectl create namespace <ns>`	Crea un nuevo namespace.
`kubectl config get-contexts`	Muestra los contextos configurados.
`kubectl config use-context <contexto>`	Cambia entre contextos de clúster.
`kubectl scale deployment <nombre> --replicas=<n>`	Escala un deployment.
`kubectl set image deployment/<nombre> <contenedor>=<imagen>`	Actualiza la imagen de un contenedor.
`kubectl top pod` / `kubectl top node`	Muestra el uso de CPU y memoria.
`kubectl get events`	Lista los eventos recientes del clúster.
`kubectl cordon <nodo>`	Marca un nodo como no programable.
`kubectl drain <nodo>`	Desprograma los pods de un nodo.
`kubectl uncordon <nodo>`	Reactiva el nodo para nuevas cargas.

Consejos prácticos

Usa alias k=kubectl para escribir menos.
Añade -n <namespace> para trabajar fuera del namespace default.
Prefiere apply frente a create o run en entornos reales.
Al depurar: combina describe, logs y events.
Antes de culpar al clúster, revisa tu kubeconfig y el contexto activo.

Flujo típico de trabajo

# 1. Ver qué hay
kubectl get all -n miapp

# 2. Revisar logs
kubectl logs <pod>

# 3. Entrar al contenedor
kubectl exec -it <pod> -- /bin/bash

# 4. Aplicar cambios
kubectl apply -f deployment.yaml

# 5. Ver resultados
kubectl describe deployment miapp

Lo que hay que tener presente...

Curva de aprendizaje empinada Kubernetes no es “Docker elevado”. Hay conceptos complejos (control plane, API server, etcd, scheduler, controllers). No esperes que todo tenga sentido de golpe.
Manifestos YAML = fuente de errores humanos Un indentado mal, un label selector incorrecto o un puerto mal mapeado pueden romper el sistema. Revisa siempre que tus spec.selector.matchLabels coincidan con template.metadata.labels.
No usar latest en las imágenes La etiqueta latest cambia sin aviso. Evítala en producción.
Define probes (liveness / readiness) Si no lo haces, tu aplicación puede parecer viva aunque no sirva tráfico correctamente.
Requests / Limits son obligatorios Define siempre límites de CPU y memoria para evitar que un pod consuma todo un nodo.
Namespaces y contexto Comprueba siempre kubectl config current-context y usa -n <namespace> para evitar confusiones.
Seguridad desde el día cero
- Activa y configura RBAC con mínimos privilegios.
- No expongas la API del clúster a internet.
- Gestiona secretos con cifrado y control de acceso.
- Define securityContext y NetworkPolicies para limitar privilegios y tráfico.
- Activa auditorías y logs.
Diseña para fallar Kubernetes no elimina errores: los gestiona. Usa readinessProbes, rolling updates y PodDisruptionBudgets.
Observabilidad no es opcional Métricas, logs y alertas son esenciales para entender el estado del clúster.
Versiones y compatibilidad Las APIs cambian rápido. Mantén tus manifiestos y clúster actualizados.
Segmentación lógica Divide por entorno (dev, staging, prod) o por equipo. Evita permisos amplios o namespaces únicos.
Infraestructura declarativa / GitOps No gestiones todo a mano. Usa Terraform, Helm, ArgoCD o similares para mantener reproducibilidad y control.

📚 Referencia útil: Kubernetes kubectl Cheat Sheet (oficial)

Componentes y conceptos básicos de Kubernetes

Mapa rápido de las partes que componen un clúster y los objetos más habituales que se gestionan. No pretende explicar cada detalle, solo servir de referencia visual y orden mental.

Arquitectura general

Control Plane (el cerebro del clúster):

API Server → punto de entrada de todas las peticiones (kubectl, dashboards, controladores).
etcd → base de datos donde se guarda el estado del clúster.
Controller Manager → vigila que el estado real coincida con el deseado (replicas, jobs, etc.).
Scheduler → decide en qué nodo se ejecuta cada Pod.

Nodos de trabajo (Workers):

kubelet → agente que ejecuta Pods y reporta su estado.
kube-proxy → gestiona reglas de red y balanceo.
Container Runtime → ejecuta los contenedores (containerd, CRI-O, Docker, etc.).

Recursos fundamentales

Tipo	Descripción rápida
Pod	Unidad mínima ejecutable: uno o más contenedores que comparten red y almacenamiento.
ReplicaSet	Asegura que haya N réplicas de un Pod. Suele gestionarse a través de un Deployment.
Deployment	Controla la creación y actualización de Pods. Ideal para aplicaciones sin estado.
StatefulSet	Igual que Deployment, pero mantiene identidad y almacenamiento por Pod.
DaemonSet	Asegura que haya un Pod corriendo en cada nodo (útil para logs, monitorización).
Job / CronJob	Ejecutan tareas puntuales o programadas.

Almacenamiento

Recurso	Función
Volume	Espacio de almacenamiento montado en un Pod. Puede ser efímero o persistente.
PersistentVolume (PV)	Recurso del clúster que representa almacenamiento físico o lógico disponible.
PersistentVolumeClaim (PVC)	Petición de almacenamiento por parte de un usuario. Se vincula con un PV.
StorageClass	Define políticas de aprovisionamiento dinámico (por tipo, rendimiento, etc.).

Red y exposición de servicios

Recurso	Función
Service	IP estable y punto de acceso para un conjunto de Pods.
ClusterIP	Servicio interno (por defecto).
NodePort	Expone el servicio en un puerto del nodo.
LoadBalancer	Usa un balanceador externo (en nubes o setups con MetalLB).
Ingress	Reglas HTTP(S) que enrutan tráfico externo hacia los Services.
Ingress Controller	Implementa las reglas de Ingress (NGINX, Traefik, etc.).
NetworkPolicy	Controla el tráfico permitido entre Pods o namespaces.

Configuración y seguridad

Recurso	Función
ConfigMap	Almacena configuración no sensible.
Secret	Datos sensibles (contraseñas, tokens).
ServiceAccount	Identidad usada por procesos dentro del clúster.
Role / ClusterRole	Define permisos.
RoleBinding / ClusterRoleBinding	Asigna permisos a usuarios o cuentas de servicio.
SecurityContext	Define restricciones de privilegios a nivel de Pod o contenedor.
PodSecurity (PSA/PSS)	Políticas globales de seguridad de Pods.

Observabilidad y control

Recurso / componente	Función
Events	Registro de sucesos del clúster.
Metrics Server	Proporciona métricas de CPU/RAM (para `kubectl top`).
Logs	Salida de contenedores y del sistema.
Probes (liveness/readiness/startup)	Verifican salud y disponibilidad de los Pods.
PodDisruptionBudget (PDB)	Define cuántos Pods pueden estar fuera de servicio simultáneamente.

📘 Referencias: Kubernetes Concepts (docs oficiales) · DevOpsCube - Kubernetes Architecture

Analogía para no romperse la cabeza

Control Plane → el jefe de la obra: da órdenes, no toca nada. API Server → el secretario: recibe tus órdenes y las reparte. etcd → el cuaderno donde se apunta todo. Scheduler → el encargado que reparte tareas entre los obreros. Controller Manager → el pesado que revisa que todo siga como estaba planeado.

Nodos de trabajo → los obreros.

kubelet → el capataz del nodo.
kube-proxy → el tío del tráfico que pone conos en la red.
Container Runtime → la máquina que realmente enciende las cosas.

Pod → una caja de herramientas. ReplicaSet → el contador de cajas. Deployment → el planificador de cuándo y cómo se cambian. StatefulSet → el que lleva etiquetas con nombres. DaemonSet → el repartidor que deja una caja en cada nodo. Job / CronJob → el que hace algo una vez o a horas fijas.

PV / PVC / StorageClass → el almacén, el ticket de pedido y el tipo de almacén. PV = almacén físico. PVC = papelito que dice “quiero un trozo de almacén”. StorageClass = tipo de almacén (rápido, barato, lento…).

Service → el interfono para hablar con Pods. ClusterIP → solo dentro del edificio. NodePort → el portero abre una puerta concreta. LoadBalancer → el recepcionista elegante. Ingress → el telefonista que enruta llamadas desde fuera. Ingress Controller → quien ejecuta las reglas del telefonista.

ConfigMap → el post-it con configuraciones. Secret → el post-it en una caja fuerte. RBAC / Roles → el carné de acceso. SecurityContext → el contrato de cada trabajador.

Probes → los médicos que revisan si los Pods respiran. PDB → el seguro que impide despedir a todos a la vez. Events / Logs / Metrics → los chismes del grupo de WhatsApp donde se entera todo el mundo.