Escalar aplicaciones en la nube es un aspecto desafiante pero crucial de la implementación de aplicaciones modernas. Este desafío a menudo parece insuperable para aquellos arraigados en clústeres de Kubernetes tradicionales y autogestionados. Estos entornos exigen un compromiso significativo con la gestión de nodos, la optimización de la asignación de recursos y el mantenimiento de una alta disponibilidad, un acto de equilibrio que puede sobrecargar incluso a los equipos más experimentados.

La lucha del escalado con Kubernetes tradicional

En una configuración tradicional de Kubernetes autogestionada, el escalado a menudo se ve obstaculizado por algunos desafíos clave:

1. Gestión de recursos: la gestión manual de los recursos conduce a la infrautilización (pagar por más recursos de los necesarios) o a la sobreutilización (sus aplicaciones sufren de recursos insuficientes).
2. Sobrecarga operativa: el mantenimiento de la infraestructura del clúster, incluidas las actualizaciones y los parches, requiere mucho tiempo y esfuerzo y distrae el trabajo de desarrollo.
3. Complejidad en la configuración: la implementación de una solución de escalado implica un profundo conocimiento técnico y una configuración cuidadosa, lo que puede ser una curva de aprendizaje pronunciada para muchos equipos.

Adoptar la ventaja de AWS EKS

Presentamos Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS), un servicio gestionado que revoluciona la forma en que abordamos el escalado de Kubernetes. EKS abstrae gran parte de la complejidad inherente a un clúster autogestionado, integrándose a la perfección con los servicios nativos de AWS. Esta integración ofrece algunas ventajas distintas:

1. Reducción de la sobrecarga operativa: EKS gestiona el plano de control de Kubernetes, asegurando que se ejecute de manera eficiente, segura y esté actualizado.
2. Seguridad mejorada: AWS se encarga de la seguridad de la infraestructura subyacente, proporcionando tranquilidad y permitiendo a los equipos centrarse en el desarrollo de aplicaciones.
3. Integración nativa de AWS: EKS se integra con varios servicios de AWS, lo que permite operaciones y escalado más fluidos y eficientes.

Exploración de soluciones de escalado en EKS: nodegroups y fargate

El papel de los grupos de nodos gestionados en EKS

Los grupos de nodos gestionados de AWS EKS simplifican la gestión de las instancias EC2 que sirven como nodos de trabajo en un clúster de EKS. Estos grupos de nodos agilizan varios procesos:

• Gestión automatizada: los grupos de nodos automatizan tareas como la aplicación de parches, la actualización y el escalado, lo que reduce la intervención manual y la complejidad operativa.
• Configuraciones personalizables: permiten configuraciones personalizadas para adaptar los recursos informáticos a las necesidades específicas de las aplicaciones.
• Monitorización integrada: con las integraciones nativas de AWS, la monitorización y la gestión del estado y el rendimiento de los nodos se vuelven más sencillas.

Aprovechar el poder de AWS Fargate en EKS

AWS Fargate presenta un enfoque sin servidor para ejecutar contenedores, eliminando la necesidad de gestionar servidores o clústeres:

• Motor de computación sin servidor: Fargate permite que las aplicaciones se ejecuten en contenedores sin gestionar la infraestructura del servidor subyacente.
• Escalado eficiente en recursos: escala los recursos bajo demanda, asegurando que las aplicaciones tengan la potencia informática necesaria sin sobreaprovisionamiento.
• Operaciones optimizadas: Fargate simplifica las operaciones, permitiendo a los equipos centrarse más en el desarrollo y menos en la gestión de la infraestructura.

Análisis comparativo: grupos de nodos gestionados frente a Fargate

Para comprender mejor estas dos soluciones de escalado, comparémoslas lado a lado:

Característica	grupos de nodos gestionados	AWS Fargate
Gestión de la infraestructura	Gestión automatizada de instancias EC2	Sin servidor, no se requiere gestión de la infraestructura
Enfoque de escalado	Opciones de escalado manual y automático disponibles	Escala automáticamente los recursos informáticos
Asignación de recursos	Instancias EC2 personalizables	Pague por el uso real de los recursos
Complejidad operativa	Reducida, pero requiere cierta supervisión	Mínima, se centra en el desarrollo de aplicaciones
Eficiencia de costes	Eficiente para cargas de trabajo constantes	Más rentable para cargas de trabajo irregulares e impredecibles
Control y configuración	Alto grado de control sobre las instancias	Menos control, más abstracción
Integración con los servicios de AWS	Extensa, incluyendo CloudWatch y Auto Scaling	Integración perfecta con otros servicios de AWS
Idoneidad del caso de uso	Adecuado para cargas de trabajo constantes y predecibles	Ideal para cargas de trabajo de corta duración, esporádicas o impredecibles

 

Karpenter: un cambio de juego para el escalado basado en EC2

Karpenter lleva el escalado de nodos basado en EC2 al siguiente nivel. Es un autoescalador de código abierto diseñado para Kubernetes en AWS que optimiza el aprovisionamiento de recursos informáticos en función de las demandas de la aplicación. Lo que distingue a Karpenter es su capacidad para:

1. Lanzar recursos rápidamente: Karpenter responde rápidamente a los cambios en las demandas de la carga de trabajo, asegurando que sus aplicaciones tengan los recursos que necesitan cuando los necesitan.
2. Gestionar los recursos de forma eficiente: al analizar los patrones de uso, Karpenter puede aprovisionar el tipo y la cantidad correctos de recursos, minimizando el desperdicio y optimizando los costes.
3. Facilidad de uso: Karpenter está diseñado para ser fácil de configurar y gestionar, reduciendo la complejidad operativa típicamente asociada con el escalado.

Karpenter puede monitorizar el estado de los pods en un clúster de Kubernetes y ajustar automáticamente la capacidad de los nodos de trabajo para satisfacer la demanda. Por lo tanto, optimiza la utilización de los recursos y asegura que todos los pods estén programados y funcionando de manera eficiente.

1. Pods pendientes: estos pods se han creado pero no están programados para ejecutarse en un nodo porque la capacidad actual del clúster no cumple con sus requisitos de recursos.
2. Pods no programados: estos pods no se pueden programar debido a las limitaciones de capacidad actuales. Tal vez todos los nodos estén a plena capacidad o carezcan de los recursos necesarios.
3. 3. Capacidad existente: Esto representa los nodos actuales dentro del clúster de Kubernetes que están ejecutando cargas de trabajo. El clúster podría estar totalmente utilizado o necesitar los tipos o cantidades de recursos apropiados para los pods pendientes/no programados.
4. Capacidad Just-in-Time: cuando Karpenter detecta pods no programados, evalúa sus requisitos de recursos y aprovisiona nuevos nodos con los recursos específicos necesarios. Está diseñado para tomar estas decisiones rápidamente y para aprovisionar nodos en cuestión de segundos.
5. Capacidad optimizada: después de que Karpenter aprovisiona los nuevos nodos, los pods pendientes y no programados se pueden programar. Esto resulta en un clúster optimizado que se ajusta con mayor precisión a las demandas de la carga de trabajo, a menudo mejorando la eficiencia de costes y el rendimiento.

 

Karpenter mejora el concepto de grupos de nodos gestionados de varias maneras:

1. Optimización proactiva de recursos: Karpenter aprovisiona dinámicamente nodos que se adaptan estrechamente a las necesidades específicas de los pods pendientes. No sobreaprovisiona recursos, sino que pretende coincidir precisamente con lo que se necesita, lo que puede conducir a un ahorro de costes.
2. Escalado rápido: Karpenter está diseñado para aprovisionar nodos rápidamente, lo que le permite responder rápidamente a los cambios en las demandas de la carga de trabajo. Esto puede ser particularmente útil en cargas de trabajo que tienen picos esporádicos o impredecibles.
3. Escalado eficiente hacia abajo: Karpenter no solo escala hacia arriba; también escala inteligentemente hacia abajo terminando los nodos que ya no son necesarios, minimizando el desperdicio.
4. Flexibilidad: Karpenter puede aprovisionar una amplia variedad de tipos y tamaños de nodos, lo que permite una respuesta más flexible a los requisitos de la carga de trabajo que los grupos de nodos, que a menudo son homogéneos en tipo y tamaño de instancia.
5. Evaluación en tiempo real: evalúa continuamente el entorno y realiza ajustes en tiempo real, lo que significa que puede manejar los cambios en los patrones de carga de trabajo de manera más fluida que los métodos de escalado más estáticos utilizados por los grupos de nodos.

Preparando el escenario para el escalado avanzado de pods

A medida que terminamos esta exploración del escalado en AWS EKS, es crucial tener en cuenta que esto es solo la punta del iceberg. En la próxima entrega de nuestra serie, profundizaremos en el mundo del escalado de Kubernetes explorando el Horizontal Pod Autoscaler (HPA) y el Vertical Pod Autoscaler (VPA). Estas herramientas representan la próxima frontera en el ajuste fino del escalado de aplicaciones, asegurando que sus pods siempre se ejecuten a su capacidad óptima. Manténgase atento mientras desarrollamos las complejidades del escalado a nivel de pod y cómo se integra perfectamente en el entorno EKS, superando los límites de la eficiencia y la flexibilidad.

Recuerde, dominar el escalado en Kubernetes es un viaje, no un destino. A medida que se embarca en este camino con AWS EKS, no solo está escalando sus aplicaciones; está escalando su destreza operativa y allanando el camino para un entorno de aplicaciones más resistente, eficiente y dinámico.

Preguntas frecuentes (FAQ)

1. ¿Cuál es el principal desafío al escalar aplicaciones en clústeres de Kubernetes tradicionales?

El mayor desafío es la sobrecarga operativa de la gestión manual de nodos y recursos. Los equipos deben equilibrar constantemente la infrautilización (desperdiciando dinero en recursos no utilizados) y la sobreutilización (arriesgando problemas de rendimiento). Esto a menudo implica configuraciones complejas, parches y actualizaciones, lo que puede ralentizar la velocidad de desarrollo.

2. ¿Cómo simplifica AWS EKS el escalado de Kubernetes?

Amazon EKS abstrae el plano de control de Kubernetes y se integra con servicios de AWS como EC2 Auto Scaling, CloudWatch e IAM. Esto elimina gran parte de la gestión manual de la infraestructura, mejora la seguridad y permite un escalado más sencillo a través de Managed Node Groups, Fargate y Karpenter, lo que reduce la complejidad para los equipos de DevOps.

3. ¿Cuál es la diferencia entre EKS Managed Node Groups y AWS Fargate?

• Managed Node Groups: Ideal para cargas de trabajo estables y predecibles. Ofrecen más control sobre las instancias EC2, permiten configuraciones personalizadas y admiten el escalado automático en función de la demanda.

• AWS Fargate: Un motor de computación sin servidor para ejecutar contenedores sin administrar servidores. Es más rentable para cargas de trabajo irregulares o impredecibles y elimina la necesidad de administrar la infraestructura de nodos por completo.

4. ¿Cómo mejora Karpenter el escalado basado en EC2 en EKS?

Karpenter es un escalador automático de código abierto que aprovisiona dinámicamente los tipos y tamaños de instancia correctos en tiempo real en función de las necesidades de la carga de trabajo. Lanza nodos en segundos, reduce la capacidad no utilizada automáticamente y optimiza los costes al hacer coincidir estrechamente los recursos con los requisitos de los pods, superando a los escaladores automáticos de grupos de nodos tradicionales.

5. ¿Cuándo debo usar Managed Node Groups, Fargate o Karpenter en EKS?

• Utilice Managed Node Groups para cargas de trabajo predecibles y de larga duración en las que desee tener control sobre las instancias EC2.

• Utilice Fargate para cargas de trabajo de corta duración o con picos en las que prefiera un enfoque sin servidor totalmente gestionado.

• Utilice Karpenter cuando desee un escalado en tiempo real altamente dinámico y optimizado para costes con la capacidad de aprovisionar diversos tipos de instancias EC2 automáticamente. Muchos equipos utilizan Karpenter en combinación con Node Groups para obtener la máxima flexibilidad.