Kubernetes Básico para Desarrolladores de Aplicaciones

Introducción

Kubernetes (K8s) es una plataforma open-source de orquestación de contenedores. Automatiza el despliegue, el escalado y la gestión de aplicaciones containerizadas. Como desarrollador, necesitas entender las abstracciones core para desplegar y depurar tus aplicaciones efectivamente.

Conceptos Clave

Pod

Un Pod es la unidad desplegable más pequeña en Kubernetes. Encapsula uno o más contenedores que comparten red y almacenamiento.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp-pod
  labels:
    app: myapp
spec:
  containers:
    - name: myapp
      image: myapp:1.0
      ports:
        - containerPort: 3000
      env:
        - name: NODE_ENV
          value: production

Deployment

Un Deployment gestiona un conjunto de Pods idénticos, asegurando que el número deseado de réplicas esté en ejecución y permitiendo actualizaciones rolling.

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
        - name: myapp
          image: myapp:1.0
          ports:
            - containerPort: 3000
          resources:
            requests:
              memory: "128Mi"
              cpu: "100m"
            limits:
              memory: "512Mi"
              cpu: "500m"

Service

Un Service expone un conjunto de Pods como un servicio de red, proporcionando balanceo de carga y nombres DNS estables.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-service
spec:
  selector:
    app: myapp
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 3000
  type: ClusterIP

Tipo de Service	Descripción	Caso de Uso
ClusterIP	IP interna del cluster solo	Comunicación interna
NodePort	Expone en el IP de cada nodo en un puerto estático	Acceso externo directo
LoadBalancer	Expone externamente usando el LB del proveedor cloud	Ingress de producción
ExternalName	Mapea a un nombre DNS externo	Dependencias externas

Comandos Esenciales de kubectl

# Aplicar un manifiesto
kubectl apply -f deployment.yaml

# Obtener recursos
kubectl get pods
kubectl get deployments
kubectl get services

# Describir un recurso (info detallada + eventos)
kubectl describe pod myapp-xxx

# Ejecutar un comando en un pod
kubectl exec -it myapp-xxx -- sh

# Ver logs
kubectl logs -f myapp-xxx
kubectl logs -f deployment/myapp --tail=100

# Port-forward para acceso local
kubectl port-forward svc/myapp-service 8080:80

# Escalar un deployment
kubectl scale deployment myapp --replicas=5

# Estado e historial de rollout
kubectl rollout status deployment/myapp
kubectl rollout history deployment/myapp
kubectl rollout undo deployment/myapp

ConfigMaps y Secrets

ConfigMap

Almacena datos de configuración no sensibles:

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: myapp-config
data:
  LOG_LEVEL: "info"
  API_TIMEOUT: "30"

# Usar en un Pod
envFrom:
  - configMapRef:
      name: myapp-config

Secret

Almacena datos sensibles (codificados en base64):

kubectl create secret generic db-credentials \
  --from-literal=username=admin \
  --from-literal=password=secret123

env:
  - name: DB_PASSWORD
    valueFrom:
      secretKeyRef:
        name: db-credentials
        key: password

Health Checks

Kubernetes usa probes para determinar la salud del contenedor:

Probe	Propósito	Acción al Fallar
Liveness	¿La app está ejecutándose?	Reiniciar el contenedor
Readiness	¿La app está lista para recibir tráfico?	Eliminar de los endpoints del Service
Startup	¿La app terminó de iniciar?	Desactivar temporalmente otras probes

livenessProbe:
  httpGet:
    path: /health
    port: 3000
  initialDelaySeconds: 10
  periodSeconds: 10

readinessProbe:
  httpGet:
    path: /ready
    port: 3000
  initialDelaySeconds: 5
  periodSeconds: 5

Namespaces

Los namespaces proporcionan separación lógica dentro de un cluster:

# Crear un namespace
kubectl create namespace dev

# Establecer namespace por defecto para el contexto
kubectl config set-context --current --namespace=dev

# Listar recursos en un namespace
kubectl get pods -n dev

Estrategias comunes de namespaces:

default — proyectos pequeños
dev, staging, prod — por entorno
Por equipo o por proyecto para aislamiento

Buenas Prácticas

Establece requests y limits de recursos en cada contenedor para prevenir vecinos ruidosos
Usa readiness probes para evitar que el tráfico llegue a Pods no listos
Usa liveness probes para recuperarse de deadlocks y bloqueos
Nunca ejecutes como root — establece securityContext.runAsNonRoot: true
Fija las etiquetas de imagen — evita :latest en producción
Usa ConfigMaps para configuración, Secrets para credenciales
Establece terminación graceful — maneja SIGTERM en tu app (terminationGracePeriodSeconds)

Errores Comunes

No establecer requests/limits de recursos, causando inestabilidad del cluster
Usar etiquetas de imagen latest, llevando a despliegues impredecibles
Faltar readiness probes, causando errores 502 durante rollouts
Almacenar secretos en ConfigMaps en lugar de Secrets
No manejar SIGTERM, causando shutdowns abruptos y pérdida de datos
Desplegar todo al namespace default sin aislamiento

Preguntas Frecuentes

P: ¿Cuál es la diferencia entre un Pod y un Deployment? R: Un Pod es una sola instancia. Un Deployment es un controlador que gestiona múltiples réplicas de Pods, maneja actualizaciones rolling y se auto-recupera si los Pods fallan.

P: ¿Cómo accedo a mi aplicación ejecutándose en Kubernetes localmente? R: Usa kubectl port-forward para reenviar un puerto local a un Pod o Service. Para acceso compartido, usa un Service de tipo LoadBalancer o Ingress.

P: ¿Qué sucede durante una rolling update? R: Kubernetes crea nuevos Pods con la imagen actualizada, espera a que las readiness probes pasen, y luego reduce gradualmente los Pods antiguos. Si la actualización falla, puedes hacer kubectl rollout undo.