Introducción al Bloque 4: Almacenamiento en Kubernetes

 

El almacenamiento en Kubernetes es uno de los pilares fundamentales para asegurar la persistencia de los datos y su correcta gestión en aplicaciones distribuidas. A medida que las aplicaciones modernas requieren mayor resiliencia y escalabilidad, es crucial entender cómo Kubernetes maneja y abstrae los recursos de almacenamiento para poder integrarlos de manera eficiente en los clústeres.

En este bloque, vamos a sumergirnos en los conceptos y prácticas clave de almacenamiento en Kubernetes, enfocándonos en los volúmenes efímeros y persistentes, las clases de almacenamiento (Storage Classes) y las reclamaciones de volúmenes persistentes (PVC). Estos son los componentes esenciales que permiten a Kubernetes separar las preocupaciones de almacenamiento del ciclo de vida de los pods, proporcionando flexibilidad y persistencia de datos a largo plazo.

Temas que abordaremos

1. Volúmenes Efímeros
   Exploraremos los volúmenes efímeros, los cuales son creados y eliminados junto con el pod. Este tipo de almacenamiento es ideal para datos temporales, como registros (logs), cachés o archivos de trabajo que no requieren ser almacenados permanentemente. Técnicamente, veremos tipos como:

   • emptyDir: Se utiliza para compartir almacenamiento temporal entre los contenedores de un mismo pod.
   • configMap y Secret: Utilizados para almacenar configuraciones y datos sensibles, disponibles solo durante el ciclo de vida del pod.

2. Volúmenes Persistentes (Persistent Volumes)
   Los volúmenes persistentes son aquellos que sobreviven al ciclo de vida de los pods y garantizan la persistencia de los datos a través de reinicios o reemplazos de pods. Aquí profundizaremos en conceptos como:

   • hostPath: Un tipo de volumen persistente que mapea rutas del nodo directamente al pod. Si bien es útil en entornos de desarrollo, tiene limitaciones para producción.
   • NFS y otros volúmenes de red: Ideales para compartir almacenamiento entre múltiples pods de diferentes nodos, facilitando la colaboración entre aplicaciones distribuidas.

3. Clases de Almacenamiento (Storage Classes)
   Kubernetes permite el aprovisionamiento dinámico de almacenamiento a través de las Storage Classes. Estas proporcionan una abstracción que facilita la creación de volúmenes bajo demanda, permitiendo definir perfiles de almacenamiento que se ajusten a diferentes tipos de aplicaciones. Veremos:

   • Cómo definir Storage Classes para adaptar los volúmenes a necesidades específicas, como rendimiento o capacidad.
   • El uso de drivers CSI (Container Storage Interface) para conectar Kubernetes a proveedores de almacenamiento en la nube o infraestructuras locales.

4. Persistent Volume Claims (PVC)
   El PVC es la manera en la que los pods solicitan almacenamiento persistente en Kubernetes. Esta reclamación asegura que los pods puedan acceder al almacenamiento de forma segura y controlada. Veremos cómo configurar PVCs para que los pods puedan hacer uso eficiente del almacenamiento disponible en el clúster, desde pequeños archivos temporales hasta grandes bases de datos.

Pincelada Técnica

A lo largo de este bloque, realizaremos prácticas concretas, como la creación de volúmenes persistentes con manifestaciones yaml y la correcta asignación de recursos mediante PVC. Por ejemplo, trabajaremos con ejemplos como:

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: cka-pv-hostpath
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  hostPath:
    path: /mnt/data

Este manifiesto crea un volumen persistente en el nodo que puede ser reclamado por un pod a través de un PVC, lo que proporciona un nivel de control y seguridad sobre los datos almacenados. Además, aprenderemos a utilizar Storage Classes con aprovisionamiento dinámico para que el clúster administre automáticamente el almacenamiento.

¿Por qué es importante?

En entornos donde los datos deben ser altamente disponibles, robustos y escalables, el almacenamiento en Kubernetes se convierte en una herramienta poderosa. Con la capacidad de manejar tanto volúmenes efímeros como persistentes, Kubernetes te permite asegurar la persistencia de datos críticos mientras optimizas el uso de los recursos de almacenamiento.

Este bloque te proporcionará las herramientas y el conocimiento necesarios para abordar los desafíos de almacenamiento en entornos distribuidos, asegurando que tus aplicaciones no solo funcionen de manera eficiente, sino que también mantengan los datos de manera segura y confiable.