Arquitectura de app tradicional con máquinas virtuales (VM)

En el diagrama siguiente se muestra un ejemplo de una arquitectura de app tradicional basada en máquinas virtuales.

1. El usuario envía una solicitud al punto final público de la app. El punto final público se representa mediante un servicio de equilibrador de carga que equilibra la carga del tráfico de red entrante entre las instancias disponibles del servidor de app.
2. El equilibrador de carga selecciona una de las instancias de servidor de app que esté en buen estado que se ejecutan en una máquina virtual y reenvía la solicitud. Los archivos de la aplicación, como el código, los archivos de configuración y las dependencias, se almacenan en la máquina virtual del servidor de aplicaciones.
3. El servidor de aplicaciones almacena los datos de la aplicación en una base de datos MySQL que se ejecuta en una máquina virtual de base de datos.

Arquitectura contenerizada

En el diagrama siguiente se muestra un ejemplo de una arquitectura de contenedor moderna que se ejecuta en un clúster de Kubernetes.

1. El usuario envía una solicitud al punto final público de la app. El punto final público está representado por un equilibrador de carga de aplicación (ALB) Ingress que equilibra la carga del tráfico de red de entrada entre las pods de app del clúster. El ALB es una colección de reglas que permiten el tráfico de red de entrada en una app expuesta públicamente.
2. El ALB reenvía la solicitud a uno de las pods de la app disponibles en el clúster. Las pods de la app se ejecutan en nodos trabajadores que pueden ser una máquina virtual o física.
3. Los pods de la app almacenan datos en volúmenes persistentes. Los volúmenes persistentes se pueden utilizar para compartir datos entre instancias de la app o nodos trabajadores.
4. Los pods de la app guardan los datos en un servicio de base de datos de IBM Cloud. Puede ejecutar su propia base de datos dentro del clúster de Kubernetes, pero una base de datos como servicio (DBaaS) gestionada suele ser más fácil de configurar y proporciona copias de seguridad integradas y funciones de escalado. Puede encontrar muchos tipos de bases de datos en el catálogo deIBM Cloud.

VM, contenedores y Kubernetes

Kubernetes Service proporciona la posibilidad de ejecutar apps en contenedores en clústeres de Kubernetes y proporciona las herramientas y funciones siguientes:

• Experiencia de usuario intuitiva y herramientas potentes.
• Seguridad y aislamiento integrados para permitir la entrega rápida de aplicaciones seguras.
• Servicios en la nube que incluyen capacidades cognitivas de IBM® Watson™.
• Capacidad para gestionar recursos de clúster dedicados tanto para aplicaciones sin estado como para cargas de trabajo con estado.

Qué hace IBM por usted

Si utiliza clústeres de Kubernetes con IBM Cloud Kubernetes Service, obtiene las siguientes ventajas:

• Varios centros de datos donde puede desplegar sus clústeres.
• Soporte para las opciones de red de entrada y de equilibrador de carga.
• Soporte dinámico de volúmenes persistentes.
• Nodos maestros de Kubernetes gestionados por IBM de alta disponibilidad.

Almacenamiento de datos no persistente

Los contenedores y pods son, por diseño, efímeros y pueden fallar inesperadamente. Puede almacenar datos en el sistema de archivos local de un contenedor. Los datos que hay dentro de un contenedor no se pueden compartir con otros contenedores o pods y se pierden cuando el contenedor se bloquea o se elimina.

Más información sobre cómo crear almacenamiento de datos persistente para la app

Puede persistir los datos de la aplicación y los datos del contenedor en el almacenamiento de archivos NFS o en el almacenamiento de bloques mediante el uso de volúmenes persistentes nativos Kubernetes.

Para suministrar almacenamiento en bloque o almacenamiento de archivos NFS, debe solicitar almacenamiento para el pod mediante la creación de una reclamación de volumen persistente (PVC). En su PVC, puede elegir entre clases de almacenamiento predefinidas que definen el tipo de almacenamiento, la capacidad de almacenamiento en gigabytes, las IOPS, la política de retención de datos y los permisos de lectura y escritura para su almacenamiento. Una PVC suministra de forma dinámica un volumen persistente (PV) que representa un dispositivo de almacenamiento real en IBM Cloud. Puede montar la PVC en su pod para leer y escribir en el PV. Los datos que se almacenan en los PV están disponibles, incluso si el contenedor se bloquea o se replanifica el pod. IBM agrupa en clústeres el almacenamiento de archivos NFS y el almacenamiento de bloques que respalda la PV para proporcionar alta disponibilidad a sus datos.

Para obtener información sobre cómo crear una PVC, siga los pasos de la documentación del almacenamiento de Kubernetes Service.

Más información sobre cómo mover los datos existentes al almacenamiento persistente

Para copiar los datos de la máquina local en el almacenamiento persistente, debe montar la PVC en un pod. A continuación, puede copiar los datos de la máquina local en el volumen persistente en el pod.

1. Para copiar datos, en primer lugar, debería crear una configuración que se parezca a algo así:

   kind: Pod
   apiVersion: v1
   metadata:
     name: task-pv-pod
   spec:
     volumes:
       - name: task-pv-storage
         persistentVolumeClaim:
          claimName: mypvc
     containers:
       - name: task-pv-container
         image: nginx
         ports:
           - containerPort: 80
             name: "http-server"
         volumeMounts:
           - mountPath: "/mnt/data"
             name: task-pv-storage
   

2. A continuación, para copiar los datos de la máquina local en el pod, utilice un mandato como este:

    kubectl cp <local_filepath>/<filename> <namespace>/<pod>:<pod_filepath>
   

3. Copiar datos de un pod del clúster en la máquina local:

   kubectl cp <namespace>/<pod>:<pod_filepath>/<filename> <local_filepath>/<filename>
   

Configuración de copias de seguridad para el almacenamiento persistente

Las comparticiones de archivos y el almacenamiento en bloque se suministran en la misma ubicación que su clúster. IBM aloja el almacenamiento propiamente dicho en servidores en clúster para proporcionar alta disponibilidad. Sin embargo, no se realizan automáticamente copias de seguridad de las comparticiones de archivo ni del almacenamiento en bloque, y pueden no resultar accesibles si falla toda la ubicación. Para evitar que los datos se pierdan o se dañen, puede configurar copias de seguridad periódicas que puede utilizar para restaurar los datos cuando sea necesario.

Para obtener más información, consulte Planificación de opciones de almacenamiento para el almacenamiento de archivos NFS y el almacenamiento de bloques.

Aplicación de los principios de 12 factores

La aplicación de doce factores es una metodología para crear aplicaciones nativas en la nube. Cuando quiera contenerizar una app, mover dicha app a la nube y orqueste la app con Kubernetes; es importante entender y aplicar algunos de estos principios. Algunos de estos principios son necesarios en IBM Cloud.

Se necesitan los siguientes principios clave:

• Código base: se realiza un seguimiento de todo el código fuente y de todos los archivos de configuración dentro de un sistema de control de versiones (por ejemplo, un repositorio GIT), lo cual es necesario si se utiliza un conducto DevOps para el despliegue.
• Creación, release, ejecución: la app de 12 factores utiliza una separación estricta entre las etapas de creación, release y ejecución. Esto se puede automatizar con un conducto de entrega DevOps integrado para compilar y probar la app antes de desplegarla en el clúster. Consulte la guía de aprendizaje sobre cómo desplegar una app en Kubernetes para aprender a configurar un conducto de integración y entrega continuo. Abarca la configuración del control de código fuente, las fases de compilación, prueba y despliegue, y muestra cómo añadir integraciones como escáneres de seguridad, notificaciones y análisis.
• Configuración: toda la información sobre configuración se almacena en variables de entorno. No se codifica ninguna credencial de servicio dentro del código de la app. Para almacenar credenciales, puede utilizar secretos de Kubernetes. Más sobre las credenciales más adelante.

Almacenamiento de credenciales en secretos de Kubernetes

Nunca resulta recomendable almacenar credenciales dentro del código de la app. En su lugar, Kubernetes proporciona los llamados "secretos" que contienen información sensible, como contraseñas, tokens OAuth o claves SSH. Los secretos de Kubernetes están cifrados de forma predeterminada, lo que hace que los secretos constituyan una opción más segura y flexible para almacenar datos confidenciales que almacenar estos datos en una definición de pod o en una imagen de contenedor.

Una forma de usar secretos en Kubernetes es realizando algo parecido a lo siguiente:

1. Cree un archivo denominado cloud-secrets.txt y almacenen las credenciales de servicio de todos los servicios de nube.

   {
       "url": "<SERVICE_URL>",
       "api_key": <API_Key>
   }
   

2. A continuación, cree un secreto Kubernetes ejecutando el siguiente comando y verifique que el secreto se ha creado utilizando kubectl get secrets después de ejecutar el siguiente comando:

   kubectl create secret generic cloud-service-secret --from-file=cloud-secrets.txt=./cloud-secrets.txt
   

Más información sobre cómo crear un archivo yaml de despliegue de Kubernetes

Para crear archivos deployment.yaml de Kubernetes, tiene que hacer algo parecido a esto:

1. Cree un archivo deployment.yaml, aquí hay un ejemplo de un archivo deployment YAML.

2. En su archivo deployment.yaml, puede definir cuotas de recursos para sus contenedores con el fin de especificar cuánta CPU y memoria necesita cada contenedor para iniciarse correctamente. Si los contenedores tienen cuotas de recursos especificadas, el planificador de Kubernetes puede tomar mejores decisiones acerca del nodo trabajador en el que colocar sus pods.

3. A continuación, puede utilizar los siguientes comandos para crear y ver el despliegue y los servicios creados:

   kubectl create -f <filepath/deployment.yaml>
   kubectl get deployments
   kubectl get services
   kubectl get pods