Una arquitectura de clúster de Kubernetes consta de dos tipos principales de componentes que pueden ayudar a crear un sistema tolerante a fallas para ejecutar aplicaciones.

• Plano de control: Actúa como el cerebro para administrar los clústeres. 
• Nodos de trabajador: Actúan como la fuerza bruta, ya que proporcionan el entorno de ejecución.

El plano de control es responsable de mantener el estado deseado de todo el clúster. Toma decisiones globales sobre la programación, responde a eventos del clúster y administra el ciclo de vida de todos los objetos de Kubernetes. Los componentes clave del plano de control incluyen los siguientes:

• Almacén de respaldo (etcd): Es un almacén de pares clave-valor coherente y de alta disponibilidad que se usa como almacenamiento de respaldo de Kubernetes para todos los datos del clúster.
• Servidor de la API (kube-apiserver): Sirve como frontend del plano de control, exponiendo la API de Kubernetes. Administra y valida las solicitudes REST, y luego actualiza el estado de los objetos relevantes en etcd.
• Programador (kube-scheduler): El programador supervisa los Pods recién creados que no tienen un nodo asignado y selecciona un nodo para que se ejecuten en función de la disponibilidad de recursos, las políticas y las especificaciones de afinidad.
• Administrador de controladores (kube-controller-manager) [opcional]: Este componente ejecuta varios procesos de controlador que regulan el estado del clúster. Por ejemplo, los controladores existen para manejar las fallas de nodos, mantener la cantidad correcta de Pods para un Deployment y administrar los Endpoints de Service.

Los nodos de trabajador son las máquinas en las que se ejecutan tus aplicaciones alojadas en contenedores. Cada nodo es administrado por el plano de control y contiene los servicios necesarios para ejecutar Pods. Los componentes principales de cada nodo trabajador incluyen los siguientes:

• kubelet: Es un agente que se ejecuta en cada nodo del clúster, se comunica con el plano de control y garantiza que los contenedores descritos en las especificaciones de Pod se ejecuten y estén en buen estado.
• kube-proxy [opcional]: Este proxy de red se ejecuta en cada nodo y es responsable de mantener las reglas de red en los nodos. Estas reglas de red permiten la comunicación de red a tus Pods desde sesiones de red dentro o fuera de tu clúster.
• Entorno de ejecución del contenedor: Este software administra la ejecución de contenedores y admite varios entornos de ejecución, siendo containerd una opción popular.

Si bien Kubernetes es increíblemente potente, configurar y operar un clúster de K8s seguro y de nivel de producción implica una sobrecarga operativa significativa. Es aquí donde un servicio administrado como Google Kubernetes Engine (GKE) puede proporcionar un valor inmenso para los equipos empresariales. GKE puede ayudar a simplificar la administración de clústeres de Kubernetes automatizando muchas de las tareas complejas y que consumen mucho tiempo.

GKE puede proporcionar un plano de control completamente administrado, que se encarga de su disponibilidad, aplicación de parches y actualizaciones, para que tu equipo no tenga que hacerlo. Ofrece funciones como el modo Autopilot, que automatiza toda la administración operativa del clúster, incluidos los nodos y el ajuste de escala, para reducir aún más la sobrecarga y optimizar el uso de recursos. Con GKE, los desarrolladores pueden enfocarse en escribir código y crear aplicaciones, mientras que la plataforma se encarga de la arquitectura y la infraestructura del clúster de Kubernetes subyacente, lo que garantiza que sea seguro, confiable y escalable.