La orquestación de Kubernetes funciona gestionando un clúster de máquinas y desplegando contenedores en ellas en función de los recursos que necesiten y del estado deseado que haya definido el usuario. El sistema se compone de varios conceptos clave que funcionan en conjunto.

• Contenedores: son paquetes ligeros, portátiles y ejecutables que contienen una aplicación y todas sus dependencias. Kubernetes orquesta el despliegue y el ciclo de vida de estos contenedores.
• Clúster: es el conjunto de todas las máquinas, conocidas como nodos, que se agrupan y gestionan mediante Kubernetes para ejecutar tus aplicaciones.
• Plano de control: el plano de control es el cerebro del clúster de Kubernetes. Toma todas las decisiones globales sobre el clúster (como la programación) y es responsable de detectar y responder a los eventos del clúster para mantener el estado deseado por el usuario.
• Nodos: un nodo es una máquina de trabajo individual dentro del clúster, ya sea un servidor físico o una máquina virtual. Es el lugar donde se ejecutan los contenedores.
• Pods: en Kubernetes, los pods son los objetos desplegables más pequeños y representan una única instancia de un proceso en ejecución. Contienen uno o varios contenedores, almacenamiento compartido y una IP de red única.

Las plataformas de orquestación de contenedores proporcionan herramientas para automatizar la orquestación de contenedores y ofrecen la posibilidad de instalar otras tecnologías de código abierto para el registro, la monitorización y las analíticas de eventos, como Prometheus.

Hay dos tipos principales de plataformas de orquestación de contenedores: las autogestionadas y las gestionadas.

• Orquestadores de contenedores autogestionados: estas plataformas, que suelen crearse desde cero o aprovechando una plataforma de código abierto como Kubernetes, te otorgan un control absoluto sobre la personalización. Sin embargo, también requieren que te encargues de gestionar y mantener la plataforma, lo que incluye tareas como la instalación, la configuración, las actualizaciones y la aplicación de parches de seguridad.
• Servicios de Kubernetes gestionados: plataformas como Google Kubernetes Engine (GKE) se encargan de la complejidad que supone configurar y operar la infraestructura de clústeres subyacente, lo que te permite centrarte en desplegar y gestionar tus aplicaciones. El proveedor de servicios en la nube se encarga de gestionar la instalación y las operaciones. Como resultado, puedes limitarte a consumir las funciones y centrarte en ejecutar las aplicaciones en contenedores.

Aunque Kubernetes proporciona la orquestación principal, una serie de herramientas de clústeres trabajan en conjunto para mejorar su seguridad, simplificar la gestión y permitir el escalado. A continuación, tienes una lista con herramientas relacionadas: 

• Soluciones de monitorización y registro: herramientas como la suite de operaciones de Google Cloud (Cloud Monitoring y Cloud Logging) son esenciales para observar el estado y el rendimiento del clúster y las aplicaciones que se ejecutan en él.
• Herramientas de CI/CD: sistemas como Cloud Build se integran con Kubernetes para automatizar el proceso de creación de imágenes de contenedor y su despliegue en el clúster.

Las herramientas de orquestación de contenedores como Google Kubernetes Engine (GKE) facilitan el despliegue y la ejecución de aplicaciones y microservicios en contenedores. Los orquestadores de contenedores suelen aplicar sus propias metodologías y ofrecer diferentes funciones, pero permiten a las empresas coordinar, gestionar y monitorizar automáticamente aplicaciones en contenedores.

Aunque el resultado final es el mismo (una aplicación en contenedores gestionada y en ejecución), los pasos y el nivel de esfuerzo que requieren Kubernetes y GKE difieren significativamente.

Kubernetes automatiza varias funciones críticas que, de otro modo, requerirían una gran cantidad de trabajo manual. Estas funciones básicas son las que hacen que sea una plataforma de orquestación tan potente.

• Despliegue: Kubernetes te ayuda a describir el estado deseado de tu aplicación desplegada. A continuación, el motor de orquestación gestiona la implementación de los cambios, como la actualización de una aplicación a una nueva versión, de forma controlada y, a menudo, sin tiempo de inactividad.
• Escalado: en función del uso de CPU u otras métricas personalizadas, Kubernetes puede escalar automáticamente el número de contenedores en ejecución. De esta forma, te aseguras de que tu aplicación tenga los recursos que necesita para gestionar la carga y, al mismo tiempo, optimizas los costes.
• Autoreparación: si un contenedor o un nodo falla, la orquestación de Kubernetes puede detectar automáticamente el error. A continuación, reiniciará, sustituirá o reprogramará los contenedores en nodos en buen estado para que la aplicación siga estando disponible sin intervención manual.
• Descubrimiento de servicios y balanceo de carga: Kubernetes puede exponer automáticamente un contenedor a Internet u otros contenedores del clúster mediante un nombre de DNS estable. También puede equilibrar la carga del tráfico entre varios contenedores que ofrecen el mismo servicio para que las solicitudes se distribuyan de forma eficiente.
• Gestión de la configuración: Kubernetes te permite almacenar y gestionar información sensible, como contraseñas y claves de API, como "secretos". También gestiona los datos de configuración de las aplicaciones como "ConfigMaps", por lo que puedes actualizar las configuraciones sin tener que volver a crear las imágenes de tus contenedores.