DaemonSets y StatefulSets en Kubernetes

Ya hemos visto los deployments, pero existen otros tipos de objetos similares que nos permiten gestionar múltiples pods de forma automática. En este capítulo vamos a verlos, estos son DaemonSets y StatefulSets.

Al igual que los deployments, permiten gestionar pods de forma automática pero tienen unas caracterísicas diferentes que los hacen más adecuados para ciertos casos de uso.

Comparemos primero los Deployments con los DeamonSets y StatefulSets:

Característica	Deployments	DaemonSets	StatefulSets
Propósito principal	Gestionar aplicaciones sin estado	Ejecutar pods en todos los nodos	Gestionar aplicaciones con estado
Escalabilidad	Escalado automático y manual	No escalable, un pod por nodo	Escalado manual
Identidad de los pods	No garantiza identidad única	No garantiza identidad única	Garantiza identidad única
Persistencia de datos	No garantiza persistencia	No garantiza persistencia	Garantiza persistencia
Casos de uso comunes	Aplicaciones web, APIs	Agentes de monitoreo, logging	Bases de datos, sistemas distribuidos
Distribución de pods	Basado en el número deseado	Uno por nodo o subconjunto de nodos	Basado en el número deseado
Orden de despliegue	No garantiza orden específico	No garantiza orden específico	Garantiza orden de despliegue

DaemonSets

DaemonSets son objetos de Kubernetes que garantizan que un pod se ejecute en todos los nodos de un clúster o en un subconjunto específico de nodos. Esto es útil para aplicaciones que tengan que ejecutarse en cada nodo, como agentes de monitoreo, logging o servicios de red.. etc.

Si un nodo se añade al clúster, el DaemonSet automáticamente crea un pod en ese nodo. Si un nodo se elimina, el pod asociado también se elimina. Simple y efectivo.

Veamos un ejemplo de un DaemonSet que ejecuta un pod en todos los nodos del clúster:

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: fluentd-elasticsearch
  labels:
    k8s-app: fluentd-logging
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: fluentd-elasticsearch
  template:
    metadata:
      labels:
        name: fluentd-elasticsearch
    spec:
      containers:
      - name: fluentd-elasticsearch
        image: quay.io/fluentd_elasticsearch/fluentd:v2.5.2
        resources:
          limits:
            memory: 200Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 200Mi

Este DaemonSet ejecutará un pod de Fluentd en cada nodo del clúster. Fluentd es un agregador de logs que puede recopilar y enviar logs a diferentes destinos, podríamos suponer que en este caso se está utilizando para recopilar logs de todos los nodos del clúster.

Para aplicar la configuración anterior, usaríamos el siguiente comando:

kubectl apply -f daemonset.yaml

Podríamos consultar el estado del DaemonSet con el comando:

kubectl get daemonset fluentd

Ya véis que todos se gestionan de forma similar a los deployments, solo hay que especificar el tipo de objeto despues de las instrucciones get, edit, describe o delete.

Podríamos borrar el DaemonSet con el siguiente comando:

kubectl delete daemonset fluentd

StatefulSets

StatefulSets son objetos de Kubernetes que se utilizan para gestionar aplicaciones con estado. A diferencia de los deployments, los StatefulSets garantizan que los pods tengan identidades únicas y persistentes, lo que es esencial para aplicaciones como bases de datos o sistemas distribuidos.

Esto nos permite gestionar aplicaciones que requieren almacenamiento persistente y una identidad única para cada pod, es decir, cada pod tiene un nombre único y una dirección IP única que no cambia a lo largo del tiempo y que va asociado a un volumen persistente que se mantiene incluso si el pod se reinicia o se elimina.

¿Ya te imaginas por donde van los tiros? Efectivamente, esto es ideal para bases de datos o sistemas con almacenamiento persistente.

Veamos un ejemplo de un StatefulSet que ejecuta una base de datos MongoDB:

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mongo
spec:
    serviceName: mongo
    replicas: 3
    selector:
        matchLabels:
          app: mongo
    template:
        metadata:
          labels:
              app: mongo
        spec:
          containers:
          - name: mongo
            image: mongo
            ports:
            - containerPort: 27017
              name: mongo

Este ejemplo estaría incompleto, ya que los volúmenes los veremos en siguientes capítulos (Almanecamiento y volúmenes en Kubernetes), pero para que veas la estructura básica de un StatefulSet.

Para aplicar la configuración anterior, usaríamos el siguiente comando:

kubectl apply -f statefulset.yaml

Y de igual forma que los anteriores, podríamos utilizar los comandos get, edit, describe o delete para gestionar el StatefulSet.

kubectl <comando> statefulset mongo

Conclusión

Junto con los deployments, ya hemos visto los principalmente tipos de objetos que nos permiten gestionar pods de forma automática en Kubernetes. En el siguiente capítulo veremos los jobs y cronjobs, que son objetos que nos permiten ejecutar tareas programadas o de forma puntual.

Nos os preocupes, porque iremos viendo todos estos objetos en profundidad en los casos prácticos.

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