Kubernetes cumple 10 años: cómo dirigió la computación nativa de la nube durante la última década, y lo que sigue

Si eliminaras Linux, la nube, los contenedores o Kubernetes del panorama tecnológico, te encontrarías en un mundo apenas reconocible. Linux actúa como la base de todas estas tecnologías; la nube nos ofrece acceso a sus vastos recursos y aplicaciones; los contenedores proporcionan los hogares para estas aplicaciones; y Kubernetes mantiene todos los contenedores en armonía. Si quitas cualquiera de estos, nos veríamos arrojados a una era más primitiva de la tecnología.

Kubernetes, en particular, ha transformado drásticamente el mundo de la informática nativa en la nube durante la última década. Celebrando su décimo aniversario, Kubernetes es un ejemplo brillante del poder de la colaboración y la innovación de código abierto. Desde su inicio en Google hasta su ascenso como el estándar de referencia para la orquestación de contenedores, ha revolucionado la forma en que implementamos, gestionamos y escalamos aplicaciones.

Y no necesitas solo tomar mi palabra. El reciente informe de Pure Storage, The Voice of Kubernetes Experts Report 2024, encontró que "en los próximos cinco años, el 80% de las nuevas aplicaciones se construirán en plataformas nativas de la nube". Personalmente, me sorprende que esa cifra no sea mayor.

El impacto de Kubernetes en la informática

Kubernetes ha cambiado fundamentalmente la forma en que abordamos la informática. Como explicó Liz Rice, directora de código abierto en Isovalent, una empresa de redes, seguridad y observabilidad basada en eBPF, Kubernetes ha transformado nuestro enfoque hacia las redes y la seguridad:

Kubernetes es fundamentalmente dinámico. Los pods pueden escalar hacia arriba y hacia abajo en respuesta a la demanda, y las cargas de trabajo pueden programarse y reprogramarse en diferentes máquinas. Por lo tanto, aunque las redes entre las cargas de trabajo de Kubernetes usan paquetes IP, las direcciones IP solo tienen significado a corto plazo porque se usan y reutilizan para diferentes cargas de trabajo en diferentes momentos. Esto significa que las herramientas tradicionales de redes y seguridad que identifican el tráfico basado en puertos y direcciones IP ya no son suficientes. Necesitamos herramientas que mapeen direcciones IP efímeras a identidades significativas de Kubernetes, como pods, servicios, espacios de nombres y nodos.

Echemos un vistazo a la última década para ver dónde comenzó Kubernetes, cómo ha dado forma al panorama nativo de la nube y qué podría deparar el futuro.

El génesis de Kubernetes

La historia de Kubernetes comienza a principios de la década de 2010 en Google, donde los ingenieros abordaban los desafíos de gestionar aplicaciones en contenedores a gran escala. Los contenedores se estaban volviendo cada vez más importantes, y se necesitaba desesperadamente una solución de gestión.

Dentro de Google, la importancia de organizar contenedores ya era bien entendida. Google había estado usando contenedores mucho antes de que Docker los popularizara. Cuando los ingenieros de Google, Craig McLuckie, Joe Beda y Brendan Burns, propusieron la idea en 2013 a Urs Hölzle, entonces jefe de infraestructura técnica de Google, él respondió: "A ver si lo entiendo. Quieren construir una versión externa del programador de tareas Borg. Una de nuestras ventajas competitivas más importantes. Aquella de la que ni siquiera hablamos externamente. ¿Y encima quieren hacerla de código abierto?"

Sí, eso es exactamente lo que querían. Y eventualmente, convencieron a Hölzle de que era una buena decisión.

McLuckie explicó su razonamiento:

Siempre creímos que hacer Kubernetes de código abierto era el camino correcto, trayendo muchos beneficios al proyecto. Por un lado, los bucles de retroalimentación eran esencialmente instantáneos: si había un problema o algo no funcionaba del todo bien, lo sabíamos de inmediato. Pero lo más importante, pudimos trabajar con muchos ingenieros excelentes, muchos de los cuales realmente entendían las necesidades de las empresas que se beneficiarían de implementar contenedores. Era un ciclo virtuoso: el trabajo de ingenieros talentosos generaba más interés en el proyecto, lo que incrementaba aún más la tasa de mejora y uso.

A principios de junio de 2014, en el primer DockerCon, se desató la "Guerra de la Orquestación de Contenedores". Apache Mesos, GearD de Red Hat, Docker Libswarm, Tupperware de Facebook y Kubernetes fueron anunciados. Brad Rydzewski, entonces fundador de Drone.io, señaló: "Lo que aprendí en #dockercon: Todos están construyendo su propia plataforma de orquestación. En serio. Todos."

No estaba equivocado. Pronto siguieron más programas de orquestación.

Incluso en esos primeros días, creía que Kubernetes emergiría como el ganador. Estaba inspirado en el programa de gestión de contenedores Borg de Google, que había estado en uso desde 2003, lo que le otorgaba un nivel de madurez que los otros no tenían.

Kubernetes rápidamente ganó tracción. El nombre "Kubernetes" proviene de la palabra griega para "timonel" o "piloto", simbolizando su rol en dirigir aplicaciones en contenedores. El logotipo de Kubernetes, una rueda de barco de siete radios, rinde homenaje a su herencia Borg y a su nombre inicial, Seven of Nine, un Borg amigable de Star Trek, que fue descartado por razones de marca.

Adopción rápida y crecimiento de la comunidad

La naturaleza de código abierto de Kubernetes y su robusto conjunto de características lo convirtieron en un éxito instantáneo entre desarrolladores y empresas. Para 2015, Kubernetes había alcanzado la versión 1.0, y Google se asoció con la Linux Foundation para formar la Cloud Native Computing Foundation (CNCF), con Kubernetes como su tecnología semilla. Este movimiento fue crucial para fomentar una comunidad vibrante alrededor de Kubernetes, lo que llevó a una rápida innovación y adopción generalizada.

Aunque otros programas de orquestación de contenedores aún existen, en 2017, Amazon Web Services (AWS) anunció Elastic Container Service for Kubernetes (EKS), señalando el dominio de Kubernetes en el mundo nativo de la nube.

Simultáneamente, la CNCF nutrió el ecosistema de Kubernetes. Hoy en día, cientos de programas nativos de la nube dependen de Kubernetes. Ningún proveedor de nube importante está sin él. Se ha convertido en la plataforma de orquestación de contenedores de referencia.

Transformando el desarrollo nativo de la nube

El impacto de Kubernetes en el desarrollo nativo de la nube no puede subestimarse. Introdujo un nuevo paradigma para implementar y gestionar aplicaciones, permitiendo a los desarrolladores centrarse en escribir código en lugar de gestionar infraestructura. Kubernetes abstrae las complejidades de la orquestación de contenedores, ofreciendo características como implementaciones y reversiones automáticas, autorreparación y escalado horizontal.

Otra ventaja significativa de Kubernetes es su portabilidad. Las aplicaciones implementadas en Kubernetes pueden ejecutarse en cualquier proveedor de nube o infraestructura local, lo que lo convierte en una opción ideal para entornos híbridos y de múltiples nubes. Esta flexibilidad ha sido un cambio radical para las empresas, permitiéndoles evitar el bloqueo de proveedores y optimizar sus estrategias de nube.

A lo largo de los años, Kubernetes también ha dado lugar a un rico ecosistema de herramientas y proyectos que extienden sus capacidades. Estos incluyen Helm, el gestor de paquetes de Kubernetes que simplifica la implementación y gestión de aplicaciones, y Prometheus, la poderosa herramienta de monitoreo y alerta para entornos de Kubernetes.

El ascenso de Kubernetes también ha dado lugar a nuevos paradigmas como GitOps, que aprovecha Git como la única fuente de verdad para la gestión declarativa de infraestructura y aplicaciones.

El futuro de Kubernetes

De cara al futuro, Kubernetes no muestra signos de desaceleración. La plataforma continúa evolucionando, con nuevas características y mejoras que se añaden regularmente. La comunidad de Kubernetes está explorando formas de simplificar la experiencia del usuario, mejorar la seguridad y aumentar la escalabilidad.

Ville Aikas, cofundador de Chainguard y uno de los creadores de Kubernetes, observó:

Tenemos este enorme panorama de CNCF que ha florecido, lo cual es maravilloso en términos de toda la diversidad de herramientas y opciones de infraestructura que ofrece a los equipos de plataforma. Pero también creo que crea un montón de decisiones que deben tomarse para operar Kubernetes, y ese panorama se ha vuelto enorme. Siempre sentí que una de las razones principales por las que Kubernetes se volvió tan popular fue que su Interfaz de Programación de Aplicaciones (API) es muy simple y que la carga cognitiva para usarla es relativamente baja. A medida que Kubernetes continúa madurando, necesita de alguna manera retener la simplicidad de su modelo mental y la usabilidad de su API.

Equilibrar Kubernetes y los paradigmas de programación nativa de la nube se está volviendo cada vez más complejo.

Shahar Azulay, CEO y cofundador de Groundcover, una empresa de monitoreo de rendimiento basada en eBPF, señaló:

Kubernetes ha demostrado su capacidad para gestionar diversas tareas de manera efectiva, pero su complejidad requiere una configuración considerable y un mantenimiento continuo. Similar a cómo Linux se desarrolló en un sistema operativo confiable, espero que Kubernetes se transforme en una capa de abstracción más amigable para el usuario. A medida que la adopción de Kubernetes continúa creciendo una década después, la necesidad de eficiencia y optimización de costos se vuelve cada vez más crítica.

Mirando hacia el futuro, Rice de Isovalent añadió:

Ya estamos viendo que Kubernetes se usa en entornos más híbridos junto con cargas de trabajo heredadas y en dispositivos de borde. La visión de Cilium es que un desarrollador de aplicaciones no debería necesitar saber o preocuparse por dónde se ejecutan los servicios con los que quiere interactuar: la conectividad y la seguridad deben manejarse en la capa de la plataforma.

Otro desarrollo emocionante en el horizonte es la integración de Kubernetes con la informática sin servidor. Proyectos como Kubeless y Fission están llevando capacidades sin servidor a Kubernetes, permitiendo a los desarrolladores construir e implementar funciones como servicio (FaaS) sobre sus clústeres de Kubernetes existentes. Esta fusión de sin servidor y Kubernetes promete desbloquear nuevas posibilidades para aplicaciones nativas de la nube.

La informática de borde y Kubernetes también están creciendo de la mano. A medida que más dispositivos y aplicaciones se trasladan al borde, Kubernetes se está adaptando para admitir implementaciones de borde. La comunidad de Kubernetes está trabajando en proyectos como KubeEdge, MicroK8s y Red Hat Device Edge para permitir clústeres de Kubernetes ligeros y eficientes que puedan ejecutarse en dispositivos de borde.

El futuro se ve brillante para Kubernetes. Con la innovación continua y un ecosistema próspero, Kubernetes está preparado para seguir dando forma al panorama nativo de la nube durante años. Aquí está por otra década de Kubernetes, llena de innovación, colaboración y excelencia en la orquestación de contenedores.