Al desplegar aplicaciones en Kubernetes, el diseño del almacenamiento es uno de los aspectos más críticos. Las cargas sin estado como servicios frontend pueden reiniciarse o escalar sin problemas, pero las cargas con estado como bases de datos, sistemas de gestión de contenidos o plataformas de logging requieren almacenamiento persistente para evitar pérdida de datos y garantizar la fiabilidad de la aplicación.
En este artículo abordamos los fundamentos del almacenamiento en Kubernetes, cómo se integra en Amazon Elastic Kubernetes Service EKS y tres formas habituales de proveer almacenamiento con casos de uso reales.
Almacenamiento en Kubernetes: Kubernetes ofrece una capa de abstracción para gestionar almacenamiento. En lugar de conectar discos o manipular sistemas de archivos directamente, los desarrolladores declaran las necesidades de almacenamiento en manifiestos YAML y Kubernetes se encarga de provisionar y adjuntar el backend adecuado.
Componentes clave: Persistent Volume PV representa un volumen de almacenamiento en el clúster creado de forma manual o dinámica mediante StorageClass; Persistent Volume Claim PVC es la petición de almacenamiento hecha por un pod donde se especifica tamaño y modo de acceso; StorageClass define tipos de almacenamiento y referencia un provisioner como el driver CSI de AWS, permitiendo el aprovisionamiento dinámico.
Storage en Amazon EKS: EKS se integra con servicios gestionados de AWS que cubren distintos patrones de uso según la carga de trabajo.
EBS: Qué es: volúmenes de bloque a nivel de disco que se adjuntan a nodos. Ideal para cargas en una sola zona de disponibilidad como bases de datos relacionales. Limitación: los volúmenes EBS están atados a una Availability Zone y no siguen automáticamente pods que se muevan entre zonas.
EFS: Qué es: sistema de archivos NFS totalmente gestionado, elástico y escalable. Ideal para almacenamiento compartido entre múltiples pods o nodos, por ejemplo CMS, trabajos de entrenamiento ML o pipelines CI CD. Ventaja: soporte multi AZ y alta disponibilidad.
S3 via CSI driver: Qué es: almacenamiento de objetos integrado a Kubernetes mediante drivers CSI. Adecuado para hosting de imágenes, logs, backups o pipelines de big data. Nota: S3 no es un sistema de archivos tradicional y las aplicaciones deben manejar semánticas de objetos en lugar de operaciones tipo bloque o fichero.
Patrones para provisionar almacenamiento en EKS: 1 Provisionamiento estático: los volúmenes EBS o EFS se crean manualmente en AWS y se definen PersistentVolumes que las aplicaciones consumen mediante PVCs. Ventajas control total y asignación predecible. Inconveniente mayor trabajo operativo. Caso de uso migraciones de volúmenes de bases de datos existentes o requisitos de cumplimiento que exigen recursos preaprobados.
2 Provisionamiento dinámico: uso de StorageClasses con drivers CSI que permiten a Kubernetes crear automáticamente el recurso de almacenamiento en AWS cuando un PVC es solicitado. Ventajas automatización y escalabilidad; inconveniente menos control sobre recursos específicos. Caso de uso microservicios con necesidades variables donde la agilidad es prioritaria.
Buenas prácticas: emparejar la carga con el tipo de almacenamiento: bases de datos con EBS por IOPS y latencia, aplicaciones compartidas con EFS, logs y archivos de archivado con S3. Diseñar con conciencia de Availability Zones ya que EBS es AZ-bound. Asegurar el acceso usando IAM roles for service accounts IRSA para permisos granulares en pods. Monitorizar rendimiento con CloudWatch para EBS EFS y métricas de S3. Considerar costes: EFS y S3 escalan automáticamente pero pueden tener costes distintos frente a EBS provisionado.
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Conclusión: El almacenamiento es un componente fundamental en Kubernetes y en EKS, y una estrategia correcta combina PVs PVCs y StorageClasses para ofrecer almacenamiento flexible, resistente y adaptado a cada carga. Con la arquitectura adecuada sus cargas en EKS pueden escalar manteniendo durabilidad, rendimiento y disponibilidad.
Próximos pasos: en artículos futuros mostraremos ejemplos prácticos para configurar EBS EFS y S3 en EKS mediante Terraform y manifiestos de Kubernetes, incluyendo el despliegue de un contenedor nginx que escriba en almacenamiento persistente.
