Historia y guía completa para empezar a trabajar con contenedores

Introducción

En la era de la transformación digital y el avance tecnológico, la utilización de contenedores y su orquestación se ha convertido en un pilar fundamental para el desarrollo y despliegue de aplicaciones modernas. Los contenedores ofrecen una manera eficiente y consistente de ejecutar aplicaciones en múltiples entornos, desde máquinas locales hasta nubes públicas y privadas.

Este artículo ofrece un análisis técnico, detallado y profundo sobre la historia, evolución y estado actual de los orquestadores de contenedores. También incluye una guía paso a paso para comenzar a trabajar con estas tecnologías, dirigida tanto a profesionales de TI como a desarrolladores que buscan dominar las herramientas más relevantes del ecosistema.

La evolución tecnológica detrás de los contenedores

La idea de empaquetar aplicaciones y sus dependencias para garantizar su funcionamiento en diferentes entornos tiene raíces que se remontan mucho antes de la popularización de Docker en 2013. Sin embargo, fue con la llegada de Docker que este concepto ganó un impulso sin precedentes debido a su facilidad de uso y estandarización.

Antes de Docker, empresas como Google ya empleaban tecnologías de contenedores internamente mediante sistemas como Borg y Omega, pero estas soluciones estaban cerradas y orientadas a uso interno. La apertura y estandarización impulsada por Docker permitió que la industria entera avanzara hacia modelos de desarrollo ágil y despliegue continuo.

El impacto de Docker en el ecosistema

Docker cambió para siempre la forma en que concebimos el desarrollo y la entrega de software. Introdujo una plataforma que no sólo permitía crear contenedores fácilmente, sino que también facilitaba compartirlos y ejecutarlos de forma transversal. Esto habilitó el desarrollo de orquestadores capaces de gestionar múltiples contenedores distribuidos en clusters.

¿Qué es un orquestador de contenedores y por qué es importante?

Un orquestador de contenedores es una herramienta o plataforma que automatiza la gestión, despliegue, escalado, balanceo de carga y monitoreo de contenedores, facilitando la administración de aplicaciones en ejecución sobre infraestructura distribuida.

La necesidad de orquestar surge cuando una aplicación se compone de múltiples servicios distribuidos que deben funcionar en conjunto y de manera resiliente. El orquestador asegura que los contenedores estén siempre disponibles, que la carga se distribuya correctamente y que los recursos se utilicen eficientemente.

Funciones clave de un orquestador

• Despliegue automático: Configura y pone en marcha contenedores según plantillas o instrucciones definidas.
• Escalabilidad: Ajusta el número de instancias de contenedores según la demanda.
• Balanceo de carga: Distribuye el tráfico entre contenedores para optimizar rendimiento y disponibilidad.
• Recuperación automática: Reinicia o reemplaza contenedores que fallan, garantizando la continuidad del servicio.
• Actualizaciones y mantenimiento: Permite actualizaciones sin tiempo de inactividad mediante estrategias de despliegue.

La carrera histórica de los orquestadores: una mirada comparativa

En la última década, diversos proyectos y productos compitieron por dominar el espacio de la orquestación de contenedores. A continuación, analizamos los cuatro principales contendientes que han marcado la historia y su posicionamiento actual.

Mesos Marathon

Mesos Marathon es un orquestador incluido dentro de Apache Mesos, un sistema operativo distribuido que permite visualizar un conjunto grande de máquinas independientes como un único recurso computacional gigantesco. Marathon ofrece funcionalidades de planificación y ejecución de contenedores dentro del ecosistema Mesos.

Ventajas:

• Alta escalabilidad soportando miles de nodos.
• Integración profunda con Apache Mesos, ideal para infraestructuras que ya utilizan Mesos.

Desventajas:

• Dependencia de un solo proveedor y comunidad relativamente limitada.
• Menor adopción comparada con otras opciones más modernas.

Amazon Elastic Container Service (ECS)

ECS es el servicio de orquestación de contenedores nativo de Amazon Web Services, basado en su infraestructura de EC2. Proporciona una solución escalable para ejecutar y administrar contenedores en la nube de AWS.

Ventajas:

• Integración nativa con otros servicios AWS.
• Fácil de utilizar para organizaciones ya invertidas en AWS.
• Servicio completamente gestionado, reduce la carga operativa.

Desventajas:

• Dependencia exclusiva de la plataforma AWS.
• Menor flexibilidad para funcionar en ambientes híbridos o multi-cloud.

Docker Swarm

Docker Swarm es una herramienta integrada en Docker Engine para la orquestación sencilla de contenedores. Su principal virtud es la facilidad de uso y su estrecha relación con Docker Compose.

Orquestación de contenedores con Kubernetes para empezar a trabajar

Ventajas:

• Inmediatez al estar incorporado en Docker, no requiere instalación adicional.
• Modelo de definición familiar: utiliza archivos de Docker Compose para la configuración.
• Perfecto para entornos pequeños o medianos con requerimientos simples.

Desventajas:

• Limitaciones heredadas del modelo de Docker Compose.
• No escala tan bien para entornos muy grandes y complejos.
• Menor adopción y menos comunidad activa comparado con Kubernetes.

Kubernetes: El ganador indiscutible

Kubernetes es actualmente el estándar de facto en orquestación de contenedores. Nació en Google, basado en su experiencia con Borg, y fue donado a la Cloud Native Computing Foundation (CNCF) para convertirse en un proyecto open source con desarrollo comunitario.

Ventajas:

• Modelo de aplicación potente y flexible, capaz de manejar desde microservicios simples a arquitecturas de gran escala.
• Amplio ecosistema y soporte por parte de todos los grandes proveedores de nube (Google Cloud, AWS – EKS, Azure – AKS, Arsys, entre otros).
• Rica funcionalidad para monitorización, seguridad, autoescalado, actualizaciones sin downtime y más.
• Alta portabilidad entre distintos proveedores y entornos.

Desventajas:

• Complejidad considerable para su instalación y administración.
• Curva de aprendizaje pronunciada, requiere conocimientos técnicos avanzados.

Comparación técnica de los principales orquestadores

Cómo empezar a trabajar con contenedores y orquestadores

El primer paso para trabajar con contenedores es entender cómo crearlos y gestionarlos mediante herramientas como Docker. Posteriormente, podemos avanzar hacia la administración de clusters utilizando un orquestador que automatice la operación a gran escala.

Creación y gestión básica de contenedores con Docker

Docker simplifica la construcción y ejecución de contenedores con comandos básicos:

• docker build -t miimagen .: crea una imagen Docker desde un Dockerfile.
• docker run -d --name micontenedor miimagen: ejecuta un contenedor en segundo plano.
• docker ps: lista contenedores en ejecución.
• docker logs micontenedor: muestra los logs de un contenedor.

Primeros pasos con Docker Swarm

Si ya utilizas Docker, Docker Swarm es un paso natural para introducirte en la orquestación distribuida:

1. Inicializa el cluster Swarm con docker swarm init en el nodo líder.
2. Agrega nodos trabajadores con los tokens proporcionados por el comando anterior.
3. Despliega servicios usando docker service create.
4. Monitorea el estado con docker service ls y docker node ls.

Introducción a Kubernetes

Para dar el salto a Kubernetes, es crucial comprender su arquitectura y modelo de objetos. Kubernetes organiza los recursos en:

• Pod: unidad básica que puede contener uno o más contenedores.
• Deployment: controla la replicación y actualización de pods.
• Service: define el acceso a los pods, proporcionando IP fija o balanceo de carga.
• Namespace, ConfigMaps, Secrets, Volúmenes: permiten organizar recursos y manejar configuración y secretos.

Proceso paso a paso para desplegar una aplicación en Kubernetes

1. Crear los manifiestos YAML para describir los Deployments y Services.
2. Usar kubectl apply -f archivo.yaml para desplegar los recursos.
3. Verificar el estado con kubectl get pods y kubectl get services.
4. Escalar la aplicación con kubectl scale deployment nombre --replicas=3.
5. Actualizar la aplicación aplicando una nueva versión de la imagen y usando kubectl rollout status deployment/nombre.

Buenas prácticas y consejos para trabajar con orquestadores

• Automatiza todo: utiliza pipelines de CI/CD para construir y desplegar imágenes automáticamente.
• Gestiona la configuración por separado: utiliza ConfigMaps y Secrets para evitar hardcodear datos sensibles.
• Monitorea continuamente: implementa herramientas de observabilidad y alertas para responder rápidamente a incidentes.
• Mantén la seguridad: restringe permisos de acceso y usa redes privadas para los clusters.
• Comprende la infraestructura: conoce la topología de tus nodos para optimizar recursos y redundancia.

Para complementar esta información, te invitamos a ver este video donde se explica la historia, evolución y un análisis detallado de los orquestadores de contenedores más relevantes.

Palabras clave relacionadas y su relevancia

Contenedor

El contenedor es una unidad estándar de software que empaqueta código y todas sus dependencias para que la aplicación se ejecute rápida y confiablemente de un entorno a otro. Preguntas frecuentes giran en torno a qué diferencia tiene respecto a las máquinas virtuales y cómo se crean y administran.

Orquestador

El orquestador es indispensable para manejar de forma eficiente múltiples contenedores corriendo en diferentes nodos. Su importancia radica en automatizar tareas complejas y garantizar alta disponibilidad, escalabilidad y balanceo de carga sin intervención manual constante.

Marathon

Marathon es habitual en entornos con Apache Mesos. Su conocimiento es vital para empresas que operan infraestructuras con esta tecnología, entendiendo sus ventajas en escalabilidad y los posibles riesgos por adopción limitada.

Swarm

El concepto de Docker Swarm se enfoca en simplicidad y apnea rápida para pequeños y medianos proyectos, ideal para desarrolladores que quieren orquestar contenedores sin complejidad.

Kubernetes

Kubernetes es el estándar más usado hoy. Saber operar y administrar Kubernetes abre las puertas a las últimas tecnologías en DevOps, cloud computing y microservicios gracias a su capacidad avanzada y comunidad robusta.

Arquitectura y Kubernetes on premise para servicios gestionados

DevOps

En el desarrollo de software moderno, DevOps es el conjunto de prácticas que facilita la colaboración entre desarrollo y operaciones, apoyándose en orquestadores para la automatización continua, integración y despliegue fluido.

Cloud (Nube)

Los servicios de cloud ofrecen escalabilidad bajo demanda para orquestadores y sus aplicaciones, haciendo posible la gestión distribuida y accesible sin necesidad de grandes inversiones en infraestructura física.

PaaS y IaaS

Las plataformas PaaS y la infraestructura como servicio IaaS complementan la utilización de contenedores y orquestadores al ofrecer servicios gestionados que simplifican su uso y despliegue en la nube.

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Cuál es la historia del contenedor?

El contenedor marítimo, conocido en inglés como “container”, tiene sus orígenes durante la Segunda Guerra Mundial, utilizado para el transporte seguro y eficiente de materiales bélicos. Fue popularizado por Malcolm McLean, un camionero estadounidense nacido en 1913, quien realizó una revolución en la logística al introducir contenedores estandarizados que facilitaron el transporte multimodal.

¿Qué son los contenedores para principiantes?

Los contenedores pueden entenderse como una forma liviana de virtualización que a diferencia de las máquinas virtuales, comparten el sistema operativo pero aíslan las aplicaciones y sus dependencias para que funcionen igual en cualquier entorno. Son esenciales para garantizar que el software se ejecute de manera consistente y eficiente.

¿Cuánto tiempo se tarda en aprender Docker?

El aprendizaje de Docker puede variar según la experiencia previa, pero generalmente se requieren unas semanas para dominar lo básico, como crear imágenes, manejar contenedores y usar Docker Compose. Para manejar orquestadores como Kubernetes, el tiempo de aprendizaje se extiende debido a su complejidad y profundidad funcional.

¿Qué problemas comunes enfrentan los desarrolladores al usar Kubernetes?

Los desafíos frecuentes incluyen la curva de aprendizaje inicial, la complejidad en la configuración del cluster, la gestión de redes internas y la correcta aplicación de políticas de seguridad. Además, la depuración de problemas en entornos distribuidos puede ser complicada para los no familiarizados con el ecosistema.

¿Cómo elegir entre Docker Swarm y Kubernetes?

La elección depende del tamaño y complejidad del proyecto. Docker Swarm es ideal para proyectos pequeños o para quienes buscan simplicidad inmediata, mientras que Kubernetes es preferido en entornos empresariales que requieren alta disponibilidad, escalabilidad avanzada y un ecosistema rico en herramientas complementarias.

¿Es necesario un conocimiento profundo de IT para trabajar con orquestadores?

Para orquestadores complejos como Kubernetes, sí es recomendable tener un buen fundamento en administración de sistemas, redes y seguridad. Sin embargo, el uso de servicios gestionados en la nube permite que usuarios sin tantos conocimientos profundos puedan empezar a utilizar la plataforma de forma eficiente.

¿Qué herramientas complementan el uso de Kubernetes?

Entre las más comunes destacan Helm para la gestión de paquetes, Prometheus para monitoreo, Grafana para visualización, y herramientas CI/CD como Jenkins o GitLab CI para automatización.

¿Cómo ayuda un orquestador en la seguridad de las aplicaciones?

Los orquestadores permiten implementar políticas de acceso, segmentar redes internas, gestionar secretos cifrados, aplicar actualizaciones automáticas y monitorizar comportamientos de forma centralizada, lo que fortalece la seguridad general del entorno de ejecución.

¿Qué pasos seguir para migrar una aplicación tradicional a contenedores y orquestadores?

Primero, “containerizar” la aplicación creando imágenes Docker adecuadas. Luego, definir los servicios y dependencias necesarias mediante archivos de configuración (por ejemplo, Docker Compose o Kubernetes YAML). Después, desplegar primero en entornos de prueba y validar el comportamiento antes de pasar a producción en un orquestador.

¿Cuál es la curva de adopción de Kubernetes en la industria?

Kubernetes ha crecido exponencialmente desde su nacimiento en 2015. Actualmente, es adoptado tanto por startups como por grandes corporaciones debido a su flexibilidad y amplio soporte en el ecosistema tecnológico, convirtiéndose en la plataforma clave para arquitecturas basadas en microservicios y cloud native.

Conclusión

Entender la historia, evolución y características de los principales orquestadores de contenedores es esencial para cualquier profesional que busque llevar sus proyectos de software al siguiente nivel de eficiencia y escalabilidad.

Si querés dar un salto tecnológico y optimizar el desarrollo y despliegue de tus aplicaciones, es indispensable elegir el orquestador que mejor se adapte a las necesidades de tu organización.

Introducción completa para empezar a trabajar con contenedores

¿Buscás implementar este tipo de soluciones en tu empresa? En Código6 podemos ayudarte. Somos especialistas en automatización, inteligencia artificial y transformación digital. Contactanos para comenzar tu proyecto hoy.