Contenedores efímeros de Kubernetes: Mejorando la seguridad y agilizando la resolución de problemas en clústeres de producción

Los contenedores efímeros en Kubernetes son una característica poderosa que permite a los operadores depurar y solucionar problemas en Pods en ejecución al crear contenedores de corta duración dentro del mismo Pod. Esto es particularmente útil para problemas que no se pueden replicar en un entorno separado. Al utilizar contenedores efímeros, puedes adjuntar un contenedor a un Pod en ejecución, inspeccionar el sistema de archivos, la configuración de red o los procesos en ejecución, y luego descartar el contenedor sin afectar a los contenedores principales del Pod.

¿Qué Son los Contenedores Efímeros?

Los contenedores efímeros son contenedores especiales que no se ejecutan como parte de una carga de trabajo de aplicación, sino que se añaden a un Pod existente con el propósito de depuración. Comparten los mismos recursos (espacio de nombres de red, volúmenes, etc.) que los otros contenedores en el Pod, lo que los hace ideales para diagnóstico en tiempo real. Una vez completada la depuración, el contenedor efímero puede ser eliminado sin necesidad de recrear todo el Pod.

Puntos Clave

• Corta duración: Los contenedores efímeros están destinados solo para depuración o solución de problemas.
• No disruptivos: No impactan los contenedores de aplicación existentes en el Pod.
• Compartición de recursos: Comparten recursos como volúmenes de almacenamiento y espacios de nombres de red con el Pod, haciendo que la depuración sea más potente.

Consideraciones de Seguridad con Contenedores Efímeros

Los contenedores efímeros proporcionan un enfoque de depuración más seguro al limitar el acceso prolongado a los Pods de producción. Puedes aplicar reglas estrictas de RBAC para que solo los usuarios autorizados puedan agregar y ejecutar contenedores efímeros, minimizando la ventana para posibles amenazas. Dado que estos contenedores desaparecen una vez que se completa la depuración, se reduce la superficie de ataque, reforzando la seguridad general del clúster.

Casos de Uso

• Resolución de Problemas de Caídas de Aplicaciones: Cuando necesitas inspeccionar registros o ejecutar herramientas de depuración en un contenedor que se ha caído o está a punto de caerse, los contenedores efímeros te permiten ingresar a un entorno en ejecución sin alterar la configuración del contenedor principal.
• Depuración de Red: Puedes instalar herramientas de depuración (por ejemplo, tcpdump, netstat) en el contenedor efímero para diagnosticar problemas de red dentro del espacio de nombres de red del Pod.
• Comprobaciones en Vivo del Sistema de Archivos: Si sospechas de corrupción de archivos o rutas de archivo incorrectas, los contenedores efímeros te permiten verificar el sistema de archivos en tiempo real.

Requisitos Previos

• Versión de Kubernetes: Los contenedores efímeros requieren al menos Kubernetes 1.23+ donde la característica EphemeralContainers está generalmente disponible (GA). En versiones más antiguas de Kubernetes, es posible que necesites habilitar la puerta de características EphemeralContainers.
• kubectl: Asegúrate de que tu cliente kubectl local sea al menos de la misma versión o más nueva que la del plano de control de tu clúster.
• Permisos de RBAC Suficientes: Necesitas permiso para usar el comando kubectl debug y para actualizar Pods (el contenedor efímero se agrega mediante una actualización en la especificación del Pod).

Guía Paso a Paso: Uso de Contenedores Efímeros

A continuación se presenta un proceso generalizado que funcionará en cualquier entorno de Kubernetes, incluidos EKS (Servicio Elástico de Kubernetes en AWS), AKS (Servicio de Kubernetes de Azure), GKE (Motor de Kubernetes de Google) o clústeres locales. Nos centraremos en el comando kubectl debug, que es el mecanismo principal para agregar contenedores efímeros.

Verifica la Configuración de tu Clúster

kubectl version

• Asegúrate de que tu Versión del Servidor sea al menos 1.23.
• Confirma que tu Versión del Cliente también sea compatible.

Si estás en un entorno administrado como EKS o AKS, verifica la versión del clúster desde el panel o la CLI de tu proveedor de nube para asegurarte de que sea 1.23 o posterior.

Identifica el Pod que Deseas Depurar

Enumera los Pods en un espacio de nombres específico:

kubectl get pods -n <your-namespace>

Selecciona el nombre del Pod que necesitas solucionar, por ejemplo: my-app-pod-abc123.

Agrega un Contenedor Efímero Usando kubectl debug

Utiliza el comando kubectl debug para agregar un contenedor efímero. Por ejemplo, utilizaremos una imagen de Ubuntu simple:

kubectl debug my-app-pod-abc123 -n <your-namespace> \

  --image=ubuntu \

  --target=my-container \

  --interactive=true \

  --tty=true

A continuación se muestra un desglose de las banderas:

• my-app-pod-abc123: El nombre del Pod existente.
• –imagen=ubuntu: Imagen de Docker para usar en el contenedor efímero.
• –objetivo=my-container: (Opcional) Especifica qué contenedor en el Pod quieres apuntar para compartir el espacio de nombres. Normalmente, este es el contenedor principal en el Pod.
• –interactivo=true y –tty=true: Te permite obtener una sesión de shell dentro del contenedor efímero.

Una vez que ejecutes lo anterior, obtendrás un indicador de shell en el contenedor efímero dentro del Pod existente. Ahora puedes ejecutar comandos de depuración como ls, ps, netstat, o instalar paquetes adicionales.

Confirmar la Creación del Contenedor Efímero

En otro terminal, o después de salir del shell del contenedor efímero, ejecuta:

kubectl get pod my-app-pod-abc123 -n <your-namespace> -o yaml

Deberías ver una nueva sección en spec o status describiendo el contenedor efímero.

Depurar y Solucionar Problemas

Desde dentro del contenedor efímero, puedes:

• Verificar registros o configuración de la aplicación.
• Usar herramientas de depuración como curl, wget, telnet para verificar la conectividad de red.
• Inspeccionar variables de entorno para confirmar la configuración de tu aplicación.

# Examples

curl http://localhost:8080/health

env | grep MY_APP_

ps aux

Limpiar los Contenedores Efímeros

Los contenedores efímeros se eliminan automáticamente cuando se destruye el Pod o después de que los elimines manualmente. Para eliminar el contenedor efímero del Pod sin destruir todo el Pod (en versiones soportadas), puedes parchear la especificación del Pod. Sin embargo, típicamente los contenedores efímeros no están destinados a ser de larga duración. Una vez que eliminas el Pod o reduces la escala de tu implementación, el contenedor efímero también será eliminado.

Notas Específicas para Servicios Administrados

Amazon EKS

• Asegúrate de que tu clúster EKS esté ejecutando Kubernetes 1.23 o superior.
• Confirma que los permisos de IAM te permiten realizar kubectl debug.
• Si estás utilizando versiones más antiguas de EKS (1.22 o anteriores), necesitarás habilitar la puerta de características EphemeralContainers.

Azure AKS

• Utiliza la CLI de Azure (az aks update) para actualizar tu clúster AKS a una versión compatible si es necesario.

Confirma que tu kubectl contexto está configurado para el clúster AKS:

az aks get-credentials --resource-group <rg-name> --name <cluster-name>

Otros Clústeres Administrados o On-Prem

• Consulta la documentación de tu clúster o pregunta a tu proveedor para confirmar que los contenedores efímeros están habilitados.
• La mayoría de las soluciones modernas on-prem (OpenShift, Rancher, etc.) tienen los contenedores efímeros habilitados por defecto desde Kubernetes 1.23 en adelante, pero es posible que debas habilitar manualmente la puerta de características si estás en una versión más antigua.

Mejores Prácticas

• Usa Imágenes Mínimas: Elige imágenes ligeras para reducir la sobrecarga (por ejemplo, busybox, imágenes de depuración sin distribución).
• Restringir RBAC: Limitar quién puede crear contenedores efímeros para minimizar posibles riesgos de seguridad.
• Registrar Todas las Sesiones de Depuración: Hacer un seguimiento del uso de contenedores efímeros para auditoría y cumplimiento normativo.
• No Depender de los Contenedores Efímeros: Son solo para depuración. Si necesitas un contenedor auxiliar permanente, configúralo en la especificación del Pod desde el principio.

Conclusión

Los contenedores efímeros son una forma versátil y poderosa de solucionar problemas en tiempo real sin afectar a los contenedores de aplicación principales. Ya sea que estés ejecutando Kubernetes en EKS, AKS, en local u otra solución gestionada, comprender y utilizar contenedores efímeros puede disminuir significativamente tu tiempo medio de recuperación (MTTR) y mejorar la eficiencia operativa.

Complementan los métodos tradicionales de solución de problemas y deben formar parte del conjunto de herramientas de cualquier equipo de plataforma para diagnosticar problemas de aplicación complejos. Siguiendo los pasos descritos anteriormente, puedes implementar con confianza contenedores efímeros en tu entorno y optimizar tus procesos de depuración.

Nota del Autor: Extraído de la solución de problemas de Kubernetes del mundo real, esta guía tiene como objetivo ayudarte a depurar Pods rápidamente y sin interrupciones en Entornos de Producción.