En el mundo de las TI, Kubernetes está en todas partes. Con el respaldo de más de 43.000 colaboradores, este sistema de código abierto se ha convertido en la opción predeterminada para desplegar aplicaciones modernas en la nube. ¿Por qué? En pocas palabras, Kubernetes facilita enormemente la vida de los desarrolladores, ya que agiliza el lanzamiento de aplicaciones y aporta valor a la plataforma subyacente para los usuarios finales.
Kubernetes, también conocido como k8s, ha despertado recientemente el interés del sector de las telecomunicaciones, ya que los operadores buscan pasar de entornos cerrados a plataformas abiertas. Este sistema está llamado a ser una parte esencial de la arquitectura flexible nativa de la nube necesaria para aprovechar al máximo las redes 5G independientes. Una verdadera red nativa de la nube ofrece innumerables ventajas, desde el rápido despliegue de servicios y la automatización hasta una resiliencia y una eficiencia mucho mayores. Como ejemplo, Google despliega más de dos mil millones de contenedores a la semana mediante su plataforma interna Borg, que fue la precursora de Kubernetes.
Este tipo de flexibilidad y escalabilidad es fundamental para la visión de la nube de telecomunicaciones: la idea de que las redes 5G se convertirán en una plataforma versátil para una amplia gama de servicios y aplicaciones desarrollados por terceros. Al permitir a los operadores de telecomunicaciones desplegar aplicaciones en contenedores portátiles, Kubernetes puede, por ejemplo, llevar los servicios al extremo de la red, más cerca de los usuarios finales, reduciendo así la latencia.
Abstracto y atractivo para los desarrolladores
Entonces, ¿qué hace realmente Kubernetes? Una aplicación moderna suele estar compuesta por distintos microservicios, cada uno de los cuales se encarga de una función específica, como la gestión de pedidos, la elaboración de informes o los pagos. Una vez que los microservicios se empaquetan en contenedores, Kubernetes automatiza su despliegue, escalado y gestión. Kubernetes también puede ofrecer recuperación automática en caso de que se produzca un fallo en un clúster de microservicios.
Un aspecto fundamental es que Kubernetes abstrae parte de las complejidades subyacentes de las redes internas para los desarrolladores de aplicaciones. Esto facilita enormemente el trabajo del desarrollador de aplicaciones habitual. En esencia, Kubernetes permite que las aplicaciones sean accesibles desde el exterior de forma sencilla y directa.
Un controlador de entrada de Kubernetes es el canal a través del cual un usuario final interactúa con una aplicación web mediante el protocolo HTTP. El controlador de entrada también gestiona el tráfico, garantizando que las solicitudes de los usuarios se dirijan al microservicio adecuado dentro del clúster de Kubernetes.
Las empresas de telecomunicaciones tendrán que cambiar su forma de pensar
Todas estas ventajas pueden aprovecharse gracias a la arquitectura basada en servicios de las redes 5G, pero solo si los operadores de telecomunicaciones adoptan una nueva mentalidad. Aunque Kubernetes ofrece numerosas ventajas, el sistema puede parecer un tanto ajeno a aquello a lo que están acostumbrados los ingenieros de telecomunicaciones. Dado que las redes forman parte de su día a día, los operadores se sienten cómodos configurando manualmente las direcciones IP de los equipos de red y estableciendo sus propias reglas de enrutamiento y equilibrio de carga, así como otros parámetros que Kubernetes está diseñado para abstraer.
Sin embargo, este tipo de configuración manual desvirtuaría por completo el propósito de Kubernetes, ya que impediría el despliegue rápido y el escalado automatizado que caracterizan a las principales plataformas en la nube, como AWS y Azure. Las primeras soluciones de virtualización de funciones de red (NFV) implementadas por los operadores de telecomunicaciones en redes 4G han tendido a utilizar scripts manuales y, como consecuencia, carecen del dinamismo y la automatización propios de una arquitectura de TI moderna.
¿Una pieza cuadrada en un agujero redondo?
Con el despliegue de las redes troncales 5G, los operadores de telecomunicaciones parten de cero. Sin embargo, no pueden limitarse a trasladar un sistema Kubernetes estándar. La gran mayoría de los operadores están desplegando redes 5G junto con redes 4G, por lo que necesitarán un controlador de entrada de Kubernetes que también sea compatible con los protocolos estándar de telecomunicaciones —SCTP, Diameter y GTP—, además de HTTP. Esto se debe a que el controlador de entrada de Kubernetes que actúa como punto de acceso a los servicios 5G no interactuará directamente con un usuario mediante HTTP, sino que se conectará a otros elementos de las redes troncales 4G y 5G. En algunos casos, será necesaria una función de interconexión que traduzca los mensajes HTTP/2 a mensajes Diameter y viceversa.
Otra complicación es cómo facilitar la comunicación interna dentro del clúster de aplicaciones. En una implementación estándar de Kubernetes, normalmente se utiliza una malla de servicios para gestionar de forma segura y supervisar la comunicación entre los distintos microservicios. Aunque estas mallas de servicios ofrecen funciones de rastreo orientadas a entornos de TI, los operadores de telecomunicaciones están constatando que dichas funciones no se adaptan de forma óptima a sus necesidades.
La tercera cuestión es cómo se comunicarán con el mundo exterior las funciones 5G del clúster de Kubernetes. Exponer las direcciones IP internas dinámicas asignadas por Kubernetes no es una buena idea. Estas direcciones cambiarán con el tiempo y ofrecer este nivel de visibilidad al mundo exterior supondría un importante riesgo de seguridad. Los operadores de telecomunicaciones quieren tener un control total sobre la asignación de direcciones IP a determinadas funciones 5G. Estas direcciones deben ser independientes de las direcciones IP utilizadas por los contenedores subyacentes que componen cada función 5G. Para lograrlo, se necesita una función inteligente de salida de Kubernetes.
Por qué tomar atajos es una mala idea
Una opción sería prescindir de Kubernetes y limitarse a desplegar una función 5G en un contenedor con una dirección IP estática accesible desde el exterior. Sin embargo, tomar este tipo de atajos tendría un coste muy elevado en términos de escalabilidad y flexibilidad. Por ejemplo, no sería posible desplegar funciones 5G en cualquier punto de la red con solo pulsar un botón. Si se quiere alcanzar ese nivel de automatización, que será el futuro, no se pueden tomar atajos con Kubernetes.
F5 lleva mucho tiempo operando tanto en el mundo de las telecomunicaciones como en el de las TI, y hemos descubierto cómo ayudar a los operadores de telecomunicaciones a aprovechar las numerosas ventajas de Kubernetes. Entre nuestras soluciones se incluye BIG-IP SPK solution, que permite que la entrada de Kubernetes admita protocolos de telecomunicaciones, además de HTTP. También utiliza la traducción de direcciones de red (NAT) y el enrutamiento para que la salida de Kubernetes proporcione al mundo exterior una dirección IP estática predefinida, sin afectar al dinamismo interno del clúster. Independientemente de lo que ocurra dentro del clúster, siempre se puede proporcionar la misma dirección IP a las entidades externas. Además, nuestra malla de servicios Aspen Mesh ofrece observabilidad y rastreo de «nivel de operador». Puede proporcionar a los operadores de telecomunicaciones visibilidad y rastreo completos del tráfico que fluye entre los microservicios 5G, reforzando así la seguridad.
Si se aborda correctamente, Kubernetes puede ser realmente transformador para las empresas de telecomunicaciones: puede permitirles aprovechar las numerosas ventajas de una arquitectura nativa de la nube y facilitar en gran medida la interacción de los operadores con el mundo exterior. Una vez que esté totalmente adaptado a un entorno de telecomunicaciones, este sistema de código abierto será, sin duda, una parte integral del futuro del 5G.
Este artículo es el primero de una serie de dos partes. En la próxima entrega, analizaremos cómo la tecnología de F5 puede resolver el quebradero de cabeza operativo que supone gestionar cargas de trabajo de TI y telecomunicaciones en un gran número de clústeres de Kubernetes que se ejecutan en distintas plataformas.
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