Spring Boot en Kubernetes - Guía de Despliegue

Este proyecto demuestra cómo desplegar una aplicación Spring Boot en Kubernetes con autoescalado horizontal y monitoreo de métricas.

📋 Tabla de Contenidos

• Requisitos Previos
• Configuración de Kubernetes
• Construcción y Despliegue
• Monitoreo y Métricas
• Pruebas de Autoescalado
• Comandos Útiles
• Troubleshooting

🔧 Requisitos Previos

Antes de comenzar, asegúrate de tener instalado:

• Docker Desktop
• kubectl
• Un cluster de Kubernetes (minikube, Docker Desktop, o un cluster en la nube)
• Java 21 o superior
• Maven 3.9+

⚙️ Configuración de Kubernetes

1. Metrics Server

El Metrics Server es necesario para que ver fácilmente el autoescalado horizontal (HPA). Instálalo primero:

kubectl apply -f k8s-metric-server.yaml

Verifica que esté funcionando:

kubectl get pods -n kube-system | grep metrics-server

2. Configuraciones de los Archivos YAML

Deployment k8s-deployment.yaml

• Imagen: davinchijv/spring-k8s:1.0
• Puerto: 8080
• Recursos: CPU: 100m-500m, Memoria: 128Mi-200Mi
• Réplicas iniciales: 1

Service k8s-service.yaml

• Tipo: LoadBalancer
• Puerto externo: 80
• Puerto interno: 8080

HPA k8s-hpa.yaml

• Rango de réplicas: 1-4 pods
• Métrica: 50% de utilización de CPU
• Versión API: autoscaling/v2

🚀 Construcción y Despliegue

Paso 1: Construir la Imagen Docker

# Construir la imagen localmente
docker build -t tu_usuario/spring-k8s:1.0 .

# (Opcional) Subir a DockerHub
docker push tu_usuario/spring-k8s:1.0

Nota: Si subes tu propia imagen, actualiza la referencia en k8s-deployment.yaml

Paso 2: Desplegar en Kubernetes

Ejecuta los siguientes comandos en orden:

# 1. Aplicar el deployment
kubectl apply -f k8s-deployment.yaml

# 2. Crear el servicio
kubectl apply -f k8s-service.yaml

# 3. Configurar el autoescalado
kubectl apply -f k8s-hpa.yaml

Paso 3: Verificar el Despliegue

# Ver el estado de los pods
kubectl get pods

# Ver los servicios
kubectl get services

# Ver el estado del HPA
kubectl get hpa

📊 Monitoreo y Métricas

Ver Uso de Recursos

# Uso de recursos de todos los pods
kubectl top pods

# Uso de recursos de los nodos
kubectl top nodes

Monitorear el HPA

# Ver el estado del autoescalado en tiempo real
kubectl get hpa spring --watch

Ver Logs de la Aplicación

# Ver logs del deployment
kubectl logs -l app=spring -f

# Ver logs de un pod específico
kubectl logs <nombre-del-pod> -f

🧪 Pruebas de Autoescalado

Generar Carga de Trabajo

Para probar el autoescalado, genera tráfico hacia tu aplicación:

# Crear un pod generador de carga
kubectl run -i --tty load-generator --rm --image=busybox:1.28 --restart=Never -- /bin/sh -c "while sleep 0.01; do wget -q -O- http://spring; done"

Observar el Escalado

En otra terminal, observa cómo se escala la aplicación:

# Ver el HPA en tiempo real
kubectl get hpa spring --watch

# Ver los pods escalándose
kubectl get pods --watch

🔧 Comandos Útiles

Gestión de Pods

# Listar todos los pods
kubectl get pods

# Describir un pod específico
kubectl describe pod <nombre-del-pod>

# Ejecutar un comando dentro de un pod
kubectl exec -it <nombre-del-pod> -- /bin/bash

Gestión del Deployment

# Ver el estado del deployment
kubectl get deployment spring

# Escalar manualmente (temporalmente)
kubectl scale deployment spring --replicas=3

# Ver el historial de rollouts
kubectl rollout history deployment/spring

Debugging

# Ver eventos del cluster
kubectl get events --sort-by=.metadata.creationTimestamp

# Ver información detallada del HPA
kubectl describe hpa spring

# Ver configuración del servicio
kubectl describe service spring

🔍 Troubleshooting

Problemas Comunes

1. El HPA no funciona

   # Verificar que metrics-server esté funcionando
   kubectl get apiservice v1beta1.metrics.k8s.io -o yaml

1. Los pods no se crean

   # Ver eventos del deployment
   kubectl describe deployment spring

1. No se puede acceder a la aplicación

   # Verificar el servicio
   kubectl get svc spring
   # En minikube, usar tunnel
   minikube tunnel

1. Imagen no encontrada
   • Verificar que la imagen existe en el registry
   • Comprobar la configuración de imagePullPolicy

Limpiar Recursos

Para eliminar todos los recursos creados:

kubectl delete -f k8s-hpa.yaml
kubectl delete -f k8s-service.yaml
kubectl delete -f k8s-deployment.yaml
kubectl delete -f k8s-metric-server.yaml

📝 Notas Adicionales

• El autoescalado puede tardar unos minutos en reaccionar a los cambios de carga
• Los recursos definidos en el deployment son críticos para el funcionamiento del HPA
• En entornos de producción, considera usar límites de recursos más específicos
• Para clusters en la nube, ajusta el tipo de servicio según tus necesidades

🤝 Contribución

Si encuentras algún problema o tienes sugerencias de mejora, no dudes en crear un issue o pull request.