Optimización de costos de Kubernetes: ¿qué podría salir mal?

Optimización de costos de Kubernetes: ¿qué podría salir mal?

1. Asignación de recursos: un equilibrio delicado

Uno de los aspectos clave de la optimización de costos de Kubernetes es la asignación de recursos. Si se aprovisionan recursos de más, el costo de ejecutar la aplicación aumentará y podría superar cualquier beneficio en rendimiento.

Al reducir la cantidad de recursos asignados a cada pod, las organizaciones pueden bajar sus costos totales de Kubernetes. Sin embargo, si se reducen demasiado, el rendimiento cae y la latencia aumenta. Para evitarlo, conviene analizar con cuidado los requisitos de recursos de cada aplicación y asegurarse de que cada pod tenga los recursos suficientes para cumplir con las necesidades de rendimiento.

El aprovisionamiento insuficiente puede provocar errores de falta de memoria (OOM), limitación de CPU (throttling), desalojos de pods o latencia, lo que se traduce en incidentes adicionales que tu equipo tendrá que atender.

Si buscas consejos prácticos para asignar recursos de Kubernetes de forma responsable, revisa las Kubernetes Cluster Size Best Practices For Rightsizing

2. Autoescalado: costo vs. rendimiento

Otro factor importante en la optimización de costos de Kubernetes es aprovechar las capacidades de autoescalado, como el Horizontal Pod Autoscaler (HPA), KEDA y Cluster-Autoscaler o Karpenter.

Para mantener la rentabilidad, los equipos de DevOps y Platform Engineering deben equilibrar el costo de los recursos escalados con las necesidades de rendimiento. Si los recursos se escalan hacia arriba demasiado tarde, o hacia abajo demasiado pronto, los picos de demanda pueden afectar el rendimiento, la disponibilidad y la confiabilidad de la aplicación.

Por otro lado, si se aprovisionan recursos de más, el autoescalado puede encarecer la ejecución de la aplicación hasta el punto de anular cualquier beneficio en rendimiento.

Para encontrar el punto justo, se recomienda monitorear de cerca las aplicaciones y tomar decisiones de escalado según los requisitos específicos de cada una, teniendo en cuenta que las cargas del sistema cambian continuamente según los patrones de uso.

3. Redes: el costo de la conectividad

Los costos de red pueden representar una parte significativa del costo total de operar un clúster de Kubernetes. Para optimizarlos, algunas organizaciones utilizan distintas tolerancias de pods para mantener la mayor parte del tráfico dentro de una región, zona o nodo. Sin embargo, estas medidas de ahorro también pueden provocar incumplimientos de SLA o SLO por la caída del rendimiento de red y el aumento de la latencia.

Para evitar este problema, conviene analizar en conjunto los requisitos de red de las aplicaciones y elegir una topología que logre el mejor equilibrio entre costo y rendimiento.

4. Almacenamiento: el costo de los datos

Los costos de almacenamiento también pueden ser una porción importante del gasto total de un clúster de Kubernetes. Para optimizarlos, es posible optar por opciones de almacenamiento de menor costo, menor rendimiento o menor capacidad. No obstante, esto puede reducir el rendimiento y aumentar el tiempo de inactividad si el sistema de almacenamiento no logra seguir el ritmo de la aplicación.

Para equilibrar costo y rendimiento, se deben evaluar con cuidado los requisitos de almacenamiento de las aplicaciones y elegir opciones que ayuden a evitar estos problemas.

5. Mantenimiento: el costo de que todo siga funcionando

Mantener un clúster de Kubernetes optimizado en costos puede resultar más caro, ya que se requiere una gobernanza, monitoreo y análisis continuos para asegurar que el clúster siga operando con eficiencia. Para minimizar el costo de mantenimiento, es recomendable apoyarse en las herramientas, la automatización y los procesos adecuados para monitorear y gestionar el clúster.

Etapas de la optimización de costos de Kubernetes

Como hemos visto, optimizar los costos de Kubernetes tiene sus riesgos y exige un enfoque meticuloso y metódico para hacerlo bien sin provocar los problemas que describimos en la sección anterior.

Para optimizar tu entorno de Kubernetes de forma eficaz y continua, es fundamental contar con una estrategia estructurada. Consta de tres etapas: obtener visibilidad, tomar acciones a cargo de los responsables y dar paso al right-sizing autónomo. Siguiendo este método, crearás y mantendrás una configuración de Kubernetes afinada que usa los recursos de forma eficiente y reduce los costos.

Etapa 1: Obtener visibilidad

Lograr una visibilidad completa es extremadamente importante; cualquier brecha podría afectar la efectividad de las etapas posteriores.

Estos son los niveles de visibilidad que necesitas:

• Datos de costo y utilización de la infraestructura: Recopila información de la facturación de la nube y de las herramientas de monitoreo de infraestructura. Estos son los datos fundamentales para iniciar tu camino de optimización.
• Métricas de eficiencia de negocio: Identifica métricas que se alineen directamente con tus objetivos de negocio. Por ejemplo, si operas una plataforma de e-commerce, una métrica relevante podría ser "transacciones por segundo" o "ingresos por usuario". Esta métrica te ayudará a medir el impacto de la optimización en tu negocio y en tus clientes.

Etapa 2: Tomar acciones a cargo de los responsables

Con los datos en la mano, puedes empezar a asignar valores tangibles a los esfuerzos de optimización de costos de Kubernetes. Piensa en esto como el retorno de inversión (ROI) de la optimización.

• Cuantifica el impacto: En este paso, determinas los costos que se pueden evitar aplicando right-sizing a los recursos infrautilizados o ineficientes. Esto te ayudará a entender mejor tus ahorros potenciales y a priorizar las acciones según su valor monetario.

• Costo de la acción: Calcula el costo que implica ejecutar las acciones de optimización. Evalúa el tiempo, el esfuerzo y los recursos necesarios. Por ejemplo, calcula las horas requeridas para implementar un cambio y el costo por hora correspondiente. Ahora puedes restar el costo de la acción a tus ahorros potenciales para obtener un ROI preliminar de tus esfuerzos de optimización.

• Revisión y acción manual: Revisa las recomendaciones de optimización, ya sean elaboradas manualmente o mediante herramientas especializadas. Estas recomendaciones pueden ir desde redimensionar recursos hasta ajustar clases de almacenamiento o los umbrales del HPA o del ClusterAutoscaler. Comienza a tomar las acciones manuales correspondientes según estas sugerencias, monitorea los resultados y compáralos con tus proyecciones preliminares de ROI para determinar si estás logrando los resultados óptimos.

Según el alcance del trabajo necesario para optimizar tu entorno de Kubernetes, el esfuerzo manual puede reducir drásticamente tu ROI y afectar otros proyectos e iniciativas de tus equipos.

Si ese es tu caso, estás listo para la etapa 3: automatizar el proceso de optimización de costos de Kubernetes.

Etapa 3: Optimización automatizada de costos de Kubernetes

En esta etapa, la optimización continua se convierte en una máquina bien aceitada, impulsada por datos y automatización.

Así se alcanza este nivel avanzado de optimización de costos de K8s:

• Procesos automatizados: Desarrolla scripts o utiliza herramientas especializadas que procesen los datos de costo y utilización y activen acciones según umbrales predefinidos.
• Alertas automatizadas: Implementa mecanismos de alerta que te notifiquen cuando se detecten anomalías o condiciones subóptimas. Estas alertas pueden llevar a que una persona analice la situación o activar acciones automatizadas.
• Acciones automatizadas: Configura procesos para redimensionar o detener/iniciar recursos de cómputo automáticamente en función de datos en tiempo real. Mejora continua: Monitorea y evalúa de forma continua las mejoras de eficiencia.

Como puedes ver, la optimización de costos de Kubernetes es un camino que va desde la etapa inicial de recopilación de datos hasta el nivel avanzado de eficiencia con optimización automatizada.

Siguiendo las etapas anteriores, transformarás tu entorno de Kubernetes en un sistema afinado que maximiza la utilización de recursos, minimiza los costos y se alinea con tus objetivos de negocio sin comprometer la estabilidad de tu entorno.

Echa un vistazo a las Top Automated Kubernetes Cost Optimization Tools