Kubernetes và những điều lập trình viên cần biết

Kubernetes cho phép lập trình viên cung cấp các dịch vụ ứng dụng mở rộng nhiều các containers. Nó sẽ lên lịch, mở rộng và quản lý tình trạng các containers theo thời gian.

• Giới thiệu về AI trong triển khai Kubernetes
• Kubernetes và GitOps: Cách tiếp cận mới trong quản lý cấu hình
• Cách thiết lập phiên bản Kubernetes cục bộ với MicroK8s trên Ubuntu

Kubernetes là gì? Nó được sử dụng khi nào? Kubernetes được dùng để giải quyết vấn đề gì? Nếu các lập trình viên cũng đang có những thắc mắc trên hoặc tương tự thì bài viết này chính là dành cho bạn. Hãy cùng FUNiX tìm hiểu rõ hơn về Kubernetes nhé.

1. Kubernetes là gì?

Kubernetes hay K8s là nền tảng mã nguồn mở giúp tự động việc mở rộng, quản lý, triển khai ứng dụng dưới dạng Container (nó còn được gọi là Container Orchestration Engine). Nền tảng này loại bỏ được nhiều quy trình thủ công về việc mở rộng và triển khai Containerized application.

Ban đầu, K8s được phát triển bởi các kỹ sư của Google. Hiện nay, Google đã tạo ra hơn 2 tỷ Containers Deployment mỗi tuần, chúng đều được hỗ trợ bởi nền tảng nội bộ: Borg.

Thời gian gần đây, nhiều ứng dụng đã thực hiện Container bằng cách dùng Docker và coi nó là môi trường Production. Trong môi trường Production, việc cấu trúc hệ thống chạy bằng Container chỉ dùng Docker là rất khó khăn. Cho nên, nhiều lập trình viên đã sử dụng Container Orchestration Engine như nền tảng Kubernetes.

K8s cho phép người dùng xây dựng các dịch vụ ứng dụng mở rộng nhiều Container. Nó sẽ lên lịch các Container đó trên một cụm, mở rộng và quản lý tình trạng theo thời gian.

2. Khi nào nên sử dụng Kubernetes?

• Các công ty lớn có nhu cầu mở rộng hệ thống nhanh chóng
• Các dự án cần chạy nhiều hơn 5 Container cùng loại cho một dịch vụ
• Các công ty khởi nghiệp chịu đầu tư vào công nghệ để dễ dàng tự động mở rộng hệ thống về sau

3. Những điểm nổi bật của nền tảng Kubernetes

Trên môi trường Production, bạn cần quản lý các Container chạy ứng dụng và bảo đảm không có thời gian Downtime (thời gian mà người dùng không thể truy cập vào Website). Đó là lý do tại sao bạn nên sử dụng Kubernetes. Nền tảng này cung cấp Framework chạy trên hệ thống phân tán mạnh mẽ, chúng có tác dụng nhân rộng và chuyển đổi cho ứng dụng. Dưới đây là một số điểm nổi bật của Kubernetes:

• Cân bằng tải và Service discovery

K8s chỉ ra một Container sử dụng IP hoặc DNS của riêng nó. Nếu lượng người dùng truy cập quá nhiều, K8s sẽ tự động cân bằng tải và phân phối lưu lượng để việc triển khai ổn định hơn.

• Storage orchestration – Điều phối bộ nhớ

Kubernetes tự động liên kết hệ thống lưu trữ mà chúng ta có thể lựa chọn như: Public cloud provider, Local storage,…

• Tự động  rollout và rollback

Nhà phát triển được thiết lập trạng thái cho mỗi Container, bằng cách dùng K8s để thay thế trạng thái hiện tại thành trạng thái mong muốn với tốc độ được kiểm soát. Ví dụ: Bạn có thể xóa Container sẵn có, tạo một Container khác.

• Automatic bin packing – Đóng gói tự động

Bằng cách cung cấp cho K8s cụm Cluster Bode để dùng cho tác vụ trong Container, bạn sẽ cho Kubernetes “biết” có bao nhiêu CPU, Ram có thể dùng; Framework này sẽ tự động lắp các Node để tối ưu nguồn tài nguyên mà chúng ta cung cấp.

• Self-healing – Tự phục hồi

K8s có khả năng tự động khởi động lại các Container bị lỗi. Trong trường hợp chúng ta kiểm tra và không thấy Container đó phản hồi, nó sẽ tự động thay thế hoặc loại bỏ Container đó. Sau đó, nền tảng này sẽ gửi thông tin cho người dùng khi Container đã trở về trạng thái khả dụng.

• Secret and configuration management – bảo mật và quản lý cấu hình

Với Kubernetes, chúng ta dễ dàng quản lý hay lưu trữ thông tin cần phải bảo mật cao như: SHH key, OAth token, mật khẩu,… Ta có thể triển khai các ứng dụng, cập nhật thông tin cần phải bảo mật cao mà không phải xây dựng hay cấu hình lại Container.

4. Các thành phần của một Cluster Kubernetes

Khi triển khai K8s, bạn sẽ nhận lại một Cluster và chúng sẽ có thành phần sau đây:

• API server – kube-apiserver: API Server là thành phần của Kubernetes Control Plane
• Etcd (Persistence store): Đây sẽ là kho lưu trữ chính và có tính khả dụng cao được dùng làm kho dự phòng cho các dữ liệu của Cluster
• Scheduler – kube-scheduler: Thành phần này có chức năng theo dõi và điều khiển các Pod được tạo mới, nhưng chúng sẽ tự chỉ định Node để chạy
• Cloud controllermanager – kube-controller-manager: Đây là một Control Plane có vai trò điều khiển tiến trình chạy
• Node Components: Nó là thành phần của Bode bao gồm Kube-proxy, Container runtime, Kubelet

5. Các thuật ngữ phổ biến khi sử dụng Kubernetes

• Master Node: Bảng điều khiển máy chạy ứng dụng. Master Node gồm các thành phần chính như Kubernetes API Server, Scheduler, Controller Manager
• Worker Node: Đây là Server chạy ứng dụng. Nó bao gồm Container runtime, Kubelet, Kubernetes Service Proxy
• Kubectl: Công cụ quản trị K8s và được cài đặt trên các máy trạm. Nó cho phép quản trị viên kiểm soát Kubernetes Cluster 
• Pob: Là nơi ứng dụng được chạy trong đó, nó có thể chứa một hoặc nhiều Container. Pob sở hữu tài nguyên riêng về Ram, CPU, File System, Volumes,…
• Image: Phần mềm chạy ứng dụng đã đóng gói dưới dạng Container. Các Image được quản lý ở nơi lưu trữ tập trung như MysQL, Nginx, WordPress,…
• Deployment: Là cách giúp cập nhật, triển khai và quản trị Pod
• Replicas Controller: Thành phần quản trị bản sao của Pod. Nó giúp nhân bản hoặc giảm số lượng Pod
• Service: Phần mạng của Kubernetes . Thành phần này hỗ trợ các Pod được ổn định và có thể dẫn Traffic từ người dùng vào ứng dụng
• Label: Giúp quản lý và phân loại Pod

Hy vọng những thông tin trên sẽ mang lại kiến thức hữu ích cho bạn. Thường xuyên theo dõi Website funix.edu.vn để cập nhật nhiều kiến thức thú vị về lập trình nhé!

>>> Nếu bạn đang có nhu cầu học lập trình trực tuyến, tìm hiểu ngay tại đây:

>>> Xem thêm các chủ đề hữu ích:

• Tất cả những điều bạn cần biết về khóa học lập trình tại FUNiX FPT
• 5 Điểm đáng chú ý tại khóa học lập trình trực tuyến FPT – FUNiX
• Từ A-Z chương trình học FUNiX – Mô hình đào tạo lập trình trực tuyến số 1 Việt Nam
• Lý do phổ biến khiến học viên nước ngoài chọn FUNiX
• Lưu ý để học blockchain trực tuyến hiệu quả cao tại FUNiX
• Lý do nữ giới nên chọn FUNiX để học chuyển nghề IT
• FUNiX trở thành đối tác của Liên minh Blockchain Việt Nam
• 3 lý do bạn trẻ nên học blockchain trực tuyến ở FUNiX

Công Sơn