Cụm Kubernetes là gì?

Để hiểu về cụm Kubernetes, trước tiên bạn cần hiểu các nguyên tắc cơ bản của việc container hóa với Kubernetes. 

Bộ chứa là ứng dụng hoặc vi dịch vụ được đóng gói cùng các phần phụ thuộc, có thể chạy như một ứng dụng và môi trường khép kín duy nhất. Các ứng dụng hiện đại có kiến trúc vi dịch vụ phân tán, trong đó mọi ứng dụng (bao gồm hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn thành phần phần mềm rời rạc) chạy độc lập. Mỗi thành phần (hoặc vi dịch vụ) thực hiện một chức năng độc lập duy nhất để tăng cường tính mô-đun của mã. Bằng cách tạo các bộ chứa độc lập cho mỗi dịch vụ, có thể triển khai và phân phối các ứng dụng trên một số máy. Bạn có thể tăng hoặc giảm từng khối lượng công việc vi dịch vụ và khả năng tính toán để tối đa hóa hiệu quả của ứng dụng.

Kubernetes là phần mềm điều phối bộ chứa mã nguồn mở giúp đơn giản hóa việc quản lý các bộ chứa trên quy mô lớn. Kubernetes có thể lên lịch, chạy, khởi động, tắt các bộ chứa và tự động hóa các chức năng quản lý. Các nhà phát triển nhận được nhiều lợi ích từ việc container hóa trên quy mô lớn mà không phải trả chi phí quản trị.

Tiếp theo, chúng ta hãy xem xét một số khái niệm cốt lõi về Kubernetes.

Pod

Pod là đơn vị triển khai tiêu chuẩn trong Kubernetes. Pod chứa một hoặc nhiều bộ chứa, ngoài ra, bên trong pod, các bộ chứa dùng chung một tài nguyên hệ thống chẳng hạn như bộ nhớ và mạng. Mỗi pod có một địa chỉ IP duy nhất. 

Các bộ chứa trong pod không được cách ly với nhau. Hãy xem pod tương tự như một máy ảo (VM), trong đó các bộ chứa giống với các ứng dụng chạy trên VM. Có thể sắp xếp các pod và nhóm pod bằng cách gắn nhãn thuộc tính cho chúng, chẳng hạn như nhãn “dev” hoặc “prod” cho loại môi trường. 

Nút

Nút là máy chạy pod. Nút có thể là một máy chủ vật lý hoặc ảo, chẳng hạn như phiên bản Amazon EC2. Nút bao gồm các thành phần sau đây:

• Kubelet để quản lý nút và bộ chứa
• Kube-proxy cho proxy mạng
• Thời gian hoạt động của bộ chứa

Phải cài đặt thời gian hoạt động tương thích của bộ chứa trên nút để chạy các bộ chứa. Kubernetes hỗ trợ một số thời gian hoạt động của bộ chứa, chẳng hạn như bộ chứa và Giao diện thời gian hoạt động của bộ chứa Kubernetes. 

Thiết lập và triển khai bản sao

Pod là một tạo tác độc lập và khi nút của pod ngừng hoạt động, pod sẽ không tự động khởi động lại. Trong Kubernetes, nếu một pod hoặc các pod được nhóm lại thành một tập hợp bản sao, bạn có thể chỉ định các tập hợp bản sao sẽ luôn chạy trên các nút. Điều này rất quan trọng để tăng/giảm quy mô, đồng thời đảm bảo tính liên tục của các ứng dụng và dịch vụ. 

Deployment là đối tượng quản lý Kubernetes để triển khai ứng dụng, cũng như cập nhật hoặc khôi phục ứng dụng mà không cần tạm thời ngừng hoạt động.

Dịch vụ và Ingress

Sử dụng dịch vụ Kubernetes để hiển thị một pod hoặc một nhóm các pod trên mạng, thông qua điểm cuối, để tương tác tuân theo các quy tắc truyền thông mạng tiêu chuẩn. Đối với quyền truy cập Internet công cộng, Kubernetes Ingress được gắn vào một dịch vụ, sau đó liên kết với một hoặc nhiều pod.

Trước tiên, nhà phát triển phải tải xuống và cài đặt Kubernetes trên một nút chủ và các nút thợ. Sau đó, họ có thể triển khai cụm trên máy vật lý hoặc máy ảo, cục bộ, trong trung tâm dữ liệu hoặc trên đám mây.

Lắp đặt

Để dễ dàng triển khai với máy ảo Linux, trên nút chủ đã chọn (máy ảo), trước tiên, hãy cài đặt:

• Docker hoặc bất kỳ phần mềm container hóa nào khác.
• Khóa kho lưu trữ và kho lưu trữ mã của Kubernetes.
• Kubeadm gói để tạo và triển khai cụm.
• Kubelet gói để phối hợp nút.
• Kubectl gói cho dòng lệnh cụm.

Thực hiện quy trình trên mỗi nút thợ được chỉ định khác.

Khởi tạo cụm

Để khởi tạo một cụm, hãy chạy lệnh kubeadm init trên nút chủ. Bạn phải thêm tệp cấu hình kube và triển khai mạng pod, thường là với tệp YAML, để cụm sẵn sàng hoạt động. Lệnh kubeadm init trả về lệnh join, có thể được sao chép và dán vào các dòng lệnh của nút thợ khác trên máy ảo. Khi đó, mỗi nút thợ có thể tham gia vào cụm. 

Thao tác với Kubernetes

Với bảng điều khiển giao diện người dùng Kubernetes, người triển khai có thể tạo và triển khai các ứng dụng trên cụm. Đối với bảng điều khiển giao diện người dùng Kubernetes, hãy chạy lệnh kubectl proxy trên máy chủ. Sau đó, giao diện người dùng sẽ có sẵn tại http://localhost:8001/api/v1/namespaces/kubernetes-dashboard/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy/.

AWS cung cấp các dịch vụ đám mây để định cấu hình, chạy và quản lý các cụm Kubernetes: 

• Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) giúp bạn cung cấp và chạy Kubernetes trên các loại phiên bản bạn chọn.
• Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS) giúp bạn khởi động, chạy và điều chỉnh quy mô Kubernetes - mà không cần cung cấp hoặc quản lý các phiên bản chính bằng mặt phẳng điều khiển và etcd. EKS đi kèm với các công cụ quản lý cụm và giải pháp tích hợp hữu ích với các dịch vụ bảo mật và mạng AWS.

Bắt đầu sử dụng cụm Kubernetes trên AWS bằng cách tạo tài khoản miễn phí ngay hôm nay.