Kubernetes là một nền tảng open source, portable, có thể mở rộng để quản lý các ứng dụng được đóng gói và các service, giúp thuận lợi trong việc cấu hình và tự động hoá việc triển khai ứng dụng. Kubernetes là một hệ sinh thái lớn và phát triển nhanh chóng. Các dịch vụ, sự hỗ trợ và công cụ có sẵn rộng rãi.
Tên gọi Kubernetes có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp, có ý nghĩa là người lái tàu hoặc hoa tiêu. Google mở mã nguồn Kubernetes từ năm 2014. Kubernetes xây dựng dựa trên một thập kỷ rưỡi kinh nghiệm mà Google có được với việc vận hành một khối lượng lớn workload trong thực tế, kết hợp với các ý tưởng và thực tiễn tốt nhất từ cộng đồng.
Hãy xem hình ảnh bên dưới để thấy được những thay đổi trong triển khai ứng dụng qua thời gian.
Traditional Deployment: Các ứng dụng được chạy trên các máy chủ vật lý. Không có cách nào để xác định ranh giới tài nguyên cho các ứng dụng trong máy chủ vật lý và điều này gây ra sự cố phân bổ tài nguyên.
Ví dụ, nếu nhiều ứng dụng cùng chạy trên một máy chủ vật lý, có thể có những trường hợp một ứng dụng sẽ chiếm phần lớn tài nguyên hơn và kết quả là các ứng dụng khác sẽ hoạt động kém đi.
Một giải pháp cho điều này sẽ là chạy từng ứng dụng trên một máy chủ vật lý khác nhau. Nhưng giải pháp này không tối ưu vì tài nguyên không được sử dụng đúng mức và rất tốn kém cho các tổ chức để có thể duy trì nhiều máy chủ vật lý như vậy.
Virtualized Deployment: Nó cho phép bạn chạy nhiều Máy ảo (Virtual Machine - VM) trên CPU của một máy chủ vật lý. Ảo hóa cho phép các ứng dụng được cô lập giữa các VM và cung cấp mức độ bảo mật vì thông tin của một ứng dụng không thể được truy cập tự do bởi một ứng dụng khác.
Ảo hóa cho phép sử dụng tốt hơn các tài nguyên trong một máy chủ vật lý và cho phép khả năng mở rộng tốt hơn vì một ứng dụng có thể được thêm hoặc cập nhật dễ dàng, giảm chi phí phần cứng và hơn thế nữa. Với ảo hóa, bạn có thể có một tập hợp các tài nguyên vật lý dưới dạng một cụm các máy ảo sẵn dùng.
Mỗi VM là một máy tính chạy tất cả các thành phần, bao gồm cả hệ điều hành riêng của nó, bên trên phần cứng được ảo hóa.
Container Deployment: Các container tương tự như VM, nhưng chúng có tính cô lập để chia sẻ Hệ điều hành (HĐH) giữa các ứng dụng. Do đó, container được coi là nhẹ (lightweight). Tương tự như VM, một container có hệ thống tệp (filesystem), CPU, bộ nhớ, process space, v.v. Khi chúng được tách rời khỏi cơ sở hạ tầng bên dưới, chúng có thể portable trên cloud hoặc các bản phân phối Hệ điều hành.
Các container đã trở nên phổ biến vì chúng có nhiều lợi ích, chẳng hạn như:
Các container là một cách tốt để đóng gói và chạy các ứng dụng của bạn. Trong môi trường production, bạn cần quản lý các container chạy các ứng dụng và đảm bảo rằng không có khoảng thời gian downtime. Ví dụ, nếu một container bị tắt đi, một container khác cần phải khởi động lên. Điều này sẽ dễ dàng hơn nếu được xử lý bởi một hệ thống.
Đó là cách Kubernetes đến với chúng ta. Kubernetes cung cấp cho bạn một framework để chạy các hệ thống phân tán một cách mạnh mẽ. Nó đảm nhiệm việc scale và chuyển đổi dự phòng cho ứng dụng của bạn, cung cấp các mẫu deployment và hơn thế nữa. Ví dụ, Kubernetes có thể dễ dàng quản lý một triển khai canary cho hệ thống của bạn.
Kubernetes cung cấp cho bạn:
Kubernetes không phải là một hệ thống PaaS (Platform as a Service - Nền tảng như một Dịch vụ) truyền thống, toàn diện. Do Kubernetes hoạt động ở tầng container chứ không phải ở tầng phần cứng, nó cung cấp một số tính năng thường áp dụng chung cho các dịch vụ PaaS, như triển khai, nhân rộng, cân bằng tải, ghi nhật ký và giám sát. Tuy nhiên, Kubernetes không phải là cấu trúc nguyên khối và các giải pháp mặc định này là tùy chọn và có thể gắn vào được (pluggable).
Kubernetes:
Khi bạn triển khai Kubernetes, bạn sẽ nhận được một cluster (cụm).
Một cluster Kubernetes bao gồm một tập hợp các máy worker, được gọi là node, chạy các ứng dụng được đóng gói. Mỗi cluster có ít nhất một node.
(Các) node lưu trữ các Pod - là các thành phần của application workload. Các control plane quản lý các node và các Pod trong cluster. Trong môi trường production, control plane thường chạy trên nhiều máy tính và một cluster thường chạy nhiều node, mang lại khả năng chịu lỗi và tính sẵn sàng cao.
Đây là sơ đồ của một cụm Kubernetes với tất cả các thành phần được gắn với nhau.
Các thành phần của Kubernetes:
Bạn có thể xem chi tiết các thành phần của Kubernetes trong bài viết này.
Comdy
Trong phần này, bạn sẽ tìm hiểu cách sử dụng Secret, ConfigMap để lưu trữ thông tin cấu hình, phát hành các bản cập nhật và xử lý sự cố trong Kubernetes.
Trong hướng dẫn này, bạn sẽ tìm hiểu về Ingress Controller và cách sử dụng NGINX Ingress Controller để cấu hình định tuyến trong Kubernetes.
Ở phần 3 này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách cung cấp động Persistent Volume, kết nối volume với pod và kết nối các thành phần trong cụm với nhau.
Ở phần 2 này, chúng ta sẽ tìm cách khắc phục những lỗi xảy ra khi triển khai. Chúng ta cũng tìm hiểu thêm về Persistent Volume, Persistent Volume Claim.