Chuẩn bị môi trường triển khai Docker và Kubernetes

1. Cài đặt Docker và Kubernetes

Bạn có thể cài Docker và Kubernetes trên nhiều hệ điều hành khác ngoài Ubuntu. Cả Docker và Kubernetes hỗ trợ nhiều hệ điều hành khác nhau, bao gồm CentOS, Fedora, Debian, macOS, Windows, và nhiều hệ điều hành khác. Dưới đây là hướng dẫn cơ bản về cách cài đặt Docker và Kubernetes trên CentOS, một trong những hệ điều hành phổ biến khác:

Cài đặt Docker trên CentOS:

• Cập nhật hệ thống: Mở terminal và chạy lệnh sau để cập nhật hệ thống: “ sudo yum update ”.
• Cài đặt các gói cần thiết: Để cài đặt Docker, bạn cần cài đặt một số gói trước. Bằng cách sử dụng lệnh: “sudo yum install -y yuvm-utils device-mapper-persistent-data lvm2 ”
• Thêm kho lưu trữ Docker chính thức: Sử dụng lệnh sau để thêm kho lưu trữ chính thức của Docker:” sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo”
• Cài đặt Docker: Cài đặt Docker bằng lệnh sau: “sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io”
• Khởi động và kích hoạt Docker: Sử dụng lệnh: 

          “sudo systemctl start docker

           Sudo systemctl enable docker”

• Kiểm tra cài đặt: Để kiểm tra xem Docker đã được cài đặt thành công hay chưa hãy sử dụng lệnh sau: “docker --version”

Cài đặt Kubernetes trên CentOS:

• Cài đặt các gói cần thiết: Bắt đầu bằng việc cài đặt các gói cần thiết cho Kubernetes:

         "sudo yum install -y epel-release

          sudo yum install -y kubeadm kubelet kubectl”      

• Khởi động và kích hoạt kubelet: Sử dụng lệnh sau để khởi động và kích hoạt kubelet:

         "sudo systemctl enable kubelet

          sudo systemctl start kubeplet”              

• Kiểm tra cài đặt: Để kiểm tra xem Kubernetes đã được cài đặt thành công hay chưa hãy sử dụng lệnh sau: “kubeadm version”                                          

Lưu ý quan trọng:

• Trước khi sử dụng Kubernetes, bạn cần tạo một cluster Kubernetes. Hãy tìm hiểu về cách triển khai một cluster Kubernetes trên CentOS hoặc hệ điều hành khác.
• Bạn cần cài đặt một Container Runtime (như Docker) trước khi cài đặt Kubernetes. Docker là lựa chọn phổ biến, nhưng bạn cũng có thể sử dụng Containerd hoặc CRI-O. Docker đã được cài đặt trong phần trước.
• Trong môi trường sản xuất, hãy đảm bảo rằng bạn đã cấu hình cả Docker và Kubernetes đúng cách để đáp ứng nhu cầu cụ thể của ứng dụng của bạn.
• Sử dụng quyền root hoặc quyền superuser (sudo) để thực hiện các lệnh cài đặt và quản lý Docker và Kubernetes.

2. Cài đặt công cụ cần thiết khác

Để triển khai ứng dụng dựa trên Docker trên Kubernetes, bạn cần cài đặt một số công cụ và tạo một môi trường phát triển hợp lý. Dưới đây là các công cụ cần thiết và các bước để cài đặt chúng:

• Docker: Đảm bảo bạn đã cài đặt Docker, như đã mô tả ở trên, để có thể đóng gói và chạy Container Docker. Docker cũng hữu ích trong việc xây dựng hình ảnh Docker của ứng dụng.
• Kubectl: Kubectl là công cụ dòng lệnh chính thức của Kubernetes, cho phép bạn tương tác và quản lý cụm Kubernetes. Để cài đặt Kubectl, bạn có thể sử dụng các công cụ quản lý gói hoặc tải về tại đây.
• Minikube (tùy chọn): Nếu bạn muốn tạo một cụm Kubernetes cục bộ để phát triển và thử nghiệm, bạn có thể cài đặt Minikube. Minikube là một công cụ giả lập dễ sử dụng để triển khai cụm Kubernetes trên máy tính cá nhân của bạn. Cài đặt Minikube tại đây.
• Kubeadm (tùy chọn): Nếu bạn muốn tạo một cụm Kubernetes sản xuất hoặc phát triển một cách nâng cao, bạn có thể cài đặt kubeadm. Kubeadm là công cụ quản lý cụm Kubernetes, giúp bạn tạo và quản lý các nút trong cụm. Cài đặt kubeadm tại đây.

Sau khi bạn đã cài đặt các công cụ cần thiết, bạn có thể bắt đầu phát triển và triển khai ứng dụng dựa trên Docker trên cụm Kubernetes của mình. Đảm bảo bạn tìm hiểu về cách sử dụng và cấu hình các công cụ này để tận dụng tối đa khả năng của Kubernetes.

Soạn thảo ứng dụng sau khi đã triển khai Docker

1. Xây dựng Docker image

Để xây dựng một Docker image, bạn cần sử dụng Dockerfile, một tệp cấu hình mô tả cách Docker nên tạo hình ảnh cho ứng dụng của bạn. Dưới đây là các bước để xây dựng Docker image:

• Tạo Dockerfile: Bắt đầu bằng việc tạo một Dockerfile cho ứng dụng của bạn. Dockerfile là một tệp văn bản có thể được tạo bằng bất kỳ trình soạn thảo nào. Trong Dockerfile, bạn xác định cơ bản sở hình ảnh (base image), cài đặt phụ thuộc, sao chép mã nguồn và cấu hình ứng dụng.
• Xây dựng Docker image: Sử dụng lệnh ‘docker build’ để xây dựng Docker image từ Dockerfile. Điều này cần thực hiện từ thư mục chứa Dockerfile.

            "docker build -t ten-hinh-anh:tag-duy-nhat ."

Trong đó:

 ‘ten-hinh-anh’ là tên của hình ảnh bạn muốn đặt.

 ‘Tag-duy-nhat’ là phiên bản hoặc tag cua hình ảnh.

 Dấu chấm ‘.’ cuối cùng cho biết Docker sẽ tìm Dockerfile trong thư mục hiện tại.

• Kiểm tra danh sách hình ảnh: Sử dụng lệnh ‘docker image’ để kiểm tra danh sách các hình ảnh Docker đã xây dựng trên máy tính của bạn.
• Sử dụng Docker image: Bây giờ bạn có thể sử dụng hình ảnh Docker đã xây dựng để tạo và chạy các container Docker. Để chạy container từ hình ảnh bạn sử dụng lệnh ‘docker run’.

Đó là cách bạn xây dựng một Docker image từ một Dockerfile. Hình ảnh Docker này có thể được sử dụng để triển khai và chạy ứng dụng của bạn trong môi trường container Docker.

2. Kiểm tra và chạy container cục bộ

• Kiểm tra danh sách các hình ảnh Docker có sẵn trên máy của bạn: Sử dụng lệnh ‘docker images’ để hiển thị danh sách các hình ảnh Docker. Bạn sẽ thấy danh sách các hình ảnh Docker mà bạn đã xây dựng hoặc tải xuống từ Docker Hub hoặc các nguồn khác.
• Chạy một container từ hình ảnh: Sử dụng lệnh ‘docker run’ để chạy một container từ hình ảnh Docker cụ thể.
• Kiểm tra danh sách container đang chạy: Sử dụng lệnh ‘docker ps’ để kiểm tra danh sách các container đang chạy. Bạn sẽ thấy danh sách các container đang chạy và các chi tiết liên quan đến chúng, bao gồm ID của container.
• Truy cập ứng dụng trong container: Mở trình duyệt web và truy cập địa chỉ (hoặc cổng bạn đã ánh xạ) để kiểm tra ứng dụng trong container.
• Dùng container (nếu cần): Để dừng container, sử dụng lệnh ‘docker stop’. Bạn cần biết ID hoặc tên của container để dừng. Ví dụ: “docker stop Tên-container”.
• Xóa container (nếu cần): Để xóa container đã dừng, sử dụng lệnh ‘docker rm’. Bạn cần biết ID hoặc tên container để xóa. Ví dụ: “docker rm Tên-container”.

Như vậy, bạn đã kiểm tra và chạy một container cục bộ từ một hình ảnh Docker. Điều này giúp bạn thử nghiệm ứng dụng trên môi trường cục bộ trước khi triển khai nó trong môi trường sản xuất hoặc trên một nền tảng như Kubernetes.

3. Quản lý Docker Registry

Quản lý Docker Registry là quá trình quản lý và lưu trữ các hình ảnh Docker. Docker Registry là một dịch vụ hoặc máy chủ dùng để lưu trữ và chia sẻ hình ảnh Docker. Dưới đây là các tác vụ quan trọng khi quản lý Docker Registry:

• Xác thực và Quyền truy cập: Bạn có thể không cần phải cấu hình xác thực nếu Docker Registry của bạn được triển khai trong môi trường cục bộ và không cần tính bảo mật cao. Tuy nhiên, trong môi trường sản xuất hoặc nếu bạn chia sẻ hình ảnh Docker với người khác, xác thực là quan trọng.
• TLS (HTTPS): Bạn có thể không cần phải cấu hình TLS nếu môi trường cục bộ của bạn là một môi trường không đòi hỏi bảo mật. Tuy nhiên, trong môi trường sản xuất, việc sử dụng TLS là quan trọng để bảo vệ dữ liệu trong quá trình truyền tải.
• Sao lưu và Phục hồi: Việc sao lưu và phục hồi Docker Registry có thể được thực hiện định kỳ hoặc chỉ khi cần thiết. Phụ thuộc vào cơ cấu và quy mô của Registry, bạn có thể tùy chỉnh kế hoạch sao lưu dựa trên yêu cầu của bạn.
• Tích hợp với Cụm Kubernetes (tùy chọn): Nếu bạn không sử dụng Kubernetes hoặc môi trường triển khai không đòi hỏi tích hợp Docker Registry với Kubernetes, bạn có thể bỏ qua mục này.
• Tích hợp với Công cụ Quản lý Hình ảnh: Sử dụng công cụ quản lý hình ảnh ngoài hoặc không, phụ thuộc vào sự phức tạp và quy mô của dự án.

Hãy tùy chỉnh quá trình quản lý Docker Registry để phù hợp với mục tiêu cụ thể và yêu cầu của bạn. Quyết định nào cần thực hiện hoặc bỏ bớt còn phụ thuộc vào tình huống và môi trường của dự án Docker của bạn.

Triển khai ứng dụng trên Kubernetes

1. Cách triển khai Kubernetes

Triển khai Kubernetes là một quá trình phức tạp và đòi hỏi kiến thức về hệ thống, mạng và quản lý containers. Dưới đây là một số hướng dẫn tổng quan về cách để triển khai Kubernetes:

Tìm hiểu triển khai Kubernetes

A. Chọn mô hình triển khai:
 

Có một số cách để triển khai Kubernetes, bao gồm:

• Self-hosted Kubernetes: Bạn tự triển khai và quản lý các máy chủ chạy Kubernetes.
• Managed Kubernetes Services: Sử dụng các dịch vụ quản lý Kubernetes được cung cấp bởi các nhà cung cấp đám mây như AWS EKS, Google GKE hoặc Azure AKS. Đây là những lựa chọn đơn giản hơn.
• On-Premises Kubernetes: Triển khai Kubernetes trên cơ sở hạ tầng máy chủ riêng tư của bạn.

B. Chuẩn bị hệ thống:

Đảm bảo rằng hệ thống của bạn đáp ứng các yêu cầu cơ bản, bao gồm việc cài đặt Linux trên máy chủ, cài đặt Docker để chạy containers và cấu hình mạng cho kết nối giữa các máy chủ.

C. Cài đặt Kubernetes:

Cài đặt Kubernetes sử dụng một công cụ quản lý Clusters như Kubeadm, Kops hoặc Rancher tùy thuộc vào mô hình triển khai của bạn. Công cụ này sẽ giúp bạn cài đặt và cấu hình các thành phần của Kubernetes, bao gồm các Nodes, Master Node, API Server, Controller Manager và Scheduler.

D. Quản lý Clusters:

Sau khi triển khai, bạn sẽ cần quản lý Clusters của mình. Điều này bao gồm việc thêm hoặc loại bỏ Nodes, cập nhật Kubernetes và theo dõi hiệu suất và trạng thái của hệ thống.

E. Triển khai ứng dụng:

Bằng cách đóng gói chúng và containers và sử dụng YAML manifest để định nghĩa cách ứng dụng sẽ chạy trên Clusters. Bạn có thể triển khai ứng dụng một cách độc lập hoặc tự động hóa việc triển khai các công cụ CI/CD.

F. Giám sát và quản lý:

Sử dụng các công cụ giám sát như Prometheus và Grafana để theo dõi hiệu suất, trạng thái của ứng dụng và hệ thống. Bạn cũng cần quản lý lược đồ cập nhật và sự cố trong quá trình triển khai và vận hành.

G. Bảo mật:

Đảm bảo rằng Clusters của bạn được bảo mật bằng cách cấu hình quyền truy cập, sử dụng mạng riêng ảo và thực hiện các biện pháp bảo mật khác để ngăn chặn các mối đe dọa.

H. Học và duy trì:

Kubernetes là một công nghệ phức tạp và thay đổi liên tục. Hãy đảm bảo rằng bạn và nhóm của bạn hiểu rõ cách hoạt động của nó và luôn cập nhật kiến thức để tận dụng các tính năng mới và sửa lỗi kịp thời.

Triển khai Kubernetes là một nhiệm vụ phức tạp, và trong nhiều trường hợp, sử dụng các dịch vụ quản lý Kubernetes là một lựa chọn tốt để giảm bớt gánh nặng quản lý hạ tầng và tập trung vào việc phát triển ứng dụng.

2. Định nghĩa Kubernetes YAML manifest

Kubernetes YAML manifest là tệp cấu hình viết bằng ngôn ngữ YAML để định nghĩa và cấu hình các tài nguyên trong một cụm Kubernetes. Manifests chứa thông tin về cách triển khai, quản lý và cấu hình các tài nguyên, chẳng hạn như các pod, dịch vụ, phiên bản, kết nối mạng, thiết lập và nhiều loại tài nguyên khác trong cụm Kubernetes.

Tìm hiểu về Kubernetes YAML

Một Kubernetes YAML manifest bao gồm các phần quan trọng sau:

• Loại tài nguyên (Kind): Xác định loại tài nguyên Kubernetes mà manifest định nghĩa.
• Metadata: Chứa thông tin mô tả tài nguyên, bao gồm tên, nhãn (labels) và tài liệu ghi chú.
• Spec: Định nghĩa các cài đặt cụ thể của tài nguyên, bao gồm các thuộc tính như số lượng bản sao (replicas), hình ảnh container, cổng, biến môi trường và các cài đặt khác.
• Status: Chứa thông tin về trạng thái hiện tại của tài nguyên, thông thường được tạo và quản lý bởi Kubernetes.

3. Sử dụng kubectl triển khai ứng dụng

Để triển khai ứng dụng trong Kubernetes bằng kubectl, bạn cần sử dụng một Kubernetes YAML manifest để mô tả tài nguyên ứng dụng và sau đó sử dụng lệnh kubectl apply để triển khai nó. Dưới đây là các bước cụ thể:

• Tạo hoặc sửa YAML manifest: Tạo hoặc chỉnh sửa một tệp YAML manifest để mô tả tài nguyên ứng dụng.
• Lưu trữ manifest: Lưu tệp YAML manifest trên máy tính của bạn.
• Triển khai ứng dụng: Sử dụng lệnh ‘kubectl apply’ để triển khai ứng dụng với tệp manifest.
• Kiểm tra trạng thái triển khai: Sử dụng lệnh ‘kubectl get’ để kiểm tra trạng thái của tài nguyên.
• Kiểm tra pod và dịch vụ: Sử dụng ‘kubectl get pods’ và ‘kubectl get services’ để kiểm tra trạng thái pod và dịch vụ.
• Truy cập ứng dụng: Nếu bạn triển khai dịch vụ, sử dụng ‘kubectl get services’ để xác định cổng ánh xạ và truy cập ứng dụng.

Tìm hiểu Kubectl trong Kubernetes

Đó là cách sử dụng ‘kubectl’ để triển khai ứng dụng vào cụm Kubernetes bằng cách sử dụng Kubernetes YAML manifest.
 

Quản lý và cập nhật ứng dụng

1. Quản lý Docker image

Quản lý Docker images là một phần quan trọng trong quá trình phát triển và triển khai ứng dụng dựa trên Docker. Dưới đây là một số tác vụ quan trọng trong việc quản lý Docker images:

• Xây dựng Docker Image: Sử dụng Dockerfile và ‘docker build’ để tạo hình ảnh Docker cho ứng dụng.
• Lưu trữ Docker Image: Lưu trữ hình ảnh trên Docker Hub hoặc một registry riêng.
• Quản lý phiên bản: Sử dụng tag để đánh dấu phiên bản hình ảnh
• Sử dụng Dockerfile để cấu hình hình ảnh.
• Bảo mật: đảm bảo tích hợp bảo mật và xác thực trong quản lý hình ảnh Docker.
• Tích hợp với Kubernetes: Tích hợp quản lý hình ảnh với quá trình triển khai Kubernetes.

Quản lý Docker images là một phần quan trọng trong việc đảm bảo sự ổn định và bảo mật của các ứng dụng dựa trên Docker và đảm bảo rằng chúng luôn hoạt động đúng cách trong môi trường sản xuất.

2. Quản lý phiên bản ứng dụng trên Kubernetes

Quản lý phiên bản ứng dụng trên Kubernetes là một phần quan trọng trong việc đảm bảo tính ổn định và hiệu suất của ứng dụng trong môi trường Kubernetes. Dưới đây là một số cách để quản lý phiên bản ứng dụng trên Kubernetes:

• Sử dụng phiên bản (Versioning): Sử dụng phiên bản cho tài nguyên Kubernetes
• Sử dụng Git và quản lý mã nguồn: Sử dụng hệ thống quản lý mã nguồn để lưu trữ và quản lý mã nguồn của ứng dụng. Tạo các nhánh hoặc phiên bản mã nguồn để theo dõi và quản lý sự phát triển của ứng dụng.
• Sử dụng Helm Charts: Sử dụng Helm để đóng gói và cài đặt ứng dụng trên Kubernetes. Helm Charts giúp quản lý phiên bản và triển khai ứng dụng một cách dễ dàng.
• Sử dụng công cụ quản lý phiên bản: Sử dụng các công cụ quản lý phiên bản như Argo Rollouts hoặc Flagger để kiểm soát và theo dõi triển khai phiên bản.
• Theo dõi và giám sát phiên bản: Sử dụng công cụ giám sát và logging để theo dõi hiệu suất và sự cố của các phiên bản ứng dụng.

Quản lý phiên bản ứng dụng trên Kubernetes giúp đảm bảo tính ổn định, bảo mật và hiệu suất của ứng dụng trong môi trường sản xuất, và các mục còn lại có thể tùy chỉnh tùy theo nhu cầu cụ thể của dự án.

Gỡ bỏ và quản lý tài nguyên

Quản lý tài nguyên và gỡ bỏ chúng trên Kubernetes là một phần quan trọng của việc duyệt qua vòng đời phát triển và triển khai ứng dụng. Dưới đây là các bước quan trọng để quản lý tài nguyên và gỡ bỏ chúng:

• Quản lý tài nguyên: Sử dụng lệnh ‘kubectl’ để tạo, cập nhật và quản lý tài nguyên Kubernetes.
• Gỡ bỏ tài nguyên: Sử dụng lệnh ‘kubectl delete’ để gỡ bỏ tài nguyên.
• Quản lý vòng đời: Theo dõi vòng đời của tài nguyên để đảm bảo sự tạo ra, cập nhật và gỡ bỏ đúng cách.
• Sử dụng tài nguyên tiêu chuẩn: Sử dụng tài nguyên Kubernetes tiêu chuẩn như Deployments và Services để quản lý ứng dụng.
• Tùy chỉnh tài nguyên: Nếu cần, tùy chỉnh tài nguyên bằng cách chỉnh sửa các trường hợp trong tệp YAML.
• Giám sát và ghi nhật ký: Sử dụng công cụ giám sát và ghi nhật ký để theo dõi hiệu suất và sự cố của các tài nguyên.
• Xác thực và bảo mật: Đảm bảo rằng tài nguyên được xác thực và được bảo mật một cách đúng cách để tránh các vấn để bảo mật.

Quản lý tài nguyên và gỡ bỏ chúng đòi hỏi sự cẩn trọng và theo dõi cẩn thận để đảm bảo rằng ứng dụng của bạn hoạt động một cách đáng tin cậy trong môi trường Kubernetes.

Kết luận

Trong bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu cách triển khai Docker cho Kubernetes, một trong những cách quản lý ứng dụng hiệu quả nhất và phổ biến trong thế giới của containerization và orchestration. Docker và Kubernetes đều đóng vai trò quan trọng trong việc tạo, quản lý và triển khai ứng dụng một cách dễ dàng và có hiệu suất cao.

Bài viết này đã cung cấp một hướng dẫn tổng quan về cách triển khai Docker cho Kubernetes, và hy vọng rằng nó sẽ giúp bạn bắt đầu với việc sử dụng hai công nghệ quan trọng này để quản lý và triển khai ứng dụng của bạn một cách hiệu quả.