Ý NGHĨA THỰC CỦA KUBERNETES VÀ DOCKER

Kubernetes và Docker là những từ đang dần trở nên quen thuộc. Kubernetes đang phổ biến hơn bao giờ hết là một giải pháp điều phối container tối ưu.

Kubenetes và Docker cũng tạo nên vài sự nhầm lẫn. Khi tách những từ này ra, nó không có nghĩa giống như mọi người thường nghĩ. Docker và Kubernetes không phải là những đối thủ cạnh tranh trực tiếp của nhau. Docker là một nền tảng container. Còn Kubernetes là công cụ điều phối container cho nền tảng container như Docker.

DOCKER VÀ CONTAINER

Không thể nói về Docker mà không đề cập đến các container. Container giải quyết vấn đề quan trọng trong việc phát triển ứng dụng. Khi viết code, các dev làm việc trên môi trường của riêng họ. Nhưng khi chuyển sang môi trường hệ thống thực tế production, vấn đề nảy sinh. Code hoạt động tốt trên máy của dev nhưng lại không hoạt động trong môi trường thực tế. Có nhiều nguyên nhân như: hệ điều hành khác nhau, phụ thuộc khác nhau, thư viện khác nhau.

Các container giải quyết vấn đề về tính di động và cho phép tách code ra khỏi cơ sở hạ tầng bên dưới mà nó đang chạy. Các dev có thể đóng gói ứng dụng của họ. Bao gồm tất cả các thùng và thư viện mà nó cần để chạy chính xác, vào một ảnh container nhỏ. Trong production, container có thể chạy trên bất kỳ máy tính nào có nền tảng hợp nhất.

Ưu điểm của Container

Ngoài việc giải quyết thách thức về tính di động, container còn cung cấp nhiều lợi thế so với công nghệ ảo hóa truyền thống.

Container chỉ để lại dấu chân cực kỳ nhỏ. Chỉ cần ứng dụng của nó và các thùng, thư viện mà nó yêu cầu để chạy. Không giống như các máy ảo có một bản sao hoàn chỉnh của một hệ điều hành khách. Việc cách ly container được thực hiện ở cấp độ hạt nhân mà không cần hệ điều hành khách. Ngoài ra, các thư viện có thể nằm trên các container. Giúp loại bỏ việc phải có 10 bản sao của một thư viện trên máy chủ, nhằm tiết kiệm không gian.

Nếu có 3 ứng dụng chạy các node và express thì không cần phải có 3 instance node và express. Những ứng dụng đó có thể chia sẻ các thùng và thư viện đó. Cho phép các ứng dụng được đóng gói trong các môi trường khép kín cho phép triển khai nhanh hơn. Tương đương gần hơn giữa các môi trường phát triển và khả năng mở rộng vô hạn.

Định nghĩa Docker 

Docker hiện là nền tảng container phổ biến nhất. Xuất hiện trên thị trường vào đúng thời điểm và là nguồn mở ngay từ đầu. Dẫn đến sự dẫn đầu thị trường hiện tại của nó. 30% doanh nghiệp hiện đang sử dụng Docker trong môi trường AWS và con số tiếp tục tăng lên.

Khi hầu hết mọi người nói về Docker, họ đang nói về Docker Engine, thời gian chạy cho phép xây dựng và chạy các container. Nhưng trước khi chạy Docker container, chúng phải được xây dựng và bắt đầu với tệp Docker. Tệp Docker xác định mọi thứ cần thiết để chạy hình ảnh bao gồm các thông số kỹ thuật của mạng OS và vị trí tệp. Bây giờ bạn có tệp Docker, bạn có thể xây dựng Docker Image được chạy trên Docker Engine. Docker còn có một dịch vụ gọi là Docker Hub, nơi bạn có thể lưu trữ và chia sẻ hình ảnh.

Sự cần thiết của hệ thống điều phối

Khi cung cấp một tiêu chuẩn mở để đóng gói và phân phối các ứng dụng container thì Docker đã nảy sinh một vấn đề mới. Làm thế nào tất cả các container này sẽ được phối hợp và lên lịch? Làm thế nào để liên tục nâng cấp một ứng dụng mà không bị gián đoạn dịch vụ? Làm thế nào để theo dõi tình trạng ứng dụng? Biết khi nào có sự cố và liên tục khởi động lại nó?

Giải pháp cho việc điều phối container lúc này xuất hiện. Kubernetes, Mesos và Docker Swarm là một số lựa chọn phổ biến. Nhằm tạo ra một cụm các máy hoạt động giống như một cỗ máy lớn, cần thiết trong môi trường quy mô lớn.

Kubernetes và Docker Swarm

Khi hầu hết mọi người nói về Kubernetes so với Docker, thì ý nghĩa thực sự của họ là về Kubernetes so với Docker Swarm. Docker sau này có giải pháp pháp phân cụm riêng cho các container. Uu điểm là được tích hợp chặt chẽ vào hệ sinh thái của Docker và sử dụng API riêng của nó. Giống như hầu hết các trình lập lịch, Docker Swarm cung cấp phương pháp quản trị lượng lớn các container trải rộng trên cụm máy chủ. Hệ thống lọc và lập lịch của nó cho phép lựa chọn các node tối ưu trong một cụm để triển khai các container.

Kubernetes là dịch vụ điều phối container. Được phát triển bởi Google và tặng lại cho Tổ chức Điện toán đám mây CNCF. Kubernetes hiện là nguồn mở. Có lợi thế là tận dụng nhiều năm kinh nghiệm trong quản lý container của Google. Đó là một hệ thống toàn diện để tự động hóa việc triển khai, lập lịch và nhân rộng các ứng dụng được đóng gói và hỗ trợ nhiều công cụ container hóa như Docker.

Đến nay, Kubernetes là công ty dẫn đầu thị trường. Là phương tiện chuẩn hóa để sắp xếp các container và triển khai các ứng dụng phân tán. Kubernetes có thể được chạy trên đám mây công cộng hoặc tại chỗ. Có tính mô đun hóa cao, là nguồn mở và có một cộng đồng sôi động. Các công ty thuộc mọi quy mô đầu tư vào nó và các cloud vendor cũng cung cấp Kubernetes như một dịch vụ.

KUBERNETES VÀ CÁCH HOẠT ĐỘNG

Những gì Kubernetes đang làm là khá đơn giản. Cheryl Hung của CNCF mô tả Kubernetes như một vòng điều khiển. Mô tả cách bạn muốn hệ thống của bạn trông như thế nào (3 bản copy  của hình A và 2 bản copy của hình b). Kubernetes hiện thực hóa khai báo mô tả đó. Kubernetes so sánh mong muốn với trạng thái thực tế và thực hiện các điều chỉnh để giống nhau.

Kiến trúc và thành phần Kubernetes

Kubernetes được tạo thành từ nhiều thành phần liên quan đến nhau. Tất cả các thành phần liên lạc với nhau thông qua máy chủ API. Mỗi thành phần này hoạt động chức năng riêng của nó. Sau đó hiển thị các số liệu mà chúng ta có thể thu thập để theo dõi sau này. Chúng ta có thể chia các thành phần thành ba phần chính.

• Mặt phẳng điều khiển
• Node – Vị trí mà các pod được lập lịch.
• Pods – Giữ các container.

Mặt phẳng điều khiển – Node chủ đạo

Mặt phẳng điều khiển là orchestrator. Kubernetes là một nền tảng điều phối và mặt phẳng điều khiển tạo điều kiện cho sự phối hợp đó. Có nhiều thành phần trong mặt phẳng điều khiển giúp tạo điều kiện cho việc phối hợp đó. Etcd để lưu trữ, máy chủ API để liên lạc giữa các thành phần, bộ lập lịch quyết định các nhóm nút nào sẽ chạy và trình quản lý bộ điều khiển, chịu trách nhiệm kiểm tra trạng thái hiện tại theo trạng thái mong muốn.

Node

Các nút tạo nên sức mạnh tính toán tập thể của cụm Kubernetes. Đây là nơi container thực sự được triển khai để chạy. Các node là cơ sở hạ tầng vật lý mà ứng dụng của bạn chạy trên đó, máy chủ của VM trong môi trường của bạn.

Pods

Pods là tài nguyên cấp thấp nhất trong cụm Kubernetes. Một pod được tạo thành từ một hoặc nhiều container, nhưng phổ biến nhất là một container. Khi xác định cụm, có giới hạn được đặt ra cho các pod như: xác định tài nguyên, CPU và bộ nhớ nào cần chạy. Bộ lập lịch sử dụng định nghĩa này để quyết định các nút nào sẽ đặt các nhóm. Nếu có nhiều hơn một container trong một nhóm, rất khó để ước tính các tài nguyên cần thiết và bộ lập lịch sẽ không thể đặt các pod một cách thích hợp.

Kubernetes liên quan đến Docker như thế nào?

Kubernetes và Docker đều là những giải pháp thực tế toàn diện. Quản lý tốt các ứng dụng được đóng gói và cung cấp các khả năng mạnh mẽ. Một số nhầm lẫn đã xuất hiện cũng từ đó. Hiện tại Kubernetes đôi khi được hiểu như toàn bộ môi trường container dựa trên Kubernetes. Trong thực tế, chúng không thể so sánh trực tiếp, có nguồn gốc khác nhau và giải quyết những thứ khác nhau.

Docker là một nền tảng và công cụ để xây dựng, phân phối và chạy các container Docker. Cung cấp công cụ phân cụm riêng có thể được sử dụng để sắp xếp và lên lịch các container trên các cụm máy. Kubernetes là một hệ thống điều phối container cho các container Docker và rộng hơn Docker Swarm. Nghĩa là phối hợp các cụm node ở môi trường thực tế hiệu quả. Nó hoạt động xung quanh khái niệm pod, là các đơn vị lập lịch trong Kubernetes và được phân phối giữa các node để cung cấp tính sẵn sàng cao. Người ta có thể dễ dàng chạy một bản dựng Docker trên cụm Kubernetes, nhưng bản thân Kubernetes không phải là một giải pháp hoàn chỉnh và có nghĩa là bao gồm các plug-in tùy chỉnh.

Kubernetes và Docker đều là những công nghệ khác nhau về cơ bản. Nhưng cả hai lại phối hợp rất tốt với nhau. Tạo điều kiện thuận lợi cho việc quản lý và triển khai các container trong một kiến ​​trúc phân tán.

Có thể sử dụng Docker mà không có Kubernetes không?

Docker thường được sử dụng mà không có Kubernetes. Đây là điều bình thường. Mặc dù Kubernetes mang lại nhiều lợi ích, nhưng nó lại phức tạp. Ngoài ra, có nhiều trường hợp mà chi phí quay vòng của Kubernetes là không cần thiết.

Trong các môi trường phát triển, người ta thường sử dụng Docker mà không có bộ điều phối container như Kubernetes. Trong môi trường thực tế, chi phí việc sử dụng bộ điều phối container thường không quá cao.

Có thể sử dụng Kubernetes mà không cần Docker không?

Vì Kubernetes là container orchestrator nên cần một rumtime container để phối hợp. Kubernetes thường được sử dụng với Docker nhưng nó cũng có thể được sử dụng với runtime container khác. Ví dụ RunC, cri-o, containerd là các rumtime container khác có thể triển khai với Kubernetes. Tổ chức Điện toán đám mây CNCF duy trì một danh sách các thời gian chạy container được chứng thực trên trang cảnh quan hệ sinh thái của họ và tài liệu Kubernetes cung cấp các hướng dẫn cụ thể để thiết lập bằng ContainerD và CRI-O.