K8S là gì? Ưu và nhược điểm khi sử dụng Kubernetes

Bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào để các công ty công nghệ hàng đầu thế giới có thể quản lý hàng ngàn ứng dụng một cách hiệu quả và không bị gián đoạn? Bí mật nằm ở một công cụ đang làm mưa làm gió trong lĩnh vực phát triển phần mềm mang tên Kubernetes (K8S). Hãy cùng Sunteco tìm hiểu về K8S là gì? và tại sao công nghệ này đang thay đổi cách chúng ta phát triển và triển khai ứng dụng nhé!

K8S là gì? Kubernetes là gì?

K8S là viết tắt của Kubernetes, là một nền tảng điều phối container mã nguồn mở, giúp tự động hóa việc triển khai, mở rộng quy mô và quản lý các ứng dụng cũng như dịch vụ đã được đóng gói. Với một hệ sinh thái phát triển mạnh mẽ và rộng lớn, Kubernetes cung cấp nhiều công cụ hỗ trợ để triển khai và quản lý ứng dụng một cách hiệu quả.

Tên gọi “Kubernetes” có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp, có nghĩa là “người lái tàu” hoặc “hoa tiêu”, một hình ảnh biểu tượng phù hợp, bởi Kubernetes đóng vai trò điều phối và quản lý các ứng dụng và dịch vụ trên cơ sở hạ tầng.

Ban đầu, Kubernetes được phát triển bởi đội ngũ kỹ sư tại Google, với sự kế thừa từ các dự án trước đó như Borg và Omega. Hiện nay, Kubernetes được duy trì và phát triển bởi Cloud Native Computing Foundation (CNCF), một tổ chức phi lợi nhuận có nhiệm vụ thúc đẩy sự phát triển của các công nghệ mã nguồn mở trong việc xây dựng các ứng dụng đám mây.

Trong thời đại số hóa, các doanh nghiệp, tổ chức đang tận dụng phần mềm để nâng cao hiệu suất hoạt động và cung cấp các dịch vụ tốt hơn cho khách hàng. Tuy nhiên, việc triển khai, quản lý các ứng dụng này trên cơ sở hạ tầng truyền thống đã gặp phải nhiều thách thức về cả cấu hình và quản lý. Để khắc phục các hạn chế trên, Kubernetes ra đời là giải pháp giúp tự động hóa việc triển khai, quản lý và mở rộng các ứng dụng được đóng gói trong các container.

K8S là gì

Kiến trúc Kubernetes (k8s architecture)

Các thành phần chính của K8S là gì?

Khi nói đến Kubernetes, nhiều người chỉ hình dung đây là một công cụ để quản lý container. Tuy nhiên, đằng sau sự mạnh mẽ và linh hoạt của Kubernetes là một hệ thống được tổ chức bởi các thành phần hoạt động đồng bộ, đảm bảo mọi thứ từ triển khai đến điều phối container diễn ra trơn tru. Vậy, các thành phần chính nào tạo nên sự thành công của Kubernetes?

Control Plane: Là “bộ não” của cụm Kubernetes, Control Plane chịu trách nhiệm giám sát trạng thái của các node, phân phối tài nguyên và quản lý toàn bộ hệ thống, đảm bảo mọi thành phần hoạt động hiệu quả.
Node: Node là nơi triển khai và thực thi container. Dù là máy chủ vật lý hay ảo, mỗi node đều cung cấp các tài nguyên cần thiết để hỗ trợ ứng dụng hoạt động ổn định.
Pod: Đơn vị triển khai nhỏ nhất của Kubernetes, Pod chứa một hoặc nhiều container được thiết kế để làm việc cùng nhau, chia sẻ tài nguyên và mạng để đảm bảo hiệu suất cao.
Service: Service là cầu nối giúp các Pod giao tiếp ổn định với nhau. Nó đảm bảo cân bằng tải và quản lý kết nối giữa các Pod, ngay cả khi một số Pod bị thay thế hoặc di chuyển trong cụm.
Namespace: Namespace tạo ra các không gian tên logic để phân vùng và quản lý tài nguyên một cách hiệu quả, đặc biệt hữu ích khi làm việc trên nhiều môi trường hoặc dự án khác nhau trong cùng một cụm Kubernetes.

Nhờ sự phối hợp chặt chẽ giữa các thành phần này, Kubernetes mang lại sự ổn định, linh hoạt và hiệu quả cho việc quản lý container, trở thành giải pháp hàng đầu cho các doanh nghiệp hiện đại.

Phân biệt các mô hình triển khai Kubernetes

Kubernetes có ba mô hình triển khai phổ biến, mỗi mô hình phù hợp với các nhu cầu quản lý và tài nguyên khác nhau của doanh nghiệp. Dưới đây là sự khác biệt giữa các mô hình:

1. Kubernetes tự quản lý (Self-Managed Kubernetes)

Mô tả:

Trong mô hình này, doanh nghiệp tự chịu trách nhiệm triển khai, vận hành và duy trì toàn bộ các thành phần của Kubernetes trên cơ sở hạ tầng riêng. Đội ngũ nội bộ sẽ quản lý từ cài đặt, cấu hình, cập nhật, đến giám sát và bảo trì.

Ưu điểm:

Doanh nghiệp toàn quyền kiểm soát hệ thống.
Tính linh hoạt cao, dễ dàng tùy chỉnh theo yêu cầu đặc thù.

Nhược điểm:

Yêu cầu đội ngũ chuyên môn sâu về Kubernetes.
Tiêu tốn nhiều thời gian và nguồn lực để đảm bảo hệ thống vận hành ổn định.
2. Kubernetes quản lý một phần (Partially Managed Kubernetes)

Mô tả: Mô hình này kết hợp giữa quản lý của nhà cung cấp và người dùng. Các dịch vụ như Sunteco, Amazon EKS, Google GKE, và Azure AKS đảm nhận quản lý Control Plane (phần điều phối), trong khi người dùng tự quản lý Node và các tài nguyên bên trong cụm.

Ưu điểm:

Giảm tải việc quản lý các thành phần phức tạp như Control Plane.
Hỗ trợ nâng cấp và mở rộng dễ dàng.
Tập trung vào triển khai ứng dụng mà không cần lo ngại về tính khả dụng của Control Plane.

Nhược điểm:

Vẫn cần kiến thức cơ bản về Kubernetes để quản lý Node và ứng dụng.
Giới hạn trong việc tùy chỉnh hạ tầng so với mô hình tự quản lý.
3. Kubernetes hoàn toàn quản lý (Fully Managed Kubernetes)

Mô tả:

Với mô hình này, nhà cung cấp dịch vụ (ví dụ: Sunteco Managed Kubernetes , AWS Fargate với EKS, Google Autopilot) đảm nhận toàn bộ việc quản lý cụm Kubernetes, bao gồm cả Control Plane và Node. Người dùng chỉ cần triển khai ứng dụng mà không cần bận tâm đến việc quản lý hạ tầng.

Ưu điểm:

Triển khai nhanh chóng và đơn giản hóa tối đa việc vận hành.
Phù hợp cho các doanh nghiệp muốn tập trung hoàn toàn vào ứng dụng thay vì hạ tầng.

Nhược điểm:

Quyền kiểm soát hệ thống hạn chế.
Phụ thuộc hoàn toàn vào nhà cung cấp dịch vụ.
Chi phí vận hành có thể cao hơn so với các mô hình khác.

Việc lựa chọn mô hình triển khai Kubernetes phụ thuộc vào quy mô doanh nghiệp, năng lực đội ngũ kỹ thuật, và mức độ kiểm soát mong muốn. Mỗi mô hình mang đến ưu và nhược điểm riêng, cần cân nhắc kỹ để phù hợp với chiến lược phát triển dài hạn.

Lý do Kubernetes là giải pháp quản lý Container hiệu quả nhất?

Quản lý container hiệu quả: Kubernetes tự động hóa nhiều tác vụ phức tạp liên quan đến việc quản lý container, như lên lịch, điều phối tài nguyên, cân bằng tải và tự động mở rộng quy mô.
Tăng tính sẵn sàng: Kubernetes giúp đảm bảo các ứng dụng luôn hoạt động ổn định bằng cách tự động khởi động lại các container bị lỗi, cân bằng tải giữa các container và thực hiện tự động phục hồi.
Môi trường triển khai linh hoạt: Kubernetes cho phép triển khai các ứng dụng trên nhiều nền tảng khác nhau, từ các máy chủ vật lý đến các đám mây công cộng và tư nhân.
Cộng đồng lớn mạnh: Kubernetes có một cộng đồng người dùng và nhà phát triển rất lớn, giúp hỗ trợ và phát triển hệ thống một cách nhanh chóng.
Hỗ trợ IPv4/IPv6: Kubernetes cho phép sử dụng cả địa chỉ IPv4 và IPv6 cho các Pods và Dịch vụ, giúp quản lý mạng linh hoạt hơn.

Ứng dụng của K8S là gì?

Kubernetes có thể được sử dụng để phát triển ứng dụng trên nhiều môi trường khác nhau, bao gồm on-premise, đám mây (cloud), hoặc máy ảo (virtual machines). Hiện nay, Kubernetes đã trở thành lựa chọn phổ biến cho các công ty lớn trong việc quản lý và vận hành phần mềm, cũng như phát triển ứng dụng. Nó cũng sở hữu một cộng đồng người dùng rộng lớn và năng động, góp phần thúc đẩy sự phát triển và cải tiến nền tảng này.

Triển khai các ứng dụng web và di động: Kubernetes giúp dễ dàng triển khai và quản lý các ứng dụng web và di động được xây dựng theo kiến trúc microservices.
Hiện đại hóa ứng dụng: Kubernetes có thể được sử dụng để hiện đại hóa các ứng dụng hiện có bằng cách container hóa và triển khai chúng trên nền tảng đám mây.
Quản lý dữ liệu lớn: Kubernetes có thể được sử dụng để quản lý các cụm dữ liệu lớn và phân tán trên nhiều máy chủ.
Phát triển DevOps: Kubernetes hỗ trợ các quy trình DevOps, giúp tự động hóa việc triển khai và vận hành ứng dụng.

Sự khác biệt giữa Kubernetes vs Docker là gì?

Docker và Kubernetes đều là những công nghệ quan trọng trong việc triển khai và quản lý ứng dụng container, nhưng chúng phục vụ cho các mục đích khác nhau:

Docker:

Mục đích: Cung cấp nền tảng để đóng gói ứng dụng và các phụ thuộc của nó thành các đơn vị độc lập gọi là container.
Cách thức hoạt động: Docker tạo ra các ảnh (images) chứa mọi thứ cần thiết để chạy ứng dụng, bao gồm mã, thư viện, hệ thống tệp và cấu hình. Các ảnh này có thể được dễ dàng chia sẻ và triển khai trên nhiều môi trường khác nhau.
Lợi ích:
- Đơn giản hóa việc triển khai: Docker giúp đơn giản hóa việc triển khai ứng dụng bằng cách đóng gói mọi thứ cần thiết vào một đơn vị duy nhất.
- Tính di động cao: Các container Docker có thể được di chuyển dễ dàng giữa các môi trường khác nhau, chẳng hạn như máy tính cá nhân, máy chủ đám mây hoặc thiết bị IoT.
- Khả năng cô lập: Mỗi container Docker được cô lập riêng với các container khác, giúp cải thiện bảo mật và tính ổn định.

Kubernetes:

Mục đích: Quản lý và tự động hóa việc triển khai, mở rộng và vận hành các ứng dụng được container hóa trên cụm máy chủ.
Cách thức hoạt động: Kubernetes sử dụng các khái niệm như pods, deployments, services và volumes để quản lý vòng đời của các ứng dụng container. Nó tự động khởi động các container mới khi cần thiết, theo dõi trạng thái sức khỏe của chúng và đảm bảo rằng chúng luôn chạy.
Lợi ích:
- Khả năng mở rộng: Kubernetes có thể dễ dàng mở rộng để quản lý một số lượng lớn các container trên nhiều máy chủ.
- Tính tự động hóa cao: Kubernetes tự động hóa nhiều nhiệm vụ quản lý container, chẳng hạn như khởi động, dừng, giám sát và sửa lỗi.
- Tính khả dụng cao: Kubernetes đảm bảo rằng các ứng dụng được container hóa luôn sẵn sàng và có thể phục hồi nhanh chóng khỏi sự cố.

Tóm lại:

Docker tập trung vào việc đóng gói và triển khai ứng dụng cá nhân.
Kubernetes tập trung vào việc quản lý và tự động hóa các ứng dụng được container hóa ở quy mô lớn.

Sử dụng Docker với Kubernetes:

Docker và Kubernetes thường được sử dụng kết hợp với nhau để tạo ra một nền tảng mạnh mẽ cho việc triển khai và quản lý ứng dụng container. Docker được sử dụng để đóng gói ứng dụng, trong khi Kubernetes được sử dụng để quản lý việc triển khai và vận hành các ứng dụng đó trên cụm máy chủ.

Khi nào nên sử dụng Docker:

Bạn cần một cách đơn giản để đóng gói và triển khai ứng dụng.
Bạn muốn chạy ứng dụng của mình trên một số môi trường khác nhau.
Bạn cần cô lập các ứng dụng của mình khỏi nhau.

Khi nào nên sử dụng Kubernetes:

Bạn cần quản lý một số lượng lớn các ứng dụng được container hóa.
Bạn cần tự động hóa việc triển khai và vận hành ứng dụng.
Bạn cần đảm bảo tính khả dụng cao cho ứng dụng của mình.

Ví dụ:

Một nhà phát triển web có thể sử dụng Docker để đóng gói ứng dụng web của họ và triển khai nó lên máy chủ đám mây.
Một công ty lớn có thể sử dụng Kubernetes để quản lý hàng nghìn ứng dụng được container hóa chạy trên cụm máy chủ trong trung tâm dữ liệu của họ.

Lựa chọn Docker hay Kubernetes phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của bạn.

K8S LÀ GÌ

Ưu điểm khi sử dụng K8S là gì?

Nhờ sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội về khả năng mở rộng, tự động hóa và khả năng tự phục hồi, Kubernetes container đã trở thành nền tảng ưa thích để triển khai và quản lý các ứng dụng trên điện toán đám mây của nhiều doanh nghiệp.

Kubernetes là gì?

Ưu điểm khi sử dụng phần mềm Kubernetes (K8S)

Khả năng mở rộng

Các nhà phát triển có thể mở rộng ứng dụng một cách linh hoạt để đáp ứng tải khi khối lượng công việc gia tăng. Bên cạnh đó, Developer có thể thêm hoặc giảm số lượng container dễ dàng, cân bằng tải tài nguyên và tự động mở rộng quy mô ứng dụng mà không làm gián đoạn hoạt động của cả hệ thống.

Tự động hóa và cấu hình linh hoạt

Containers được thiết kế để có tính di động cao. Điều này đồng nghĩa với việc những bộ chứa này có thể chạy trên mọi cơ sở hạ tầng đám mây bất kể phần cứng hoặc hệ điều hành bên dưới. Nhờ đó tính linh hoạt của hệ thống được cải thiện giúp việc di chuyển các ứng dụng giữa những môi trường khác nhau trở nên dễ dàng hơn.

Tận dụng tối đa tài nguyên hiệu quả

Kubernetes cho phép các nhà phát triển tận dụng tối đa tài nguyên máy chủ thông qua việc lập lịch và phân phối containers trên cơ sở hạ tầng. Bằng cách tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, Kubernetes sẽ đảm bảo rằng các container sẽ được chạy với tài nguyên cần thiết và tận dụng tối đa sức mạnh tính toán của hệ thống.

Thời gian triển khai nhanh chóng

Container K8s cung cấp một quy trình chuẩn để gói gọn ứng dụng cùng với tất cả các thành phần liên quan vào container duy nhất, giúp tăng tính di động và sự nhất quán cho ứng dụng. Điều này giúp nhà phát triển không cần quan tâm quá nhiều đến cơ sở hạ tầng kỹ thuật phía dưới

Nhược điểm khi sử dụng Kubernetes là gì?

Mặc dù mang đến nhiều lợi ích cho nhà phát triển, tuy nhiên Kubernetes vẫn có những hạn chế nhất định mà các nhà quản trị có thể cân nhắc trước khi đưa vào hoạt động. Dưới đây là những nhược điểm chính của Kubernetes

Kubernetes là gì?

Nhược điểm khi sử dụng phầm mềm K8S là gì?

Mức độ phức tạp

Một trong những thách thức lớn nhất khi sử dụng Kubernetes container là sự phức tạp của hệ thống phần mềm này. Là một nền tảng phức tạp với nhiều khái niệm và thành phần, K8s đòi hỏi người dùng cần phải nắm rõ. Đối với những người mới bắt đầu, việc thiết lập và quản lý cụm Kubernetes sẽ là một nhiệm vụ khó khăn. Bên cạnh đó, việc thiết lập và quản lý Kubernetes đòi hỏi kiến thức sâu về cơ sở hạ tầng như hệ điều hành, mạng, lưu trữ và các công nghệ khác để cấu hình được triển khai một cách chính xác. Điều này có thể đòi hỏi thời gian và nỗ lực để tìm hiểu, làm quen với nền tảng này.

Khả năng bảo mật

Việc các container được thiết kế nhẹ và di động được, khiến chúng dễ bị đe dọa về an toàn nếu không được bảo vệ đúng cách. Vì vậy, nhà phát triển cần đảm bảo rằng các containers được bảo mật đúng cách để ngăn chặn truy cập trái phép hoặc vi phạm dữ liệu.

Chi phí tài nguyên

Mặc dù, tận dụng tối đa tài nguyên nhưng Kubernetes cần có tài nguyên bổ sung để chạy và quản lý. Việc triển khai và vận hành cụm K8s đòi hỏi tài nguyên máy chủ bao gồm bộ nhớ, CPU và lưu trữ. Điều này có thể dẫn đến chi phí tài nguyên tài nguyên tăng nếu không được quản lý đúng cách.

Chọn đơn vị cung cấp giải pháp K8S?

Sun Kubernetes Service (SKS) là dịch vụ K8S service được quản lý toàn diện bởi Sunteco, giúp doanh nghiệp dễ dàng triển khai, quản lý và mở rộng ứng dụng container quy mô lớn mà không cần lo lắng về hạ tầng. Dịch vụ đảm bảo bảo mật cao, hiệu suất ổn định, và tích hợp mượt mà với các giải pháp khác của Sunteco, giúp doanh nghiệp tối ưu nguồn lực và đưa sản phẩm ra thị trường nhanh chóng.

Tính năng nổi bật

Control Plane được quản lý tách biệt: đảm bảo tính ổn định và dễ dàng triển khai
Tự động mở rộng Node Group (Horizontal Scaling): theo nhu cầu cho phép hệ thống thêm hoặc giảm số lượng node mà không cần thao tác thủ công
Tăng cấu hình Node như CPU, RAM không cần khởi động lại (Vertical Scaling): đảm bảo quá trình vận hành liên tục
Tự động khôi phục (Auto healing): node hoặc pod một cách nhanh chóng, đảm bảo tính sẵn sàng và độ tin cậy cao cho các ứng dụng
Tích hợp sẵn Load Balancer: phân phối lưu lượng truy cập hiệu quả và tối ưu
Tích hợp Block Store Native qua CSI: cho phép quản lý lưu trữ dễ dàng và hiệu quả trên môi trường container
Tích hợp mạng Calico: mang lại khả năng quản lý mạng mạnh mẽ; tính bảo mật cao, tối ưu hóa hiệu suất cho các ứng dụng chạy trên Kubernetes
Tích hợp Block Store Native qua CSI: cho phép quản lý lưu trữ dễ dàng và hiệu quả trên môi trường container
Chế độ ngủ đông (Hibernate) khi không sử dụng tiết kiệm tài nguyên và chi phí
Giải pháp bảo mật tích hợp từ cấp độ Cluster đến Node, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho dữ liệu và ứng dụng trên mọi mức độ
Luôn cập nhật phiên bản Kubernetes mới nhất (từ 1.27, 1.28, 1.29), đảm bảo người dùng luôn được tiếp cận những tính năng mới nhất

Ưu điểm nổi bật của dịch vụ K8S service từ Sunteco

SLA 99.99%: Độ ổn định hàng đầu
Giám sát 24/7: 20+ chỉ số và cảnh báo tự động
500/50 Mbps: Băng thông trong nước/quốc tế
Vận hành & quản lý 100%: bởi nhà cung cấp

Đăng ký dùng thử K8S từ Sunteco DÙNG THỬ MIỄN PHÍ

Những câu hỏi thường gặp về K8S

Pod trong K8S là gì?

Pod là đơn vị triển khai nhỏ nhất trong Kubernetes, chứa một hoặc nhiều container và chia sẻ tài nguyên như mạng và lưu trữ.

K8S cluster là gì?

Kubernetes cluster là tập hợp các node (máy chủ) được tổ chức để triển khai, quản lý và vận hành các container ứng dụng trong Kubernetes.

Kubernetes có an toàn không?

Kubernetes cung cấp các tính năng bảo mật như:

RBAC (Role-Based Access Control): Điều khiển quyền truy cập vào các tài nguyên.
Network Policies: Quản lý giao tiếp mạng giữa các pod.
Encryption: Mã hóa dữ liệu trong quá trình lưu trữ và truyền tải.

Kubernetes có thể chạy trên nền tảng nào?

Kubernetes có thể chạy trên nhiều nền tảng, bao gồm:

Public Cloud: AWS, Google Cloud, Microsoft Azure.
Private Cloud: Các máy chủ nội bộ hoặc hạ tầng ảo hóa riêng.
Hybrid Cloud: Kết hợp giữa cloud công cộng và cloud riêng.

Cần bao nhiêu node trong một Kubernetes Cluster?

Số lượng node trong một Kubernetes Cluster có thể thay đổi tùy theo yêu cầu và quy mô của ứng dụng. Một cluster có thể bắt đầu với một vài node và mở rộng tùy theo nhu cầu về tài nguyên và khả năng mở rộng.

Hy vọng những thông tin đã cho bạn những thông tin bao quát về K8S là gì? Kubernetes (K8S) là một hệ thống mã nguồn mở mạnh mẽ được thiết kế để tự động hóa việc triển khai, quản lý và mở rộng các ứng dụng container hóa. K8S giúp các tổ chức dễ dàng quản lý hạ tầng phức tạp, cân bằng tải, bảo mật và mở rộng ứng dụng mà không cần phải lo lắng về các chi tiết kỹ thuật. Với khả năng tự động hóa và mở rộng linh hoạt, Kubernetes là công cụ quan trọng cho các doanh nghiệp phát triển và vận hành các ứng dụng hiện đại trong môi trường đám mây. Liên hệ với Sunteco để được đăng ký trải nghiệm dùng thử miễn phí K8S: (+84) 78 678 3868.