Khi bạn bắt đầu với containerization, một thiết lập Docker Engine đơn giản có thể là quá đủ. Tuy nhiên, khi bạn host nhiều dịch vụ và ứng dụng hơn trên phần cứng tại nhà, việc theo dõi mọi thứ sẽ trở nên khó khăn. Tình hình thậm chí còn phức tạp hơn nếu bạn cố gắng quản lý các ứng dụng container hóa trên nhiều hệ thống khác nhau trong Home Lab của mình.
May mắn thay, Kubernetes có thể xử lý các tác vụ tẻ nhạt liên quan đến việc cấp phát và quản lý container. Mặc dù Kubernetes có đường cong học tập khá dốc, bạn có thể tự hỏi liệu có đáng để sử dụng công cụ này trong Home Lab của mình hay không. Câu trả lời ngắn gọn là… có. Hoặc có thể nói là “tùy thuộc”.
Giao diện Docker Desktop hoạt động trên Windows 11, minh họa một môi trường container hóa cơ bản.
Kubernetes là gì? Giải mã công cụ “đũa phép” cho container
Kubernetes không phải Docker: Hiểu rõ sự khác biệt
Thường được sử dụng trong các môi trường sản xuất quy mô lớn, Kubernetes là một công cụ điều phối container được thiết kế để hoạt động với nhiều máy chủ. Nói một cách đơn giản hơn, bạn có thể coi Kubernetes (hay K8s, tên gọi thân mật trong cộng đồng) là một nền tảng quản lý container chịu trách nhiệm mọi thứ, từ việc triển khai một container đến cấp phát tài nguyên cho nó và đảm bảo nó vẫn hoạt động nếu máy chủ chạy nó gặp sự cố.
Kubernetes thực hiện các hoạt động quản lý bằng cách sử dụng các pod. Mỗi pod bao bọc một container (hoặc một nhóm các container, nếu bạn làm việc với các ứng dụng có liên kết chặt chẽ) và chịu trách nhiệm cung cấp địa chỉ IP, tài nguyên lưu trữ, cũng như các điều khoản mở rộng quy mô cho các dịch vụ container hóa. Các pod này có thể được nhân bản trên các node – là các máy trạm (hoặc máy ảo) thuộc về cụm K8s của bạn. Trong trường hợp các pod của bạn bị lỗi, Kubernetes sẽ kéo một bản sao của pod (gọi là ReplicaSet) để đảm bảo các container bên trong pod bị lỗi tiếp tục chạy.
Nếu bạn thắc mắc Docker phù hợp như thế nào với Kubernetes, thì Docker là công cụ runtime phổ biến nhất để thực thi các container của bạn. Trong khi đó, Kubernetes chịu trách nhiệm quản lý, mở rộng quy mô và tự động hóa các container này trên nhiều máy chủ. Thú vị là Docker không phải là lựa chọn duy nhất, vì bạn có thể dễ dàng sử dụng Podman hoặc Containerd làm nền tảng runtime cho container.
Tại sao nên cân nhắc Kubernetes cho Home Lab của bạn?
Tự động hóa và tính sẵn sàng cao: Lợi ích vượt trội
Mặc dù người dùng Home Lab thường chạy container bên trong một máy ảo hoặc trực tiếp trên nền tảng ảo hóa của họ, nhưng có những lợi ích nhất định khi sử dụng Kubernetes trong môi trường tự host thông thường. Nếu bạn cần hỗ trợ tính sẵn sàng cao (high-availability) cho các dịch vụ thiết yếu của mình, khả năng tự phục hồi (self-healing) của ReplicaSets trong Kubernetes có thể rất hữu ích, đặc biệt nếu bạn có nhiều node trong cụm K8s của mình. Trong khi đó, khía cạnh mở rộng quy mô (scaling) của Kubernetes có một tiện ích riêng trong lĩnh vực Home Lab, nhưng nó hữu ích hơn trong các máy chủ định hướng sản xuất, nơi bạn có thể cần tính đến các đợt tăng tải đột ngột cho các ứng dụng container hóa của mình.
Docker Desktop đang chạy bên trong máy ảo Debian trên máy chủ Proxmox, minh họa cách thức quản lý container truyền thống trong Home Lab.
Nền tảng vàng cho sự nghiệp DevOps và Sysadmin
Đối với những người đam mê máy tính đang tìm kiếm sự nghiệp trong lĩnh vực DevOps và/hoặc sysadmin, Kubernetes chắc chắn rất đáng để tìm hiểu. Với việc bạn có thể triển khai một cụm K8s trên Raspberry Pi, bạn không cần phải chi hàng ngàn đô la cho phần cứng hoặc hóa đơn tiền điện chỉ để có một môi trường học tập Kubernetes tử tế. K8s không chỉ cung cấp kinh nghiệm thực tế cần thiết về tự động hóa, giám sát và mở rộng quy mô container, mà bạn còn có thể sử dụng nó để rèn luyện kỹ năng viết script YAML và JSON của mình. Hơn nữa, bạn có thể sử dụng nó cùng với các công cụ cấp độ công nghiệp khác như Ansible và GitLab CI/CD để biến Home Lab thông thường của bạn thành một môi trường nặng về sản xuất.
Kubernetes có phải là “quá mức cần thiết” cho Home Lab?
Trong vai trò là một người ham học hỏi Kubernetes, tôi phải thừa nhận rằng nó có phần quá mức cần thiết đối với Home Lab thông thường. Nếu khối lượng công việc chính của bạn chỉ bao gồm việc thử nghiệm các bản phân phối Linux và chạy một vài container, thì không có nhiều lý do để dành hàng giờ làm quen với các lệnh Kubernetes và cú pháp YAML/JSON. Tương tự, đối với những người dùng đang chạy các máy chủ YunoHost hoặc UmbrelOS đơn giản, không có nhiều lý do để đi sâu vào “hang thỏ” K8s.
Nhưng suy cho cùng, mục đích tồn tại của Home Lab là để bạn có thể thử nghiệm với phần cứng cấp máy chủ và các tiện ích phần mềm cấp sản xuất, ngay cả khi chúng quá phức tạp đối với các máy chủ gia đình thông thường. Tôi vẫn khuyến khích bạn nên thử Kubernetes, đặc biệt nếu bạn là người thích học hỏi những công cụ mới.
Dashboard của MicroK8s đang chạy trên hệ điều hành Ubuntu, cho thấy khả năng triển khai Kubernetes nhẹ nhàng trong Home Lab.
Kết luận
Kubernetes là một công cụ điều phối container mạnh mẽ, mang lại khả năng tự động hóa, tính sẵn sàng cao và khả năng mở rộng quy mô vượt trội cho các ứng dụng container hóa. Mặc dù có độ phức tạp nhất định và có thể được coi là “quá mức cần thiết” cho Home Lab với nhu cầu cơ bản, nhưng Kubernetes lại là một nền tảng học tập vô giá cho những ai muốn phát triển sự nghiệp trong lĩnh vực DevOps hoặc quản trị hệ thống.
Nếu bạn là người đam mê công nghệ, thích khám phá và sẵn sàng đầu tư thời gian để làm chủ một công cụ “đẳng cấp công nghiệp” trong môi trường Home Lab của mình, thì Kubernetes chắc chắn là một lựa chọn đáng cân nhắc. Hãy bắt đầu hành trình khám phá và chia sẻ kinh nghiệm của bạn với cộng đồng!