Kubernetes multi cluster là gì? Có sự khác biệt gì so với đơn cụm?
Kubernetes multi cluster nổi lên như một giải pháp mạnh mẽ giải quyết thách thức trong vấn đề quản lý và mở rộng các cụm Kubernetes. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ Kubernetes multi cluster là gì, những lợi ích và khác biệt so với việc sử dụng một cụm Kubernetes đơn lẻ. Cùng tìm hiểu với Bizfly Cloud ngay sau đây!
Kubernetes multi cluster là gì?
Kubernetes multi cluster là một kiến trúc trong đó đề cập đến việc triển khai và quản lý nhiều cụm Kubernetes. Mô hình này giúp cho doanh nghiệp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, tối ưu hóa hiệu suất, tăng cường khả năng mở rộng và cải thiện hiệu suất của ứng dụng. Mỗi cụm có thể được đặt tại các vị trí địa lý khác nhau hoặc trên các nền tảng đám mây khác nhau.
Kiến trúc của Kubernetes multi cluster và phương pháp tiếp cận
Kubernetes multi-cluster vận hành dựa trên một hệ thống phân tán phức hợp, bao gồm các kiến trúc như:
- Máy chủ API (API Server): Cung cấp giao diện REST API cho tương tác với toàn bộ hệ thống Kubernetes multi-cluster.
- Bộ lập lịch (Scheduler): Phân bổ container lên các node dựa trên yêu cầu tài nguyên và chính sách đặt lịch.
- Trình quản lý bộ điều khiển (Controller Manager): Giám sát và điều chỉnh trạng thái của cụm, đảm bảo khớp với cấu hình mong muốn. Bao gồm; Node Controller, Endpoint Controller,...
- Kubelet: Quản lý và giám sát các container đang chạy trên mỗi node, tương tác với runtime container.
- Kube-proxy: Xử lý kết nối mạng và duy trì chính sách mạng giữa các node trong cụm.
- Etcd: Cơ sở dữ liệu phân tán lưu trữ toàn bộ cấu hình và trạng thái của cụm Kubernetes multi-cluster.
Tại sao nên lựa chọn Kubernetes đa cụm so với đơn cụm?
Kubernetes đa cụm cung cấp nhiều tính năng mạnh mẽ như:
Tính linh hoạt
Kubernetes đa cụm cung cấp sự linh hoạt về cách sử dụng các cụm để mang lại lợi thế cho doanh nghiệp của mình. Ví dụ: sử dụng một cụm cho mỗi môi trường. Bạn có thể có một cụm cho sản xuất, một cụm cho dàn dựng và một cụm cho QA. Đối với dàn dựng và QA, bạn có thể sử dụng cơ sở hạ tầng ít tốn kém hơn để tiết kiệm chi phí. Việc đặt cụm sản xuất gần hơn với khách hàng và cụm QA, dàn dựng có thể gần hơn với các nhóm phát triển.
Như vậy bạn có thể dành riêng một trong các cụm để thử nghiệm các ý tưởng mới và các tính năng phức tạp liên quan đến R&D kỹ thuật
Tính khả dụng, khả năng mở rộng và sử dụng tài nguyên
Với đa cụm, bạn có thể sao chép ứng dụng của mình trên nhiều trung tâm dữ liệu khác nhau ở nhiều khu vực khác nhau, giúp tăng tính khả dụng. Multi-cluster cũng giúp tăng khả năng mở rộng. Bộ cân bằng tải sẽ gửi lưu lượng đến một cụm cụ thể dựa trên URL hoặc loại yêu cầu và trong trường hợp cụm nhận được quá nhiều lượt truy cập, cụm sẽ được mở rộng để xử lý tải. Giúp đáp ứng các nhu cầu hiệu suất đa dạng bằng cách sử dụng thông minh các tài nguyên.
Phân tách khối lượng công việc
Nếu một cụm bị hỏng ảnh hưởng đến khối lượng công việc chạy trên cụm đó và các cụm khác không bị ảnh hưởng. Lỗi cụm tiềm ẩn hoặc bất kỳ thay đổi cấu hình nào chỉ ảnh hưởng đến một cụm. Sự phân tách khối lượng công việc này trở nên quan trọng hơn giúp các cụm khác vẫn có thể hoạt động bình thường.
Tính bảo mật và tuân thủ cao
Quản lý chính sách bảo mật và dựa trên người dùng cực kỳ khó khăn trong môi trường cụm đơn. Sử dụng một cụm cho mỗi thành phần ứng dụng hoặc một cụm cho mỗi môi trường triển khai cho phép bạn kiểm tra bảo mật chặt chẽ hơn trên mỗi cụm.
Lợi ích khi sử dụng Kubernetes multi cluster
Những mặt còn hạn chế khi sử dụng Kubernetes multi cluster
Việc thiết lập và quản lý Kubernetes đa cụm không hề dễ dàng. Dưới đây là những mặt còn hạn chế khi sử dụng Kubernetes multi cluster
Cấu hình phức tạp
Thiết lập Kubernetes rất phức tạp, ngay cả đối với một cụm duy nhất. Và đối với nhiều cụm, độ phức tạp này tăng lên. Bạn sẽ cần phải thiết lập cấu hình phù hợp cho tất cả các cụm riêng biệt. Trái ngược với thiết lập cụm duy nhất chỉ có một máy chủ API, nhiều máy chủ API tồn tại trong trường hợp nhiều cụm. Bạn phải thiết lập và quản lý quyền truy cập vào các máy chủ API này cho tất cả các cụm.
Mối đe dọa về vấn đề bảo mật
Môi trường đa cụm làm lộ ra nhiều bề mặt hơn cho các mối đe dọa và tấn công. Bạn phải quản lý nhiều chứng chỉ bảo mật trên tất cả các cụm. Việc quản lý chứng chỉ, quyền truy cập người dùng và bảo mật các cuộc gọi API trên nhiều cụm đòi hỏi nhiều nỗ lực và chuyên môn hơn.
Nếu cụm mới được cung cấp do nhu cầu cân bằng tải, quyền truy cập của người dùng phù hợp cũng phải được thiết lập đồng thời.
Chi phí
Số lượng nút máy chủ tăng lên dẫn đến chi phí cơ sở hạ tầng cao hơn. Việc triển khai đa trung tâm dữ liệu để đảm bảo khả dụng cao và khả năng chịu lỗi càng làm tăng chi phí đáng kể. Thêm vào đó, các thành phần bổ sung như bộ cân bằng tải, giám sát và nhật ký cũng làm tăng chi phí vận hành.
Cách thức quản lý đa cụm Kubernetes hiệu quả
Có 3 cách để quản lý đa cụm Kubernetes gồm:
1. Cluster federation
Kubernetes cung cấp khả năng liên kết gốc bằng cách sử dụng máy chủ API liên kết và bộ điều khiển. Với liên kết, bạn có thể cấu hình mạng, triển khai trên các cụm. Tuy nhiên, với cách quản lý này thì một số chức năng bị hạn chế và liên kết có thể phức tạp để thiết lập và duy trì, cản trở khả năng mở rộng lâu dài.
2. Công cụ của bên thứ ba
Các nền tảng quản lý đa cụm chuyên dụng từ các nhà cung cấp như: Rancher, VMware và Diamanti cung cấp một bộ tính năng để vận hành Kubernetes ở quy mô lớn. Các công cụ này dễ dùng thử nhưng thường đi kèm với sự ràng buộc của nhà cung cấp và chi phí vận hành bổ sung, không phù hợp với các công ty khởi nghiệp và doanh nghiệp đang phát triển.
3. Dựa trên GitOps
Đối với phương pháp tiếp cận linh hoạt, cơ sở hạ tầng dưới dạng mã, bạn có thể triển khai các kỹ thuật GitOps để quản lý các cụm của mình theo cách khai báo bằng Git. Điều này đòi hỏi chuyên môn DevOps đáng kể nhưng tránh bị khóa. Các công cụ như Weaveworks Flux và Codefresh có thể kích hoạt GitOps để quản lý nhiều cụm.
Kết luận
Kubernetes multi cluster cung cấp một giải pháp linh hoạt và mạnh mẽ để quản lý các ứng dụng phân tán trên nhiều cụm. Mặc dù phức tạp hơn so với việc sử dụng một cụm đơn, những lợi ích về khả năng mở rộng, khả năng phục hồi và tính hiệu quả về chi phí mà nó mang lại là rất đáng kể. Việc lựa chọn giữa Kubernetes multi cluster và single cluster phụ thuộc vào quy mô và yêu cầu cụ thể của ứng dụng và doanh nghiệp.
Hiểu rõ những khác biệt và lợi ích của mỗi phương pháp sẽ giúp bạn đưa ra quyết định đúng đắn để tối ưu hóa kiến trúc và vận hành hệ thống của mình.
