中文 (中国)
English
Docker là một công cụ mạnh mẽ cung cấp đầy đủ các chức năng cần thiết để xây dựng, tải lên, tải xuống, khởi động và dừng các container. Nó rất hiệu quả trong việc quản lý các quy trình này trong môi trường một host với số lượng container hạn chế.
Tuy nhiên, nhiều người dùng Docker hiện nay đang sử dụng nền tảng này để mở rộng quy mô, quản lý một số lượng lớn container trên nhiều host khác nhau. Việc kết nối các host Docker theo cụm tạo ra những thách thức quản lý đặc biệt, đòi hỏi sự hỗ trợ từ các công cụ chuyên biệt.
Để triển khai hệ sinh thái Docker hiệu quả, bạn cần một nền tảng mạnh mẽ. Khám phá các giải pháp VPS giá rẻ tại DataOnline, giúp tối ưu chi phí mà vẫn đảm bảo hiệu suất cao cho việc quản lý và điều phối container. Tìm hiểu ngay để chọn gói phù hợp!
DataOnline sẽ hướng dẫn bạn cách tìm hiểu về các trình lập lịch và công cụ điều phối của Docker, đây là những công cụ quản lý container chủ chốt dành cho các quản trị viên khi triển khai hệ thống phân tán.
Mục lục nội dung
ToggleLập lịch container, điều phối và quản lý cụm
Khi các ứng dụng được mở rộng chạy trên nhiều hệ thống host, khả năng quản lý từng host và trừu tượng hóa sự phức tạp của nền tảng bên dưới trở nên vô cùng hấp dẫn. Điều phối là một thuật ngữ rộng bao gồm việc lập lịch container, quản lý cụm và có thể là việc cung cấp thêm host mới.
Trong môi trường này, “lập lịch” ám chỉ khả năng của quản trị viên khi tải tệp dịch vụ lên một host để định nghĩa cách chạy một container cụ thể. Mặc dù lập lịch chỉ nói riêng về hành động tải tệp định nghĩa dịch vụ, về khái quát, các trình lập lịch chịu trách nhiệm tích hợp với hệ thống khởi động (init system) của host để quản lý dịch vụ theo bất kỳ hình thức nào cần thiết.
Quản lý cụm là quá trình điều khiển một tập hợp các host. Quá trình này có thể bao gồm việc thêm hoặc loại bỏ host khỏi cụm, lấy thông tin về trạng thái hiện tại của host và container, cũng như khởi động và dừng các quy trình. Quản lý cụm có mối liên hệ chặt chẽ với lập lịch vì trình lập lịch cần có quyền truy cập vào từng host trong cụm để có thể lập lịch dịch vụ. Vì lý do này, thường cùng một công cụ được sử dụng cho cả hai mục đích.
Để chạy và quản lý container trên tất cả các host trong cụm, trình lập lịch phải tương tác với hệ thống khởi động riêng của từng host. Đồng thời, để thuận tiện cho việc quản lý, trình lập lịch cung cấp một cái nhìn thống nhất về trạng thái của các dịch vụ trên toàn bộ cụm, hoạt động như một hệ thống khởi động toàn cụm. Chính vì vậy, nhiều trình lập lịch mô phỏng cấu trúc lệnh của hệ thống khởi động mà chúng trừu tượng hóa.
Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của các trình lập lịch là lựa chọn host. Nếu quản trị viên quyết định chạy một dịch vụ (container) trên cụm, trình lập lịch thường được giao nhiệm vụ tự động lựa chọn một host phù hợp. Quản trị viên có thể cung cấp các ràng buộc lập lịch theo nhu cầu, nhưng cuối cùng, trình lập lịch chịu trách nhiệm thực hiện các yêu cầu đó.
Các trình lập lịch thường định nghĩa chính sách lập lịch mặc định. Chính sách này xác định cách thức sắp xếp dịch vụ khi không có đầu vào cụ thể từ quản trị viên. Ví dụ, một trình lập lịch có thể chọn đặt các dịch vụ mới trên những host có số lượng dịch vụ đang hoạt động ít nhất.
Thông thường, các trình lập lịch cũng cung cấp cơ chế ghi đè để quản trị viên có thể tinh chỉnh quá trình lựa chọn nhằm đáp ứng các yêu cầu cụ thể. Ví dụ, nếu hai container cần luôn chạy trên cùng một host vì chúng hoạt động như một đơn vị, thì sự liên kết này có thể được khai báo khi lập lịch. Ngược lại, nếu hai container không nên được đặt trên cùng một host, ví dụ để đảm bảo tính sẵn sàng cao cho hai instance của cùng một dịch vụ, điều này cũng có thể được định nghĩa.
Các ràng buộc khác mà trình lập lịch có thể chú ý đến có thể được thể hiện thông qua metadata tuỳ ý. Các host riêng lẻ có thể được gán nhãn và nhắm mục tiêu bởi trình lập lịch. Điều này có thể cần thiết, ví dụ, nếu một host chứa volume dữ liệu cần thiết cho một ứng dụng. Một số dịch vụ có thể cần được triển khai trên từng host riêng lẻ trong cụm. Hầu hết các trình lập lịch đều cho phép thực hiện điều này.
Các chức năng quản lý cụm mà trình lập lịch cung cấp
Lập lịch thường gắn liền với các chức năng quản lý cụm vì cả hai đều đòi hỏi khả năng thao tác trên từng host cũng như trên toàn bộ cụm.
Phần mềm quản lý cụm có thể được sử dụng để truy vấn thông tin về các thành viên trong cụm, thêm hoặc loại bỏ thành viên, hoặc thậm chí kết nối đến từng host để thực hiện các tác vụ quản trị chi tiết hơn. Những chức năng này có thể được tích hợp trong trình lập lịch hoặc có thể do một quy trình khác đảm nhận.
Thông thường, quản lý cụm cũng được liên kết với công cụ phát hiện dịch vụ hoặc kho lưu trữ key-value phân tán. Đây là những công cụ đặc biệt phù hợp để lưu trữ loại thông tin này vì dữ liệu được phân tán khắp cụm và nền tảng đã được xây dựng với chức năng chính là lưu trữ thông tin cấu hình.
Vì vậy, nếu trình lập lịch không cung cấp sẵn các phương thức quản lý cụm, một số thao tác quản lý cụm có thể phải được thực hiện bằng cách thay đổi trực tiếp các giá trị trong kho cấu hình qua các API được cung cấp. Ví dụ, các thay đổi về thành viên cụm có thể cần được xử lý thông qua các thay đổi trực tiếp trên dịch vụ phát hiện.
Kho lưu trữ key-value cũng thường là nơi lưu trữ metadata về từng host. Như đã đề cập trước đó, việc gán nhãn các host cho phép bạn nhắm mục tiêu đến từng cá thể hoặc nhóm host cụ thể khi đưa ra quyết định lập lịch.
Lập lịch cho triển khai nhiều Container
Đôi khi, mặc dù từng thành phần của một ứng dụng đã được chia tách thành các dịch vụ riêng biệt, nhưng về cơ bản chúng vẫn cần được quản lý như một đơn vị thống nhất. Có những trường hợp, việc triển khai một dịch vụ riêng lẻ sẽ không hợp lý nếu thiếu đi dịch vụ liên quan, bởi mỗi dịch vụ đều đóng góp một chức năng quan trọng riêng.
Các trình lập lịch nâng cao hỗ trợ việc nhóm các container lại với nhau đã có sẵn trong một số dự án khác nhau. Việc này mang lại rất nhiều lợi ích cho người dùng.
Quản lý nhóm container cho phép quản trị viên xử lý một tập hợp container như thể chúng là một ứng dụng duy nhất. Việc chạy các thành phần được tích hợp chặt chẽ dưới dạng một đơn vị giúp đơn giản hóa quản lý ứng dụng mà không làm mất đi lợi ích của việc phân tách chức năng riêng lẻ. Thực tế, nó cho phép quản trị viên duy trì những lợi ích đã đạt được từ container hóa và kiến trúc hướng dịch vụ, đồng thời giảm thiểu gánh nặng quản lý bổ sung.
Việc nhóm các ứng dụng lại với nhau có thể đơn giản chỉ là sắp xếp chúng cùng lúc và cho phép khởi động cũng như dừng chúng đồng bộ. Nó cũng có thể mở ra những kịch bản phức tạp hơn, chẳng hạn như cấu hình các subnet riêng biệt cho từng nhóm ứng dụng hoặc mở rộng quy mô toàn bộ một nhóm container, thay vì chỉ mở rộng từng container đơn lẻ như trước đây.
Một khái niệm liên quan đến quản lý cụm là provisioning. Provisioning là quá trình đưa các host mới vào hoạt động và cấu hình chúng ở mức cơ bản để sẵn sàng làm việc. Trong các triển khai Docker, điều này thường có nghĩa là cấu hình Docker và thiết lập host mới để gia nhập cụm hiện có.
Mặc dù kết quả cuối cùng của việc provisioning một host luôn phải đảm bảo hệ thống mới sẵn sàng hoạt động, phương pháp thực hiện có thể khác nhau đáng kể tùy thuộc vào công cụ sử dụng và loại host. Ví dụ, nếu host là một máy ảo, các công cụ như vagrant có thể được sử dụng để tạo host mới. Hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ cloud đều cho phép tạo host mới thông qua API. Ngược lại, provisioning trên phần cứng vật lý có thể đòi hỏi một số bước thủ công. Các công cụ quản lý cấu hình như Chef, Puppet, Ansible hoặc Salt có thể được sử dụng để xử lý cấu hình ban đầu của host và cung cấp cho nó các thông tin cần thiết để kết nối với cụm hiện có.
Provisioning có thể được thực hiện theo cách do quản trị viên chủ động khởi xướng, hoặc cũng có thể được tích hợp vào các công cụ quản lý cụm để tự động mở rộng. Phương pháp sau đòi hỏi phải định nghĩa quy trình yêu cầu host bổ sung cũng như các điều kiện để quá trình này tự động được kích hoạt. Ví dụ, nếu ứng dụng của bạn đang gặp tải cao, bạn có thể mong muốn hệ thống tự động khởi động thêm host mới và mở rộng container theo chiều ngang trên cơ sở hạ tầng mới để giảm bớt áp lực.
Về cơ bản, trong lĩnh vực lập lịch và quản lý cụm, một số dự án phổ biến bao gồm:
- fleet: Fleet là thành phần lập lịch và quản lý cụm của CoreOS. Nó đọc thông tin kết nối của từng host trong cụm từ etcd và cung cấp quản lý dịch vụ tương tự như systemd.
- marathon: Marathon là thành phần lập lịch và quản lý dịch vụ trong một cài đặt của Mesosphere. Nó hoạt động cùng với mesos để kiểm soát các dịch vụ chạy lâu dài và cung cấp giao diện web để quản lý quy trình và container.
- Swarm: Swarm của Docker là một trình lập lịch mà dự án Docker đã công bố vào tháng 12 năm 2014. Nó hướng tới việc cung cấp một trình lập lịch mạnh mẽ có thể khởi động container trên các host đã được provisioning với Docker, sử dụng cú pháp gốc của Docker.
Như một phần của chiến lược quản lý cụm, cấu hình của Mesosphere dựa vào thành phần sau:
- mesos: Apache Mesos là một công cụ trừu tượng hóa và quản lý tài nguyên của tất cả các host trong cụm. Nó tổng hợp các tài nguyên có sẵn trên toàn bộ cụm cho các thành phần được xây dựng trên nền tảng của nó (như Marathon). Nó tự mô tả mình như một “kernel” cho các cấu hình cụm.
Về mặt lập lịch nâng cao và điều khiển nhóm container như một đơn vị thống nhất, các dự án sau được cung cấp:
- kubernetes: Trình lập lịch tiên tiến của Google, Kubernetes cho phép kiểm soát chi tiết hơn các container đang chạy trên cơ sở hạ tầng của bạn. Các container có thể được gán nhãn, nhóm lại và được cấp subnet riêng cho việc giao tiếp.
- compose: Dự án Compose của Docker được tạo ra để cho phép quản lý nhóm container thông qua các tệp cấu hình khai báo. Nó sử dụng Docker links để tìm hiểu mối quan hệ phụ thuộc giữa các container.
Kết luận
Quản lý cụm và các trình lập lịch đóng vai trò quan trọng trong việc triển khai các dịch vụ container hóa trên một tập hợp các host phân tán. Những công cụ này cung cấp giao diện quản lý hiệu quả để khởi động và kiểm soát các dịch vụ đang chạy, cho phép bạn thực hiện các thay đổi quy mô lớn đối với ứng dụng một cách dễ dàng và nhanh chóng.
Quản lý container với Docker đòi hỏi tài nguyên đáng tin cậy. Dịch vụ thuê VPS từ DataOnline cung cấp cấu hình linh hoạt, hỗ trợ tối ưu cho các cụm Docker. Khám phá ngay để thuê VPS chất lượng, nâng cao hiệu quả triển khai ứng dụng của bạn!
