Mở đầu

Bài viết này mình chia sẻ cách đóng gói ứng dụng trong một image của Docker và chạy image đó trên Google Kubernetes Engine cluster sử dụng Load-Balanced để có thể scale theo nhu cầu của người dùng.

Mục tiêu

Để đóng gói và deploy ứng dụng của bạn trên GKE, bạn phải:

1. Gói ứng dụng của bạn thành image của Docker
2. Chạy image trên máy local của bạn (tùy chọn)
3. Tải image lên Registry
4. Tạo một Cluster trên Kubernetes Engine
5. Deploy ứng dụng của bạn lên Cluster
6. Expose ứng dụng của bạn ra Internet
7. Deploy một phiên bản mới của ứng dụng của bạn

Một vài yêu cầu trước khi bắt đầu:

1. Thực hiện các bước sau để bật API Kubernetes Engine:

   • Truy cập trang Kubernetes Engine page trong Google Cloud Platform Console.
   • Tạo hoặc chọn một dự án.
   • Đợi API và các dịch vụ liên quan được bật.
   • Đảm bảo rằng thanh toán được bật cho dự án Google Cloud Platform của bạn.

2. Cài đặt Google Cloud Shell:

   • Cài đặt Google Cloud SDK
   • Sử dụng công cụ dòng lệnh gcloud, cài đặt công cụ dòng lệnh Kubernetes. kubectl được sử dụng để liên lạc với Kubernetes
   • Cài đặt Docker. Bạn sẽ sử dụng Docker để đóng gói ứng dụng của bạn trong một image.

Bước 1: Xây dựng image

Để xây dựng image Docker, bạn cần có một ứng dụng và Dockerfile.

Đối với bài viết này, bạn sẽ triển khai một ứng dụng web mẫu có tên docker-demo, một web server được viết bằng Nestjs sử dụng Graphql.

Tải mã nguồn docker-demo:

cd docker-demo

Đặt biến môi trường PROJECT_ID cho id của dự án GCP của bạn. Biến này sẽ được sử dụng để liên kết image với Container Registry của dự án của bạn.

export PROJECT_ID=[PROJECT_ID]

Để xậy dựng image chứa ứng dụng này và gắn thẻ để tải lên, hãy chạy lệnh sau:

docker build -t gcr.io/${PROJECT_ID}/docker-demo:v1.0 .

Lệnh này chỉ cho Docker xây dựng một image bằng cách sử dụng Dockerfile trong thư mục hiện tại và gắn thẻ nó với một tên, chẳng hạn như gcr.io/${PROJECTID}/docker-demo:v1.0. Tiền tố gcr.io đề cập đến Google Container Registry, nơi image sẽ được lưu trữ. Lưu ý chạy lệnh trên image vẫn chưa được tải lên.

Bạn có thể chạy lệnh docker images để xác minh rằng quá trình xây dựng đã thành công:

docker images

Kết quả:

REPOSITORY                           TAG                 IMAGE ID            CREATED              SIZE
gcr.io/${PROJECT_ID}/docker-demo     v1.0                1111111        About a minute ago   339MB

Bước 2: Upload image

Bạn cần tải image lên một Registry để GKE có thể tải xuống và chạy nó.

Bạn có thể sử dụng công cụ dòng lệnh docker để tải image lên Container Registry của mình:

docker push gcr.io/${PROJECT_ID}/docker-demo:v1.0

Bước 3: Chạy Image (local - Tuỳ chọn)

Để kiểm tra image của bạn bằng công cụ docker của bạn, hãy chạy lệnh sau:

docker run --rm -p 3000:3000 gcr.io/${PROJECT_ID}/docker-demo:v1.0

Truy cập http://localhost:3000 sẽ thấy "Hello World!" để xác minh xem image có hoạt động không.

Khi bạn đã thấy phản hồi thành công, bạn có thể tắt ứng dụng bằng cách nhấn Ctrl + C trong tab docker đang chaỵ.

Bước 4: Tạo cluster

Bây giờ image được lưu trữ trong Registry, bạn cần tạo một Cluster để chạy image.

Khi bạn đã tạo một cụm GKE, bạn sử dụng Kubernetes để triển khai các ứng dụng đến Cluster và quản lý vòng đời của ứng dụng.

Đặt project id cho công cụ gcloud:

gcloud config set project $PROJECT_ID
gcloud config set compute/zone asia-northeast1

Chạy lệnh sau để tạo Cluster với 2 Node có tên docker-demo-cluster:

gcloud container clusters create docker-demo-cluster --num-nodes=2

Khi lệnh đã hoàn thành, hãy chạy lệnh sau để xác nhận thành công hay không.

gcloud container clusters get-credentials docker-demo-cluster

Kết quả:

Fetching cluster endpoint and auth data.
kubeconfig entry generated for docker-demo-cluster.

Bước 5: Deploy ứng dụng

Để deploy và quản lý các ứng dụng trên Cluster của GKE, bạn sử dụng công cụ dòng lệnh kubectl.

Kubernetes đại diện cho các ứng dụng dưới dạng Pods. Trong bài viết này, mỗi Pod chỉ chứa một container ứng dụng của bạn.

Chạy lệnh sau để deploy ứng dụng của bạn:

kubectl create deployment docker-demo --image=gcr.io/${PROJECT_ID}/docker-demo:v1.0

Để xem Pod được tạo, hãy chạy lệnh sau:

kubectl get pods

Kết qủa:

NAME                            READY   STATUS              RESTARTS   AGE
docker-demo-568ddd7ccb-11g3s   1/1     Running             0          108s

Bước 6: Đưa ứng dụng của bạn lên Internet

Theo mặc định, các container bạn chạy trên GKE không thể truy cập được từ Internet, vì chúng không có địa chỉ IP bên ngoài. Bạn phải expose rõ ràng ứng dụng của mình để truy cập từ Internet, chạy lệnh sau:

kubectl expose deployment docker-demo --type=LoadBalancer --port 80 --target-port 3000

Lệnh trên tạo ra resource Service, cung cấp hỗ trợ mạng và IP cho các Pods của ứng dụng của bạn. GKE tạo một IP bên ngoài và Load Balancer cho ứng dụng của bạn.

--port chỉ định số cổng được định cấu hình trên Load Balancer và --target-port chỉ định số cổng mà bộ chứa ứng dụng của bạn đang nghe.

Bạn có thể kiểm tra Service bằng lệnh kubectl get service:

kubectl get service

Kết quả:

NAME           TYPE           CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP    PORT(S)          AGE
docker-demo   LoadBalancer   11.11.111.92   35.111.234.9   80:32081/TCP   78s

Hãy sao chép địa chỉ EXTERNAL-IP . Bây giờ bạn có thể truy cập ip này (chẳng hạn như http://35.111.234.9) để kiểm tra xem ứng dụng của bạn có truy cập được không.

Bước 7: Triển khai phiên bản mới của ứng dụng của bạn

Cơ chế cập nhật cuộn của GKE đảm bảo rằng ứng dụng của bạn vẫn hoạt động và khả dụng ngay cả khi hệ thống thay thế các thể hiện của image cũ của bạn bằng cái mới trên tất cả các bản sao đang chạy.

Bạn có thể tạo một image với phiên bản v2.0 của ứng dụng của mình bằng cách xây dựng cùng một mã nguồn và gắn thẻ nó là v2.0 (hoặc bạn có thể thay đổi chuỗi "Hello, World!" Thành "Hello, GKE!" Trước khi xây dựng image):

docker build -t gcr.io/${PROJECT_ID}/docker-demo:v2.0 .

Sau đó đẩy image lên Google Container Registry:

docker push gcr.io/${PROJECT_ID}/docker-demo:v2.0

Bây giờ, áp dụng triển khai hiện có với bản cập nhật image:

kubectl set image deployment/docker-demo docker-demo=gcr.io/${PROJECT_ID}/docker-demo:v2.0

Truy cập lại ứng dụng của bạn tại http://[EXTERNAL_IP] và quan sát những thay đổi bạn đã thực hiện.

Dọn dẹp

Xoá Service:

kubectl delete service docker-demo

Xoá Cluster:

gcloud container clusters delete docker-demo-cluster

Tham khảo

https://cloud.google.com/kubernetes-engine/docs/tutorials/hello-app