Google Kubernetes Engine là gì? Quản lý Container hiệu quả với GKE

Trong bối cảnh doanh nghiệp ngày càng phụ thuộc vào các ứng dụng container, Google Kubernetes Engine (GKE) đã trở thành một giải pháp tiên phong, giúp đơn giản hóa việc triển khai và quản lý container ở mọi quy mô. Vậy Google Kubernetes Engine thực chất là gì và mang lại những tính năng ưu việt nào cho doanh nghiệp? Hãy cùng Nhân Hòa khám phá chi tiết trong bài viết sau.

Google Kubernetes Engine (GKE) là gì?

Google Kubernetes Engine (GKE) là một dịch vụ do Google Cloud cung cấp, cho phép triển khai, quản lý và mở rộng các ứng dụng container một cách dễ dàng và hiệu quả trên hạ tầng đám mây của Google. Được xây dựng dựa trên nền tảng mã nguồn mở Kubernetes, GKE giúp tự động hóa các quy trình triển khai, mở rộng và quản lý ứng dụng, giảm thiểu thời gian và công sức cho các đội ngũ phát triển và vận hành.

>>> Xem thêm: Công nghệ điện toán đám mây và lợi thế vượt trội

Tính năng của GKE: Được xây dựng trên nền tảng Google Cloud

Google Kubernetes Engine (GKE) là một nền tảng mạnh mẽ và linh hoạt, cung cấp nhiều tính năng nổi bật giúp doanh nghiệp triển khai và quản lý ứng dụng container một cách hiệu quả. Dưới đây là những tính năng chính của GKE:

Quản lý cụm Kubernetes tự động

GKE tự động hóa nhiều khía cạnh trong quản lý cụm Kubernetes, bao gồm cập nhật phiên bản, vá lỗi và mở rộng quy mô. Điều này giúp các nhóm phát triển tập trung vào việc triển khai và vận hành ứng dụng mà không phải lo lắng về hạ tầng cơ sở.

Ngoài ra, GKE còn cung cấp khả năng tự động sửa chữa, đảm bảo rằng ứng dụng luôn có đủ tài nguyên trong cụm ngay cả khi một nút gặp sự cố. Các bản cập nhật tự động đảm bảo cụm luôn chạy phiên bản Kubernetes mới nhất, giúp người dùng tiếp cận các tính năng và bản vá bảo mật mới nhất.

Quản lý cụm nâng cao

GKE cung cấp cho người dùng toàn quyền kiểm soát các cụm Kubernetes của mình. Người dùng có thể dễ dàng tạo, định cấu hình và quản lý các cụm thông qua Google Cloud Console hoặc API GKE.

Tính năng tích hợp với Cloud Logging và Cloud Monitoring cung cấp thông tin chi tiết về hiệu suất và tình trạng của ứng dụng, giúp nhanh chóng xác định và giải quyết vấn đề. GKE cũng hỗ trợ kiểm soát truy cập dựa trên vai trò (RBAC), sử dụng mạng riêng của Google và tận dụng các chứng nhận tuân thủ của Google Cloud để tăng cường bảo mật.

Khả năng mở rộng tự động

GKE hỗ trợ mở rộng tự động cả ở cấp độ cụm và pod. Cluster Autoscaler tự động điều chỉnh kích thước cụm dựa trên nhu cầu tài nguyên của khối lượng công việc, trong khi Vertical Pod Autoscaler điều chỉnh CPU và bộ nhớ của các container để phù hợp với nhu cầu thực tế.

Tính năng này giúp ứng dụng dễ dàng thích nghi với khối lượng công việc thay đổi, tối ưu hóa hiệu quả sử dụng tài nguyên và giảm chi phí vận hành.

Hỗ trợ đa cụm và đa vùng

GKE cho phép quản lý nhiều cụm trên nhiều vùng và đám mây từ một mặt phẳng điều khiển duy nhất. Tính năng này cung cấp phạm vi phủ sóng toàn cầu, tính sẵn sàng cao và linh hoạt trong việc chạy ứng dụng ở nơi phù hợp nhất với doanh nghiệp.

Với nền tảng Anthos, người dùng có thể quản lý tất cả các cụm, bao gồm cả các cụm triển khai tại chỗ hoặc trên các đám mây khác, từ một giao diện duy nhất, tăng cường khả năng hiển thị và kiểm soát trên toàn bộ hạ tầng kết hợp.

Công cụ dành cho nhà phát triển tích hợp

GKE cung cấp một loạt các công cụ tích hợp hỗ trợ phát triển và triển khai ứng dụng:

- Cloud Code: Tiện ích mở rộng cho các IDE phổ biến như Visual Studio Code và IntelliJ, cung cấp môi trường phát triển hiệu quả cho ứng dụng Kubernetes.

- Cloud Build: Nền tảng CI/CD được quản lý hoàn toàn, tự động hóa quá trình xây dựng và triển khai, giúp phân phối mã chất lượng cao nhanh hơn.

- Cloud Source Repositories: Dịch vụ kho lưu trữ Git riêng hoạt động với Cloud Build để kích hoạt các bản dựng, thử nghiệm và triển khai.

Chế độ hoạt động linh hoạt

GKE cung cấp hai chế độ hoạt động phù hợp với nhu cầu khác nhau:

- Chế độ Autopilot: Google quản lý hoàn toàn hạ tầng và hoạt động của cụm, giúp người dùng tập trung vào phát triển ứng dụng mà không cần lo lắng về quản lý cụm.

- Chế độ Standard: Người dùng có toàn quyền kiểm soát việc quản lý cụm và nút, phù hợp với những ai cần linh hoạt về cấu hình và kiểm soát chi tiết.

Cả hai chế độ đều hỗ trợ các tính năng như tự động mở rộng, cập nhật và bảo mật, giúp người dùng lựa chọn phù hợp với nhu cầu và ngân sách của mình.

Thư viện ứng dụng Kubernetes dựng sẵn

GKE cung cấp thư viện với các mẫu và ứng dụng dựng sẵn, giúp triển khai và quản lý môi trường Kubernetes nhanh chóng. Đây là các ứng dụng nguồn mở cấp doanh nghiệp được Google phát triển, hỗ trợ tăng tốc độ phát triển với việc cấp phép đơn giản, thanh toán tổng hợp và tính di động cao.

>> Click ngay: Dùng thử miễn phí Google Cloud - Ứng dụng CNTT vào vận hành doanh nghiệp trong kỷ nguyên số

Cách thức hoạt động của Google Kubernetes Engine (GKE)

Google Kubernetes Engine (GKE) vận hành dựa trên mô hình quản lý tập trung. Trong đó, GKE cung cấp hạ tầng, công cụ và các dịch vụ cần thiết để triển khai cũng như vận hành các ứng dụng container hóa. Tuy nhiên, các doanh nghiệp và tổ chức vẫn giữ toàn quyền sở hữu, phát triển và kiểm soát mã nguồn ứng dụng của mình.

Quy trình vận hành của Google Kubernetes Engine được thực hiện qua các bước chính như sau:

Khởi tạo cụm (Cluster)

Đầu tiên, doanh nghiệp hoặc tổ chức tiến hành tạo một cụm GKE. Cụm này bao gồm nhiều máy ảo (VM) kết nối với nhau và được điều phối bởi hệ thống Kubernetes. Trong bước này, các thông số kỹ thuật của cụm như loại máy, số lượng node, vùng triển khai (region, zone) sẽ được thiết lập để đảm bảo đáp ứng nhu cầu xử lý của ứng dụng.

Chuẩn bị ứng dụng

Sau khi có cụm sẵn sàng, các đội ngũ kỹ thuật sẽ chuẩn bị ứng dụng container hóa. Ứng dụng này thường được đóng gói thành các container image, chứa toàn bộ mã nguồn, thư viện phụ trợ và môi trường thực thi. Quá trình đóng gói container đảm bảo rằng ứng dụng có thể triển khai đồng nhất ở bất kỳ môi trường nào.

Triển khai ứng dụng lên cụm

Khi container image đã sẵn sàng, doanh nghiệp tiến hành triển khai lên cụm GKE. Các tài nguyên Deployment, Pod và Service sẽ được khai báo để Kubernetes hiểu cách quản lý và phân bổ container. Từ đây, GKE chịu trách nhiệm thực thi container, theo dõi hiệu suất, tự động mở rộng hoặc khởi động lại container khi có lỗi, đảm bảo ứng dụng luôn duy trì trạng thái hoạt động ổn định và sẵn sàng phục vụ người dùng.

Quản lý và giám sát liên tục

Không dừng lại ở việc triển khai, GKE còn cung cấp các công cụ tích hợp như Stackdriver (hiện nay gọi là Google Cloud Operations Suite) để giám sát, ghi log, cảnh báo và quản lý toàn bộ hệ thống. Điều này giúp doanh nghiệp kịp thời nắm bắt các vấn đề phát sinh và tối ưu hiệu suất.

Mở rộng và tối ưu linh hoạt

Khi ứng dụng phát sinh nhu cầu cao hơn, GKE hỗ trợ tính năng tự động mở rộng (autoscaling) cả ở mức độ pod và node, giúp hệ thống có thể đáp ứng kịp thời mà không cần can thiệp thủ công. Đồng thời, các bản cập nhật cụm hoặc nâng cấp Kubernetes cũng được thực hiện trơn tru, đảm bảo giảm thiểu rủi ro và gián đoạn dịch vụ.

>> Xem thêm: Microsoft Azure - Giải pháp điện toán đám mây được các doanh nghiệp hàng đầu tin dùng!

Lợi ích của Google Kubernetes Engine (GKE) đối với doanh nghiệp

Truy cập sớm vào các bản phát hành và nâng cấp Kubernetes

Là người sáng lập và phát triển Kubernetes, Google cung cấp cho người dùng GKE quyền truy cập sớm vào các bản phát hành và nâng cấp mới nhất của Kubernetes. Điều này giúp doanh nghiệp duy trì môi trường hiện đại, tận dụng các tính năng mới và cải tiến hiệu suất ngay khi chúng được phát hành.

Tăng hiệu suất và tính linh hoạt

GKE tích hợp với Google Cloud Marketplace, cung cấp các mẫu và ứng dụng nguồn mở sẵn sàng cho doanh nghiệp. Những ứng dụng này sử dụng các tính năng như kết nối mạng, kiểm soát quyền truy cập và cấp phép, giúp giảm thời gian và công sức phát triển ứng dụng.

Quản lý lượng công việc dễ dàng với Hybrid Cloud

GKE tận dụng nền tảng ứng dụng được quản lý tự động của Google Anthos, cho phép quản lý khối lượng công việc nhất quán trên đám mây và hệ thống On-premise. Điều này giúp doanh nghiệp duy trì tính linh hoạt và kiểm soát trong việc triển khai và quản lý ứng dụng.

Hoạt động hợp lý với các kênh phát hành

GKE cung cấp ba kênh phát hành: Nhanh chóng, Thông thường và Ổn định, giúp doanh nghiệp lựa chọn mức độ ổn định và tính khả dụng phù hợp với nhu cầu. Các kênh này tự động hóa việc tiếp nhận các bản cập nhật, giúp quản lý phiên bản Kubernetes hiệu quả.

>>> Khám phá: Nhân Hoà Cloud Storage - Giải pháp lưu trữ đám mây thông minh - An tâm vận hành doanh nghiệp 

Các trường sử dụng Google Kubernetes Engine

Ứng dụng Web và Di động (Web/Mobile Apps)

GKE tối ưu cho cả ứng dụng web (truy cập qua trình duyệt) và ứng dụng di động (native/hybrid). Ứng dụng web trên GKE tận dụng tính đa nền tảng, dễ bảo trì, và khả năng mở rộng tự động theo tải người dùng 17. Trong khi đó, backend cho ứng dụng di động (Android/iOS) được hưởng lợi từ cơ chế autoscaling của GKE để xử lý lượng request lớn, đồng thời tích hợp dịch vụ như Cloud Load Balancing giảm độ trễ toàn cầu 48.

Ứng dụng Machine Learning

GKE hỗ trợ workload AI/ML quy mô lớn nhờ khả năng triển khai container hóa các framework (TensorFlow, PyTorch) và tích hợp GPU/TPU. Cluster Autoscaler tự động thêm node khi huấn luyện mô hình, tối ưu chi phí qua Preemptible VMs (giảm 80% chi phí) 18. Tính năng Batch Job xử lý tác vụ inference hàng loạt hiệu quả.

Ứng dụng IoT 

Kiến trúc microservices của GKE phù hợp để xử lý luồng dữ liệu thời gian thực từ thiết bị IoT. Pub/Sub tích hợp với GKE để tiếp nhận và phân phối message, kết hợp Autopilot Mode tự động mở rộng pod khi lưu lượng tăng đột biến 4. Bảo mật dữ liệu được đảm bảo qua Workload Identity và mã hóa end-to-end.

Ứng dụng Batch 

GKE xử lý tác vụ batch (dữ liệu lớn, báo cáo định kỳ) qua Kubernetes Jobs/CronJobs. Spot Pods (trong chế độ Autopilot) giảm 90% chi phí so với VM truyền thống, kết hợp Vertical Pod Autoscaler tự động điều chỉnh tài nguyên CPU/RAM cho job 16.

Kiến trúc Microservices

GKE là nền tảng lý tưởng cho microservices nhờ cơ chế quản lý vòng đời dịch vụ (deploy, scaling, recovery), kết hợp Service Mesh (Istio) để quản lý traffic và bảo mật lớp mạng 16. Tích hợp Cloud Operations giám sát latency, lỗi giữa các service.

>>> Xem thêm: Tìm hiểu về Google App Engine và các tính năng nổi bật

Lời kết

Hy vọng những thông tin mà Nhân Hòa cung cấp sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về Google Kubernetes Engine và các lợi ích vượt trội của công cụ này. Nếu có bất kỳ thắc mắc hoặc cần hỗ trợ, đừng ngần ngại chia sẻ cùng chúng tôi nhé!

Thông tin liên hệ Nhân Hòa:

+ Tổng đài: 1900 6680

+ Website: https://nhanhoa.com/

+ Fanpage: https://www.facebook.com/nhanhoacom

+ Khuyến mãi Nhân Hòa: https://nhanhoa.com/uu-dai-nhan-hoa.html