Kubernetes Deployment là gì? Hướng dẫn tạo và quản lý Kubernetes Deployment

Kubernetes Deployment là một loại tài nguyên thiết yếu trong Kubernetes, được sử dụng để quản lý vòng đời của Pod và ReplicaSet một cách tự động. Công cụ này giúp khai báo, cập nhật, mở rộng hoặc thu nhỏ ứng dụng một cách dễ dàng, đồng thời đảm bảo trạng thái vận hành ổn định cho các container được triển khai. Trong bài viết này, mình sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về thành phần cấu trúc, các chiến lược phổ biến và cách tạo và quản lý Kubernetes Deployment chi tiết.

Những điểm chính

1. Khái niệm: Hiểu rõ Kubernetes Deployment là một tài nguyên cốt lõi, giúp bạn tự động hóa việc quản lý, cập nhật và duy trì trạng thái ổn định cho các ứng dụng container.
2. Tầm quan trọng: Nhận thức được vai trò thiết yếu của Kubernetes Deployment, giúp bạn đảm bảo tính sẵn sàng cao, tự động hóa cập nhật và giảm thiểu rủi ro khi triển khai ứng dụng.
3. Cấu trúc và thành phần chính: Nắm vững các thành phần cốt lõi như Metadata, Spec và Status, giúp bạn hiểu rõ cấu trúc của một Deployment và cách nó duy trì trạng thái mong muốn.
4. Các chiến lược triển khai: Tìm hiểu về các chiến lược triển khai phổ biến, giúp bạn lựa chọn phương pháp phù hợp nhất để cập nhật ứng dụng an toàn và giảm thiểu gián đoạn.
5. Ứng dụng thực tế: Nhận biết các trường hợp sử dụng chính của Deployment trong thực tế, giúp bạn hình dung cách tích hợp nó vào quy trình CI/CD và quản lý vòng đời ứng dụng một cách hiệu quả.
6. Cách tạo và quản lý: Nắm vững các lệnh kubectl cơ bản, giúp bạn tự tin thực hiện các thao tác hàng ngày như tạo, cập nhật, mở rộng quy mô và khôi phục ứng dụng.
7. So sánh với ReplicaSet: Phân biệt rõ sự khác biệt giữa Deployment và ReplicaSet, giúp bạn hiểu tại sao Deployment là lựa chọn ưu việt để quản lý ứng dụng trong môi trường sản xuất.
8. Biết thêm Vietnix là nhà cung cấp Cloud Server mạnh mẽ, giúp bạn có một nền tảng hạ tầng tối ưu để triển khai và quản lý các Kubernetes Deployment hiệu quả.
9. Câu hỏi thường gặp: Giải đáp các thắc mắc liên quan đến Kubernetes Deployment.

Kubernetes Deployment là gì?

Kubernetes Deployment là một loại tài nguyên trong Kubernetes được sử dụng để quản lý vòng đời của Pod và ReplicaSet một cách tự động, giúp phát triển khai báo, cập nhật và mở rộng hoặc thu nhỏ ứng dụng một cách dễ dàng, đồng thời đảm bảo trạng thái vận hành ổn định cho các container được khai triển trên cluster.

Khi sử dụng Deployment, người dùng có thể:

• Định nghĩa số lượng bản sao của một Pod mà mình muốn vận hành.
• Dễ dàng cập nhật ứng dụng nhưng không làm gián đoạn dịch vụ, đồng thời vẫn có thể khôi phục nếu có sự cố khi cập nhật.
• Đảm bảo tự động thay thế Pod khi xảy ra lỗi để giữ hệ thống luôn duy trì số lượng bản sao đúng với mong muốn.
• Quản lý cấu hình, lịch sử cập nhật và kiểm soát trạng thái các hiệu ứng phát hành ứng dụng hơn thông qua ReplicaSet do Deployment tự động tạo và quản lý.

Tầm quan trọng của Kubernetes Deployment

Kubernetes Deployment đóng vai trò thiết yếu trong quá trình vận hành ứng dụng container hóa hiện đại, đảm bảo quá trinh triển khai, quản lý và cập nhật ứng dụng hiệu quả trên cụm Kubernetes. Một số vai trò nổi bật như sau:

• Đảm bảo tính sẵn sàng và ổn định: Deployment duy trì số lượng Pod theo trạng thái mong muốn. Nếu một Pod bị lỗi hoặc sập, Deployment sẽ tự động thay thế ngay lập tức, đảm bảo hệ thống luôn hoạt động liên tục.
• Tự động hóa cập nhật và khôi phục: Hỗ trợ chiến lược Rolling Update giúp cập nhật ứng dụng mới từng phần mà không gây gián đoạn dịch vụ. Nếu phiên bản mới có lỗi, cơ chế Rollback cho phép quay về phiên bản ổn định trước đó chỉ với một câu lệnh.
• Loại bỏ thao tác thủ công: Thay vì quản lý từng Pod riêng lẻ, người quản trị chỉ cần định nghĩa trạng thái cuối cùng trong file cấu hình. Deployment sẽ tự động hóa việc mở rộng, cập nhật và tự chữa lành, giúp tiết kiệm thời gian và nguồn lực.
• Quản lý lịch sử phiên bản (Revision History): Mỗi lần thay đổi cấu hình, Deployment đều lưu lại một revision, giúp việc kiểm soát, giám sát và truy xuất nguồn gốc lỗi trở nên khoa học và dễ dàng hơn.
• Hỗ trợ linh hoạt các chiến lược triển khai: Ngoài các cơ chế mặc định như Rolling Update hay Recreate, Deployment là nền tảng để thực hiện các chiến lược nâng cao như Blue/Green hoặc Canary, giúp doanh nghiệp phát hành tính năng mới một cách an toàn và giảm thiểu rủi ro.

1. Metadata – Thông tin định danh

Phần này chứa các thông tin giúp hệ thống và người dùng nhận diện tài nguyên:

• Tên (Name): Tên duy nhất của Deployment trong một Namespace.
• Nhãn (Labels) và chú thích (Annotations): Các cặp khóa-giá trị giúp phân loại, lọc và tổ chức các Deployment (ví dụ: env: production, app: frontend).
• Namespace: Xác định không gian lưu trữ tài nguyên trong cụm.

2. Spec – Đặc điểm cấu hình

Đây là phần quan trọng nhất, nơi bạn định nghĩa trạng thái mong muốn cho ứng dụng:

• Số lượng bản sao (Replicas): Số lượng Pod bạn muốn duy trì.
• Selector (Bộ chọn): Xác định các Pod mà Deployment này sẽ quản lý (thường thông qua nhãn).
• Pod Template: Bản thiết kế cho các Pod, bao gồm cấu hình container (image, port), biến môi trường (env), tài nguyên (CPU/RAM limit) và ổ đĩa (Volume).
• Chiến lược cập nhật (Strategy): Định nghĩa cách Deployment thay thế Pod cũ bằng Pod mới (ví dụ: RollingUpdate hoặc Recreate).

3. Status – Trạng thái vận hành

Thành phần này do Kubernetes tự động cập nhật và phản ánh tình trạng thực tế của hệ thống:

• Số lượng thực tế: Cho biết có bao nhiêu Pod đang chạy, bao nhiêu Pod đã sẵn sàng và bao nhiêu Pod đang gặp lỗi.
• Tiến trình (Conditions): Thông báo trạng thái của quá trình triển khai (ví dụ: đang cập nhật, đã hoàn tất, hoặc bị treo).
• Thế hệ (Generation): Giúp theo dõi các phiên bản cập nhật cấu hình của Deployment.

1. Kubernetes Recreate Deployment

Chiến lược Recreate sẽ dừng toàn bộ các pod cũ đang chạy của phiên bản ứng dụng hiện tại, sau đó mới tiến hành tạo các pod mới với phiên bản ứng dụng vừa được cập nhật. Cách làm này khiến ứng dụng bị gián đoạn trong thời gian chuyển đổi, do đó chỉ phù hợp với các hệ thống không yêu cầu uptime liên tục hoặc trong các trường hợp cần thay đổi toàn bộ trạng thái ứng dụng một cách nhanh chóng.

2. Kubernetes Rolling Update Deployment

Rolling Update là chiến lược cập nhật phổ biến nhất trong Kubernetes Deployment. Ở phương pháp này, các Pod cũ sẽ lần lượt được thay thế bằng các Pod mới theo từng đợt, đảm bảo hệ thống luôn duy trì một phần dịch vụ hoạt động liên tục, giúp giảm thiểu downtime cho người dùng và đồng thời hỗ trợ rollback về phiên bản cũ một cách an toàn nếu phát sinh sự cố trong quá trình cập nhật.

3. Kubernetes Blue/Green Deployment

Với chiến lược Blue/Green Deployment, hệ thống vận hành song song hai môi trường: Một môi trường (Blue) đang phục vụ người dùng với phiên bản cũ và một môi trường (Green) chứa phiên bản mới được chuẩn bị sẵn sàng. Khi Green được kiểm thử ổn định, toàn bộ lưu lượng truy cập được chuyển từ Blue sang Green chỉ với một thao tác. Mô hình này giúp giảm thiểu rủi ro khi triển khai và cho phép dễ dàng rollback về môi trường cũ khi cần.​

4. Kubernetes Canary Deployment

Canary Deployment triển khai phiên bản mới cho một nhóm nhỏ pod hoặc người dùng, trong khi các pod còn lại vẫn hoạt động với phiên bản cũ. Sau khi xác nhận các chỉ số vận hành ổn định, bản cập nhật sẽ được áp dụng dần cho toàn bộ hệ thống. Phương pháp này giúp kiểm soát rủi ro và phát hiện sớm lỗi tiềm ẩn trước khi mở rộng phạm vi triển khai.

5. Best-Effort Controlled Rollout

Best-Effort Controlled Rollout cho phép khống chế tốc độ triển khai ứng dụng mới dựa trên sức chịu tải và yêu cầu của hệ thống. Bản cập nhật được phân phối theo năng lực vận hành, giúp cân bằng giữa tốc độ triển khai và độ an toàn, phù hợp các hệ thống quy mô lớn hoặc có đặc thù về tài nguyên.

6. Shadow Deployment

Shadow Deployment triển khai song song một phiên bản ứng dụng mới cùng với phiên bản đang hoạt động, nhưng chỉ tiếp nhận các request thử nghiệm chứ không phục vụ traffic thực tế từ người dùng, giúp đánh giá hiệu năng, tính năng và sự ổn định của phiên bản mới mà không ảnh hưởng đến trải nghiệm khách hàng hiện tại.

7. A/B Testing

A/B Testing chia traffic truy cập thành nhiều nhóm, mỗi nhóm sử dụng một phiên bản ứng dụng khác nhau để nhà phát triển có thể so sánh, đánh giá hiệu quả của từng phương án cập nhật. Kết quả thu được giúp đưa ra quyết định chọn bản triển khai tối ưu nhất dựa trên các tiêu chí thực tế như hiệu suất, phản hồi người dùng hoặc doanh số.​

Ứng dụng của Kubernetes Deployment

Việc triển khai Kubernetes Deployment mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn quan trọng trong môi trường quản lý, phát triển và vận hành phần mềm hiện đại. Cụ thể như sau:

• Quản lý vòng đời ứng dụng tự động: Deployment cho phép tự động hóa quá trình triển khai, cập nhật, mở rộng và khôi phục ứng dụng container mà không cần thao tác thủ công trên từng Node hay Pod, giúp tiết kiệm thời gian, giảm rủi ro lỗi vận hành và tăng hiệu quả quản lý hệ thống.​
• Triển khai ứng dụng liên tục (CI/CD): Kubernetes Deployment đóng vai trò nền tảng cho mô hình DevOps và CI/CD hiện đại, cho phép cập nhật ứng dụng thường xuyên mà vẫn đảm bảo uptime, dễ dàng kiểm soát rollback và kiểm tra các phiên bản mới trước khi phát hành rộng rãi.​
• Đảm bảo tính sẵn sàng, phục hồi sau sự cố: Trong trường hợp một Pod gặp lỗi hoặc bị mất kết nối, Deployment sẽ tự động khởi tạo lại pod mới để duy trì đúng số lượng bản sao như mong muốn. Nhờ đó, hệ thống luôn sẵn sàng phục vụ mà không bị gián đoạn.​
• Hỗ trợ nhiều chiến lược cập nhật phù hợp từng môi trường: Các chiến lược như Rolling Update, Blue/Green, Canary giúp doanh nghiệp triển khai bản cập nhật một cách an toàn, hạn chế rủi ro và đảm bảo trải nghiệm người dùng cuối trong thực tế sản xuất.​
• Dễ dàng mở rộng hoặc thu nhỏ theo nhu cầu thực tế: Triển khai Deployment cho phép tăng giảm số lượng pod linh hoạt để phù hợp với lưu lượng người dùng mà không cần thay đổi cấu trúc hệ thống hoặc phải thao tác trực tiếp trên hạ tầng vật lý.​
• Phục vụ đa dạng loại ứng dụng: Từ ứng dụng web, microservices đến các hệ thống backend, batch jobs hoặc các dịch vụ nền đều có thể triển khai, quản lý và cập nhật dễ dàng thông qua Kubernetes Deployment.​

1. Tạo Kubernetes Deployment bằng lệnh kubectl

Để tạo một Deployment mới, bạn có thể sử dụng lệnh sau:

kubectl create deployment <ten-deployment> --image=<ten-image>

Ví dụ:

kubectl create deployment nginx-deployment --image=nginx:1.25

Lệnh này sẽ tạo một Deployment tên là nginx-deployment với image nginx phiên bản 1.25.

2. Tạo Kubernetes Deployment từ file YAML

Nếu bạn muốn khai báo cấu hình chi tiết hơn (số replica, nhãn, cấu hình pod, volumes…), hãy sử dụng file YAML. Đầu tiên, bạn tạo file deployment.yaml với nội dung khai báo Deployment phù hợp, sau đó sử dụng lệnh sau để apply:

kubectl apply -f deployment.yaml

3. Cập nhật ứng dụng với Kubernetes Deployment

Để cập nhật một application image, bạn có thể thay đổi trường image trong file YAML rồi apply lại:

kubectl apply -f deployment.yaml

Hoặc bạn cập nhật trực tiếp qua lệnh:

kubectl set image deployment/<ten-deployment> <container-name>=<new-image>

Ví dụ:

kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=nginx:1.26

Kubernetes sẽ tự động cập nhật theo rolling update, đảm bảo uptime.

4. Rollback về phiên bản trước

Nếu gặp lỗi sau khi cập nhật, bạn rollback Deployment như sau:

kubectl rollout undo deployment/<ten-deployment>

Ví dụ:

kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment

Lệnh này đưa ứng dụng trở lại phiên bản trước đó một cách tự động và nhanh chóng.

5. Kiểm tra tiến trình cập nhật và lịch sử Deployment

Để theo dõi quá trình cập nhật, bạn sử dụng câu lệnh:

kubectl rollout status deployment/<ten-deployment>

Ví dụ:

kubectl rollout status deployment/nginx-deployment

Kiểm tra lịch sử cập nhật:

kubectl rollout history deployment/<ten-deployment>

6. Mở rộng hoặc thu nhỏ số lượng Pod cho Deployment

Để thay đổi số replica đang chạy, bạn dùng câu lệnh:

kubectl scale deployment/<ten-deployment> --replicas=<so-luong-moi>

Ví dụ:

kubectl scale deployment/nginx-deployment --replicas=4

Kubernetes sẽ tự động tăng hoặc giảm số pod theo điều chỉnh.

7. Kiểm tra trạng thái và chi tiết Deployment

Kiểm tra trạng thái tổng quát, bạn sử dụng câu lệnh:

kubectl get deployments

Xem chi tiết một Deployment:

kubectl describe deployment/<ten-deployment>

Ví dụ:

kubectl describe deployment/nginx-deployment

Các lệnh này giúp bạn theo dõi hoạt động, phát hiện lỗi và quản lý deployment hiệu quả.​

So sánh ReplicaSet và Deployment

ReplicaSet và Deployment đều là những thành phần quan trọng trong Kubernetes, cùng có khả năng tự động duy trì số lượng pod mong muốn và đảm bảo ứng dụng luôn ở trạng thái sẵn sàng. Tuy nhiên, chức năng quản lý, cập nhật và sự tiện lợi khi triển khai lại có nhiều điểm khác biệt rõ rệt. Dưới đây là bảng so sánh chi tiết:

Ví dụ thực tế về Kubernetes Deployment

Đầu tiên, bạn tạo một tệp cấu hình dạng YAML. Đây là bản thiết kế để hệ thống biết bạn muốn triển khai ứng dụng như thế nào.

Bạn tạo 1 file deployment.yaml cơ bản để triển khai Deployment với 2 Pod với lệnh sau:

kubectl apply -f deployment.yaml
deployment.apps/nginx-deployment created

Các Pod Running và hiển thị ready 2/2 nghĩa là đã deployment thành công.

Deployment sẽ quản lý các Pod và giữ số Pod ở giá trị yêu cầu. Nghĩa là nếu bạn xóa 1 Pod, thì deployment sẽ tạo ngay 1 Pod mới để số Pod luôn giữ ở giá trị là 2.

Ở đây mình đã thực hiện xóa 1 Pod, NGINX và ngay lập tức deployment sẽ tạo ra 1 pod mới (AGE 3s).

Cập nhật Scale Deployment:

Số Pod hiện tại được định nghĩa trong file deployment.yaml là 2. Khi áp dụng thay đổi, Deployment sẽ dựa vào thông số trong file này để điều chỉnh số Pod cho đúng với cấu hình mong muốn. Ví dụ, để scale số Pod từ 2 lên 3, bạn dùng lệnh:

kubectl scale deploy/deployapp --replicas=3

Lúc này, Deployment sẽ tạo thêm 1 Pod mới để tổng số Pod đạt 3. Ngược lại, nếu số Pod đang chạy lớn hơn giá trị replicas trong deployment.yaml, Deployment sẽ tự động xóa bớt các Pod dư.

Kiểm soát tiến trình cập nhật (Rollout):

Khi bạn thay đổi image trong Deployment, ví dụ từ nginx:1.14.2 sang nginx:1.16.1, hệ thống sẽ tạo deployment version 2 trong lịch sử rollout.

Việc rollback về version 1 (image nginx:1.14.2) sẽ khiến Deployment tạo các Pod mới với image cũ tương ứng và loại bỏ các Pod đang chạy image nginx:1.16.1.

Dưới đây là thông tin chi tiết bên trong Pod sau khi cập nhật:

Vietnix – Nhà cung cấp dịch vụ Enterprise Cloud hỗ trợ triển khai Kubernetes đơn giản, nhanh chóng

Vietnix là nhà cung cấp dịch vụ Enterprise Cloud hiệu năng cao, hỗ trợ triển khai và vận hành Kubernetes với các Deployment, Pod và cluster riêng trên một cụm tài nguyên tách biệt. Nền tảng sử dụng CPU AMD EPYC, lưu trữ NVMe Enterprise, kiến trúc HA và private network giúp việc scale node, rollout, rollback hay tạo môi trường dev/test/staging diễn ra nhanh, ổn định và ít rủi ro. Kết hợp cùng hệ thống API, tự động hóa, giám sát tài nguyên và khả năng tích hợp CI/CD, Enterprise Cloud Vietnix giúp đội ngũ DevOps triển khai Kubernetes đơn giản, kiểm soát tốt chi phí và dễ mở rộng khi tải tăng. Liên hệ ngay!

Thông tin liên hệ:

• Website: https://vietnix.vn/
• Hotline: 1800 1093
• Email: sales@vietnix.com.vn
• Địa chỉ: 265 Hồng Lạc, Phường Bảy Hiền, Thành Phố Hồ Chí Minh

Qua bài viết này, mình đã giới thiệu tổng quan về Kubernetes Deployment, cách tạo và quản lý Deployment trong môi trường Kubernetes. Với khả năng tự động triển khai, cập nhật phiên bản và đảm bảo tính sẵn sàng cho ứng dụng, Deployment đóng vai trò then chốt trong việc vận hành hệ thống container ổn định và linh hoạt. Khi nắm vững cơ chế hoạt động và cách sử dụng Deployment đúng cách, bạn sẽ dễ dàng tối ưu quy trình triển khai, giảm rủi ro gián đoạn và nâng cao hiệu quả quản lý ứng dụng trên Kubernetes.