Rancher Kubernetes Engine là gì? Cách hoạt động và ứng dụng thực tiễn của RKE

Rancher Kubernetes Engine là công cụ mã nguồn mở giúp triển khai và quản lý cluster Kubernetes một cách đơn giản thông qua Docker và cấu hình YAML. RKE hỗ trợ tự động hóa quá trình cài đặt, đảm bảo tính nhất quán của cluster và giảm đáng kể độ phức tạp trong vận hành Kubernetes. Trong bài viết này, mình sẽ cùng bạn tìm hiểu tổng quan về RKE, cách hoạt động và các ứng dụng thực tiễn của RKE trong môi trường doanh nghiệp.

Những điểm chính

1. Khái niệm: Hiểu rõ RKE là bản phân phối Kubernetes giúp đơn giản hóa việc triển khai, vận hành hoàn toàn trong Docker container.
2. Tính năng nổi bật: Nắm bắt các tính năng nổi bật giúp RKE triển khai Kubernetes đơn giản, đa nền tảng và dễ dàng quản lý tập trung.
3. Cách hoạt động: Hiểu cách RKE hoạt động qua container Docker, file cấu hình YAML và khả năng tự động hóa quản lý.
4. Ứng dụng thực tế: Tham khảo các ứng dụng thực tế của RKE trong việc triển khai Kubernetes nhanh chóng cho DevOps và CI/CD.
5. Hướng dẫn triển khai: Nắm vững quy trình triển khai RKE qua 5 bước, từ cài đặt Docker, cấu hình file cluster.yml đến chạy lệnh rke up.
6. Ví dụ thực tế triển khai Rancher Manager: Tham khảo ví dụ xây dựng mô hình tiêu chuẩn với Node Rancher, Master và Worker, giúp bạn áp dụng vào thực tế để quản lý nhiều cụm K8s.
7. Biết thêm Vietnix là nhà cung cấp dịch vụ cloud, hosting và VPS chất lượng cao dành cho doanh nghiệp.
   
8. Câu hỏi thường gặp: Giải đáp các thắc mắc liên quan đến RKE.

Rancher Kubernetes Engine (RKE) là gì?

Rancher Kubernetes Engine (viết tắt là RKE) là một bản phân phối Kubernetes được chứng nhận bởi CNCF, vận hành hoàn toàn bên trong Docker container. RKE ra đời nhằm đơn giản hóa và tự động hóa các bước triển khai, tháo gỡ mọi rắc rối, phức tạp khi cài đặt Kubernetes thủ công. Với RKE, bạn dễ dàng triển khai cụm Kubernetes trên cả môi trường bare-metal lẫn máy ảo, mà không phụ thuộc vào hệ điều hành hay nền tảng sử dụng.

Tính năng nổi bật của Rancher Kubernetes Engine

Dưới đây là những tính năng nổi bật giúp Rancher Kubernetes Engine (RKE) trở thành lựa chọn ưu việt khi triển khai Kubernetes trên nhiều môi trường khác nhau:

• Triển khai siêu tốc và tự động hóa: RKE tối giản hóa quy trình cài đặt cụm Kubernetes thông qua một file YAML duy nhất, giúp doanh nghiệp dễ dàng tích hợp vào luồng CI/CD.
• Hạ tầng linh hoạt nhờ Docker-only: Tận dụng công nghệ container, RKE có thể vận hành ổn định trên bất kỳ môi trường nào (Public Cloud, Private Cloud, Bare-metal) chỉ với yêu cầu duy nhất là cài đặt Docker.
• Quản trị tập trung toàn diện: Khi kết hợp cùng nền tảng Rancher, RKE cung cấp khả năng quản lý đa cụm (Multi-cluster), kiểm soát quyền truy cập tập trung và giám sát hiệu năng trực quan.
• An toàn và tin cậy: Hỗ trợ cơ chế tự động sao lưu etcd và tuân thủ các tiêu chuẩn bảo mật khắt khe nhất (CIS Benchmark), đảm bảo hệ thống luôn sẵn sàng và an toàn trước các cuộc tấn công.

Cách hoạt động của Rancher Kubernetes Engine

Dưới đây là cách hoạt động của Rancher Kubernetes Engine (RKE) giúp quản lý cụm Kubernetes hiệu quả:

• Triển khai trên nền tảng Container: Khác với cách cài đặt truyền thống, RKE vận hành toàn bộ các thành phần của Kubernetes (như API Server, Etcd, Scheduler) dưới dạng các Docker container. Điều này đảm bảo tính nhất quán tuyệt đối giữa các môi trường và giúp quá trình cài đặt/gỡ bỏ diễn ra cực kỳ nhanh chóng.
• Quản lý bằng tệp cấu hình (Infrastructure as Code): RKE cho phép bạn định nghĩa toàn bộ thông tin cụm (số lượng node, vai trò, phiên bản K8s) thông qua một tệp duy nhất là cluster.yml. Chỉ với một câu lệnh đơn giản, hệ thống sẽ tự động thiết lập toàn bộ hạ tầng theo đúng mô tả.
• Tự động hóa vòng đời cụm (Lifecycle Management): RKE đơn giản hóa các tác vụ phức tạp như nâng cấp phiên bản K8s, sao lưu dữ liệu Etcd và mở rộng quy mô cụm. Nhờ khả năng hoạt động đa nền tảng (Bare metal, cloud, VM), RKE giúp loại bỏ sự phụ thuộc vào các nhà cung cấp hạ tầng cụ thể.

Ứng dụng thực tế của Rancher Kubernetes Engine

RKE không chỉ là một công cụ cài đặt Kubernetes đơn thuần, mà còn là giải pháp hạ tầng chiến lược cho doanh nghiệp nhờ vào các ứng dụng thực tế sau:

• Triển khai hạ tầng linh hoạt trong mọi môi trường:
  • Hỗ trợ Bare-metal: Đơn giản hóa việc cài đặt K8s trực tiếp trên máy chủ vật lý, loại bỏ các lớp ảo hóa trung gian để tối ưu hiệu suất tối đa.
  • Tối ưu trên máy ảo (VMs): Vận hành ổn định trên các nền tảng vSphere, Nutanix hay các Public Cloud (AWS, Azure, GCP).
  • Tính độc lập hệ điều hành: Nhờ chạy hoàn toàn trong Docker containers, RKE giúp quá trình triển khai đồng nhất dù bạn đang dùng Ubuntu, CentOS hay Red Hat.
• Xương sống cho quy trình DevOps và CI/CD chuyên nghiệp:
  • Cấp phát tài nguyên tự động: Giúp đội ngũ DevOps nhanh chóng tạo mới hoặc mở rộng các cụm (cluster) phục vụ môi trường Staging và Production.
  • Tích hợp liền mạch: Kết hợp hoàn hảo với Jenkins, GitLab CI và ArgoCD để tự động hóa chu trình từ khi đẩy mã nguồn đến khi ứng dụng chạy thực tế trên Cloud.
• Quản trị tập trung và vận hành hiệu quả:
  • Tích hợp Rancher Manager: Cung cấp giao diện đồ họa (GUI) trực quan để quản lý nhiều cụm K8s cùng lúc, thay vì phải thao tác dòng lệnh (CLI) phức tạp.
  • Nâng cấp không gián đoạn (Zero-downtime): RKE hỗ trợ cập nhật phiên bản Kubernetes và thay đổi cấu hình cụm mà không gây ảnh hưởng đến các ứng dụng đang chạy.
• Tiêu chuẩn bảo mật cấp doanh nghiệp (Enterprise Security):
  • Tuân thủ CIS Benchmark: Tự động kiểm tra và cấu hình cụm theo các tiêu chuẩn bảo mật khắt khe nhất của ngành.
  • Quản lý chứng chỉ tự động: Tự động tạo mới và gia hạn các chứng chỉ nội bộ của Kubernetes, giảm thiểu rủi ro lỗi hệ thống do chứng chỉ hết hạn.
  • Môi trường nội bộ (Air-gapped): Khả năng triển khai hoàn hảo trong mạng nội bộ không có Internet, đáp ứng yêu cầu khắt khe của ngành tài chính, ngân hàng và chính phủ.

Hướng dẫn triển khai Rancher Kubernetes Engine

Dưới đây là các bước chi tiết để triển khai Rancher Kubernetes Engine (RKE):

• Bước 1: Bạn cần cài Docker trên tất cả các node bạn dự định đưa vào cụm Kubernetes.
• Bước 2: Bạn truy cập vào github.com/rancher/rke để tải về file thực thi RKE và cấu hình quyền chạy trên máy.
• Bước 3: Viết file cluster.yml khai báo thông tin node, IP, role (controlplane, worker, etcd), các thông số mạng và bảo mật cho cụm Kubernetes.
• Bước 4: Bạn cần chạy lệnh rke up --config cluster.yml để triển khai cụm Kubernetes. Quá trình này sẽ tự động cài đặt, khởi tạo các dịch vụ Kubernetes trong các container Docker trên từng node.
• Bước 5: Bạn có thể thêm node mới, nâng cấp version, bảo trì toàn bộ cụm bằng cách chỉnh sửa file cluster.yml và chạy lại các lệnh của RKE tương ứng:
  • Thêm node: cập nhật file YAML rồi chạy lại rke up
  • Nâng cấp: cập nhật version Kubernetes trong file YAML rồi triển khai lại
  • Bảo trì: sử dụng các lệnh như rke remove, rke etcd snapshot-save theo nhu cầu

Nhờ sự tự động hóa của Rancher Kubernetes Engine, bạn dễ dàng kiểm soát, mở rộng, bảo trì cụm Kubernetes, dù đang chạy trên môi trường bare-metal hay máy ảo.

Ví dụ thực tế triển khai Rancher Manager và cấu hình hạ tầng Node

Trong ví dụ này, mình sẽ xây dựng một mô hình tiêu chuẩn bao gồm: 01 Node cài đặt Rancher (để quản lý), 01 Node Master và 02 Node Worker (để chạy ứng dụng). Để các máy chủ có thể giao tiếp được với nhau, bạn cần:

• Đặt tất cả các node vào cùng một mạng nội bộ (Private Network).
• Đảm bảo các node có quyền truy cập Internet để tải các gói cài đặt cần thiết.

Bước 1: Cấu hình chung cho tất cả các Node

Trước khi cài đặt, bạn cần thực hiện hai thao tác sau trên toàn bộ 4 node:

1. Tắt Swap (bắt buộc đối với Kubernetes): Việc tắt Swap giúp Kubernetes quản lý tài nguyên bộ nhớ một cách chính xác nhất.

# Tắt swap tạm thời
sudo swapoff -a

# Tắt swap vĩnh viễn ngay cả khi khởi động lại máy
sudo sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab

2. Cài đặt Docker: Docker là môi trường thực thi (runtime) giúp các thành phần của Rancher và Kubernetes hoạt động.

sudo apt update
sudo apt install -y docker.io
sudo systemctl enable --now docker

Bước 2: Cài đặt Rancher Manager (chỉ thực hiện trên Node Rancher)

Trên máy chủ được chọn làm Node quản lý, bạn chạy lệnh sau để khởi động giao diện điều khiển Rancher:

docker run -d --privileged \
  --restart=unless-stopped \
  -p 80:80 -p 443:443 \
  -v /opt/rancher:/var/lib/rancher \
  rancher/rancher:latest

Trong đó:

• –privileged: Cấp quyền tối cao cho container để quản lý hệ thống.
• -p 80:80 -p 443:443: Mở cổng truy cập giao diện web.
• -v /opt/rancher…: Lưu trữ dữ liệu của Rancher lên ổ cứng máy chủ để không bị mất dữ liệu khi khởi động lại.

Tiếp theo, bạn truy cập vào giao diện Rancher bằng http:// <IP> hoặc https:// <IP>.

Bạn làm theo hướng dẫn để lấy password truy cập lần đầu.

Tiếp đến, bạn lưu thông tin login với user là admin và password hiển thị trên màn hình, vậy là đã xong cài đặt Rancher. Sau đó, để sử dụng rancher để cài cluster, bạn chọn Create.

Sau đó, bạn cần chọn Custom.

Cấu hình cơ bản như sau:

Đây là những cấu hình cơ bản của cụm khi cài bằng rancher. Trong môi trường test bạn có thể giữ nguyên cấu hình này và chọn Create ở góc phải. Nếu bạn muốn tuỳ biến và kiểm soát các service như CoreDNS, NGINXIngress, hay Metrics Server, bạn có thể bỏ tích ở System Server để tự triển khai nó. Sau khi nhấn Create, Rancher sẽ cung cấp lệnh để bạn kết nối các máy chủ vào hệ thống. Bạn thực hiện theo thứ tự sau:

• Registration các node.
• Node master

Với Node Master, bạn tích chọn vai trò etcd, Control Plane và ô Insecure để cấp quyền quản trị cụm. Với Node Worker, bạn chỉ tích chọn duy nhất vai trò Worker để dành riêng cho việc chạy ứng dụng.

Bạn chỉ cần đưa các command lên chạy ở các node master và worker tương ứng. Đây là kết quả sau khi chạy ở cụm sử dụng 3 master và 3 worker. Số lượng tuỳ vào mô hình của bạn.

Vietnix – Nhà cung cấp dịch vụ cloud, hosting và VPS tốc độ cao, tối ưu cho doanh nghiệp

Vietnix là nhà cung cấp hạ tầng số toàn diện với hệ sinh thái dịch vụ cloud, hosting và dịch vụ máy chủ ảo được xây dựng dành riêng cho nhu cầu tăng trưởng của doanh nghiệp. Doanh nghiệp có thể linh hoạt triển khai và vận hành website, ứng dụng hoặc hệ thống nội bộ trên nền tảng web hosting tốc độ cao, VPS tùy chỉnh cấu hình và Enterprise Cloud Server mạnh mẽ. Dịch vụ tại Vietnix kết uptime 99,9% cùng đội ngũ kỹ thuật hỗ trợ 24/7, giúp bạn cân bằng giữa chi phí đầu tư và hiệu suất vận hành, đồng thời duy trì độ ổn định bền vững cho hệ thống. 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

Rancher Kubernetes Engine là giải pháp phù hợp cho những đội ngũ muốn triển khai Kubernetes theo cách chuẩn hóa, dễ kiểm soát và giảm gánh nặng vận hành so với cài đặt thủ công. Nhờ cách tiếp cận dựa trên Docker và cấu hình YAML, RKE giúp đơn giản hóa quá trình xây dựng cluster nhưng vẫn đảm bảo tính ổn định, bảo mật và khả năng mở rộng. Tùy vào quy mô hệ thống và mục tiêu sử dụng, bạn có thể cân nhắc RKE như một nền tảng nền tảng để triển khai Kubernetes hiệu quả trong môi trường thực tế.