Init container là gì? Cách hoạt động và cấu hình trong Kubernetes

Trong Kubernetes, ứng dụng có thể gặp lỗi ngay khi khởi động nếu database, Service, tệp cấu hình hoặc dữ liệu phụ thuộc chưa sẵn sàng. Init container được thiết kế để xử lý các tác vụ chuẩn bị này trước khi container chính hoạt động, qua đó bảo đảm Pod khởi tạo theo đúng trình tự. Cùng Viettel IDC tìm hiểu Init container là gì, cách hoạt động, vai trò và cấu hình cơ bản trong bài viết dưới đây. 

Init container là gì?

Init container là một loại container chuyên biệt trong Kubernetes, được chạy trước các container ứng dụng chính trong cùng một Pod. Nhiệm vụ của nó là chuẩn bị môi trường, kiểm tra điều kiện cần thiết hoặc tạo dữ liệu ban đầu để ứng dụng có thể khởi động đúng cách.

Ví dụ: Một ứng dụng web chỉ có thể hoạt động khi Service cơ sở dữ liệu mydb đã sẵn sàng. Init container sẽ liên tục kiểm tra tên miền nội bộ của Service này bằng lệnh nslookup. Khi mydb được tìm thấy, init container hoàn thành và Kubernetes mới khởi động container ứng dụng. 

Init container trong Kubernetes hoạt động như thế nào?

Khi một Pod được tạo, kubelet sẽ chuẩn bị mạng, volume và các tài nguyên cần thiết trước khi chạy init container. Nếu Pod có nhiều init container, Kubernetes sẽ thực thi chúng tuần tự theo đúng thứ tự được khai báo trong trường initContainers.

Mỗi init container phải hoàn thành thành công trước khi container tiếp theo bắt đầu. Nếu một init container gặp lỗi, kubelet sẽ thử chạy lại theo restartPolicy của Pod. Trong thời gian này, container ứng dụng vẫn chưa được khởi động và Pod thường ở trạng thái Pending hoặc PodInitializing.

Sau khi toàn bộ init container hoàn tất, kubelet mới khởi chạy các container ứng dụng. Các container chính lúc này có thể chạy song song và sử dụng dữ liệu, tệp cấu hình hoặc volume mà init container đã chuẩn bị trước đó.

Vai trò của init container trong Kubernetes

Kubernetes init container đảm nhiệm các tác vụ chuẩn bị cần thiết trước khi container ứng dụng bắt đầu hoạt động. Cơ chế này giúp Pod chỉ khởi chạy ứng dụng khi môi trường, dữ liệu và các dịch vụ phụ thuộc đã sẵn sàng.

- Chuẩn bị môi trường chạy: Tạo thư mục, tệp cấu hình hoặc dữ liệu ban đầu mà ứng dụng cần sử dụng.

- Kiểm tra dịch vụ phụ thuộc: Chờ database, API, DNS hoặc Service khác hoạt động trước khi container chính khởi động.

- Kiểm soát thứ tự khởi động: Bảo đảm các tác vụ khởi tạo được hoàn thành theo đúng trình tự, tránh ứng dụng chạy quá sớm.

- Tách công cụ thiết lập khỏi image chính: Đưa các tiện ích như curl, sed, awk hoặc dig sang image riêng, giúp image ứng dụng gọn nhẹ hơn.

- Chia sẻ dữ liệu qua volume: Tạo hoặc tải dữ liệu vào volume dùng chung để container ứng dụng truy cập sau đó.

- Tăng cường bảo mật: Hạn chế đưa công cụ, quyền truy cập hoặc Secret không cần thiết vào container ứng dụng, qua đó giảm bề mặt tấn công.

- Hỗ trợ tự động hóa quá trình khởi tạo: Thực hiện các tác vụ như clone mã nguồn, tạo cấu hình động hoặc đăng ký Pod với hệ thống quản lý.

So sánh init container và container thông thường

Init container và container thông thường đều nằm trong cùng một Pod, có thể sử dụng image riêng, khai báo tài nguyên và gắn volume. Điểm khác biệt chính nằm ở thời điểm khởi chạy, vòng đời và mục đích sử dụng của từng loại container.

So sánh init container và sidecar container

Init container và sidecar container đều có thể khởi động trước container ứng dụng chính nhưng phục vụ hai mục đích khác nhau. Init container thực hiện tác vụ có điểm kết thúc rõ ràng, trong khi sidecar container tiếp tục chạy để hỗ trợ ứng dụng trong suốt vòng đời của Pod.

Hướng dẫn cấu hình init container trong Kubernetes

Init container được khai báo trong trường initContainers của đặc tả Pod, nằm cùng cấp với trường containers. Mỗi init container có thể sử dụng image, lệnh thực thi, volume và tài nguyên riêng tùy theo tác vụ khởi tạo.

Bước 1: Khai báo init container trong Pod

Trước tiên, thêm trường initContainers vào phần spec của Pod. Mỗi phần tử trong trường này đại diện cho một init container và cần có tên, image cùng lệnh thực thi cụ thể.

Trong ví dụ trên, init container có tên prepare-data sử dụng image busybox để tạo tệp status.txt trước khi ứng dụng khởi động.

Bước 2: Tạo volume dùng chung

Nếu init container cần truyền tệp hoặc dữ liệu cho container ứng dụng, bạn có thể khai báo một volume dùng chung. Loại emptyDir thường được sử dụng vì volume này tồn tại trong suốt vòng đời của Pod.

Volume shared-data sẽ được tạo khi Pod khởi động và có thể được gắn vào cả init container lẫn container ứng dụng.

Bước 3: Gắn volume vào init container

Tiếp theo, sử dụng volumeMounts để gắn volume vào init container. Dữ liệu được tạo tại đường dẫn này sẽ được lưu trong volume dùng chung.

Trong cấu hình trên, init container ghi tệp vào thư mục /data, tương ứng với volume shared-data.

Bước 4: Khai báo container ứng dụng

Container ứng dụng được cấu hình trong trường containers. Container này cũng cần gắn cùng volume để truy cập dữ liệu mà init container đã chuẩn bị.

Kubernetes chỉ khởi động app-container sau khi init container prepare-data thực thi thành công.

Bước 5: Hoàn thiện tệp cấu hình YAML

Cấu hình đầy đủ của Pod có thể được viết như sau:

Trong ví dụ này, init container tạo tệp status.txt trong volume shared-data. Sau khi tác vụ hoàn thành, Kubernetes mới khởi động container Nginx và gắn volume đó vào thư mục nội dung của ứng dụng.

Bước 6: Triển khai và kiểm tra Pod

Lưu cấu hình vào tệp, chẳng hạn init-container-demo.yaml, sau đó triển khai bằng lệnh:

Kiểm tra trạng thái Pod:

Nếu init container chưa hoàn thành, Pod có thể hiển thị trạng thái như Init:0/1. Khi init container chạy thành công, container ứng dụng sẽ khởi động và Pod chuyển sang trạng thái Running.

Kết luận

Qua bài viết, bạn đã hiểu Init container là gì và cách thành phần này chuẩn bị môi trường, dữ liệu hoặc kiểm tra các điều kiện phụ thuộc trước khi ứng dụng khởi động. Dù chỉ hoạt động trong giai đoạn đầu của Pod, init container lại góp phần quan trọng trong quá trình chuẩn hóa luồng triển khai và hạn chế lỗi phát sinh khi các dịch vụ chưa sẵn sàng.

Khi hệ thống Kubernetes mở rộng, doanh nghiệp cần một nền tảng đủ ổn định để triển khai workload mà không phải tự xử lý toàn bộ phần hạ tầng bên dưới. Viettel Dedicated Kubernetes Service (vDKS) hỗ trợ rút ngắn quá trình xây dựng cụm, đơn giản hóa vận hành và tạo thêm dư địa cho đội ngũ kỹ thuật tập trung phát triển ứng dụng. 

Thông tin chi tiết tại: https://viettelidc.com.vn/viettel-kubernetes-service