Flatcar Container Linux là gì? Ưu và nhược điểm

Không gian container ngày càng trở nên quan trọng trong cơ sở hạ tầng công nghệ hiện đại, và để đáp ứng nhu cầu này, Flatcar Container Linux đã nổi lên như một hệ điều hành tối ưu cho môi trường container. Tối ưu hóa cho việc chạy các ứng dụng cloud-native và container orchestration như Kubernetes hay Docker Swarm, Flatcar là một lựa chọn hấp dẫn cho các nhà phát triển và quản trị hệ thống. Hãy cùng khám phá sâu hơn về tính năng và cấu trúc của Flatcar Container Linux, cùng với cách thức cài đặt và cập nhật tự động để đảm bảo hệ thống luôn ổn định và an toàn.

Flatcar Container Linux là gì?

• Flatcar Container Linux là một hệ điều hành Linux mã nguồn mở được hỗ trợ đầy đủ, được tối ưu hóa cho việc sử dụng trong môi trường container. Nó được phát triển bởi công ty tư vấn và phát triển có trụ sở tại Berlin là Kinvolk và được dựa trên CoreOS. Flatcar thường được sử dụng cho các hệ thống triển khai container như Kubernetes hoặc Docker Swarm. Do đó, nó là một hệ điều hành được thiết kế đặc biệt để chạy các ứng dụng container và các ứng dụng cloud-native. Đây là một lựa chọn thay thế cho các hệ điều hành khác như CoreOS Container Linux hoặc RancherOS, cũng được thiết kế cho các công việc làm việc với container.
• Như đã đề cập, Flatcar được dựa trên CoreOS. Lý do cho quyết định này là CoreOS đã được Red Hat mua lại vào năm 2018, dẫn đến việc phát triển Red Hat Core OS (RHCOS). Phiên bản mới này không còn tương thích với phiên bản gốc trong dài hạn, điều này buộc nhiều người dùng phải điều chỉnh cài đặt của họ. Vì lý do này, Kinvolk đã phân nhánh phiên bản ổn định cuối cùng của CoreOS và bắt đầu phát triển Flatcar từ đó (cuối năm 2019).
• Vào tháng 4 năm 2021, đã được thông báo chính thức rằng Microsoft sẽ mua lại Flatcar. Tuy nhiên, Microsoft và Kinvolk muốn đảm bảo rằng Flatcar Container Linux vẫn là một dự án mã nguồn mở và được cộng đồng quản lý. Microsoft chính thức đóng vai trò nhà tài trợ và muốn học hỏi từ cộng đồng mã nguồn mở xung quanh Flatcar. Tuy nhiên, mục tiêu không phải là cung cấp một loại "Microsoft Linux".
• Ý tưởng về cộng đồng cũng rõ ràng trong việc giao tiếp bên ngoài của công ty. Có các kênh thích hợp thông qua Matrix và Slack để giao tiếp trực tiếp với những người duy trì. Điều này liên quan đến thông tin về việc phát hành hoặc thậm chí các chủ đề kỹ thuật. Ngoài ra, họ tổ chức các buổi Hội nghị hàng tuần, các phiên kế hoạch phát hành, các phiên sập lỗi hoặc các ngày viết tài liệu. Tất cả những điều này đều là các cuộc họp trực tuyến công khai.
• Khi tiếp quản, mục tiêu cũng là bao gồm các tính năng giống như CoreOS. Các tính năng này bao gồm môi trường terminal cũng như etcd để xây dựng một cửa hàng cấu hình trung tâm ở chế độ cụm giữa các phiên bản Flatcar khác nhau. Một tính năng quan trọng khác mà vẫn được giữ lại là các bản cập nhật nhỏ cho các thành phần cá nhân, cũng có thể được thực hiện trong quá trình chạy. Vì vẫn còn nhiều người dùng sử dụng CoreOS, việc cập nhật trực tiếp lên Flatcar là hoàn toàn khả thi, vì cả hai hệ thống vẫn tương thích. Điều này cũng có thể được thực hiện trong quá trình chạy.
• Tóm lại, có thể nói rằng đây về cơ bản là một CoreOS với bảo đảm cập nhật.

Phiên bản Flatcar Container Linux

Flatcar hiện được phát hành trong bốn phiên bản khác nhau. Trước hết, có phiên bản alpha, chủ yếu dành cho các nhà phát triển. Sau đó là phiên bản beta, thường được phát hành như một bản phát hành canary. Thông qua quy trình này, một phiên bản mới được gửi đến một nhóm người dùng nhỏ hơn để xác định các vấn đề có thể xảy ra sớm và giảm thiểu rủi ro của các lỗi. Tuy nhiên, cho việc hoạt động sản xuất, phiên bản ổn định nên được sử dụng.

Cuối cùng, có một phiên bản LTS được cập nhật với các bản vá trong suốt một năm. Các cập nhật này được cung cấp qua Nebraska, một máy chủ cập nhật FOSS do chính Kinvolk vận hành. Mỗi 12 tháng, một phiên bản phát hành mới được cung cấp, trong khi mỗi phiên bản có tuổi thọ là 18 tháng. Điều này đảm bảo rằng người dùng có 6 tháng để thực hiện cập nhật tương ứng. So với CoreOS, CoreOS không có phiên bản LTS như vậy.

Một đặc điểm của Flatcar là nó là một cơ sở hạ tầng không thể thay đổi. Mục tiêu là xác định hệ điều hành với các cài đặt mong muốn ngay từ lúc cung cấp hoặc để điều này xảy ra một cách động trong thời gian chạy. Vì không thể thay đổi các thay đổi của riêng bạn trong quá trình chạy, có thể đảm bảo rằng trạng thái của hệ điều hành được giữ ở mức thấp nhất có thể. Điều này được đạt được thông qua cách ly, để không có sự phụ thuộc giữa hệ điều hành và ứng dụng. Thay vào đó, tồn tại một API sạch sẽ được tài liệu hóa qua các tệp cấu hình. Điều này cho phép thực hiện các cập nhật hệ điều hành mà không có hiệu ứng phụ nguy hiểm. Do các tính chất đã được mô tả trước đó, đây là một hệ điều hành dựa trên hình ảnh cho phép cài đặt tự động và không lưu trạng thái. Điều này được đạt được thông qua cấu hình tuyên bố bằng cách sử dụng Ignition. Việc triển khai hoàn toàn tự động cũng như tích hợp dễ dàng vào các môi trường triển khai như Kubernetes cũng là kết quả, sử dụng Terraform Provider.

Ưu điểm của Flatcar Container Linux:

1. Tối ưu hóa cho Môi trường Container: Flatcar Container Linux được tối ưu hóa để chạy trên môi trường container, đặc biệt là cho các hệ thống quản lý container như Kubernetes hoặc Docker Swarm.

2. Cập nhật Tự động: Hệ điều hành này hỗ trợ cập nhật tự động, đảm bảo rằng hệ thống luôn được cập nhật với phiên bản mới nhất và giảm thiểu các vấn đề về bảo mật.

3. Khả năng Cài đặt linh hoạt: Flatcar có thể được cài đặt trên nhiều nền tảng khác nhau như cloud providers, máy ảo hoặc các hệ thống bare-metal.

4. Tiêu thụ Tài nguyên thấp: Hệ thống được thiết kế để tiêu thụ tài nguyên thấp, giúp tối ưu hóa hiệu suất và sử dụng tài nguyên.

5. Hỗ trợ Community: Flatcar Container Linux là một dự án mã nguồn mở và có sự hỗ trợ mạnh mẽ từ cộng đồng người dùng và các nhà phát triển.

Nhược điểm của Flatcar Container Linux

Mặc dù Flatcar Container Linux có nhiều ưu điểm, nhưng cũng có một số nhược điểm:

1. Khả năng Tương thích: Flatcar Container Linux có thể không tương thích hoàn toàn với một số ứng dụng hoặc công nghệ cụ thể, đặc biệt là những ứng dụng yêu cầu các phiên bản cụ thể của thư viện hoặc giao thức.

2. Quá trình Chuyển đổi: Chuyển từ một hệ điều hành khác sang Flatcar Container Linux có thể đòi hỏi một quá trình chuyển đổi phức tạp, đặc biệt là đối với các hệ thống có cấu hình phức tạp hoặc dữ liệu quan trọng.

3. Hỗ trợ Tích hợp: Mặc dù có sự hỗ trợ từ cộng đồng, nhưng có thể không có sự hỗ trợ hoặc tích hợp chặt chẽ với một số công nghệ hoặc giải pháp cụ thể mà người dùng có thể cần.

4. Thời gian Phản hồi về Lỗi: Do tính chất mã nguồn mở và cộng đồng phát triển, thời gian phản hồi về lỗi hoặc vấn đề có thể không luôn được đảm bảo, đặc biệt là so với các hệ thống có hỗ trợ thương mại.

5. Yêu cầu Kiến thức kỹ thuật: Sử dụng Flatcar Container Linux có thể đòi hỏi một số kiến thức kỹ thuật và kinh nghiệm về quản lý hệ thống và container để triển khai và vận hành hiệu quả.

Cấu trúc và cập nhật

Nói chung, như đã mô tả trước đó, Flatcar được phát triển dựa trên CoreOS để được tối ưu hóa đặc biệt cho các công việc làm việc với container. Điều này lại dựa trên nguyên tắc của Gentoo, với mục tiêu làm việc với một bộ gói tối thiểu. Cơ chế cập nhật đã được thừa kế từ ChromeOS.

Hãy cùng xem xét kỹ hơn về cấu trúc và chức năng cập nhật

Tất nhiên, các cập nhật tự động và rollbacks của hệ điều hành cũng là có thể. Điều này có thể được đảm bảo bằng cách cung cấp hai phân vùng cho hệ điều hành. Có OS-A, là hoạt động và chỉ đọc. Vì lý do an ninh, điều này được thiết lập sao cho không thể thay đổi các tệp nhị phân. Phân vùng thứ hai gọi là OS-B, không có gì khi được cung cấp để cung cấp lưu trữ cho một cập nhật. Cả hai đều được cung cấp với một gigabyte không gian lưu trữ. Ngoài ra, có một khu vực boot nhỏ và ở cuối là khu vực gốc.

Nhờ vào cấu trúc đã mô tả, hiện giờ có thể thực hiện cập nhật tự động. Phiên bản mới được tải xuống ở nền và được cài đặt trên phân vùng OS trống. Sau đó, một lần khởi động lại diễn ra mà không làm thay đổi phân vùng gốc. Trong quá trình này, chuỗi phụ thuộc được kiểm tra để xác định xem nút có khỏe mạnh hay không. Chuỗi này xác định những ứng dụng hoặc dịch vụ nào phải được khởi động để đạt được trạng thái mong muốn. Nếu có lỗi xảy ra khi khởi động lại trong quá trình cập nhật, một rollback sẽ được thực hiện tự động để ngăn ngừa lỗi. Tuy nhiên, nếu nút được đánh dấu là khỏe mạnh, phân vùng mới sẽ được đánh dấu là phân vùng gốc mới. Để đảm bảo rằng các cập nhật tự động không khởi động lại quá nhiều nút cùng một lúc, điều này có thể được kiểm soát hoặc thông qua etcd hoặc thông qua FLUO (Flatcar Linux Update Operator) nếu có một control plane. FLUO là một toán tử Kubernetes đã được phát triển đặc biệt cho việc quản lý tự động các cập nhật phần mềm trên các hệ thống Flatcar Container Linux. Nó tự động và đơn giản hóa quá trình cập nhật thông qua theo dõi, chuẩn bị và thực thi. FLUO cũng đến từ Kinvolk.

Cài đặt Flatcar là biến đổi về cài đặt, có thể là với các nhà cung cấp đám mây, máy ảo hoặc thậm chí cài đặt trên các hệ thống bare-metal khác nhau. Có hướng dẫn cài đặt cho mỗi trường hợp sử dụng được liệt kê.

Nhà cung cấp đám mây

Flatcar có thể được cài đặt trên nhiều nền tảng khác nhau, bao gồm các nhà cung cấp đám mây, máy ảo hoặc thậm chí là cài đặt trên các hệ thống bare-metal khác nhau. Có một hướng dẫn cài đặt cho mỗi trường hợp sử dụng được liệt kê.

• Nhà cung cấp đám mây
  • AWS EC2: Flatcar cung cấp các AMI được cấu hình trước cho nền tảng Linux container của mình trên Amazon Web Services, có sẵn trong các khu vực khác nhau và có thể triển khai qua các phương pháp khác nhau.
  • Equinix Metal: Equinix Metal cung cấp dịch vụ lưu trữ đám mây bare metal và Flatcar Container Linux là một trong những lựa chọn hệ điều hành có sẵn.
• Microsoft Azure: Flatcar Container Linux cung cấp các hình ảnh chính thức trong Azure Marketplace và có thể được cập nhật tự động.
• OpenStack: Hình ảnh chính thức có sẵn.
  • VMware
  • Google Compute Engine: Hình ảnh chính thức có sẵn.
  • Google Cloud Launcher: Cung cấp một cách nhanh chóng để triển khai và sử dụng FCL trong Google Cloud
• Digital Ocean: Có sẵn dưới dạng hình ảnh tùy chỉnh.
  • Hetzner
• Hình ảnh tùy chỉnh
• Máy ảo
  • libvirt
  • QEMU
  • Vagrant
  • VirtualBox
• Bare Metal
  • ISO
  • iPXE / PXE
  • Raspberry Pi 4
  • kịch bản cài đặt

Kết luận

Tóm lại, Flatcar là một phân phối Linux container mã nguồn mở dựa trên CoreOS và được phát triển bởi Kinvolk. Phân phối tập trung vào việc cung cấp một hệ điều hành nhẹ, hiệu suất, an toàn và đáng tin cậy để quản lý các container. Một tính năng quan trọng của Flatcar là chức năng cập nhật tự động, đảm bảo rằng hệ điều hành luôn được cập nhật và các mối đe dọa bảo mật tiềm ẩn được giảm thiểu. Đặc biệt đối với người dùng vẫn đang sử dụng CoreOS, đây là một cơ hội tốt để chuyển sang Flatcar, vì bạn có các chức năng tương tự và cũng nhận được các cập nhật mới nhất. Bắt đầu cũng được dễ dàng hơn với hướng dẫn trực tiếp từ Flatcar.