Microservices là xu hướng không thể tránh trong DevOps hiện đại, và Docker là “người bạn thân” giúp nó tỏa sáng. Nhưng làm sao để thiết kế microservices hiệu quả với container phân tán? Trong bài thứ mười một của series mở rộng, tôi sẽ dẫn bạn qua cách dùng Docker và Microservices trong DevOps, từ Docker network microservices, cách tổ chức service, đến thực hành xây dựng một hệ thống nhỏ – dựa trên những gì tôi đã thử nghiệm thực tế, không chỉ là lý thuyết đâu nhé!

Microservices và Docker: Tại Sao Kết Hợp?

Microservices Là Gì?

Microservices là kiến trúc chia ứng dụng thành các service nhỏ, độc lập, mỗi service làm một việc duy nhất (VD: user, payment).

• So với monolithic: Nhẹ, dễ scale, độc lập deploy.
• Thách thức: Quản lý mạng, giao tiếp, dữ liệu.

Docker: Container hóa mỗi service, đảm bảo nhất quán và dễ quản lý.

Lợi Ích trong DevOps

• Isolation: Mỗi service chạy container riêng.
• Scalability: Scale service cụ thể (VD: tăng API, giữ DB).
• CI/CD: Deploy từng service mà không ảnh hưởng toàn hệ thống.

Ví dụ thực tế: Một team chuyển từ monolith sang microservices với Docker, giảm thời gian deploy từ 1 giờ xuống 10 phút nhờ container độc lập.

Thiết Kế Microservices với Docker

Nguyên Tắc Cơ Bản

1. Single Responsibility: Một service, một chức năng.
2. Loose Coupling: Service giao tiếp qua API, không phụ thuộc cứng.
3. Data Separation: Mỗi service có DB riêng.

DevOps: Docker giúp triển khai nguyên tắc này dễ dàng qua container và network.

Docker Network cho Microservices

• Bridge: Dùng local trên một host (bài 3).
• Overlay: Kết nối multi-host (bài 6).
• DNS: Service gọi nhau bằng tên trong cùng network.

Ví dụ: API gọi DB qua db:5432 thay vì IP cứng.

Thực Hành: Xây Dựng Hệ Thống Microservices Nhỏ

Chuẩn Bị

Hệ thống gồm 2 service:

• API: Flask trả dữ liệu user.
• DB: Postgres lưu user.

1. Dockerfile API:

   FROM python:3.9-slim
   WORKDIR /app
   COPY requirements.txt .
   RUN pip install -r requirements.txt
   COPY api.py .
   CMD ["python", "api.py"]

   • api.py:

     from flask import Flask
     import psycopg2
     
     app = Flask(__name__)
     
     @app.route('/users')
     def get_users():
      conn = psycopg2.connect("dbname=users user=postgres password=mysecret host=db")
      cur = conn.cursor()
      cur.execute("SELECT * FROM users;")
      data = cur.fetchall()
      conn.close()
      return str(data)
     
     if __name__ == "__main__":
      app.run(host="0.0.0.0", port=5000)

   • requirements.txt:

     flask==2.0.1
     psycopg2-binary==2.9.1

2. docker-compose.yml:

   version: '3.8'
   services:
    api:
      build: .
      ports:
        - "5000:5000"
      networks:
        - micro-net
      depends_on:
        - db
    db:
      image: postgres:latest
      environment:
        - POSTGRES_PASSWORD=mysecret
        - POSTGRES_DB=users
      volumes:
        - db-data:/var/lib/postgresql/data
      networks:
        - micro-net
   
   networks:
    micro-net:
      driver: bridge
   
   volumes:
    db-data:

3. Khởi tạo DB:

   docker-compose up -d
   docker exec -it <db-container-id> psql -U postgres -d users -c "CREATE TABLE users (id SERIAL, name TEXT); INSERT INTO users (name) VALUES ('Alice');"

Chạy và Test

1. Khởi động:

   docker-compose up -d

2. Test API:

   curl localhost:5000/users

   • Kết quả: [(1, 'Alice')] – API lấy dữ liệu từ DB.

3. Scale API:

   docker-compose up -d --scale api=3

   • 3 instance API chạy, gọi DB qua micro-net.

Debug tip:

• API không gọi được DB: Check network (docker network inspect micro-net).
• DB lỗi: Xem log (docker logs <db-container-id>).

Ứng Dụng trong DevOps

Pipeline CI/CD

• Build và test từng service:

  build_api:
  image: docker
  services:
    - docker:dind
  script:
    - docker build -t api:$CI_COMMIT_SHA .
    - docker push api:$CI_COMMIT_SHA
  
  test_api:
  image: api:$CI_COMMIT_SHA
  services:
    - postgres:latest
  script:
    - pytest

• Kết quả: Test độc lập, deploy riêng lẻ.

Production với Swarm

• Deploy microservices trên Swarm:

  docker network create -d overlay micro-net
  docker service create --name api --replicas 3 --network micro-net api:latest
  docker service create --name db --network micro-net -e POSTGRES_PASSWORD=mysecret postgres:latest

Case study: Một team dùng Docker + Swarm cho 5 microservices, scale API từ 2 lên 10 instance trong 1 phút khi Black Friday, không downtime.

Best Practice

• Nhỏ gọn: Mỗi service chỉ làm 1 việc.
• API Gateway: Dùng Nginx/HAProxy làm trung gian (bài 3).
• Monitoring: Theo dõi từng service (bài 9).

Kết Luận

Docker và Microservices trong DevOps là sự kết hợp hoàn hảo để thiết kế microservices với container phân tán. Từ Docker network microservices, tổ chức service, đến thực hành API-DB, bạn đã sẵn sàng xây dựng hệ thống phân tán nhỏ mà hiệu quả. Series đang mở rộng – bài tiếp theo có thể là Docker Registry nếu bạn muốn. Hãy cho tôi biết ý kiến nhé!