BÀI 3: CÀI ĐẶT MÔI TRƯỜNG KUBERNETES 2026

3. Cài Đặt Kubernetes Local: Kind vs k3d vs Minikube

3.1. So Sánh Các Options

Khuyến nghị 2026: Dùng kind cho CI/CD pipelines và khi cần test multi-node scenarios gần với production. Dùng k3d cho local development nhanh. Bài học này hướng dẫn cả hai.

3.2. Cài đặt và Dùng kind

# Cài kind
curl -Lo ./kind https://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.27.0/kind-linux-amd64
chmod +x ./kind
sudo mv ./kind /usr/local/bin/kind

# Trên macOS
brew install kind

# Tạo cluster đơn giản (single node)
kind create cluster --name dev

# Tạo multi-node cluster với config file
cat < kind-config.yaml
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
name: k8s-lab
nodes:
  - role: control-plane
    kubeadmConfigPatches:
    - |
      kind: InitConfiguration
      nodeRegistration:
        kubeletExtraArgs:
          node-labels: "ingress-ready=true"
    extraPortMappings:
    - containerPort: 80
      hostPort: 80
      protocol: TCP
    - containerPort: 443
      hostPort: 443
      protocol: TCP
  - role: worker
    extraMounts:
    - hostPath: /tmp/kind-storage
      containerPath: /data
  - role: worker
networking:
  podSubnet: "10.244.0.0/16"
  serviceSubnet: "10.96.0.0/12"
  kubeProxyMode: nftables
EOF

kind create cluster --config kind-config.yaml

# Xem danh sách clusters
kind get clusters

# Xóa cluster
kind delete cluster --name k8s-lab

3.3. Cài đặt và Dùng k3d

# Cài k3d
curl -s https://raw.githubusercontent.com/k3d-io/k3d/main/install.sh | bash

# Trên macOS
brew install k3d

# Tạo cluster nhanh
k3d cluster create mycluster

# Tạo multi-node cluster
k3d cluster create k8s-lab \
  --servers 1 \
  --agents 2 \
  --port "8080:80@loadbalancer" \
  --port "8443:443@loadbalancer"

# Xem clusters
k3d cluster list

# Start/stop cluster (tiết kiệm tài nguyên khi không dùng)
k3d cluster stop k8s-lab
k3d cluster start k8s-lab

# Xóa cluster
k3d cluster delete k8s-lab

4. Cài Đặt kubectl

# Lấy latest stable version
KUBECTL_VERSION=$(curl -L -s https://dl.k8s.io/release/stable.txt)
echo "Installing kubectl $KUBECTL_VERSION"

# Download kubectl binary
curl -LO "https://dl.k8s.io/release/${KUBECTL_VERSION}/bin/linux/amd64/kubectl"

# Verify checksum (quan trọng cho security)
curl -LO "https://dl.k8s.io/release/${KUBECTL_VERSION}/bin/linux/amd64/kubectl.sha256"
echo "$(cat kubectl.sha256)  kubectl" | sha256sum --check
# Output phải là: kubectl: OK

# Install
chmod +x kubectl
sudo mv kubectl /usr/local/bin/kubectl

# Kiểm tra
kubectl version --client

# Trên macOS
brew install kubectl
# Hoặc nếu đã cài Docker Desktop, kubectl đã được included

# Enable bash completion
echo 'source <(kubectl completion bash)' >> ~/.bashrc
echo 'alias k=kubectl' >> ~/.bashrc
echo 'complete -o default -F __start_kubectl k' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

# Zsh completion
echo 'source <(kubectl completion zsh)' >> ~/.zshrc

5. Essential CLI Tools 2026

5.1. k9s — Terminal UI Dashboard

k9s là terminal-based UI cho Kubernetes — cung cấp cái nhìn real-time về cluster resources, cho phép navigate, xem logs, exec vào containers, tất cả từ terminal.

# Cài k9s
# macOS
brew install k9s

# Linux
curl -sS https://webinstall.dev/k9s | bash
# Hoặc download từ GitHub releases
curl -LO https://github.com/derailed/k9s/releases/latest/download/k9s_Linux_amd64.tar.gz
tar -xzf k9s_Linux_amd64.tar.gz
sudo mv k9s /usr/local/bin/

# Chạy k9s
k9s

# Một số hotkeys trong k9s:
# :pods     -> xem pods (thay bằng bất kỳ resource nào)
# :nodes    -> xem nodes
# l         -> xem logs của pod đang chọn
# e         -> edit resource
# d         -> describe resource
# ctrl+d    -> xóa resource
# /         -> filter/search
# ?         -> help

5.2. kubectx và kubens — Context và Namespace Switching

Khi làm việc với nhiều clusters và namespaces, kubectx và kubens giúp switch nhanh chóng.

# Cài kubectx và kubens
# macOS
brew install kubectx

# Linux
sudo git clone https://github.com/ahmetb/kubectx /opt/kubectx
sudo ln -s /opt/kubectx/kubectx /usr/local/bin/kubectx
sudo ln -s /opt/kubectx/kubens /usr/local/bin/kubens

# Với krew (kubectl plugin manager)
kubectl krew install ctx
kubectl krew install ns

# Sử dụng kubectx
kubectx                        # Liệt kê tất cả contexts
kubectx kind-k8s-lab           # Switch sang context kind-k8s-lab
kubectx -                      # Switch về context trước đó
kubectx prod=kind-k8s-lab      # Rename context

# Sử dụng kubens
kubens                         # Liệt kê tất cả namespaces
kubens kube-system             # Switch sang namespace kube-system
kubens -                       # Switch về namespace trước đó

5.3. stern — Multi-Pod Log Streaming

stern cho phép stream logs từ nhiều Pods cùng lúc, filter theo regex, và hiển thị màu sắc theo pod.

# Cài stern
# macOS
brew install stern

# Linux
curl -LO https://github.com/stern/stern/releases/latest/download/stern_linux_amd64.tar.gz
tar -xzf stern_linux_amd64.tar.gz
sudo mv stern /usr/local/bin/

# Sử dụng stern
stern .                        # Stream logs tất cả pods trong namespace hiện tại
stern my-app                   # Stream logs tất cả pods có tên chứa "my-app"
stern my-app -n production     # Trong namespace production
stern my-app --tail 50         # Chỉ 50 lines cuối mỗi pod
stern my-app --since 5m        # Logs từ 5 phút trước
stern "app=nginx" --selector   # Dùng label selector
stern . --container sidecar    # Chỉ stream container tên "sidecar"

5.4. krew — kubectl Plugin Manager

# Cài krew
(
  set -x; cd "$(mktemp -d)" &&
  OS="$(uname | tr '[:upper:]' '[:lower:]')" &&
  ARCH="$(uname -m | sed -e 's/x86_64/amd64/' -e 's/arm.*$/arm/' -e 's/aarch64$/arm64/')" &&
  KREW="krew-${OS}_${ARCH}" &&
  curl -fsSLO "https://github.com/kubernetes-sigs/krew/releases/latest/download/${KREW}.tar.gz" &&
  tar zxvf "${KREW}.tar.gz" &&
  ./"${KREW}" install krew
)

# Thêm vào PATH
export PATH="${KREW_ROOT:-$HOME/.krew}/bin:$PATH"
echo 'export PATH="${KREW_ROOT:-$HOME/.krew}/bin:$PATH"' >> ~/.bashrc

# Tìm và cài plugins hữu ích
kubectl krew search
kubectl krew install ctx ns neat tree view-secret

# Một số plugins hữu ích 2026:
# neat       -> output YAML gọn gàng hơn (bỏ managed fields)
# tree       -> hiển thị owner references dạng tree
# view-secret-> decode secrets dễ dàng
# rolesum    -> tóm tắt RBAC permissions
# stern      -> cũng có thể cài qua krew

6. Dashboard 2026: Headlamp

Kubernetes Dashboard (kubernetes/dashboard) đã bị archived tháng 1/2026 — dự án chính thức không còn được maintain. Thay thế được khuyến nghị hiện nay là Headlamp — một web-based dashboard hiện đại, actively maintained, với UI/UX tốt hơn nhiều.

6.1. Cài đặt Headlamp với Helm

# Cài Helm trước nếu chưa có
curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3 | bash

# Thêm Headlamp Helm repo
helm repo add headlamp https://headlamp-k8s.github.io/headlamp/
helm repo update

# Cài Headlamp vào kube-system namespace
helm install headlamp headlamp/headlamp \
  --namespace kube-system \
  --set replicaCount=1

# Xem Headlamp pod đang chạy
kubectl get pods -n kube-system -l app.kubernetes.io/name=headlamp

# Port-forward để truy cập local
kubectl port-forward -n kube-system svc/headlamp 4466:80 &

# Truy cập: http://localhost:4466

6.2. Cấu hình Service Account Token để Login

# Tạo service account với cluster-admin permissions (chỉ dùng cho dev/lab!)
kubectl create serviceaccount headlamp-admin -n kube-system

kubectl create clusterrolebinding headlamp-admin \
  --clusterrole=cluster-admin \
  --serviceaccount=kube-system:headlamp-admin

# Tạo token (Kubernetes 1.24+ dùng TokenRequest API thay vì tự động tạo)
kubectl create token headlamp-admin -n kube-system --duration=720h

# Copy token và paste vào Headlamp login page

6.3. Các Alternatives cho Headlamp

• Lens / OpenLens: Desktop application (Electron), rất phổ biến, nhiều features. OpenLens là open-source fork của Lens.
• k9s: Terminal UI, faster hơn web dashboard
• Grafana: Nếu đã có Grafana stack, dùng kubernetes plugin/dashboards
• Rancher: Full platform khi quản lý nhiều clusters

7. IDE và Editor Setup

7.1. Visual Studio Code

# Cài extensions hữu ích cho Kubernetes development
code --install-extension ms-kubernetes-tools.vscode-kubernetes-tools
code --install-extension redhat.vscode-yaml
code --install-extension ms-azuretools.vscode-docker
code --install-extension golang.go   # Nếu dùng Go
code --install-extension hashicorp.terraform  # Nếu dùng Terraform

Extensions cần thiết trong VS Code:

• Kubernetes (ms-kubernetes-tools): IntelliSense cho YAML manifests, cluster explorer, port-forward từ IDE
• YAML (redhat): Schema validation, autocompletion cho YAML với Kubernetes schema
• Docker: Dockerfile syntax, image management

7.2. Cấu hình YAML Schema Validation

# Thêm vào VS Code settings.json
# Settings -> Open Settings (JSON) -> thêm:
{
  "yaml.schemas": {
    "kubernetes": "*.yaml"
  },
  "yaml.customTags": [
    "!reference sequence"
  ]
}

8. First Commands: Kiểm Tra Cluster Hoạt Động

Sau khi cài đặt xong, chạy các lệnh này để verify cluster hoạt động đúng:

# 1. Thông tin cluster
kubectl cluster-info
# Output mong đợi:
# Kubernetes control plane is running at https://127.0.0.1:XXXXX
# CoreDNS is running at https://...

# 2. Danh sách nodes và trạng thái
kubectl get nodes -o wide
# Tất cả nodes phải ở trạng thái: Ready

# 3. Kiểm tra tất cả system pods
kubectl get pods -A
# Tất cả pods phải ở trạng thái: Running hoặc Completed

# 4. Kiểm tra services hệ thống
kubectl get services -A

# 5. Kiểm tra storage classes
kubectl get storageclasses

# 6. Quick connectivity test - tạo và xóa pod test
kubectl run test-pod --image=nginx:alpine --restart=Never
kubectl get pod test-pod  # Phải là Running sau ~30s
kubectl delete pod test-pod

# 7. Kiểm tra DNS hoạt động
kubectl run dns-test --image=busybox:1.36 --rm -it --restart=Never \
  -- nslookup kubernetes.default.svc.cluster.local
# Phải resolve thành công

# 8. Xem resource usage (cần metrics-server)
kubectl top nodes

9. Cấu Hình kubeconfig và Multiple Clusters

# kubeconfig mặc định ở ~/.kube/config
cat ~/.kube/config

# Xem contexts hiện có
kubectl config get-contexts

# Xem context đang dùng
kubectl config current-context

# Merge nhiều kubeconfig files
export KUBECONFIG=~/.kube/config:~/.kube/config-cluster2
kubectl config view --flatten > ~/.kube/config-merged
mv ~/.kube/config-merged ~/.kube/config

# Set namespace mặc định cho context
kubectl config set-context --current --namespace=my-namespace

# Một số best practices:
# - Không dùng cluster-admin trong development thường ngày
# - Tạo dedicated service account với minimum permissions cần thiết
# - Dùng kubectx/kubens để tránh nhầm cluster/namespace

10. Tổng Kết Setup Checklist

Dưới đây là checklist để verify môi trường đã sẵn sàng:

#!/bin/bash
# Kubernetes 2026 Environment Check Script

echo "=== Checking cgroup v2 ==="
CGROUP_TYPE=$(stat -fc %T /sys/fs/cgroup)
if [ "$CGROUP_TYPE" = "cgroup2fs" ]; then
  echo "✓ cgroup v2 active"
else
  echo "✗ cgroup v1 detected! Upgrade required for K8s 1.36+"
fi

echo ""
echo "=== Checking containerd ==="
if command -v containerd &> /dev/null; then
  echo "✓ containerd $(containerd --version | awk '{print $3}')"
else
  echo "✗ containerd not found"
fi

echo ""
echo "=== Checking kubectl ==="
if command -v kubectl &> /dev/null; then
  echo "✓ kubectl $(kubectl version --client --short 2>/dev/null | head -1)"
else
  echo "✗ kubectl not found"
fi

echo ""
echo "=== Checking CLI Tools ==="
for tool in kind k3d helm k9s stern kubectx kubens; do
  if command -v $tool &> /dev/null; then
    echo "✓ $tool installed"
  else
    echo "- $tool not installed (optional)"
  fi
done

echo ""
echo "=== Checking Cluster ==="
if kubectl cluster-info &> /dev/null; then
  echo "✓ Cluster accessible"
  kubectl get nodes --no-headers | awk '{print "✓ Node "$1" - "$2}'
else
  echo "✗ No cluster accessible (run: kind create cluster)"
fi

Sau khi hoàn thành bài học này, bạn đã có đầy đủ môi trường để học và thực hành Kubernetes. Trong bài thực hành tiếp theo, chúng ta sẽ áp dụng tất cả những gì đã cài đặt để deploy ứng dụng thực tế đầu tiên.