Bài tập tuần 7 – Docker Compose

Tóm tắt: Dựng toàn bộ starter-project (frontend, backend, postgres) bằng một file compose.yaml cấu hình qua .env, thêm healthcheck và restart policy, chứng minh vòng đời dữ liệu bằng log thật, rồi (tùy chọn) tự động hóa backup/restore PostgreSQL.

Hạn nộp: trước buổi đầu tiên của tuần 08. Hình thức: Pull Request vào repo cá nhân devops-labs, thư mục lab-13/ và lab-14/. Bài lab liên quan: Buổi 13 – Docker Compose, Buổi 14 – Production-minded Compose. Mẫu nộp bài: templates/lab-template.md.

Bối cảnh

Đến tuần 6 bạn đã tự chạy từng container bằng docker run, tự tạo network và volume. Với ba thành phần của ứng dụng Club Management, bạn phải gõ nhiều lệnh dài theo đúng thứ tự, và chỉ cần quên một cờ là API không nối được database. Docker Compose gom toàn bộ mô tả đó vào một file để cả nhóm chạy lại giống hệt nhau bằng một lệnh.

Tuần này bạn làm hai việc nối tiếp nhau. Ở lab-13/, bạn dựng hệ thống ba service, hiểu rõ vai trò từng khóa trong compose.yaml và vòng đời dữ liệu (down khác down -v). Ở lab-14/, bạn nâng cấp cấu hình theo hướng gần với môi trường thật: healthcheck, depends_on có điều kiện, restart policy, và kiểm chứng hành vi khi một service chết hoặc chưa sẵn sàng.

Bài tập chỉ dùng kiến thức của Buổi 13 và Buổi 14. Nếu bị kẹt, đọc lại các phần "Lỗi thường gặp" và "Phá lỗi và debug" của hai bài lab trước khi hỏi mentor. Mọi lệnh chạy trong terminal WSL2, trong filesystem của WSL (ví dụ ~/devops-labs), không dùng /mnt/c.

Nhiệm vụ L1 (bắt buộc)

Nhiệm vụ 1. Dựng hệ thống ba service bằng Compose

Trong lab-13/source/, đưa starter-project vào (hoặc tham chiếu tới bản của bạn) và chạy toàn bộ hệ thống bằng docker compose up -d --build.

Tiêu chí hoàn thành:

• lab-13/source/compose.yaml có đủ ba service frontend, backend, postgres, một network club-network và một volume postgres-data. Postgres không publish cổng ra máy chủ.
• Mật khẩu database chỉ xuất hiện trong .env (không commit). Repo có .env.example chỉ chứa giá trị mẫu, và .gitignore chặn .env.
• docker compose config --quiet thành công (có log, kèm exit code).
• docker compose ps cho thấy cả ba service chạy; curl -s http://localhost:8080/api/members (hoặc cổng WEB_PORT của bạn) trả về JSON có Alice và Bob.
• Có log chứng minh service gọi nhau bằng tên: docker compose exec vào frontend hoặc backend rồi gọi backend/postgres theo tên service (không dùng IP).

Nhiệm vụ 2. Chứng minh vòng đời dữ liệu

Thêm một thành viên mới (Carol) vào database, rồi chứng minh dữ liệu sống sót hay mất qua từng thao tác.

Tiêu chí hoàn thành:

• Có đủ ba lần gọi /api/members được ghi vào log theo thứ tự: (1) sau khi thêm Carol, (2) sau docker compose down rồi up -d, (3) sau docker compose down -v rồi up -d.
• Kết quả (2) còn Carol, kết quả (3) mất Carol. Mỗi lần gọi có dòng lệnh đi kèm ngay phía trên trong cùng file log.
• report.md giải thích bằng 3 đến 5 câu vì sao hai kết quả khác nhau, nhắc tới volume postgres-data và init.sql.

Nhiệm vụ 3. Healthcheck cho cả ba service và thứ tự khởi động

Trong lab-14/source/, nâng cấp compose.yaml để mỗi service có healthcheck và thứ tự khởi động dựa trên trạng thái healthy.

Tiêu chí hoàn thành:

• Postgres có healthcheck dùng pg_isready; backend và frontend có healthcheck riêng (có interval, timeout, retries, start_period).
• backend dùng depends_on với condition: service_healthy tới postgres; frontend tương tự tới backend.
• docker compose ps trong log cho thấy cả ba service (healthy).
• Có log docker inspect phần .State.Health.Log của ít nhất một service, cho thấy các lần check thực tế.
• report.md trả lời bằng lời của bạn: nếu không có condition: service_healthy thì lần khởi động đầu có thể sai ở đâu.

Nhiệm vụ 4. Restart policy và hành vi khi DB dừng

Kiểm chứng bằng thực nghiệm chứ không chỉ đọc tài liệu.

Tiêu chí hoàn thành:

• Mỗi service có khóa restart được chọn có chủ đích (nêu lý do trong report.md).
• Log cho thấy một lần backend thoát bất thường (ví dụ gọi /api/members rồi docker compose stop postgres, hoặc OOM kill) làm backend tự chạy lại (kèm kết quả docker inspect của RestartCount và tên policy), trong khi docker compose stop backend làm nó nằm yên ở trạng thái Exited. Lưu ý Docker Engine bản mới không restart container sau lệnh docker compose kill; nếu bạn thử kill, hãy ghi lại kết quả thật và giải thích.
• Log cho thấy khi tạm dừng postgres: /health của backend trả mã 200 còn /ready trả 503 (ghi mã trạng thái bằng curl -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n"), rồi trở lại 200 sau khi chạy lại postgres.
• report.md giải thích khác biệt giữa /health và /ready và nên chọn endpoint nào cho healthcheck của Compose (3 đến 5 câu, có nêu hệ quả).

Nhiệm vụ 5. Break -> Debug: healthcheck quá ngặt

Tự gây một lỗi có kiểm soát theo tình huống trong Buổi 14, rồi điều tra như trong một sự cố thật.

Tiêu chí hoàn thành:

• Bạn sửa một tham số healthcheck (ví dụ timeout, retries, đường dẫn kiểm tra hoặc start_period) khiến service bị unhealthy hoặc chặn service phụ thuộc. Ghi lại thay đổi bằng git diff trong log.
• report.md có mục Break -> Debug gồm bốn phần: triệu chứng quan sát được, các lệnh bạn đã dùng để điều tra (docker compose ps, logs, inspect), nguyên nhân gốc, cách sửa và cách phòng tránh.
• Log cho thấy trạng thái trước khi sửa (unhealthy hoặc chặn khởi động) và sau khi sửa (healthy), có exit code: của lệnh kiểm tra.
• Bạn trả cấu hình về trạng thái đúng và docker compose ps lại sạch (healthy) trước khi nộp.

Nhiệm vụ L2 (nâng cao)

Làm tối đa 2 trong 3 thử thách. Mỗi thử thách có tiêu chí riêng; phần này là điểm thưởng, tối đa 10 điểm.

Thử thách A. Backup và restore PostgreSQL có kiểm chứng

Viết lab-14/source/backup.sh và lab-14/source/restore.sh.

Tiêu chí hoàn thành:

• backup.sh tạo file backups/clubdb-YYYYmmdd-HHMMSS.sql từ container postgres bằng pg_dump, từ chối lưu file rỗng, và chỉ giữ 5 bản mới nhất.
• Script không chứa mật khẩu và chạy được từ thư mục khác (dùng cd "$(dirname "$0")"); dùng set -euo pipefail.
• Log chạy backup.sh bảy lần cho kết quả ls backups | wc -l bằng 5.
• restore.sh nhận đường dẫn file backup làm tham số, restore vào một database trống, và log cho thấy dữ liệu (Carol) quay lại sau khi bạn cố tình xóa nó. Thư mục backups/ có trong .gitignore.

Thử thách B. Secret cho Postgres bằng file

Thay biến POSTGRES_PASSWORD bằng cơ chế đọc mật khẩu từ file.

Tiêu chí hoàn thành:

• compose.yaml dùng khóa secrets và biến POSTGRES_PASSWORD_FILE cho postgres; file mật khẩu nằm trong thư mục bị .gitignore chặn.
• docker compose config hoặc docker inspect của postgres không còn giá trị mật khẩu ở dạng biến môi trường thường.
• Hệ thống vẫn khởi động sạch từ volume mới và /ready của backend trả 200.
• report.md nêu một giới hạn của cách này (ví dụ file vẫn nằm trên đĩa máy chủ, backend vẫn cần mật khẩu theo cách khác).

Thử thách C. Resource limits và OOM có kiểm soát

Đặt giới hạn bộ nhớ cho backend và quan sát hành vi.

Tiêu chí hoàn thành:

• Đặt giới hạn bộ nhớ quá thấp, có log docker inspect cho OOMKilled hoặc exit code 137 (hoặc ghi lại chính xác những gì xảy ra nếu máy bạn cho kết quả khác, kèm giải thích).
• Chọn giá trị cuối cùng dựa trên đo đạc docker stats --no-stream, không đoán; ghi số liệu vào report.md.
• Compose vẫn cho ba service (healthy) với giá trị cuối cùng.

Bằng chứng cần nộp

Cấu trúc thư mục theo mẫu lab:

lab-13/
├── README.md
├── report.md
├── source/
│   ├── compose.yaml
│   ├── .env.example
│   └── .gitignore
├── screenshots/
└── evidence/
    ├── command-output.txt
    └── test-results.txt
lab-14/
├── README.md
├── report.md
├── source/
│   ├── compose.yaml
│   ├── .env.example
│   ├── backup.sh            (L2, Thử thách A)
│   ├── restore.sh           (L2, Thử thách A)
│   └── .gitignore
├── screenshots/
└── evidence/
    ├── command-output.txt
    └── test-results.txt

Bằng chứng theo từng nhiệm vụ:

Nhiệm vụ	Bằng chứng bắt buộc
1	compose.yaml, .env.example; log docker compose config --quiet kèm exit code, docker compose ps, curl /api/members, lệnh exec gọi service theo tên; git ls-files hoặc git status chứng minh .env không bị theo dõi
2	Ba lần gọi /api/members kèm lệnh down, down -v, up -d trong lab-13/evidence/command-output.txt; giải thích trong report.md
3	lab-14/source/compose.yaml có healthcheck và depends_on điều kiện; log docker compose ps (healthy) và docker inspect Health Log
4	Log thoát bất thường so với stop, RestartCount, mã HTTP của /health và /ready khi postgres dừng và khi chạy lại; ghi vào lab-14/evidence/test-results.txt
5	git diff của thay đổi gây lỗi, log trước và sau khi sửa, mục Break -> Debug trong lab-14/report.md
L2-A	backup.sh, restore.sh, log chạy bảy lần và ls backups đếm 5 file, log restore và /api/members sau restore
L2-B	compose.yaml dùng secrets, log docker inspect không lộ mật khẩu, /ready 200
L2-C	Log OOMKilled/exit code, số liệu docker stats, giá trị cuối cùng và lý giải

Quy ước: mỗi lệnh trong command-output.txt được ghi dưới dạng dòng bắt đầu bằng $ rồi tới output thật. Ảnh chụp màn hình chỉ bổ trợ, không thay cho log và source. Đừng đưa mật khẩu thật vào log; che giá trị nhạy cảm trước khi nộp.

Barem chấm

Tiêu chí	Mô tả đạt	Không đạt	Điểm
Nhiệm vụ 1: hệ thống ba service chạy bằng Compose	compose.yaml đủ service, network, volume; mật khẩu nằm ở .env; /api/members trả dữ liệu; có log gọi theo tên service	Thiếu service, mật khẩu hard-code, hoặc không có log chạy thật	20
Nhiệm vụ 2: vòng đời dữ liệu	Ba lần gọi theo đúng thứ tự, kết quả (2) còn Carol, (3) mất Carol; giải thích đúng	Thiếu lần gọi, sai thứ tự, hoặc giải thích không nhắc tới volume	15
Nhiệm vụ 3: healthcheck và depends_on điều kiện	Cả ba service healthy, condition: service_healthy đúng, có Health Log	Thiếu healthcheck của một service hoặc depends_on chưa có điều kiện	20
Nhiệm vụ 4: restart policy và /health, /ready	Log thoát bất thường và stop đối chiếu đúng; mã 200 và 503 đúng; giải thích đúng	Chỉ nêu lý thuyết, không có log thực nghiệm	15
Nhiệm vụ 5: Break -> Debug	Có diff, triệu chứng, quy trình điều tra, nguyên nhân gốc và cách phòng tránh	Chỉ mô tả cách sửa, không có quy trình điều tra	10
Câu hỏi kiểm tra kiến thức	5 câu trả lời đúng và ngắn gọn trong report.md (2 điểm mỗi câu)	Sai ý chính hoặc sao chép nguyên văn từ bài lab	10
Chất lượng nộp bài và an toàn	Cấu trúc thư mục đúng, README trả lời 7 câu của template, không lộ secret, PR được review	Thiếu README, commit .env hoặc secret	10
Tổng			100
Điểm thưởng L2	Mỗi thử thách đạt đủ tiêu chí cộng tối đa 5 điểm; tổng thưởng tối đa 10	Thiếu tiêu chí đo được thì không cộng	+10

Ghi chú chấm: mentor có thể chạy lại docker compose up -d từ source/ của bạn trên máy khác. Bài nộp không chạy lại được chỉ nhận tối đa một nửa điểm của các nhiệm vụ liên quan.

Câu hỏi kiểm tra kiến thức

Trả lời ngắn (2 đến 4 câu mỗi câu) trong phần cuối của lab-14/report.md, bằng lời của bạn.

1. depends_on mặc định khác gì depends_on có condition: service_healthy? Cho một ví dụ lỗi mà cách mặc định gây ra.
2. Vì sao dữ liệu PostgreSQL còn sau docker compose down nhưng mất sau docker compose down -v?
3. Trong Compose, các service gọi nhau bằng tên (ví dụ postgres) hoạt động nhờ đâu, và vì sao cấu hình DB_HOST: localhost trong backend là sai?
4. Khi nào restart: unless-stopped giúp được bạn, và khi nào nó che giấu một lỗi thật?
5. Vì sao không nên publish cổng của postgres ra máy chủ trong dự án này, và cách nào đưa mật khẩu vào cấu hình mà không commit nó?

Lỗi hay bị trừ điểm

• Commit file .env, password hoặc token vào repo (trừ nặng ở tiêu chí an toàn).
• compose.yaml ghi sẵn mật khẩu thật thay vì dùng biến từ .env.
• Log không có dòng lệnh đi kèm, hoặc output được gõ tay thay vì lấy từ lần chạy thật.
• Chỉ nộp ảnh chụp màn hình, không có source/ và evidence/.
• depends_on thiếu condition, nên chỉ đảm bảo thứ tự khởi động chứ không đảm bảo sẵn sàng.
• Dùng localhost để healthcheck hoặc kết nối DB giữa các container thay vì 127.0.0.1 (trong healthcheck) hoặc tên service.
• Publish cổng postgres ra máy chủ, gây xung đột với PostgreSQL cài sẵn.
• Làm việc trong /mnt/c hoặc dùng docker-compose (v1) thay vì docker compose.
• Gây lỗi ở Nhiệm vụ 5 nhưng không trả cấu hình về trạng thái đúng trước khi nộp.
• Nộp file backup hoặc thư mục secret vào repo.
• Trả lời câu hỏi kiểm tra bằng cách chép lại đoạn văn của bài lab.

Quy trình nộp

1. Tạo branch trong repo cá nhân, ví dụ git switch -c week-07.
2. Hoàn thành lab-13/ và lab-14/ theo cấu trúc ở trên, commit nhiều lần với thông điệp rõ ràng.
3. Chạy lại docker compose up -d từ source/ trên một thư mục sạch để chắc chắn bài chạy lại được.
4. Push branch và mở Pull Request vào nhánh chính của repo cá nhân.
5. Nhờ một bạn review PR: người review đối chiếu với barem, để lại ít nhất 2 nhận xét cụ thể (một điểm tốt, một điểm cần sửa).
6. Sửa theo nhận xét, rồi gắn mentor vào PR để chấm.
7. Hạn nộp: trước buổi đầu tiên của tuần 08.

Checklist trước khi nộp

• lab-13/ và lab-14/ có đủ README.md, report.md, source/, evidence/
• README.md trả lời 7 câu hỏi trong template và đánh dấu level đã làm
• docker compose config --quiet thành công trên cả hai compose.yaml
• docker compose up -d chạy lại được từ source/ và cả ba service (healthy)
• evidence/command-output.txt chứa lệnh và kết quả thật, mỗi lệnh có dòng $
• Log đủ ba lần gọi /api/members cho Nhiệm vụ 2 và mã 200/503 cho Nhiệm vụ 4
• Mục Break -> Debug trong report.md có triệu chứng, điều tra, nguyên nhân gốc, phòng tránh
• Đã trả lời 5 câu hỏi kiểm tra kiến thức
• Không commit .env, secrets/, backup, password, token, private key
• PR đã được ít nhất một bạn review