Hiện nay, khi thời đại số hoá đang bùng nổ nhiều ứng dụng công nghệ ra đời để phục vụ cho nhu cầu sử dụng của người dùng. Trong lĩnh vực mạng máy tính, không thể không kể đến giải pháp đám mây Cloud Native. Trong bài viết này MONA Host sẽ cung cấp những thông tin chính chi tiết về Cloud Native giúp bạn hiểu rõ hơn về thuật ngữ này nhé.
Cloud Native là gì?
Cloud Native là cách tiếp cận trong xây dựng và vận hành các ứng dụng để khai thác ưu điểm của mô hình điện toán đám mây. Ứng dụng Cloud Native được xây dựng trên nền tảng đám mây nhằm khai thác những tính năng mà đám mây mang lại như tính linh hoạt, co giãn và khả năng phục hồi.
Theo định nghĩa của Cloud Native Computing Foundation (CNCF), Cloud Native là việc sử dụng phần mềm mã nguồn mở cùng với các công nghệ như containers (Kubernetes, Docker), microservices, cơ sở hạ tầng bất biến (immutable infrastructure), service meshes và giao diện lập trình ứng dụng khai báo (declarative API) để phát triển và triển khai các ứng dụng có khả năng mở rộng linh hoạt trên các nền tảng điện toán đám mây. Cloud Native là phương pháp phát triển ứng dụng mạnh mẽ và hiệu quả bằng cách áp dụng những nguyên tắc và kỹ thuật như:
- Containerization: Cung cấp nền tảng để đóng gói ứng dụng thành các đơn vị nhỏ, độc lập.
- Orchestration: Quản lý và điều phối các container này ở quy mô lớn, đảm bảo chúng hoạt động ổn định và hiệu quả.
- Microservices: Thiết kế kiến trúc ứng dụng thành các dịch vụ nhỏ, độc lập, mỗi dịch vụ được đóng gói trong một container.
- DevOps: Kết hợp chặt chẽ giữa phát triển và vận hành giúp tự động hóa các quy trình, từ viết code đến triển khai.
- Automated Scaling: Tự động điều chỉnh tài nguyên dựa trên tải của hệ thống, giúp tối ưu hóa chi phí và đảm bảo trải nghiệm người dùng tốt nhất.
Cloud Native services hỗ trợ phát triển ứng dụng hiện đại bằng cách sử dụng các công nghệ như Kubernetes, Docker, serverless functions (hàm không máy chủ), APIs và Kafka. Những đơn vị cung cấp dịch vụ đám mây hàng đầu cung cấp các công cụ và dịch vụ để nhà phát triển giảm tải các công việc vận hành và xây dựng ứng dụng nhanh chóng hơn.
Cloud Native là một nền tảng toàn diện, tuân thủ các tiêu chuẩn để xây dựng, triển khai và quản lý các ứng dụng như microservices và serverless functions. Các ứng dụng này không chỉ giúp doanh nghiệp tận dụng hiệu quả nhất các tính năng và lợi ích của môi trường đám mây, mà đồng thời cung cấp khả năng mở rộng và phản ứng linh hoạt trước những thách thức của môi trường kinh doanh hiện đại.
>> Tính năng và lợi ích khi sử dụng lưu trữ đám mây
Ngôn ngữ lập trình trong ứng dụng Cloud Native là gì?
Trong khi các ứng dụng thường sử dụng các ngôn ngữ như C/C++, C#, Java (đặc biệt là trong môi trường doanh nghiệp) và thậm chí là Cobol (đối với các hệ thống lớn), thì ứng dụng Cloud Native lại linh hoạt sử dụng được đa dạng ngôn ngữ hơn và tập trung vào phát triển web. Sự lựa chọn ngôn ngữ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như yêu cầu của dự án, kinh nghiệm của đội ngũ và xu hướng phát triển của ngành. Dưới đây là một vài ngôn ngữ phổ biến ứng dụng trong Cloud Native services:
- Python: Được biết đến với cú pháp đơn giản và khả năng ứng dụng rộng rãi, Python thường được sử dụng để xây dựng các ứng dụng web, phân tích dữ liệu và machine learning.
- JavaScript (Node.js): Với sự hỗ trợ của Node.js, JavaScript đã trở thành một lựa chọn phổ biến cho việc phát triển các ứng dụng web thực thời và các dịch vụ backend.
- Go: Được thiết kế bởi Google, Go là một ngôn ngữ mạnh mẽ, hiệu năng cao, thường được sử dụng để xây dựng các ứng dụng mạng và hệ thống phân tán.
- Java: Mặc dù có nguồn gốc từ thời đại của các ứng dụng doanh nghiệp, Java vẫn là một lựa chọn phổ biến nhờ vào cộng đồng lớn, thư viện phong phú và sự hỗ trợ của các nền tảng đám mây.
- Ruby: Với framework Ruby on Rails, Ruby đã trở thành một lựa chọn phổ biến cho việc phát triển các ứng dụng web nhanh chóng.
Lợi ích khi sử dụng Cloud Native là gì?
Cloud Native đang trên đà phát triển mạnh mẽ và đạt được mức tăng trưởng cao khi ứng dụng công nghệ đám mây tiên tiến và phương pháp phát triển hiện đại. Vào năm 2023 tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 23.7% và giá thị trường ước tính khoảng 5.9 tỷ USD. Vì sao Cloud Native được nhiều doanh nghiệp ứng dụng như vậy?. Cùng điểm qua một vài lợi ích khi sử dụng phương pháp này nhé.
Tính độc lập
Với Cloud Native, doanh nghiệp có thể xây dựng ứng dụng một cách độc lập và riêng lẻ. Các ứng dụng sẽ được phát triển theo mô hình Microservice, mỗi microservice giữ một chức năng chuyên biệt. Đảm bảo các ứng dụng được triển khai và quản lý độc lập, không phụ thuộc vào nhau. Mặc dù được triển khai độc lập nhưng các ứng dụng Cloud Native vẫn có khả năng tương tác và phối hợp với nhau thông qua giao tiếp API hoặc qua mạng, tạo nên một hệ thống tổng thể phức tạp và linh hoạt.
Khả năng hồi phục
Trong trường hợp cơ sở hạ tầng ngừng hoạt động do xảy ra sự cố thì ứng dụng Cloud Native vẫn đảm bảo được rằng các ứng dụng luôn hoạt động ổn định, không bị gián đoạn dù bất kỳ vấn đề nào xảy ra.
Standards – based
Các dịch vụ Cloud Native được triển khai và vận hành dựa trên mã nguồn mở và các công nghệ đạt tiêu chuẩn. Do đó phương pháp ứng dụng hoạt động trên đám mây có khả năng tương tác, di chuyển khối lượng công việc, giảm tình trạng nhà cung cấp bị khoá và tăng tính linh động.
Tự động hoá
Nhờ việc áp dụng những công nghệ hiện đại nên Cloud Native giúp tối ưu hóa quá trình triển khai và quản lý ứng dụng được tự động hóa và đạt hiệu quả hơn. Cloud Native không chỉ áp dụng những tính nặng tự động hóa của DevOps cho phép điều phối, quản lý và tự động hóa toàn bộ cơ sở hạ tầng cho đến các ứng dụng. Mà các nhà phát triển có thể ứng dụng những phương pháp như triển khai blue-green và canary để cải tiến, nâng cấp cho ứng dụng mà không làm gián đoạn hay ảnh hưởng tới trải nghiệm người dùng.
Giảm tình trạng Downtime
Cloud native áp dụng công nghệ điều phối container như Kubernetes, nên trong trường hợp nhà phát triển thực hiện triển khai bản cập nhật phần mềm của ứng dụng thì quá trình trải nghiệm của người dùng không bị ảnh hưởng, và không xảy ra tình trạng downtime.
Bảo mật
Bảo mật là một trong những tiêu chí hàng đầu được quan tâm và triển khi trong các ứng dụng Cloud Native computing. Do đó công nghệ bảo mật được tích hợp từ đầu giúp bảo vệ ứng dụng khỏi các mối đe dọa và tấn công an ninh mạng, đảm bảo rằng dữ liệu và hệ thống của bạn luôn an toàn.
>> Ưu nhược điểm và phân loại Private Cloud
Thách thức của Cloud Native là gì?
Mặc dù điện toán đám mây gốc có nhiều lợi ích nổi bật nhưng mô hình này cũng còn tồn tại nhiều vài hạn chế khi triển khai.
Khả năng chuyển đổi
Một trong những hạn chế lớn nhất của Cloud Native đó là khả năng chuyển đổi. Khi chuyển đổi ứng dụng truyền thống sang môi trường đám mây gốc đòi hỏi sự thay đổi toàn diện về cách phát triển và triển khai. Việc này cần đòi hỏi sự đầu tư lớn về nguồn lực và thời gian để quá trình chuyển đổi diễn ra hiệu quả.
Quản lý đám mây
Việc quản lý tài nguyên đám mây hiệu quả đòi hỏi kỹ thuật có chuyên môn cao và kiến thức sâu rộng về công nghệ đám mây. Để tối ưu hóa sử dụng tài nguyên và đảm bảo an toàn, các doanh nghiệp nên đầu tư vào việc đào tạo nhân viên và triển khai các công cụ quản lý tài nguyên hiện đại. Việc này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí và bảo vệ dữ liệu một cách tối ưu.
Bảo mật và tuân thủ
Đảm bảo an toàn cho dữ liệu và ứng dụng trên nền tảng đám mây là một thách thức lớn khi triển khai mô hình Cloud Native. Các doanh nghiệp cần thiết lập chính sách bảo mật chặt chẽ và tuân thủ các quy định pháp lý để bảo vệ dữ liệu. Doanh nghiệp cần áp dụng các biện pháp bảo mật tiên tiến, đào tạo nhân viên về an ninh mạng và sử dụng các công cụ giám sát nhằm phát hiện sớm các mối đe dọa.
Điều chỉnh tài nguyên
Quản lý tài nguyên và hiệu suất của các container và microservices cần điều chỉnh liên tục. Nếu không được thực hiện hiệu quả, nó có thể gây tăng chi phí và giảm hiệu suất. Chính vì vậy, đòi hỏi doanh nghiệp cần phải có các công cụ giám sát và tự động hóa mạnh mẽ, cùng với kiến thức chuyên sâu để điều chỉnh và tối ưu hóa hệ thống liên tục.
Khả năng xác định sự cố
Trong môi trường Cloud Native phức tạp, việc xác định và giải quyết sự cố đòi hỏi công cụ và quy trình nghiêm ngặt và có chuyên môn cao, hiểu biết rộng về công nghệ điện toán đám mây gốc.
Đội ngũ cần có chuyên môn cao
Để triển khai và vận hành công nghệ điện toán đám mây gốc, doanh nghiệp cần có một đội ngũ có chuyên môn kiến thức và kỹ năng cần thiết để quản lý hệ thống.
Các dịch vụ hoạt động trên Cloud Native
Cloud Native hỗ trợ một loạt các dịch vụ hoạt động trên Cloud Native giúp tối ưu hóa việc phát triển và triển khai ứng dụng. Dưới đây là một số dịch vụ và công nghệ phổ biến như:
Container Registry
OCI Container Registry là dịch vụ đăng ký Docker do Oracle quản lý dựa trên standards-base để lưu trữ và chia sẻ hình ảnh container một cách an toàn. Các kỹ sư có thể dễ dàng đẩy và kéo hình ảnh Docker với giao diện dòng lệnh Docker (CLI) và API. Để hỗ trợ container lifecycle, Container Registry hoạt động với Container Engine for Kubernetes của Oracle, OCI Identity and Access Management (Quản lý nhận dạng và truy cập OCI), Oracle Visual Builder Studio cũng như các công cụ dành cho nhà phát triển thứ ba và DevOps.
Notification
OCI Notifications được hiểu là dịch vụ Publish/Subscribe có độ trễ thấp và tính khả dụng cao. Nó sẽ gửi cảnh báo và tin nhắn đến Oracle, Cloud Functions, Email, SMS và các đối như Slack, PagerDuty và ServiceNow. Notifications hỗ trợ xây dựng các ứng dụng Cloud Native có khả năng mở rộng và độ tin cậy.
Streaming
OCI Streaming là một dịch vụ mạnh mẽ tương thích với Apache Kafka, lý tưởng cho các nhà phát triển và nhà khoa học dữ liệu. Nó giúp nhập, lưu trữ và xử lý dữ liệu phát trực tuyến theo thời gian thực trên quy mô lớn, tối ưu hóa hiệu suất và khả năng mở rộng của ứng dụng.
Container Engine
Container Engine for Kubernetes (OKE) là dịch vụ điều phối container do Oracle quản lý. Dịch vụ này giúp giảm thời gian và chi phí để xây dựng các ứng dụng Cloud Native hiện đại. Đây có thể được xem là dịch vụ miễn phí chạy trên máy tính có hiệu suất cao, chi phí thấp.
Functions
Oracle Cloud Functions là nền tảng serverless mạnh mẽ, tích hợp với OCI, các dịch vụ nền tảng và ứng dụng SaaS. Vì dựa trên Fn Project mã nguồn mở, các nhà phát triển có thể tạo ứng dụng dễ dàng chuyển sang các môi trường Cloud khác. Code chạy trong thời gian ngắn và bạn chỉ trả tiền cho tài nguyên thực sự sử dụng, giúp tối ưu chi phí và tăng tính linh hoạt.
Những nguyên tắc kiến trúc trong Cloud Native
Sau khi hiểu về định nghĩa của Cloud Native là gì, chúng ta cần quan tâm đến những nguyên tắc cloud-native architecture để đảm bảo ứng dụng Cloud Native hoạt động hiệu quả và linh hoạt, các nhà phát triển cần tuân thủ một số nguyên tắc kiến trúc quan trọng.
Thiết kế tự động hóa ( Design for automation)
Tự động hoá chính là nguyên tắc kiến trúc đầu tiên khi nhắc đến Cloud Native. Giải pháp đám mây này giúp tự động hoá cơ sở hạ tầng trở nên dễ dàng hơn. Tự động hoá buộc bạn phải có khoản trả trước cao hơn nhưng chúng thực sự mang lại hiệu quả trong việc phục hồi và tăng hiệu suất của hệ thống.
Một số lĩnh vực có thể tự động hoá các hệ thống Cloud Native:
- Cơ sở hạ tầng: Google Cloud Deployment Manager hay Terraform là một số công cụ được sử dụng để tự động hoá cơ sở hạ tầng.
- Tích hợp liên tục: Tự động hóa việc xây dựng, thử nghiệm và triển khai các gói tạo hệ thống bằng cách sử dụng các công cụ như Google Cloud Build, Jenkins và Spinnaker.
- Scale up và scale down: Tự động hóa hệ thống scaling để phản hồi khi hệ thống tải tăng lên hoặc xuống.
- Giám sát và phục hồi tự động: Giảm sát và đăng nhập vào các hệ thống Cloud Native của mình ngay từ đầu. Và Sử dụng dữ liệu giám sát để theo dõi tình trạng hệ thống và tự động khắc phục sự cố. Và sử dụng dữ liệu giám sát để theo dõi tình trạng hệ thống và tự động khắc phục sự cố.
Hiểu về trạng thái hệ thống
Trong kiến trúc cloud, trạng thái (State) đại diện cho dữ liệu hoặc tình trạng của hệ thống tại một thời điểm cụ thể. Trạng thái lưu trữ là dữ liệu người dùng, như số lượng nhân viên hay các mặt hàng trong giỏ hàng. Trạng thái hệ thống là tình trạng của hệ thống, như phiên bản mã hiện đang chạy hoặc số lượng instance đang hoạt động.
Xử lý trạng thái hệ thống là một khía cạnh phức tạp khi xây dựng kiến trúc phân tán Cloud Native. Để tối ưu hóa, nguyên tắc này bạn nên xây dựng hệ thống với chủ đích về cách thức và thời điểm lưu trữ trạng thái, thiết kế các thành phần không trạng thái (stateless) khi có thể. Thiết kế không trạng thái giúp hệ thống dễ dàng mở rộng và quản lý hơn, tăng tính linh hoạt và giảm bớt các vấn đề về quản lý trạng thái phức tạp.
Những thành phần của stateless:
- Cân bằng tải (Load-balance across)
- Sửa chữa Roll-back
- Quy mô (Scale)
Ưu tiên các dịch vụ quản trị phù hợp
Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây không chỉ cung cấp cơ sở hạ tầng mà còn có các gói dịch vụ quản trị đầy đủ chức năng, giúp doanh nghiệp tiết kiệm thời gian và chi phí vận hành. Tuy nhiên, việc phụ thuộc vào một nhà cung cấp duy nhất có thể gây lo ngại về khả năng chuyển đổi trong tương lai. Tuy nhiên so với những lo ngại này thì dịch vụ quản trị mang lại nhiều lợi thế về thời gian và chi phí vận hành.
Tuy nhiên doanh nghiệp vẫn thận trọng khi tận dụng dịch vụ này do họ lo ngại vấn đề bị ràng buộc bởi một nhà cung cấp nhất định và gặp khó khi muốn chuyển đổi. Chính vì thế, quyết định có nên áp dụng dịch vụ quản lý hay không sẽ phụ thuộc vào nhiều tiêu chí khác nhau như chi phí, kỹ năng, và tính di động.
Chú trọng bảo mật chuyên sâu
Kiến trúc truyền thống dựa nhiều vào bảo mật ngoại vi, dễ bị tấn công nội bộ và từ bên ngoài. Trong khi đó, kiến trúc Cloud Native, với nguồn gốc từ các dịch vụ trực tuyến, yêu cầu áp dụng các biện pháp bảo mật mạnh mẽ hơn như xác thực giữa các thành phần, giảm sự tin tưởng giữa các thành phần ngay cả khi đó là thành phần nội bộ nên sẽ không có khái niệm bên trong và bên ngoài. Mỗi một thành phần đều được thiết kế để tự bảo vệ trước những thành phần còn lại đảm bảo khả năng triển khai dịch vụ ngay cả với những mạng không tin cậy.
Luôn kiểm tra cập nhật Cloud Native architecture
Luôn cập nhật và phát triển liên tục chính là đặc điểm của hệ thống Cloud Native. Mục tiêu hàng đầu của nguyên tắc kiến trúc này là tinh giản, cải thiện hiệu năng để đáp ứng những nhu cầu của tổ chức cũng như những thay đổi từ môi trường hay nhà cung cấp dịch vụ.
Các hạ tầng CNTT mà không tuân thủ theo nguyên tắc kiểm tra và cập nhật sẽ trở nên lỗi thời và cứng nhắc, không phản ứng linh hoạt được trước những mối đe dọa luôn tiềm ẩn. Điều này có thể dẫn đến đưa doanh nghiệp vào bế tắc và làm giảm tính cạnh tranh trong môi trường kinh doanh.
Một vài câu hỏi thường gặp liên quan về Cloud Native computing
Sự khác biệt giữa Cloud và Cloud Native?
Sự khác biệt chính giữa Cloud và Cloud Native nằm ở cách tiếp cận và tận dụng công nghệ đám mây.
Cloud:
- Chuyển đổi các ứng dụng hiện có sang môi trường đám mây mà không thay đổi cấu trúc cơ bản của chúng.
- Thường áp dụng phương pháp “lift and shift”, nghĩa là di chuyển các ứng dụng từ on-premise lên đám mây mà không cần tối ưu hóa hoặc thay đổi.
- Sử dụng cơ sở hạ tầng và dịch vụ của nhà cung cấp đám mây để giảm chi phí và quản lý.
- Tiết kiệm chi phí về phần cứng và dễ dàng mở rộng.
Cloud Native:
- Xây dựng và triển khai các ứng dụng được thiết kế đặc biệt để tận dụng tối đa các tính năng và lợi ích của môi trường đám mây.
- Sử dụng kiến trúc microservices, containerization, DevOps, CI/CD, và tự động hóa để tối ưu hóa hiệu suất và khả năng mở rộng.
- Các ứng dụng Cloud Native được xây dựng để có thể mở rộng linh hoạt, tự khắc phục sự cố và triển khai nhanh chóng.
Cloud Native Computing Foundation (CNCF) là gì?
Cloud Native Computing Foundation (CNCF) là một tổ chức phi lợi nhuận thuộc Linux Foundation, được thành lập vào năm 2015. CNCF hỗ trợ, giám sát và hướng dẫn các dự án phát triển nhanh chóng liên quan đến Cloud Native, bao gồm Kubernetes, Envoy, và Prometheus
Trên đây là những chia sẻ chi tiết Cloud Native là gì. Hy vọng qua bài viết bạn có thể hiểu hơn về giải pháp đám mây này và biết cách chủ động ứng dụng cho chính doanh nghiệp mình.
Mình là Võ Nguyên Thoại, hiện tại đang là Co-founder và CTO của MONA Host - công ty chuyên cung cấp các dịch vụ cloud hosting, vps và hạ tầng thuộc phân khúc cao cấp tại thị trường Việt Nam, đồng thời cũng là Group CTO của The MONA, công ty chủ quản của MONA Media, MONA Software và MONA Host, với hệ sinh thái đầy đủ và hoàn chỉnh để phát triển doanh nghiệp trên môi trường internet.
Với kinh nghiệm làm việc chuyên sâu hơn 15 năm trong lĩnh vực CNTT, trải dài từ mảng hạ tầng, hệ thống, phát triển phần mềm và devops, Thoại mong muốn đóng góp các kinh nghiệm và kiến thức của mình tại Mona để xây dựng một hạ tầng CNTT với các trải nghiệm mới, cao cấp hơn, mượt mà hơn, tin cậy hơn và xoá bỏ khoảng cách giữa các doanh nghiệp và công cuộc chuyển đổi số với đội ngũ chuyên viên kỹ thuật cao luôn hỗ trợ khách hàng 24/7.
Hy vọng với những kiến thức, hiểu biết Thoại chia sẻ sẽ hữu ích đến các bạn độc giả quan tâm!
