Kiến trúc Cloud Native và các đặc điểm của ứng dụng Cloud Native (Phần 1)

Một cậu bé gọi điện đến công ty điện toán đám mây. Giám đốc Điều hành rất tò mò về lí do cậu gọi cho họ. “Cháu muốn thuê dịch vụ của các chú”, đứa trẻ đáp lời. Vị Giám đốc tỏ ra thích thú nhưng cũng khá bối rối, rằng một công ty điện toán đám mây có thể cung cấp dịch vụ gì cho một đứa trẻ? Câu trả lời ông nhận được khá lạnh lùng: “Cháu muốn dịch vụ làm bài tập về nhà” (Homework-as-a-Service)

Hãy bắt đầu với bài viết về kiến trúc Cloud Native để xây dựng một ứng dụng Cloud Native hoàn thiện.

1. Kiến trúc Cloud Native là gì?

Hiện nay, tất cả các tài nguyên hoặc sản phẩm công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng dịch vụ. Do đó, phát triển phần mềm Cloud Native trở thành một yêu cầu thiết yếu đối với mọi doanh nghiệp, bất kể quy mô và tính chất như thế nào. Trước khi bước vào thế giới cloud, điều quan trọng là bạn phải hiểu kiến trúc Cloud Native là gì và làm sao để thiết kế kiến trúc phù hợp với nhu cầu ứng dụng Cloud Native.

Kiến trúc Cloud Native là một cách đột phá để tiếp cận phát triển phần mềm, được thiết kế đặc biệt nhằm tận dụng tối đa mô hình điện toán đám mây. Nó cho phép các tổ chức xây dựng các ứng dụng dưới dạng dịch vụ độc lập sử dụng kiến trúc microservices và chạy chúng trên các nền tảng điều phối động (dynamically orchestrated). Các ứng dụng được xây dựng trên kiến trúc Cloud Native thường rất ổn định, và chúng mang lại quy mô, hiệu suất cũng như thời gian phát hành ra thị trường nhanh hơn.

Môi trường phát triển phần mềm truyền thống dựa trên mô hình “thác nước” (“waterfall” model) được hỗ trợ bởi kiến trúc nguyên khối, trong đó phần mềm được phát triển tuần tự.

Các nhà thiết kế chuẩn bị thiết kế sản phẩm cùng với các tài liệu liên quan.
Bộ phận phát triển viết code và gửi đến bộ phận kiểm thử.
Nhóm thử nghiệm chạy các loại thử nghiệm khác nhau để xác định lỗi cũng như đánh giá hiệu suất của ứng dụng Cloud Native.
Khi phát hiện ra lỗi, code sẽ được gửi lại cho bộ phận phát triển.
Khi code thành công vượt qua tất cả các bài kiểm tra, nó sẽ được triển khai tới môi trường sản xuất thử nghiệm và sau đó triển khai sang môi trường thực (live environment).

Nếu bạn phải cập nhật code hoặc thêm/bớt một tính năng, bạn phải thực hiện lại toàn bộ quy trình. Việc đổi code khi có nhiều nhóm cùng làm việc trong một dự án sẽ gây ra khó khăn cho quá trình hợp tác. Ngoài ra, họ cũng khó có thể sử dụng một ngôn ngữ lập trình duy nhất. Hơn nữa, triển khai một dự án phần mềm lớn đòi hỏi phải thiết lập một cơ sở hạ tầng khổng lồ cùng với cơ chế kiểm thử chức năng bao quát. Toàn bộ quá trình này không hiệu quả và tốn nhiều thời gian.

Kiến trúc microservices được ra đời để giải quyết hầu hết những thách thức này. Kiến trúc microservices là một kiến trúc theo hướng dịch vụ, trong đó các ứng dụng được xây dựng dưới dạng các dịch vụ độc lập có thể kết nối với nhau thông qua các API. Nó cho phép các nhà phát triển làm việc độc lập trên các dịch vụ khác nhau và sử dụng các ngôn ngữ khác nhau. Với kho lưu trữ trung tâm hoạt động như một hệ thống quản lý phiên bản (version control system), các tổ chức có thể làm việc đồng thời trên các phần khác nhau của code và cập nhật các tính năng cụ thể mà không ảnh hưởng đến phần mềm hoặc gây ra bất kỳ thời gian chết nào cho ứng dụng. Khi áp dụng tự động hóa, doanh nghiệp có thể dễ dàng và thường xuyên đưa ra các thay đổi quan trọng mà không mất quá nhiều công sức.

Ứng dụng Cloud Native được tăng cường bởi kiến trúc microservices tận dụng tính chất phân tán, linh hoạt và có khả năng mở rộng cao của đám mây để tạo ra các sản phẩm phần mềm lấy khách hàng làm trung tâm trong một môi trường phân phối liên tục. Điểm nổi bật của kiến trúc Cloud Native là nó cho phép bóc tách tất cả các lớp của cơ sở hạ tầng như cơ sở dữ liệu, mạng, máy chủ, hệ điều hành, bảo mật, v.v., từ đó bạn có thể tự động hóa và quản lý từng lớp một cách độc lập bằng cách sử dụng tập lệnh (script). Đồng thời, bạn có thể tạo cơ sở hạ tầng cần thiết ngay lập tức bằng cách sử dụng code. Do đó, các nhà phát triển có thể tập trung vào việc thêm các tính năng vào phần mềm và điều phối cơ sở hạ tầng thay vì lo lắng về nền tảng, hệ điều hành hoặc môi trường runtime (runtime environment).

2. Lợi ích của kiến trúc Cloud Native

Kiến trúc Cloud Native có rất nhiều lợi ích, và dưới đây là một vài trong số đó:

Tăng tốc chu kỳ phát triển phần mềm (Software Development Lifecycle)

Ứng dụng Cloud Native bổ sung cho môi trường phân phối liên tục dựa trên DevOps với tính năng tự động hóa được gắn trong vòng đời sản phẩm, mang lại tốc độ và chất lượng ưu việt hơn. Các nhóm đa chức năng bao gồm đội ngũ thiết kế, phát triển, thử nghiệm, vận hành và kinh doanh được thành lập để hợp tác và làm việc nhịp nhàng thông qua SDLC. Với các CI/CD pipelines tự động trong phân đoạn phát triển và cơ sở hạ tầng dựa trên IaC trong phân đoạn vận hành hoạt động song song, khả năng kiểm soát toàn bộ quy trình sẽ dễ hơn, giúp toàn bộ hệ thống hoạt động nhanh chóng, hiệu quả và hạn chế xảy ra lỗi. Tính minh bạch cũng được duy trì trong toàn bộ môi trường. Tất cả các yếu tố này đẩy nhanh đáng kể vòng đời phát triển phần mềm.

Vòng đời phát triển phần mềm (SDLC) đề cập đến các giai đoạn khác nhau trong quá trình phát triển một sản phẩm phần mềm. Một SDLC điển hình bao gồm 7 giai đoạn khác nhau.

Giai đoạn Thu thập yêu cầu / Lập kế hoạch: Thu thập thông tin về các vấn đề đang gặp phải, yêu cầu của doanh nghiệp, yêu cầu của khách hàng, v.v.
Giai đoạn Phân tích: Xác định các yêu cầu của hệ thống nguyên mẫu (prototype), nghiên cứu thị trường cho các nguyên mẫu hiện có, phân tích các yêu cầu của khách hàng đối với các nguyên mẫu được đề xuất, v.v.
Giai đoạn thiết kế: Chuẩn bị thiết kế sản phẩm, tài liệu đặc tả yêu cầu phần mềm, hướng dẫn mã hóa, technology stack, frameworks, v.v.
Giai đoạn phát triển: Viết code để xây dựng sản phẩm theo các tài liệu hướng dẫn và đặc điểm kỹ thuật
Giai đoạn Kiểm thử: Code được kiểm tra lỗi/ bugs và chất lượng được đánh giá dựa trên tài liệu SRS.
Giai đoạn triển khai: Cung cấp cơ sở hạ tầng, triển khai phần mềm đến môi trường sản xuất
Giai đoạn Vận hành và Bảo trì: bảo trì sản phẩm, xử lý các vấn đề của khách hàng, giám sát hiệu suất so với các chỉ số, v.v.

Rút ngắn thời gian phát hành ra thị trường

Trong một thế giới mà CNTT đang phát triển nhanh chóng như ngày nay, tốc độ và chất lượng dịch vụ là hai yêu cầu vô cùng quan trọng. Kiến trúc Cloud Native được tăng cường bởi DevOps giúp bạn dễ dàng xây dựng và tự động hóa pineline (chỉ một tập hợp các đối tượng xử lý dữ liệu thành dạng chuỗi) phân phối liên tục để cung cấp phần mềm nhanh hơn và tốt hơn. Các công cụ IaC giúp bạn có thể tự động hóa việc cung cấp cơ sở hạ tầng theo yêu cầu, đồng thời cho phép bạn mở rộng quy mô hoặc hạ tầng cơ sở ngay trong quá trình. Khi việc quản lý CNTT được đơn giản hóa và kiểm soát tốt hơn toàn bộ vòng đời sản phẩm, SDLC sẽ được tăng tốc đáng kể, giúp cho các tổ chức rút ngắn thời gian đưa ra thị trường. DevOps tập trung vào phương pháp lấy khách hàng làm trung tâm, trong đó các nhóm chịu trách nhiệm về toàn bộ vòng đời sản phẩm. Do đó, các bản cập nhật và các bản phát hành tiếp theo cũng trở nên nhanh hơn và tốt hơn. Thời gian phát triển giảm, sản xuất và khai thác quá mức cũng như nợ kỹ thuật cũng có thể làm giảm chi phí phát triển chung. Tương tự, năng suất được cải thiện cũng sẽ dẫn đến tăng doanh thu.

Tính khả dụng và khả năng phục hồi cao

Các hệ thống CNTT hiện đại không chấp nhận có thời gian chết (downtimes). Nếu sản phẩm của bạn thường xuyên phải ngừng hoạt động, việc kinh doanh sẽ đổ bể. Bằng cách kết hợp kiến trúc Cloud Native với Microservices và Kubernetes, bạn có thể xây dựng các hệ thống có khả năng chịu lỗi và có khả năng tự phục hồi. Trong thời gian ngừng hoạt động, các ứng dụng của bạn vẫn khả dụng vì bạn có thể chỉ cần cô lập hệ thống bị lỗi và chạy ứng dụng bằng cách tự động thay đổi các hệ thống khác. Do đó, hệ thống có thể đạt được tính khả dụng cao hơn, cải thiện trải nghiệm khách hàng và thời gian hoạt động.

Chi phí thấp

Kiến trúc Cloud Native đi kèm với mô hình trả tiền cho mỗi lần sử dụng (pay-per-use model), có nghĩa là các tổ chức liên quan chỉ trả tiền cho các tài nguyên được sử dụng trong khi hưởng lợi cực kỳ lớn từ tính kinh tế theo quy mô. Khi CapEx chuyển thành OpEx, các doanh nghiệp có thể chuyển đổi các khoản đầu tư ban đầu của họ để có được các nguồn lực phát triển. Khi nói đến OpEx, môi trường Cloud Native tận dụng lợi thế của công nghệ lưu trữ được quản lý bởi phần mềm Kubernetes mã nguồn mở. Ngoài ra cũng có các công cụ Cloud Native khác có sẵn trên thị trường để quản lý hệ thống một cách hiệu quả. Với kiến trúc không máy chủ (serverless), chi phí tiêu chuẩn hóa cơ sở hạ tầng, các công cụ nguồn mở, và vận hành giảm xuống, dẫn đến TCO thấp hơn.

Biến ứng dụng trở thành API

Ngày nay, các doanh nghiệp bắt buộc phải tạo ra được các ứng dụng thu hút khách hàng. Môi trường Cloud Native cho phép bạn kết nối khối lượng dữ liệu doanh nghiệp khổng lồ với các ứng dụng front-end bằng cách sử dụng tích hợp dựa trên API. Vì mọi tài nguyên CNTT đều nằm trong đám mây và sử dụng API, nên ứng dụng của bạn cũng biến thành API. Điều này không chỉ mang lại trải nghiệm hấp dẫn cho khách hàng mà còn giúp bạn sử dụng cơ sở hạ tầng của mình để bước vào kỷ nguyên web và thiết bị di động cho ứng dụng Cloud Native.

3. Các đặc điểm kiến trúc Cloud Native

Khi kiến trúc Cloud Native trở nên phổ biến, một số tổ chức đã đưa ra các mẫu thiết kế khác nhau và các phương pháp hay nhất để việc vận hành được trơn tru hơn. Dưới đây là các mẫu kiến trúc Cloud Native chính cho kiến trúc đám mây:

Dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu

Trong kiến trúc đám mây, các tài nguyên được lưu trữ tập trung và phân phối qua internet thông qua mô hình trả cho mỗi lần sử dụng. Khách hàng được tính phí dựa trên việc sử dụng tài nguyên. Điều này có nghĩa là bạn có thể mở rộng quy mô tài nguyên khi cần thiết và tối ưu hóa tài nguyên cho các mục tiêu cốt lõi. Với các mức thanh toán khác nhau, cấu trúc này cũng mang lại sự linh hoạt và cho phép bạn lựa chọn các dịch vụ sử dụng. Ví dụ: Với kiến trúc phi máy chủ (serverless architecture), bạn chỉ được cung cấp tài nguyên khi mã (code) được thực thi, nghĩa là bạn chỉ trả tiền khi ứng dụng của bạn đang được sử dụng.

Cơ sở hạ tầng tự phục vụ

Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ (IaaS) là một thuộc tính chính của kiến trúc Cloud Native. Cho dù bạn triển khai ứng dụng trên môi trường đàn hồi (elastic), môi trường ảo hay môi trường chung, ứng dụng của bạn sẽ tự động được thiết kế lại cho phù hợp với cơ sở hạ tầng bên dưới, mở rộng hoặc giảm quy mô xuống để phù hợp với sự thay đổi của khối lượng công việc. Điều này đồng nghĩa với việc bạn không cần phải tìm và xin phép máy chủ, bộ cân bằng tải hoặc hệ thống quản lý trung tâm để triển khải, kiểm tra hoặc khai thác tài nguyên CNTT. Khi thời gian chờ đợi được giảm bớt, việc quản lý CNTT cũng sẽ được đơn giản hóa.

Tối ưu với dịch vụ được quản lý (Managed services)

Kiến trúc đám mây cho phép bạn tận dụng tối đa các dịch vụ quản lý (managed services) trên đám mây để quản lý hiệu quả cơ sở hạ tầng đám mây, ngay từ giai đoạn di chuyển và cấu hình đến quản lý và bảo trì, đồng thời tối ưu hóa thời gian và chi phí cho các dịch vụ cốt lõi. Vì mỗi dịch vụ được coi như một vòng đời độc lập, nên việc quản lý nó như một quy trình DevOps linh hoạt rất dễ dàng. Bạn có thể làm việc với nhiều CI/CD pipelines cùng lúc cũng như quản lý chúng một cách độc lập.

Ví dụ: AWS Fargate là một công cụ tính toán phi máy chủ cho phép bạn xây dựng ứng dụng mà không cần quản lý máy chủ thông qua mô hình trả tiền cho mỗi lần sử dụng (pay-per-usage). Amazon lambda cũng là một công cụ khác cho mục đích trên. Amazon RDS cho phép bạn xây dựng, mở rộng quy mô và quản lý cơ sở dữ liệu kiên quan đến nhau trên đám mây. Amazon Cognito là một công cụ hiệu quả giúp bạn quản lý việc xác thực người dùng, ủy quyền và quản lý một cách an toàn trên tất cả các ứng dụng đám mây. Với sự trợ giúp của các công cụ này, bạn có thể dễ dàng thiết lập và quản lý môi trường phát triển đám mây với ít chi phí và công sức nhất.

Kiến trúc phân tán toàn cầu

Kiến trúc phân tán toàn cầu là một phần quan trọng khác của kiến trúc Cloud Native, cho phép bạn cài đặt và quản lý phần mềm trên toàn bộ cơ sở hạ tầng. Đây là một mạng lưới các thành phần độc lập được lắp đặt tại các vị trí khác nhau. Các thành phần này chia sẻ các thông tin để hướng tới việc đạt được một mục tiêu chung. Hệ thống phân tán cho phép các tổ chức mở rộng quy mô tài nguyên, đồng thời khiến cho người dùng cuối (end-user) tin rằng họ đang làm việc chỉ trên một máy duy nhất. Trong trường hợp này, các tài nguyên như dữ liệu, phần mềm hoặc phần cứng cùng được chia sẻ và một chức năng duy nhất được chạy đồng thời trên nhiều máy. Các hệ thống này có khả năng chịu lỗi, trơn tru và mở rộng cao. Trong khi kiến trúc client-server đã được sử dụng trước đó, các hệ thống phân tán hiện đại sử dụng kiến trúc mạng đa tầng, ba tầng hoặc ngang hàng. Các hệ thống phân tán cung cấp khả năng mở rộng theo chiều ngang không giới hạn, khả năng chịu lỗi và độ trễ thấp. Mặt khác, chúng cần giám sát thông minh, tích hợp dữ liệu và đồng bộ hóa dữ liệu. Việc tránh lỗi mạng và thông tin thực sự là một thách thức. Nhà cung cấp đám mây đảm nhận việc quản trị, bảo mật, kỹ thuật, phát triển và kiểm soát vòng đời. Điều đó có nghĩa là bạn không phải lo lắng về các bản cập nhật, bản vá và các vấn đề tương thích trong ứng dụng Cloud Native của mình.

Tối ưu hóa tài nguyên

Trong một trung tâm dữ liệu truyền thống, các tổ chức phải mua và cài đặt trước toàn bộ cơ sở hạ tầng. Vào những mùa cao điểm, đơn vị tổ chức lại càng phải đầu tư nhiều hơn vào cơ sở hạ tầng. Khi mùa cao điểm này kết thúc, các tài nguyên mới mua sẽ không được sử dụng, gây nên việc lãng phí rất lớn. Với kiến trúc đám mây, bạn có thể khởi chạy tài nguyên ngay lập tức bất cứ khi nào cần và kết thúc chúng khi không cần đến. Hơn nữa, bạn sẽ chỉ trả tiền cho các tài nguyên được sử dụng. Điều này giúp các nhóm phát triển thử nghiệm các ý tưởng mới vì họ không dùng tài nguyên dài hạn.

Amazon Autoscaling

Tự động thay đổi tỷ lệ (autoscaling) là một tính năng mạnh mẽ của kiến trúc Cloud Native, cho phép bạn tự động điều chỉnh tài nguyên để duy trì các ứng dụng ở mức tối ưu. Lợi ích của autoscaling là bạn có thể tách từng lớp có thể mở rộng (scalable layer) và chia tỷ lệ các tài nguyên cụ thể. Có hai cách để mở rộng quy mô tài nguyên. Chia tỷ lệ dọc sẽ tăng cấu hình của máy để xử lý lưu lượng truy cập ngày càng tăng, chia tỷ lệ ngang bổ sung thêm nhiều máy hơn để mở rộng tài nguyên. Tỷ lệ mở rộng theo chiều dọc bị giới hạn bởi dung lượng, còn mở rộng quy mô theo chiều ngang cung cấp tài nguyên không giới hạn.

Ví dụ: AWS cung cấp tính năng tự động mở rộng theo chiều ngang ngay lập tức. Dù là các phiên bản Elastic Compute Cloud (EC2), DynamoDB indexes, vùng chứa Elastic Container Service (ECS) hay các cụm Aurora, Amazon giám sát và điều chỉnh tài nguyên dựa trên chính sách mở rộng thống nhất cho từng ứng dụng mà bạn xác định. Bạn có thể xác định các mức độ mở rộng ưu tiên như tối ưu hóa chi phí hoặc tính khả dụng cao hoặc cân bằng cả hai. Tính năng autoscaling của AWS là miễn phí nhưng bạn sẽ phải trả tiền cho các tài nguyên được mở rộng.

Phương pháp 12 yếu tố

Với mục đích tạo điều kiện cho sự hợp tác liền mạch giữa các nhà phát triển làm việc trên cùng một ứng dụng và quản lý hiệu suất tự nhiên động của ứng dụng theo thời gian, đồng thời giảm thiểu chi phí ăn mòn phần mềm, các nhà phát triển tại Heroku đã đưa ra phương pháp 12 yếu tố giúp các tổ chức dễ dàng xây dựng và triển khai ứng dụng trong một kiến trúc Cloud Native. Điểm mấu chốt của phương pháp này là ứng dụng phải sử dụng một cơ sở mã (codebase) duy nhất khi triển khai và phải đi kèm với tất cả các thành phần độc lập (dependencies) được tách biệt với nhau. Mã cấu hình phải được tách biệt với mã ứng dụng. Các quy trình phải ở dạng phi trạng thái để bạn có thể chạy, mở rộng quy mô và kết thúc chúng một cách riêng biệt. Tương tự, bạn nên xây dựng các CI/CD pipelines tự động trong khi quản lý việc xây dựng, phát hành và chạy các quy trình phi trạng thái (stateless) riêng lẻ. Một khuyến nghị quan trọng khác là các ứng dụng chỉ nên được dùng một lần để bạn có thể bắt đầu, kết thúc và mở rộng từng tài nguyên một cách độc lập. Phương pháp 12 yếu tố hoàn toàn phù hợp với kiến trúc đám mây.

Dưới đây là 12 khối xây dựng cho các ứng dụng dựa trên đám mây.

12 yếu tố	Nguyên tắc	Miêu tả
1	Codebase	Nguyên tắc đầu tiên là duy trì một codebase duy nhất cho mỗi ứng dụng có thể được dùng để triển khai nhiều instance/phiên bản của cùng một ứng dụng và theo dõi nó bằng cách sử dụng hệ thống kiểm soát phiên bản trung tâm như Git.
2	Các phần phụ thuộc (Dependencies)	Cách tốt nhất là xác định tất cả các phần phụ thuộc của ứng dụng, cô lập và đóng gói chúng trong ứng dụng.
3	Cấu hình (Configurations)	Mặc dù cùng một mã code được triển khai trên nhiều môi trường, nhưng cấu hình sẽ thay đổi theo môi trường. Do đó, nên tách các cấu hình khỏi mã code và lưu trữ chúng bằng cách sử dụng các biến môi trường (environmental variables)
4	Dịch vụ nền (Backing services)	Khi sử dụng dịch vụ nền chẳng hạn như cơ sở dữ liệu, hãy coi nó như một tài nguyên đính kèm và xác định nó trong tệp cấu hình để bạn có thể thay thế tài nguyên đính kèm bằng một dịch vụ tương tự bằng cách thay đổi chi tiết cấu hình.
5	Xây dựng, phát hành, khởi chạy (Build, release, run)	Xây dựng, phát hành và chạy là ba thành phần quan trọng của một dự án phát triển phần mềm. Phương pháp 12 yếu tố khuyến nghị rằng ba thành phần này nên được tách biệt và quản lý để tránh lỗi code.
6	Quy trình (Processes)	Trong ứng dụng sẽ chứa nhiều quy trình, và điều quan trọng là phải chạy tất cả các quy trình như một tập hợp các quy trình phi trạng thái (stateless) để việc mở rộng quy mô trở nên dễ dàng và các tác động không mong muốn cũng bị loại bỏ. Mỗi quá trình không cần biết trạng thái của các quá trình khác.
7	Port-Binding	Trái với các ứng dụng web truyền thống là tập hợp các servlet và chứa các phần phụ thuộc, các ứng dụng 12 yếu tố không bị phụ thuộc vào thời gian chạy. Họ lấy thông tin từ một cổng (port) để cung cấp dịch vụ cho các ứng dụng khác. ví dụ: Cổng 80 cho máy chủ web, cổng 22 cho SSH, cổng 27017 cho MongoDB, cổng 443 cho HTTPS, v.v.
8	Đồng thời (Concurrency)	Bằng cách chạy đồng thời nhiều phiên bản, bạn có thể mở rộng quy mô ứng dụng theo cách thủ công cũng như tự động dựa trên các giá trị được xác định trước. Vì các phần phụ thuộc được tách biệt trong vùng chứa nên các ứng dụng có thể chạy song song trên một máy chủ duy nhất mà không gây ra bất kỳ sự cố nào.
9	Tính thay thế (Disposability)	Khi các ứng dụng được xây dựng trên kiến trúc Cloud Native gặp sự cố, ứng dụng sẽ xử lý một cách khéo léo các tài nguyên bị hỏng và thay thế chúng ngay lập tức, đảm bảo khởi động và tắt nhanh chóng. Với tính chất dùng một lần, nó mang lại sự linh hoạt để khởi chạy, ngừng lại hoặc sửa đổi ứng dụng ngay trong quá trình.
10	Dev/Prod Parity	Để các ứng dụng mang lại hiệu suất nhất quán trên các nền tảng khác nhau, bạn nên giảm thiểu sự khác biệt giữa môi trường phát triển và sản xuất. Xây dựng các CI/CD pipelines tự động, VCS, dịch vụ hỗ trợ và container sẽ giúp bạn trong vấn đề này.
11	Nhật ký (Logs)	Để gỡ lỗi tốt hơn, các ứng dụng nên tạo logs dưới dạng các luồng sự kiện mà không cần lo lắng về nơi chúng được lưu trữ. Bộ nhớ log phải được tách khỏi ứng dụng. Công việc phân tách và biên dịch các bản ghi này nằm trên môi trường thực thi.
12	Quy trình quản trị (Admin Processes)	Các tác vụ một lần như sửa bản ghi lỗi (bad records), di chuyển cơ sở dữ liệu cũng là một phần của bản phát hành. Bạn nên lưu trữ các tác vụ này trong cùng một cơ sở mã (codebase).

Tự động hóa và Cơ sở hạ tầng dưới dạng mã (IaC)

Với các containers chạy trên kiến trúc microservices và được hỗ trợ bởi thiết kế hệ thống hiện đại, các tổ chức có thể đạt được tốc độ và sự linh hoạt trong các quy trình kinh doanh. Để mở rộng tính năng này cho môi trường sản xuất, các doanh nghiệp hiện đang triển khai Cơ sở hạ tầng dưới dạng mã (IaC). Bằng cách áp dụng các phương pháp kỹ thuật phần mềm để tự động hóa việc cung cấp tài nguyên, các tổ chức có thể quản lý cơ sở hạ tầng thông qua các tệp tin cấu hình. Bằng cách triển khai thử nghiệm và triển khai phiên bản, bạn có thể tự động hóa việc triển khai để duy trì cơ sở hạ tầng ở trạng thái mong muốn. Nếu có sự thay đổi khi phân bổ tài nguyên, bạn chỉ cần xác định nó trong tệp tin cấu hình và tự động áp dụng nó cho cơ sở hạ tầng. IaC đưa các hệ thống có tính thay thế (disposability) vào ý tưởng mà bạn muốn tạo, quản lý và hủy môi trường sản xuất ngay lập tức trong khi tự động hóa mọi tác vụ. Nó vừa mang lại tốc độ và khả năng phục hồi, tính nhất quán và trách nhiệm vừa tối ưu hóa chi phí.

Thiết kế đám mây rất phù hợp với tự động hóa. Bạn có thể tự động hóa việc quản lý cơ sở hạ tầng bằng cách sử dụng Terraform hoặc CloudFormation, CI/CD pipelines bằng Jenkins/Gitlab và tài nguyên theo tỷ lệ tự động với các tính năng tích hợp sẵn của AWS. Kiến trúc Cloud Native cho phép bạn xây dựng các ứng dụng cloud-agnostic có thể được triển khai cho bất kỳ nền tảng cung cấp đám mây nào. Terraform là một công cụ mạnh mẽ giúp bạn tạo mẫu sử dụng Ngôn ngữ cấu hình Hashicorp (Hashicorp Configuration Language) để tự động cung cấp ứng dụng trên các nền tảng đám mây phổ biến như AWS, Azure, GCP, v.v. CloudFormation là một tính năng phổ biến được AWS cung cấp để tự động hóa cấu hình khối lượng công việc của tài nguyên chạy trên các dịch vụ AWS. Nó cho phép bạn dễ dàng tự động hóa việc thiết lập và triển khai các dịch vụ IaaS khác nhau trên các dịch vụ AWS. Nếu bạn sử dụng các dịch vụ AWS khác nhau, việc tự động hóa cơ sở hạ tầng trở nên dễ dàng với CloudFormation.

Tự động phục hồi

Ngày nay, khách hàng mong đợi rằng các ứng dụng của bạn luôn có sẵn. Để đảm bảo tính sẵn sàng của tất cả các nguồn lực, điều quan trọng là phải có một kế hoạch khôi phục sau sự cố cho tất cả các dịch vụ, tài nguyên dữ liệu và cơ sở hạ tầng. Kiến trúc đám mây cho phép bạn tích hợp khả năng phục hồi vào các ứng dụng ngay từ đầu. Bạn có thể thiết kế các ứng dụng có khả năng tự phục hồi và có thể khôi phục dữ liệu, kho mã nguồn và tài nguyên ngay lập tức.

Ví dụ, các công cụ IaC như Terraform hoặc CloudFormation cho phép bạn tự động hóa việc cung cấp cơ sở hạ tầng bên dưới trong trường hợp hệ thống gặp sự cố. Ngay từ việc cung cấp các phiên bản EC2 và VPC cho đến các chính sách quản trị và bảo mật, bạn có thể tự động hóa tất cả các giai đoạn của quy trình khắc phục sự cố. Nó cũng giúp bạn khôi phục ngay lập tức các thay đổi đã thực hiện đối với cơ sở hạ tầng hoặc tạo lại các phiên bản bất cứ khi nào cần. Tương tự, bạn có thể khôi phục các thay đổi được thực hiện đối với CI/CD pipelines bằng các máy chủ tự động hóa CI như Jenkins hoặc Gitlab. Điều đó có nghĩa là việc khắc phục hậu quả diễn ra nhanh chóng và tiết kiệm chi phí.

Cơ sở hạ tầng bất biến

Cơ sở hạ tầng bất biến hoặc triển khai mã code bất biến là một khái niệm về việc triển khai các máy chủ theo cách mà chúng không thể được chỉnh sửa hoặc thay đổi. Trong trường hợp yêu cầu thay đổi, máy chủ sẽ bị hủy và một phiên bản máy chủ mới được triển khai ở nơi đó từ kho lưu trữ hình ảnh chung. Không phải mọi triển khai đều phụ thuộc vào triển khai trước đó và không có sai lệch về cấu hình. Vì mọi triển khai đều được đóng dấu thời gian và được tạo phiên bản, bạn có thể quay trở lại phiên bản cũ hơn, nếu cần.

Cơ sở hạ tầng bất biến cho phép quản trị viên thay thế các máy chủ có vấn đề một cách dễ dàng mà không làm ảnh hưởng đến ứng dụng. Ngoài ra, nó giúp cho việc triển khai có thể dự đoán được, đơn giản và nhất quán trên tất cả các môi trường. Nó cũng làm cho việc kiểm tra trở nên đơn giản hơn, và việc tự động mở rộng quy mô cũng trở nên dễ dàng hơn. Nhìn chung, nó cải thiện độ tin cậy, tính nhất quán và hiệu quả của các môi trường được triển khai. Docker, Kubernetes, Terraform và Spinnaker là một số công cụ phổ biến trợ giúp cho cơ sở hạ tầng bất biến. Hơn nữa, việc thực hiện các nguyên tắc phương pháp 12 yếu tố cũng có thể giúp duy trì một cơ sở hạ tầng bất biến.

Về VTI Cloud

VTI Cloud là Đối tác cấp cao (Advanced Consulting Partner) của AWS, với đội ngũ hơn 50+ kỹ sư về giải pháp được chứng nhận bởi AWS. Với mong muốn hỗ trợ khách hàng trong hành trình chuyển đổi số và dịch chuyển lên đám mây AWS, VTI Cloud tự hào là đơn vị tiên phong trong việc tư vấn giải pháp, phát triển phần mềm và triển khai hạ tầng AWS cho khách hàng tại Việt Nam và Nhật Bản.

Xây dựng các kiến trúc an toàn, hiệu suất cao, linh hoạt, và tối ưu chi phí cho khách hàng là nhiệm vụ hàng đầu của VTI Cloud trong sứ mệnh công nghệ hóa doanh nghiệp.

Liên hệ với chúng tôi: Tại đây

( Còn tiếp…)

Nguồn: William từ clickittech.com