Cloud Computing là gì? Các mô hình Điện toán đám mây hiện nay

Cloud Computing, hay Điện toán đám mây hiện nay không còn là khái niệm xa lạ trong cộng đồng IT và cả lĩnh vực kinh doanh, giáo dục.

Cloud Computing đã được triển khai trong hầu hết các lĩnh vực công nghệ trong đời sống, nhưng nó cũng mới chỉ được khai thác ở mức độ sơ khởi.

Tìm năng của Điện toán đám mây vô cùng to lớn và sẽ là hạt nhân của cuộc cách mạng tiếp theo trong lịch sử loại người, CMCN 4.0!

Với mong muốn chia sẻ kinh nghiệm về các dịch vụ Cloud Hosting, Cloud VPS, Cloud Server, VHW giới thiệu một mini Series về Điện toán đám mây – Cloud Computing và các loại dịch vụ liên quan, cũng như chia sẻ kỹ hơn về kinh nghiệm nhận biết và chọn Cloud Hosting – VPS chất lượng tốt!

Cloud Computing – Mô hình & Dịch vụ Đám mây

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu Cloud Computing là gì, các loại dịch vụ và mô hình triển khai đang được áp dụng rộng rãi hiện nay.

a. Cloud Computing là gì?

Cloud Computing – hay Điện toán đám mây là mô hình điện toán máy chủ ảo, dùng các công nghệ máy tính để triển khai các dịch vụ điện toán dựa vào internet thay vì cung cấp dịch vụ ở các máy chủ vật lý cố định như truyền thống.

Mây ở đây được hiểu là mạng Internet.

Sau khi search Google cả buổi thì hóa ra Cloud Computing không hề có một định nghĩa thống nhất,… và cách diễn giải củ NIST có vẻ hợp lý nhất hiện nay:

Cloud Computing là mô hình dịch vụ cho phép người dùng truy cập tài nguyên điện toán dùng chung (mạng, sever, lưu trữ, ứng dụng, dịch vụ) thông qua kết nối mạng một cách dễ dàng, mọi lúc mọi nơi, theo yêu cầu. Tài nguyên điện toán đám mây này có thể được thiết lập hoặc hủy bỏ nhanh chóng bởi người dùng mà không cần sự can thiệp của Nhà cung cấp dịch vụ!

Nhận diện Cloud Computing

Cloud Computing – Điện toán đám mây là một mô hình điện toán, chứ không phải là tên của một công nghệ. Để triển khai dịch vụ trên mô hình Cloud Computing thì cần phải dùng các công nghệ cần thiết.

Bình thường, nếu chỉ dựa vào yếu tố ‘điện toán máy chủ ảo‘ bạn khó xác định rạch ròi dịch vụ nào cung cấp trên Internet là điện toán đám mây, dịch vụ nào là điện toán truyền thống.

Việc xác định cái nào được triển khai trên mây – ta dựa vào công nghệ ảo hóa đám mây, trong đó có phải có đủ 3 yếu tố ảo hóa:

• Ảo hóa tính toán (CV – Compute Virtualization)
• Ảo hóa lưu trữ (SV – Storage Virtualization)
• Ảo hóa Mạng (NV – Network Virtualization).

Khi một cụm máy chủ vật lý (Server) – ổ cứng vật lý (Storage) – kết nối qua một hạ tầng mạng (Network) và được áp dụng các công nghệ để ảo hóa CV – SV – NV thì chúng ta mới có một đám mây điện toán!

Các dịch vụ dùng điện toán đám mây là:

Sức mạnh của đám mây điện toán này là tổng thể sức mạnh của các máy chủ – ổ cứng và thiết bị mạng vật lý dùng điển triển khai đám mây. Và các công nghệ ảo hóa đám mây giúp cấp phát lại các tài nguyên dưới dạng máy chủ ảo đám mây – Cloud Server!

• Các máy chủ ảo tạo ra từ đám mây đó mới gọi là máy chủ ảo đám mây – Cloud Server.
• Dịch vụ chạy trên Cloud Server mới gọi là dịch vụ dùng điện toán đám mây – Cloud Services
• Các phần mềm (Hệ điều hành..) chạy trên Cloud Server gọi là Nền tảng đám mây (Cloud Platform)

Các cái sau không triển khai theo mô hình điện toán đám mây:

• Máy chủ ảo VPS (Virtual Private Server) hay Shared Hosting được tạo ra từ một máy chủ vật lý thông thường chưa phải là máy chủ ảo đám mây, nếu nó không triển khai trên đám mây như ở trên.
• Dịch vụ Game Online nếu chạy trên Server đặt ở Trung tâm dữ liệu cao cấp (Tier 3) của Viettel IDC hoặc đặt ở Văn phòng công ty không phải là dịch vụ đám mây, nếu Server đó không được tạo từ đám mây như ở trên

Sự lan tỏa Ứng dụng Điện toán đám mây

Hiện nay Cloud Computing đã bùng nổ và đóng vai trò chủ đạo trong ngày công nghiệp điện toán hàng tỷ đô (dự kiến hơn 220 tỷ đô la năm 2019)!

Bạn có thể thấy Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform, Microsoft Aruze, Google Apps, Android Apps, iCloud, App Store, MS Store… tất cả đều triển khai trên nền tảng Cloud Computing.

Tuy nhiên, điện toán đám mây vẫn còn tiếp tục mở rộng – hiện nay mới chỉ là thời kỳ sơ khai, vì tiềm năng quá khổng lồ của các lĩnh vực mới như IoT (Internet of Things – Internet Vạn vật) hay AI (Artificial Intelligence – Trí tuệ nhân tạo) …

Tương lai thì hầu hết các dữ liệu có thể số hóa đều sẽ đưa lên mây!

b. Mô hình dịch vụ Điện toán đám mây (Service Models)

Các dịch vụ triển khai trên điện toán đám mây theo mô hình Everything as a Services, tức ở mọi cấp độ đều dịch vụ.

Ở thời điểm hiện tại, thì Điện toán đám mây đang chiếm lĩnh 3 mô hình dịch vụ, theo từng cấp độ khai thác: hạ tầng, nền tảng và phần mềm (dưới dạng dịch vụ cloud).

Cũng lưu ý rằng rất nhiều nhà cung cấp triển khai cả 3 mô hình, hoặc một dịch vụ có thể phối hợp các mô hình với nhau.

Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ – IaaS

Cloud Server, Cloud VPS, Cloud Hosting là một loại dịch vụ cho thuê hạ tầng tính toán & lưu trữ – mạng triển khai trên điện toán đám mây, theo mô hình IaaS.

IaaS – Infrastructure as a Service là mô hình dịch vụ cho thuê hạ tầng đám mây.

Cụ thể là cho thuê máy chủ ảo đám mây (Cloud Server) như Google Compute Engine (GCE) , Microsoft Aruze, Amazon Web Services EC2, Vultr Cloud VPS, Viettel IDC Cloud Server…..

Các dịch vụ lưu trữ đám mây như Google Drive, Dropbox, Vultr Cloud Storage… cũng là IaaS.

Thị phần IaaS được chiếm lĩnh bởi các ông lớn công nghệ, tới hơn 75%, với phân khúc khách hàng là các doanh nghiệp lớn & trung, chính phủ & tổ chức.

Đơn giản vì Amazon, Google, Alibaba… có những hệ thống Datacenter hàng tỷ đô khắp thế giới và họ có nguồn nhân lực khủng & nền tảng công nghệ tiên tiến nhất!

Toàn bộ các doanh nghiệp còn lại chỉ chiếm khoản 23% thị phần, gồm những cái tên đình đám như Cisco, Huawei, VMware, OVH, Rackspace, hay nhỏ hơn như Linode, DigitalOcean, Vultr…

Nền tảng như một dịch vụ (PaaS – Platform as a Service)

Platform ở đây bao gồm cả hạ tầng tính toán & lưu trữ đám mây + hệ điều hành và các phần mềm Middleware, Rutime mục đích là cung cấp sẵn sàn phần cứng – phần mềm và Framework để triển khai ứng dụng trên đó một cách nhanh chóng mà không cần phải đầu tư cho platform.

Ví dụ như các nền tảng Microsoft Aruze, Heroku, AWS Elastic Beanstalk, OpenShilf… cho phép các nhà phát triển triển khai các ứng dụng mà không cần đầu tư cho hạ tầng và phần mềm hệ điều hành hay các nền tảng phát triển ứng dụng khác.

Các doanh nghiệp nhỏ cũng bắt đầu chọn triển khai phát triển ứng dụng trên đám mây bằng cách thuê các nền tảng đám mây của những ông lớn như Google, Amazon, Microsoft Aruze hay IBM…

Phần mềm như một dịch vụ (SaaS – Software as a Service)

SaaS là dịch vụ ở mức độ sau cùng, cung cấp các phần mềm nhưng không chạy trên máy chủ thông thường hay PC, mà chạy trên nền tảng điện toán đám mây (có sẵn cơ sở hạ tầng + nền tảng – platform).

SaaS có mức độ phổ cập rộng hơn IaaS và PaaS, hầu hết các doanh nghiệp cung cấp dịch vụ đều bắt đầu chuyển mô hình phần mềm truyền thống sang SaaS, ví dụ Google Apps, iCloud Apps,  Salesforce, BigCommerce, Mailchimp, Slack…

Hiện nay trong lĩnh vực Quản lý, Phân tích dữ liệu, Marketing, … đang bùng nổ các dịch vụ đám mây cho phép doanh nghiệp tiếp cận với các giải pháp đa dạng, chi phí thấp hơn nhiều so với việc mua bản quyền phần mềm rồi tự triển khai trên hạ tầng IT nội bộ như trước đây.

Nhưng phổ biến hơn là các nhà phát triển bên ngoài (từ lớn đến bé) triển khai hệ thống phần mềm trên đám mây bằng cách thuê nền tảng dịch vụ (PaaS) từ các nhà cung ứng Cloud Computing lớn nhất thế giới!

Việc thuê PaaS để cung cấp SaaS là giải phát tối ưu nhất hiện nay, không cần chi phí đầu tư cho hạ tầng và nền tảng, cũng không cần đội ngũ kỹ thuật chuyên sâu về Platform.

Bên phát triển phần mềm chỉ chọn Platform phù hợp – thuê PaaS, rồi tập trung hoàn toàn vào việc phát triển sản phẩm.

OpenSaaS – viết tắt của Open source Software as a Service, là dịch vụ phần mềm đám mây mã nguồn mở, khái niệm được đưa ra bởi Dries Buytaert – người sáng lập CMS nổi tiếng Drupal. Các dịch vụ OpenSaaS nổi tiếng có thể kể đến WordPress.com, Drupal Gardens…

Các mô hình dịch vụ khác

Vì Cloud Computing tiếp tục mở rộng, ứng dụng vào hầu như mọi loại hình dịch vụ có thể đưa lên Internet, nên ngoài 3 mô hình chủ yếu hiện nay (IaaS, PaaS, SaaS) thì tiếp tục xuất hiện các mô hình dịch vụ điện toán đám mây khác, được phân chia theo đặc thù, dù nó cũng có các tính chất của mô hình thuộc bộ 3 (IaaS, PaaS, SaaS):

Serverless Computing

Serverless, không có nghĩa là không dùng Server, mà hàm ý nhà phát triển ứng dụng sẽ không cần quan tâm gì tới việc quản lý vận hành Server.

Thay vì phải thuê một lượng tài nguyên cố định và tự quản lý – vận hành Cloud Servers thì bên dịch vụ Serverless Computing sẽ lo việc quản lý – vận hành và cấp phát tài nguyên của Server theo nhu cầu sử dụng của ứng dụng.

Phí cũng tính theo mô hình Pay Per Use hay Pay As You Go (PAYG), dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu.

Điểm đặc biệt của Serverless Computing là lượng tài nguyên sử dụng gắn chặt với hoạt động của ứng dụng, ví dụ nếu ứng dụng không chạy, tài nguyên cấp phát bằng 0 thì không phát sinh chi phí.

Serverless cũng đảm bảo việc cấp phát, mở rộng hay thu gọn tài nguyên tự động & cực kỳ nhanh chóng theo nhu cầu sử dụng của ứng dụng.

Serverless Computing là giải pháp cực kỳ kinh tế cho nhà phát triển ứng dụng đám mây (SaaS) vì không cần đầu tư cho việc triển khai và quản lý server, loại bỏ chi phí phải trả cho tài nguyên dư thừa nếu thuê Server thông thường.

MBaaS – Mobile Back-end as a Service

MBaaS hay còn gọi là BaaS – Back-end as a Service là mô hình dịch vụ đám mây cung cấp các giải pháp Back-end tích hợp từ API của bên thứ ba (triể khai trên Public Cloud) cho các nhà phát triển Apps và Web Apps.

Nhờ vậy mà Developer không cần phải tập trung quá nhiều cho việc phát triển các tính năng của Back-end và việc triển khai ứng dụng trên đám mây nữa, tối ưu thời gian để tập trung cho Front-end và trải nghiệm người dùng (UX/ UI).

MBaaS nổi tiếng hiện nay là dịch vụ FireBase của Google, AWS Amplify, CloudKit,….

Với việc ứng dụng Web đang phát triển cực nhanh, thì các dịch vụ BaaS có tiềm năng cực lớn, giúp triển khai các ứng dụng trên đám mây nhanh hơn nhiều so với trước.

FaaS – Function as a Service

FaaS – hay còn gọi là chức năng như một dịch vụ. Mô hình này cho phép các nhà phát triển triển khai một Function (đoạn mã, ứng dụng) … trên Cloud.

FaaS tương tự mô hình PaaS (cung cấp nền tảng cho dev) nhưng kết hợp với mô hình Serverless Computing.

FaaS hiện cũng phát triển rất mạnh với nhiều dịch vụ từ các ông lớn như AWS Lamda của Amazon, Cloud Functions của Google, Aruze Functions của Microsoft, IBM OpenWhisk hay của Oracle là Cloud Fn…

 

c. Mô hình Triển khai Điện toán đám mây (Deploying Models)

Tùy thuộc vào hình thức cung cấp và nhu cầu sử dụng mà Cloud Computing được triển khai theo 3 mô hình phổ biến nhất hiện nay:

Public Cloud – Đám mây chung (công cộng)

Môi trường ảo hóa đám mây dùng chung, chúng ta có thể hình dung các Datacenter của Google, Amazon, hay Viettel IDC là Public Cloud.

Public Cloud có nhiều qui mô khác nhau, có thể là hệ thống đám mây tỷ đô của Google Cloud, Amazon Web Serivice, Alibaba Cloud, Microsoft Aruze hay các dịch vụ Internet Datacenter (IDC) triển khai trên Cloud Computing, ví dụ ở VN là Viettel IDC, FPT IDC….

Bạn cũng có thể tự setup một cụm máy chủ theo mô hình điện toán đám mây rồi cung cấp dưới dạng dịch vụ Public Cloud.

Mô hình Public Cloud cung cấp hạ tầng nguyên đám mây công cộng, có thể thuê dưới dạng Cloud VPS (máy chủ ảo đám mây), hoặc thuê để triển khai VPC (Virtual Private Cloud – đám mây riêng ảo – hệ thống nội bộ trên Cloud dành cho doanh nghiệp, thuộc loại Private Cloud bên dưới), hay cung cấp các giải pháp đám mây lai…

Nếu đáp ứng đúng tiêu chí Public Cloud hướng tới, thường dịch vụ phải đáp ứng Pay As You Go – tức là hình thức dịch vụ dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu.

Dịch vụ dưới dạng Public Cloud cũng nên có khả năng mở rộng – thu nhỏ tài nguyên, hủy bỏ bởi chính khách hàng. Ví dụ chính xác nhất là các dịch vụ Amazon Web Service EC2 hay Google Compute Engine…

Các dịch vụ Cloud Server (VPS Cloud & VPC Cloud) được triển khai trên Public Cloud.

Private Cloud – Đám mây riêng

Private Cloud là mô hình đám mây triển khai để cung cấp một môi trường ảo hóa đám mây bảo mật nội bộ cho các tổ chức, doanh nghiệp với tài nguyên tính toán – lưu trữ & mạng ảo hóa độc lập. Chỉ cho phép số lượng User nhất định (ví dụ nhân viên công ty, khách hàng..) truy cập vào các dữ liệu của Private Cloud.

Private Cloud luôn được triển khai hệ thống Firewall để ngăn thâm nhập từ bên ngoài.

 

Các hình thức triển khai Private Cloud:

• Có thể tự triển khai Private Cloud ngay trên cụm máy chủ vật lý của riêng bạn bằng các mô hình công nghệ điện toán đám mây.
• Hoặc thuê Private Cloud dưới dạng VPC (Virtual Private Cloud) từ các dịch vụ Public Cloud.

Rõ nhất là các dịch vụ VPC của Amazon, Google Cloud, OVH PVC, Viettel IDC, FPT IDC… cho phép bạn triển khai điện toán đám mây riêng cho danh nghiệp tổ chức của mình bằng cách thuê từ một Cloud Datacenter (Public Cloud).

Việc tự setup Private Cloud thường chỉ tối ưu cho các doanh nghiệp, tổ chức muốn tận dụng các phần cứng từ hạ tầng máy chủ cũ, thay vì phải thuê PVC từ các dịch vụ Public Cloud. Hoặc các doanh nghiệp tổ chức cần bảo mật dữ liệu tuyệt đối như Ngân hàng, …

Còn đa phần doanh nghiệp hiện nay, thuê PVC từ các dịch vụ Public Cloud uy tín (Viettel IDC, FPT IDC, Google Cloud, AWS, MS Aruze…) là giải pháp kinh tế và hiệu quả, có thể giúp doanh nghiệp cắt giảm bớt nguồn nhân lực quản lý – bảo trì hệ thống máy chủ.

Hybrid Cloud – Đám mây lai

Là sự kết nối – chia sẻ có giới hạn giữa Private Cloud và Public Cloud, mục đích là tối ưu việc chia sẻ tài nguyên ảo hóa và tiện ích giữa Pubic và Private Cloud.

Thuật ngữ đám mây lai – Hybrid Cloud chủ yếu do các nhà cung cấp dịch vụ đưa ra, như một giải pháp cân bằng giữa tính bảo mật – an toàn của Private Cloud và sức mạnh của Public Cloud.

Ví dụ đơn giản là bạn tự setup một đám mây riêng Private Cloud ở trung tâm dữ liệu Viettel IDC (Bằng các máy chủ vật lý của bạn đặt ở đây).

Nhưng tài nguyên Private Cloud của bạn quá dư thừa cho nhu cầu doanh nghiệp, nên bạn sẽ sử dụng các giải pháp Hybrid Cloud để chia sẻ phần tài nguyên dư thừa cho Public Cloud (tất nhiên là để tối ưu doanh thu).

Ngoài 3 mô hình triển khai trên, còn có các mô hình được xác định theo hướng khác, cũng rất nổi tiếng như Community Cloud (Đám mây cộng đồng), Distributed Cloud, Big Data Cloud…

d. Ưu nhược điểm của Điện toán đám mây

Cloud Computing mang đến sức mạnh và tiện ích vô cùng lớn, chúng ta cùng điểm qua những lợi ích của nó, sau đó sẽ là một số nhược điểm của mô hình này – đâu có gì hoàn hảo!

Các ưu điểm của Điện toán đám mây

Tính sẵn sàng cao

HA – High Availability là tính sẵn sàng cao. Điện toán đám mây cho phép phân tán dữ liệu, ảo hóa tài nguyên vật lý thành máy chủ ảo – ở cứng ảo – mạng ảo, việc cấp phát các tài nguyên này vô cùng linh động.

Do đó, dù một phần của đám mây (máy chủ, ổ cứng vật lý..) gặp sự cố, thì mọi thứ vẫn có thể tiếp tục hoạt động trên các phần còn lại.

High Availability còn là tính sẵn sàng của hạ tầng (IaaS), nền tảng (SaaS) để có thể triển khai các ứng dụng trên đó nhanh chóng.

Cấp phát và quản lý tài nguyên linh hoạt

Mọi tài nguyên điện toán đã được ảo hóa và phân tán trên mây giúp cho việc cấp phát quản lý trở nên dễ dàng linh hoạt.

Điện toán đám mây giúp tạo – nâng cấp – hạ cấp… các tài nguyên của máy chủ ảo vô rất dễ dàng.

Nếu bạn cần thêm 2 GB RAM cho ứng dụng – có ngay, cần thêm 1 core CPU… có ngay… hầu như là ngay lập tức và không trì hoãn hoạt động của phần mềm đang chạy.

Với hệ thống cũ, cần 2 GB RAM bạn phải lắp thêm thanh RAM 2 GB hoặc phải setup lại máy chủ ảo để tăng RAM.

Chi phí hợp lý

Điện toán đám mây cho phép triển khai dịch vụ cung cấp tài nguyên điện toán theo hình thức Pay Per Use -hay thường gọi là Pay As You Go (PAYG) – tức dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu.

Hình thức triển khai trên máy chủ truyền thống đòi hỏi các doanh nghiệp phải đầu tư hoặc thuê một/ nhiều máy chủ – ổ cứng – hạ tầng mạng cố định và không chắc đã khai thác hết tài nguyên.

Chưa kể với các dịch vụ như IaaS, PaaS thì các nhà phát triển – cung ứng phần mềm dễ dàng triển khai dịch vụ SaaS mà không cần phải tự đầu tư và quản lý máy chủ, cắt giảm rất nhiều chi phí triển khai, vận hành – bảo trì hệ thống máy chủ – ổ ứng & network.

Lưu trữ không giới hạn

Sao lưu & Phục hồi dễ dàng

Dễ dàng truy cập – Mọi lúc mọi nơi

Triển khai ứng dụng nhanh chóng

Nhược điểm của Cloud Computing

Khả năng độc lập về vấn đề kỹ thuật kém

Đám mây được tạo thành từ phần cứng vật lý, mà phần cứng thì luôn có vấn đề của nó.

Những đám mây to – triển khai trên Datacenter khủng của Google, MS, Amazon… thì chất lượng máy chủ, ổ cứng, thiết bị mạng, hạ tầng Datacenter… ở mức độ cao cấp nhất. Nhưng vẫn có thể xảy ra các sự cố như thường.

Còn các đám mây nhỏ hơn, như DC của Viettel IDC, FPT IDC, VNG IDC… thì sự cố sẽ diễn nhiều hơn. Còn đám mây do các doanh nghiệp (nhà cung cấp Hosting) ở VN tự triển khai trên cụm máy chủ của họ thì sự cố là điều chắc chắn phải có..

Ví dụ sự cố Datacenter của VinaGame (VNG) sập hồi đầu năm nay…

Các vấn đề kỹ thuật cũng có thể phát sinh trên các phần mềm – công nghệ triển khai Điện toán đám mây.

Nếu máy chủ do doanh nghiệp triển khai và quản lý, nếu có sự cố kỹ thuật, thì doanh nghiệp có thể can thiệp, còn nếu thuê từ nhà cung cấp Cloud IaaS, PaaS, … buộc phải phó thác hoàn toàn vào nhà cung cấp.

Ví dụ bây giờ Google Cloud bỗng dưng biến mất, hàng triệu doanh nghiệp và hàng tỷ người dùng chỉ có nước khóc!

Vấn đề an toàn dữ liệu

Kết luận

Điện toán đám mây – Cloud Computing vẫn tiếp tục phát triển mạnh cả về các giải pháp công nghệ và các mô hình dịch vụ, triển khai. Với những lĩnh vực chủ đạo trong Cách Mạng Công Nghiệp 4.0 như Trí tuệ nhân tạo (AI), Internet vạn vật (IoT) … thì vai trò của Điện toán đám mây sẽ càng quan trọng hơn nữa, thay thế dần cho các nền tảng điện toán cũ!

Trong phần tiếp theo, ta sẽ tìm hiểu về các công nghệ ảo hóa VPS, Cloud Server phổ biến:

Các công nghệ ảo hóa VPS -Cloud Server. Ưu & nhược điểm

Đây là nội dung rất quan trọng để bạn hiểu rõ về các phân khúc thị trường Cloud VPS, Cloud Hosting nhằm chọn lựa các dịch vụ chất lượng tốt!