Trong những năm gần đây, các ứng dụng cloud-native đã trở thành tiêu chuẩn cho nhiều doanh nghiệp trong việc xây dựng các ứng dụng có khả năng mở rộng. Trong số nhiều cải tiến về công nghệ điện toán đám mây, kiến trúc serverless nổi bật như một phương pháp tiếp cận mang tính cách mạng. Tính dễ sử dụng và hiệu quả là hai thuộc tính được mong muốn nhất trong phát triển ứng dụng hiện đại, và serverless mang lại cả hai điều này. Chính vì vậy, serverless đã trở thành nhân tố thay đổi cuộc chơi cho cả các nhà cung cấp đám mây lẫn người dùng.
Đối với các công ty muốn xây dựng ứng dụng với phương pháp này, các nhà cung cấp đám mây lớn đều có các giải pháp serverless riêng. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá các tính năng, lợi ích, thách thức của kiến trúc này cũng như một số trường hợp sử dụng thực tế. Bài viết này sử dụng AWS làm ví dụ để minh họa các khái niệm, nhưng các khái niệm này có thể áp dụng cho tất cả các nhà cung cấp đám mây lớn khác.
Serverless Là Gì?
Serverless không có nghĩa là không có máy chủ. Nó đơn giản có nghĩa là cơ sở hạ tầng nền tảng của các dịch vụ này được quản lý bởi nhà cung cấp đám mây. Điều này cho phép các kiến trúc sư và nhà phát triển thiết kế, xây dựng ứng dụng mà không cần lo lắng về việc quản lý hạ tầng. Nó tương tự như việc sử dụng ứng dụng đặt xe Uber: khi bạn cần đi lại, bạn không phải lo về việc sở hữu hoặc bảo trì xe hơi. Uber lo tất cả điều đó, và bạn chỉ cần tập trung vào việc di chuyển và trả phí dịch vụ.
Kiến trúc serverless mang lại nhiều lợi ích làm cho nó trở nên phù hợp và hấp dẫn với nhiều trường hợp sử dụng. Dưới đây là một số lợi ích chính:
1. Tự Động Mở Rộng (Auto Scaling)
Một trong những lợi thế lớn nhất của serverless là khả năng mở rộng tự động. Các nhà cung cấp đám mây thực hiện việc mở rộng mà không cần sự can thiệp từ phía người dùng. Ví dụ, nếu một ứng dụng xây dựng trên công nghệ Serverless đột nhiên trở nên phổ biến, hệ thống sẽ tự động mở rộng để đáp ứng nhu cầu mà không cần người vận hành phải thức dậy giữa đêm để thêm máy chủ.
2. Tập Trung Vào Đổi Mới
Khi không còn phải lo lắng về việc quản lý máy chủ, bạn có thể tập trung vào việc xây dựng ứng dụng và phát triển tính năng mới. Điều này giúp các tổ chức, dù lớn hay nhỏ, tập trung vào mục tiêu quan trọng nhất – tăng trưởng kinh doanh.
3. Tối Ưu Chi Phí
Với mô hình máy chủ truyền thống, bạn thường phải trả tiền cho tài nguyên ngay cả khi chúng không được sử dụng. Kiến trúc serverless thay đổi điều này bằng cách sử dụng mô hình trả tiền theo mức sử dụng. Điều này đặc biệt hữu ích khi ứng dụng chưa có nhiều người dùng, chi phí sẽ ở mức tối thiểu và chỉ tăng khi có nhiều lượt truy cập hơn.
4. Triển Khai Nhanh Chóng
Serverless giúp đẩy nhanh tốc độ phát triển ứng dụng. Khi ứng dụng đã sẵn sàng, bạn có thể triển khai nó một cách dễ dàng mà không cần mất quá nhiều công sức vào việc quản lý hạ tầng.
5. Giảm Bảo Trì Hệ Thống
Vì cơ sở hạ tầng được quản lý bởi nhà cung cấp đám mây, người dùng không cần lo lắng về việc cấp phát tài nguyên, bảo trì, mở rộng hay xử lý các bản vá bảo mật.
Xây Dựng API Web Service Với AWS Serverless
Kiến Trúc AWS Serverless Cho Web Service APIs. Kiến trúc này gồm ba lớp chính:
- API Gateway: Nhận yêu cầu từ người dùng.
- AWS Lambda: Xử lý yêu cầu và truy cập dữ liệu.
- DynamoDB: Lưu trữ dữ liệu.
Mô hình này giúp tiết kiệm chi phí, linh hoạt và mở rộng dễ dàng theo nhu cầu.
Các Thành Phần Chính Trong Kiến Trúc Serverless
1. Điện Toán Serverless (Serverless Computing)
Serverless Computing là một mô hình điện toán đám mây, trong đó người dùng chỉ cung cấp mã nguồn mà không cần quan tâm đến cơ sở hạ tầng phía sau. AWS Lambda là một ví dụ tiêu biểu, cho phép chạy mã theo yêu cầu mà không cần quản lý máy chủ.
2. Lưu Trữ Serverless (Serverless Storage)
Lưu trữ serverless là các dịch vụ lưu trữ trên đám mây có khả năng mở rộng tự động. Ví dụ, Amazon DynamoDB là một cơ sở dữ liệu NoSQL serverless có khả năng xử lý hàng triệu yêu cầu với độ trễ thấp.
Các dịch vụ khác như Amazon S3, Aurora Serverless, và ElastiCache cũng cung cấp các giải pháp lưu trữ serverless hiệu quả.
Các Trường Hợp Sử Dụng Serverless
1. Xử Lý Dữ Liệu (Data Processing)
Ví dụ: Khi một đơn hàng mới được tạo trên một trang thương mại điện tử, Lambda có thể được kích hoạt từ DynamoDB Streams, gửi sự kiện đến SNS (Simple Notification Service) để thông báo cho các dịch vụ khác.
2. Xử Lý File Theo Thời Gian Thực (Real-Time File Processing)
Ví dụ: Khi một hình ảnh được tải lên S3, Lambda sẽ tự động xử lý hình ảnh, thay đổi kích thước, lưu metadata vào DynamoDB, và lưu ảnh đã chỉnh sửa vào một S3 Bucket khác.
Thách Thức Khi Sử Dụng Serverless
1. Cold Start
Khi một hàm serverless được gọi, hệ thống cần khởi tạo một container mới để chạy mã, gây ra độ trễ. Giải pháp bao gồm giữ ấm hàm (warming up functions) hoặc sử dụng Provisioned Concurrency để giảm độ trễ này.
2. Giám Sát Và Debugging
Do số lượng lệnh gọi lớn, việc theo dõi và debug có thể trở nên phức tạp. Cần sử dụng các công cụ như AWS CloudWatch để giám sát hiệu suất.
3. Tối Ưu Hóa Cấu Hình
Mặc dù serverless tự động mở rộng, nhưng việc cấu hình tài nguyên không hợp lý có thể gây ra tắc nghẽn. Cần tối ưu hoá tài nguyên để đảm bảo hiệu suất.
Kết Luận
Kiến trúc serverless là một bước tiến lớn trong phát triển ứng dụng cloud-native. Nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại ứng dụng như xử lý sự kiện, xử lý dữ liệu, phân tích big data, và AI/ML. Với khả năng mở rộng linh hoạt, tính sẵn sàng cao và tối ưu chi phí, serverless đang trở thành lựa chọn hàng đầu cho các doanh nghiệp ở mọi quy mô.