Cloud Native là gì? Nguyên tắc hoạt động trên Cloud Native

Tương lai của lĩnh vực phát triển phần mềm ngày càng phụ thuộc Cloud native. Trong tương lai, các ứng dụng doanh nghiệp sẽ được chuyển đổi từ Cloud-Based sang hoạt động dựa trên đám mây Cloud-Native. Dù vậy, thuật ngữ này vẫn còn khá xa lạ với nhiều người dùng. Vì vậy, hãy đọc bài viết dưới đây để tìm hiểu chi tiết về kiến trúc hoạt động của Cloud-Native!

Cloud Native là gì?

Cloud-native đề cập đến khái niệm xây dựng và vận hành các ứng dụng để tận dụng các lợi ích điện toán đám mây được cung cấp bởi mô hình phân phối đám mây. Các ứng dụng hoạt động trên đám mây Cloud-Native được thiết kế và xây dựng để tận dụng lợi thế của quy mô, độ đàn hồi, độ đàn hồi và tính linh hoạt mà đám mây cung cấp.

Định nghĩa Cloud Native Computing Foundation (CNCF) về Cloud-Native: "Các công nghệ hoạt động trên đám mây cho phép các tổ chức xây dựng và chạy các ứng dụng có thể mở rộng trong các môi trường như đám mây công cộng, riêng tư và kết hợp (Public Cloud, Private Cloud và Hybrid Cloud).

Ví dụ minh họa rõ nhất cho cách tiếp cận này là các Containers, immutable infrastructure (cơ sở hạ tầng bất biến), microservices, service meshes (lưới dịch vụ) và các API.

Những tính năng này làm cho các hệ thống kết hợp lỏng lẻo có khả năng phục hồi, được quản lý và có thể quan sát được. Cùng với sự tự động hóa mạnh mẽ, chúng cho phép các kỹ sư thực hiện những thay đổi có tác động đáng kể một cách thường xuyên với nỗ lực tối thiểu.

Các tính năng của Cloud-Native là gì?

Môi trường hiện đại của các ứng dụng phức tạp, cùng với kỳ vọng không ngừng đổi mới và khả năng đáp ứng chưa từng có của người dùng, đòi hỏi các hệ thống kinh doanh với các chính sách tốt hơn và linh hoạt hơn. Các khái niệm và tính năng trên cho thấy cloud-native là giải pháp tốt nhất cho các doanh nghiệp.

Các dịch vụ dành cho đám mây cho phép phát triển các ứng dụng hiện đại bằng cách sử dụng các công nghệ như như Kubernetes, Docker, serverless function, API và Kafka.

Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây hàng đầu trong ngành có thể cung cấp các dịch vụ và công cụ đám mây để các nhà phát triển có thể giảm bớt các tác vụ vận hành và xây dựng ứng dụng nhanh hơn.

Native Cloud Services cung cấp một nền tảng toàn diện, dựa trên tiêu chuẩn để xây dựng, triển khai và quản lý các ứng dụng dành cho đám mây như vi dịch vụ, hoạt động phi máy chủ.

Những thách thức dành cho Cloud Native

Thách thức lớn nhất với cloud-native là khi khách hàng cố gắng nâng cấp và di chuyển các ứng dụng cũ để sử dụng nền tảng đám mây.

Khách hàng nên dùng các ứng dụng hoạt động trên đám mây vào một cơ sở hạ tầng đám mây mới hoặc tái cấu trúc các khối hiện có bằng cách sử dụng các nguyên tắc riêng của đám mây.

Ngoài ra, bạn có thể truy cập các phương pháp hoạt động trên đám mây như thử nghiệm đa biến, phát triển sản phẩm MVP...

Những lợi ích của cloud-native là gì?

Ứng dụng hoạt động trên đám mây - Ứng dụng dành cho đám mây (Cloud Native Applications - NCA) là các chương trình được thiết kế cho các kiến trúc điện toán đám mây mang lại nhiều lợi ích, chẳng hạn như:

• Độc lập: Kiến trúc trên đám mây Cloud Native giúp bạn xây dựng các ứng dụng hoạt động trên đám mây độc lập với nhau. Điều này có nghĩa là bạn cũng có thể quản lý và triển khai chúng một cách riêng biệt.
• Khả năng phục hồi: Các ứng dụng hoạt động trên Cloud Native được thiết kế tốt và luôn hoạt động ngay cả khi cơ sở hạ tầng ngừng hoạt động.
• Standards-based: Để cho phép tương tác và khối lượng công việc di động, các dịch vụ hoạt động trên Cloud Native thường dựa trên các công nghệ (dựa trên tiêu chuẩn) và mã nguồn mở. Điều này giúp giảm tình trạng bị nhà cung cấp khóa và tăng tính linh hoạt.
• Tự động hóa: Các ứng dụng dành cho đám mây sử dụng khả năng tự động hóa của DevOps để điều phối, quản lý và tự động hóa toàn bộ cơ sở hạ tầng, cho đến ứng dụng. Ngoài ra, các nhà phát triển có thể sử dụng các phương pháp như triển khai blue-green và canary nhằm thực hiện các nâng cấp cho ứng dụng mà không làm gián đoạn trải nghiệm người dùng.
• No Downtime (Không thời gian chết): Nhờ các bộ điều phối như Kubernetes, người dùng có thể triển khai các bản cập nhật phần mềm và về cơ bản không có thời gian chết.
• Bảo mật: Cho phép các nhà phát triển tăng cường bảo mật cho các ứng dụng ngay từ thời điểm đầu.

Cloud Native và các dịch vụ hoạt động trên đó

Container Registry (Đăng ký container)

OCI Container Registry là dịch vụ đăng ký Docker được quản lý bởi Oracle dựa trên tiêu chuẩn 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 bằng cách sử dụng giao diện Dòng lệnh Docker (CLI) và API.

Để hỗ trợ các lifecycle container, Container Registry hoạt động với Container Engine for Kubernetes của Oracle, OCI Identity and Access Management (Quản lý danh tính và truy cập OCI), Oracle Visual Building Studio dành cho một nhà phát triển thứ ba và công cụ DevOps.

Dịch vụ thông báo

OCI Notifications là một dịch vụ Publish/Subscribe với Lantasi thấp, tính khả dụng cao, gửi cảnh báo và tin nhắn đến Oracle Cloud Functions, email, SMS và các hệ thống gửi tin nhắn, bao gồm Slack, PagerDuty và ServiceNow.

Dịch vụ tích hợp với Quản lý danh tính và truy cập OCI để truy cập và gửi mọi tin nhắn một cách an toàn, ngay cả khi lưu lượng truy cập bị quá tải. Tất cả giúp xây dựng các ứng dụng hoạt động trên đám mây có thể scale và đáng tin cậy.

Streaming

Dịch vụ phát trực tuyến OCI Streaming là một nền tảng phát trực tuyến đang hoạt động tương thích với Apache Kafka dành cho các nhà phát triển và nhà khoa học dữ liệu.

Dịch vụ quản lý sự kiện phát trực tuyến này nhập, lưu trữ và xử lý dữ liệu phát trực tiếp trên quy mô lớn theo thời gian thực.

Giảm khóa lock-in thông qua khả năng tương thích hoàn toàn và sử dụng KAFKA API mã nguồn mở.

Container Engine

Container Engine for Kubernetes (OKE) là dịch vụ điều phối container được quản lý bởi Oracle. Dịch vụ này giúp giảm thời gian và chi phí xây dựng các ứng dụng dành cho đám mây Cloud Native.

Khác với hầu hết các nhà cung cấp khác, OCI cung cấp các Container Engine của Kubernetes miễn phí chạy trên các máy tính hiệu suất cao, chi phí thấp.

Các kỹ sư DevOps có thể sử dụng Kubernetes mã nguồn mở, chưa sửa đổi để tạo điều kiện thuận lợi cho khối lượng công việc của các ứng dụng di động và đơn giản hóa hoạt động với các bản vá và cập nhật tự động.

Functions

Oracle Cloud Scheduling là một nền tảng phi máy chủ (serverless) cho phép các nhà phát triển tạo, chạy và mở rộng quy mô ứng dụng mà không cần phải quản lý bất kỳ cơ sở hạ tầng nào. Dịch vụ này tích hợp với OCI, dịch vụ nền tảng và các ứng dụng SaaS.

Vì Functions dựa trên dự án Fn mã nguồn mở (Fn Project), các nhà phát triển có thể tạo ra các ứng dụng có thể dễ dàng chuyển sang các môi trường đám mây khác.

Mã dựa trên chức năng thường chạy trong một khoảng thời gian ngắn và khách hàng chỉ trả tiền cho các tài nguyên họ sử dụng.

Nguyên tắc kiến trúc hoạt động trên Cloud Native

Các nguyên tắc kiến trúc của Cloud Native tập trung vào cách tối ưu hóa kiến trúc hệ thống của đám mây. Các kiến trúc truyền thống có xu hướng tối ưu hóa cơ sở hạ tầng, chi phí cao đòi hỏi nhiều nỗ lực thủ công. Do đó, các kiến trúc cũ tập trung vào sự phục hồi và hiệu suất của các thành phần cố định là tương đối nhỏ.

Tuy nhiên, trên Cloud Native, một cơ sở hạ tầng cố định như vậy không có nhiều ý nghĩa vì Cloud Native được tính phí dựa trên mức sử dụng. Bạn sử dụng bao nhiêu sẽ dễ dàng hơn để tự động giảm nó.

Do đó, trọng tâm của các kiến trúc hoạt động trên đám mây là đạt được khả năng phục hồi và quy mô. Cho dù mở rộng quy mô, xử lý phân tán và tự động hóa việc thay thế thành phần lỗi.

Nguyên tắc 1: Tự động hóa thiết kế (Design for automation)

Tự động hóa luôn là cách tiếp cận tốt nhất cho các hệ thống phần mềm. Cloud Native giúp tự động hóa cơ sở hạ tầng trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết.

Mặc dù các khoản đầu tư trả trước thường cao, nhưng việc ưu tiên các giải pháp tự động hóa hầu như luôn cải thiện hiệu quả về mặt phục hồi và hiệu suất hệ thống.

Có thể sửa chữa các quy trình tự động, mở rộng quy mô và triển khai hệ thống nhanh hơn so với con người. Một số lĩnh vực phổ biến cho các hệ thống hoạt động trên đám mây Cloud Native là:

• Cơ sở hạ tầng: Tự động hóa việc tạo và cập nhật cơ sở hạ tầng bằng các công cụ Google Cloud Deployment Manager hay Terraform.
• Tích hợp liên tục / Phân phối liên tục: Tạo các gói bằng các công cụ như Google Cloud Build, Jenkins và Spinners để tự động hóa việc xây dựng, kiểm tra và triển khai hệ thống. Người dùng không chỉ tự động hóa việc triển khai mà còn cả các quy trình như Canarian testing (bài kiểm tra Canary) và rollback (khôi phục).
• Scale up và scale down: Ngoại trừ hệ thống tải hầu như không thay đổi, bạn nên tự động hóa hệ thống scaling để phản hồi hệ thống khi tải tăng hoặc giảm. Scale up khiến hệ thống chạy mượt mà, đồng thời scale down giúp tiết kiệm chi phí. Điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng quy mô lớn.

Ví dụ: một trang web công cộng hoặc ứng dụng nội bộ hoạt động rất nhiều trong một khoảng thời gian nhất định, nhưng các ứng dụng khác thì không.

• Giám sát và khôi phục tự động: Người dùng nên theo dõi và đăng nhập vào hệ thống hoạt động trên đám mây Cloud Native của họ ngay từ đầu. Ghi nhật ký và theo dõi luồng dữ liệu có thể được sử dụng để theo dõi trạng thái của hệ thống một cách tự nhiên hơn. Hơn nữa nó còn rất nhiều công dụng vượt trội khác.

Ví dụ: Cung cấp thông tin có giá trị về việc sử dụng hệ thống và hành vi của người dùng. Có bao nhiêu người đang sử dụng hệ thống, họ đang sử dụng cái gì và độ trễ trung bình là bao nhiêu?,...

Ngoài ra, nó có thể được sử dụng để đo trạng thái tổng thể của hệ thống.

Ví dụ, nếu container sắp đầy, nhưng liệu nó có đầy nhanh hơn bình thường hay không... Cuối cùng, attach tự động. Khi ổ đĩa đầy, người dùng cũng có thể tự động thay đổi kích thước ổ đĩa để hệ thống tiếp tục hoạt động.

Nguyên tắc 2: Hiểu trạng thái toàn hệ thống

Trạng thái lưu trữ là dữ liệu người dùng (ví dụ: một sản phẩm trong giỏ hàng của người dùng hoặc số nhân viên của họ). Trạng thái hệ thống (ví dụ: bao nhiêu instance đang chạy và phiên bản mã nào đang chạy trong sản xuất) là điều khó khăn nhất trong việc xây dựng kiến trúc phân tán, hoạt động trên Cloud Native.

Do vậy, bạn nên xây dựng hệ thống của riêng mình để có thể thiết kế các thành phần phi trạng thái cho thời gian (stateless), cách thức, trạng thái lưu trữ và nếu có thể.

Các thành phần không trạng thái (stateless) bao gồm:

• Scale (quy mô): Để có scale up, chỉ cần thêm nhiều bản sao hơn. Để scale down, điều hướng sẽ tự hoàn thành sau khi hoàn thành nhiệm vụ hiện tại.
• Khắc phục: Để khắc phục sự cố không thành công của một thành phần, chỉ cần chấm dứt và thay thế các thành phần khác một cách thông minh nhất có thể.
• Rollback: Nếu bạn triển khai kém, các thành phần không trạng thái sẽ dễ dàng bị thu hồi. Do đó, bạn có thể chấm dứt và bắt đầu thay thế phiên bản cũ.
• Load balance across (cân bằng tải): Khi các thành phần không có state, Load balance across sẽ đơn giản hơn rất nhiều vì bất kỳ đầu vào nào cũng có thể xử lý bất kỳ request nào. Cân bằng tải trên một thành phần trạng thái khó khăn hơn nhiều vì trạng thái của phiên người dùng thường là trên ví dụ, vì vậy tất cả các yêu cầu từ người dùng phải được xử lý.

Nguyên tắc 3: Dịch vụ quản lý yêu thích

Cloud không chỉ là cơ sở hạ tầng và hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ đám mây đều cung cấp các gói dịch vụ cung cấp nhiều khả năng khác nhau. Giúp giải quyết các vấn đề trong quản lý cơ sở hạ tầng hoặc phần mềm back-end.

Tuy nhiên, nhiều tổ chức cảnh giác với việc tận dụng các dịch vụ này vì họ lo lắng về việc bị khóa bởi một nhà cung cấp nhất định.

Đây là vấn đề đáng lo ngại, nhưng các dịch vụ được quản lý thường có thể giúp các tổ chức tiết kiệm rất nhiều thời gian và chi phí vận hành.

Nhìn chung, việc quyết định có nên áp dụng các dịch vụ lưu ký hay không phụ thuộc vào tính thanh khoản, chi phí hoạt động, tiền bạc và kỹ năng. Các dịch vụ quản trị mà người dùng nên xem xét là:

• Quản lý các dịch vụ mã nguồn mở hoặc tương thích với mã nguồn mở: Các dịch vụ được Cloud SQL Open Source Management Service hoặc giao diện tương thích với mã nguồn mở Cloud Bigtable. Đây sẽ là một lựa chọn dễ dàng vì có nhiều lợi ích khi sử dụng các dịch vụ được quản lý và ít rủi ro hơn.
• Các dịch vụ được quản lý tiết kiệm chi phí: Một số dịch vụ không tương thích với mã nguồn mở hoặc không thay thế mã nguồn mở ngay lập tức, nhưng dễ sử dụng hơn các dịch vụ thay thế.
• Các vấn đề khác: một số tình huống khó khăn, không dễ để rời khỏi dịch vụ và hoạt động không hiệu quả. Người dùng cần kiểm tra các tình huống này trên cơ sở từng trường hợp cụ thể, xem xét tầm quan trọng của chiến lược dịch vụ, chi phí vận hành dịch vụ và công việc cần thiết để di chuyển.

Nguyên tắc 4: Tăng cường phòng thủ sâu

Các kiến trúc truyền thống thường dựa theo bảo mật chu vi. Tuy nhiên, phương pháp này dễ bị tấn công nội bộ cũng như các mối đe dọa bên ngoài như lừa đảo trực tuyến. Ngoài ra, áp lực cung cấp tính linh hoạt và khả năng làm việc di động càng làm suy yếu chu vi mạng.

Cần nhớ rằng nguồn gốc của Cloud Native từ các dịch vụ trực tuyến. Do đó, luôn cần phải đối phó với các cuộc tấn công bên ngoài. Cần phải có một cách tiếp cận phòng thủ cứng rắn bằng cách áp dụng xác thực giữa mỗi thành phần và giảm sự tin tưởng giữa các thành phần đó, ngay cả khi đó là "nội bộ".

Ngoài xác thực, Cloud Native nên mở rộng ý tưởng này để bao gồm những thứ như giới hạn tốc độ và chèn tập lệnh. Mọi thành phần trong thiết kế của bạn nên cố gắng tự bảo vệ mình khỏi các thành phần khác.

Điều này không chỉ làm cho kiến trúc linh hoạt hơn mà còn làm cho dịch vụ kết quả dễ dàng triển khai hơn trong môi trường đám mây.

Nguyên tắc 5: Thường xuyên kiểm tra kiến trúc

Một trong những đặc điểm cốt lõi của các hệ thống hoạt động trên đám mây là sự phát triển liên tục. Điều tương tự cũng xảy ra với việc xây dựng các mô hình. Các kiến trúc sư luôn tìm cách điều chỉnh, đơn giản hóa và cải thiện hệ thống.

Khi nhu cầu của tổ chức thay đổi, bối cảnh của các hệ thống CNTT cũng vậy, cũng như khả năng của chính các nhà cung cấp dịch vụ đám mây. Để phát triển và ứng phó, các hệ thống CNTT cần phải sống, thở và thay đổi. Các hệ thống CNTT đã chết sẽ khiến các tổ chức rơi vào bế tắc và không thể ứng phó với các mối đe dọa và cơ hội mới.

Kết luận

Cloud Native là một khái niệm trừu tượng khó nắm bắt ngay cả đối với những người có kinh nghiệm. Hy vọng rằng bài viết này sẽ giúp bạn đọc một số kiến thức của mình về các ứng dụng dành cho Cloud Native và ứng dụng dành cho Cloud. Đừng quên theo dõi các bài viết tiếp theo để cập nhật thông tin mới nhé!

Các tìm kiếm liên quan đến chủ đề “Cloud Native”

Bài liên quan

• Cloud VPS là gì? Sử dụng Cloud VPS mang lại lợi ích gì?
• Cloud Hosting Linux là gì? Từ A-Z về dịch vụ Cloud Hosting Linux mới nhất
• Hướng dẫn thêm một hay nhiều IP trên Cloud Server và Cloud VPS tại Z.com
• Các lệnh thường sử dụng để xem thông tin phần cứng trong Linux
• Kết nối CloudFlare với Website WordPress – 7 Lợi ích cơ bản
• Bảng giá thuê VPS Cloud mới nhất năm 2022