Serverless là gì, IaaS, CaaS, FaaS là gì, ..
Trước tiên để tìm hiểu về cấu trúc Serverless, trước hết ta hãy xem thử các cấu trúc truyền thống thường được sử dụng, và một số từ khoá và định nghĩa của chúng.
Ví dụ với một cấu trúc như trên, toàn bộ ứng dụng của chúng ta sẽ được chứa chung trong 1 khối lớn, và cùng tương tác vào 1 database. Để dễ hiểu hơn, mình sẽ ví dụ chúng như sau:
Một cửa hàng bán trà sữa bán 4 loại trà sữa:
- Trà sữa dâu
- Trà sữa ô long
- Trà sữa bạc hà
- Trà sữa socola
Tất cả trà sữa này sẽ được nhân viên pha bằng cùng 1 chiếc máy, cái máy này có thể pha được cả 4 loại trà sữa trên, rất đa năng tiện dụng. Ngoài ra, để có thể pha trà sữa bằng máy, ta cần nhiên liệu pha trà sữa, các nhiên liệu cho 4 loại trà sữa thì khác nhau, và được để chung trong 1 thùng nhiên liệu.
- Máy pha trà sữa – Code/Server xử lí Logic tính toán, ..
- Thùng nhiên liệu – Database, cơ sở dữ liệu tổng
- Nhiên liệu – Các dữ liệu
Vậy ta có thể thấy, với một lượng người dùng chưa lớn, xây dựng cấu trúc đưa toàn bộ các logic vào 1 server như trên có thể khả thi, tuy nhiên, khi người dùng ngày càng tăng lên, việc làm trà sữa nào cùng phải dùng chung 1 cái máy, và việc lấy nhiên liệu nào cũng phải lấy từ 1 thùng nhiên liệu lớn sẽ khiến cho 1 khối chung quá tải, một trong những cách tối ưu cho vấn đề này là chia nhỏ các công việc nhỏ ra.
Tối ưu: Chia nhỏ các vấn đề
Lúc này, ta sẽ chia nhỏ các vấn đề thành 4 luồng như sau, vẫn tại cùng 1 địa điểm, 1 server cửa hàng đó, ta chia cấu trúc thành:
- Máy pha trà sữa 1, chỉ pha trà sữa dâu. Cùng 1 thùng nhiên liệu chỉ cho trà sữa dâu
- Máy pha trà sữa 2, chỉ pha trà sữa ô long. Cùng 1 thùng nhiên liệu chỉ cho trà sữa ô long
- Máy pha trà sữa 3, chỉ pha trà sữa bạc hà. Cùng 1 thùng nhiên liệu chỉ cho trà sữa bạc hà
- Máy pha trà sữa 4, chỉ pha trà sữa socola. Cùng 1 thùng nhiên liệu chỉ cho trà sữa socola
Lúc này, với các khách order các trà sữa khác nhau, nhân viên có thể đến các máy pha và thùng nhiên liệu khác nhau, chia tách thành các luồng nên sẽ giảm tải hơn một chút. Tuy nhiên, lại có một số vấn đề như sau:
- Các luồng sẽ không giống nhau. Ví dụ trà sữa dâu thường được gọi nhiều hơn trà sữa socola, nên đúng ra cái máy, hay tài nguyên server (cpu, ram,…) nên được phân bố nhiều hơn cho trà sữa socola
- Nếu một máy trà sữa bị lỗi, ví dụ hãy tưởng tượng về code, dù lúc này đã chia nhỏ nhiều function ra, nhưng nếu hỏng cái gì thì thường ta phải khởi động lại cả server chung, đồng nghĩa các function khác đang chạy tốt cũng phải khởi động lại.
Lúc này, ta sẽ thử nói về một số từ khoá trong triển khai cấu trúc để xử lí vấn đề trên
Lại tưởng tượng về cửa hàng bán trà sữa, hãy coi cả cửa hàng như một cái máy chủ, một cái máy tính để có thể chạy các code (các máy pha trà sữa). Chúng ta có thể mua một mặt bằng để đặt cửa hàng (mua đứt). Tương tự, ta có thể mua các server về nhà chúng ta, về công ty để tự triển khai, tự lắp đặt.
Triển khai 1: Tự cài đặt server
Một server thì nhìn chung có cấu trúc tương tự như một máy tính, laptop bình thường. Tuy nhiên được thiết kế để chịu tải tốt hơn, chạy 24/7, chịu đựng các điều kiện như nhiệt độ, thời tiết, bụi, … tốt hơn, và một số đặc tính khác nữa.
Việc tự mua một server về triển khai thường được các công ty lớn sử dụng, tuy nhiên lúc này ta sẽ phải lo các vấn đề như nhiệt độ, cần bật máy làm mát, điều hoà, quạt,… để server mát mẻ 24/7. Hay phải lo các vấn đề như điện để tải server, tránh các trường hợp mất điện thì server cũng hỏng, ….
Nó giống với việc bạn mua mặt bằng để làm cửa hàng trà sữa, sau khi mua xong thì không thể mở rộng đất ra nếu muốn mở rộng cửa hàng được, phải tự lo các vấn đề như vệ sinh mặt bằng, điện nước, …. Điều này không phù hợp nếu ta chỉ cần một dịch vụ nhỏ, hoặc muốn mở rộng lớn ra hơn sau này.
Tối ưu: Đưa các dịch vụ lên các nền tảng riêng
Triển khai 2: infrastructure as a service (IaaS) – Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ
Như tên của nó, cơ sở hạ tầng như một dịch vụ. Tức là ta sẽ thuê luôn một mặt bằng cho cửa hàng trà sữa, một cái máy chủ về để sử dụng. Các đơn vị cho thuê thường là các công ty lớn như nước ngoài có Amazon, Microsoft, Google. Trong nước thì có Viettel Cloud, … Các nhà cho thuê, đơn vị này sẽ bảo đảm vấn đề điện duy trì server ổn định, băng thông mạng cho server tốc độ cao, ….
Ngoài ra nếu server các bạn bị tấn công, ddos, các đơn vị này cũng sẽ có thể chuyển bạn sang một server, cụm network mạng khác để tránh, …
Nhìn chung việc cho thuê hay mua dịch vụ này đã giảm tải bớt rất nhiều sự đau đầu cho bạn. Lúc này bạn như có một cái máy tính ảo có thể truy cập từ xa, và đặt các code của mình lên đây để chạy.
Tối ưu: Các dịch vụ tự co giãn theo nhu cầu, tiết kiệm chi phí
Triển khai 3: Container as a Service (CaaS) – Một khối container như dịch vụ
Để giải thích việc này thì khá trừu tượng, nhưng lúc này bạn sẽ được cung cấp dịch vụ như các container. Các container này thì gọn nhẹ hơn, tốn ít tài nguyên, tiền bạc để thuê, và có thể co giãn được (tức là có thể tự tăng ram, cpu khi nhu cầu nâng cao)
Bạn tưởng tượng thì nếu bạn chia nhỏ các phần của ứng dụng của mình đủ nhỏ, để chúng có thể triển khai độc lập trên 1 container nhỏ, lúc này các hệ thống container có thể tạo ra rất nhiều bản container của phần ứng dụng đó của bạn, tự nâng cấu hình khi nhu cầu sử dụng tăng cao, hoặc tự triển khai một container khác chạy thay thế nếu container hiện tại bị sập, …
Triển khai 4: Function as a Service (FaaS) – Một hàm, chức năng như một dịch vụ
Với triết lý lập trình hàm (Function do only one thing), khi làm việc với kiến trúc Functions as a service, chỉ nên để function làm một việc duy nhất
Điểm mạnh nhất của FaaS là nó độc lập các function, nếu function chỉ thực thi một nhiệm vụ duy nhất. FaaS sẽ làm rất tốt công việc của nó được giao. Tuy nhiên, nếu gọi các function lồng nhau, rất dễ xảy ra vấn đề về performance.
Tức là lúc này bạn có thể chia các máy bán trà sữa này làm một tác vụ duy nhất như 1 hàm, trong đó có cả thùng nhiên liệu là database nhỏ của riêng loại trà sữa đó thôi. Lúc này các máy bán trà sữa này được đặt tại nhiều điểm khác nhau, (bạn chỉ đang thuê cái máy – một function như một dịch vụ). Do kết nối internet hạ tầng đủ nhanh, chúng vẫn có thể chấp nhận được với cửa hàng trà sữa của bạn. Và nếu 1 máy hỏng thì các máy khác vẫn không làm sao cả.
Các FaaS cũng có thể có các tính năng kế thừa như CaaS, tức là tự tạo một điểm khác nếu quá tải, tự tạo ra nhiều điểm vẫn là cùng 1 máy bán trà sữa và chia nhỏ luồng hơn nữa để xử lý tốt hơn, hay tự khởi động một điểm khác khi chỗ hiện tại bị sập, …
Một số từ khoá
Auto-scaling: Các máy chủ nhỏ này sẽ tự động co giãn ssd, ram, cpu, …. để phù hợp với nhu cầu, ví dụ máy pha trà sữa này nhiều khách order thì tự tăng tài nguyên lên, còn nếu ít khách thì tự giảm xuống
Event-driven: Các máy pha trà sữa nếu không ai gọi thì tự tắt đi, và chỉ bật lên (cold-start), sẽ bật lên (đủ nhanh tuỳ theo độ nặng của code bạn) khi có khách gọi (một event – sự kiện)
pay-per-execution: Một số chỗ sẽ thu phí bạn thuê theo số lần gọi dịch vụ chứ không phải thời gian thuê. ví dụ máy bán trà sữa dâu khá ế, 1 tháng có đúng 4 khách gọi 4 thời điểm khác nhau, bạn không cần bật máy cả tháng, mà chỉ tính tiền thuê 4 lần đó thôi
pay-as-use: Một số chỗ thu phí theo thời gian, tuy nhiên nhỏ lẻ hơn. Kiểu theo tiếng, theo ngày, … khi đó nếu bạn chỉ cần dùng 1 thời gian ngắn rồi tắt đi thì sẽ tiết kiệm chi phí hơn nhiều
Tóm lại về serverless
Hi vọng qua ví dụ trà sữa trên bạn sẽ có một cái nhìn tổng quan hoặc cơ bản về serverless.
Serverless – Không có server, không có nghĩa là sẽ không có cái server máy chủ nào chạy code cả. Mà cơ bản bạn sẽ không cần sở hữu một cái máy chủ, tự bảo quản và vận hành nó, mà có thể thuê các đơn vị khác đảm bảo dịch vụ và ổn định hơn để thực thi các tác vụ của mình.
Như lúc này cửa hàng trà sữa có thể đưa 4 máy pha trà sữa, 4 đoạn code độc lập này lên 4 điểm khác nhau. Lúc này ví dụ 1 điểm code bị bug, có vấn đề thì các nơi khác vẫn hoạt động bình thường.
Ngoài ra các điểm này có thể tự co giãn – (tham khảo thêm ở phần từ khoá bên trên) để phục vụ tốt hơn nếu có nhu cầu nhiều hơn ở một luồng nào đó.
Ưu điểm của serverless
- Tiết kiệm chi phí, không cần thuê/mua cả mặt bằng – cả 1 server để chứa mấy cái máy pha, mà chỉ cần thuê cái máy pha là được
- Giảm bớt nỗi lo quản lý mặt bằng – server như điện, tiền mạng, ….
Nhược điểm của serverless hay FaaS
- Test và debug khó hơn, do nó chỉ bật khi mình cần, hơn nữa bạn không nhìn được rõ chúng đang chạy như thế nào như code trên máy mình, vì lúc này toàn bộ code đang ở một điểm khác.
- Vấn đề bảo mật, lúc này bạn đang để database và code ở một đơn vị khác cho thuê. Nhìn chung thì chắc chắn việc bảo mật không thể bằng tự mình quản lí được.
- Không phù hợp cho các tác vụ chạy liên tục 24/7. Do điểm tốt của serverless là tiết kiệm tiền, tự tắt đi khi mà không cần sử dụng. Nhưng nếu bạn cần dùng liên tục thì nên thuê CaaS hoặc IaaS
- Giảm hiệu năng. Do các máy pha chỉ bật khi ta cần đến, nên sẽ tốn thêm thời gian bật lên. Bạn cần chia nhỏ function nhất có thể để chúng độc lập, và bật đủ nhanh để không ảnh hưởng người dùng
