Serverless Computing là gì? Tất tần tật từ A đến Z về Serverless Computing

Serverless Computing hay còn gọi là điện toán phi máy chủ, là một khái niệm phổ biến trong thế giới công nghệ hiện đại. Serverless Computing được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng và triển khai ứng dụng mà không cần quản lý hạ tầng máy chủ phức tạp. Với sự linh hoạt, tiết kiệm chi phí và dễ mở rộng, Serverless đang trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều nhà phát triển. Vậy Serverless Computing là gì? Hãy cùng Việt Tuấn tìm hiểu chi tiết từ A đến Z trong bài viết dưới đây.

Serverless Computing là gì?

Serverless Computing có nghĩa là điện toán phi máy chủ, là một mô hình thực thi điện toán đám mây để các nhà phát triển có thể xây dựng và chạy các ứng dụng mà không cần quản lý máy chủ. Serverless Computing chuyển giao trách nhiệm quản lý máy chủ cho nhà cung cấp dịch vụ đám mây, cho phép các nhà phát triển tập trung vào việc xây dựng ứng dụng trong khi chỉ phải trả tiền cho các tài nguyên được sử dụng. 

Các nhà phát triển có thể tập trung vào việc viết mã ứng dụng front-end và logic kinh doanh tốt nhất với điện toán phi máy chủ. Tất cả những gì họ cần làm là viết mã ứng dụng và triển khai vào các container do CSP quản lý.

Nhà cung cấp dịch vụ đám mây sẽ xử lý phần còn lại, cung cấp cơ sở hạ tầng đám mây cần thiết để chạy mã và tăng hoặc giảm quy mô cơ sở hạ tầng theo nhu cầu khi cần và cũng chịu trách nhiệm cho mọi hoạt động quản lý và bảo trì cơ sở hạ tầng thường xuyên, chẳng hạn như cập nhật và vá lỗi hệ điều hành, quản lý bảo mật, lập kế hoạch năng lực, giám sát hệ thống…

Thuật ngữ "serverless" có thể gây hiểu lầm vì máy chủ vẫn cần thiết để cung cấp dịch vụ và tài nguyên cho các tổ chức. Tuy nhiên, các máy chủ này được lưu trữ và quản lý bởi các nhà cung cấp, cho phép các nhà phát triển thực hiện công việc mã hóa của họ thay vì lo lắng về việc xử lý máy chủ.

Cách thức hoạt động của Serverless Computing

Đối với Serverless computing, các nhà phát triển không cần phải thiết lập, cấu hình và duy trì các máy ảo như trong mô hình truyền thống, họ chỉ cần viết mã (thường là các “function” - hàm xử lý một nhiệm vụ cụ thể) và triển khai lên nền tảng của nhà cung cấp dịch vụ. Những hàm này sẽ tự động được kích hoạt khi có sự kiện xảy ra, chẳng hạn như khi người dùng gửi một yêu cầu đến API hoặc khi một file được tải lên hệ thống.

Khi hàm được gọi, nhà cung cấp dịch vụ sẽ tự động phân bổ tài nguyên, xử lý logic và trả về kết quả mà không yêu cầu lập trình viên phải can thiệp vào phần hạ tầng. Hàm xử lý có thể chạy song song nhiều phiên bản để đáp ứng đồng thời nhiều người dùng, cho đến khi đạt giới hạn. Đặc biệt, chi phí được tính toán dựa trên lượng tài nguyên mà hàm xử lý thực sự sử dụng, giúp tiết kiệm hơn so với việc phải mua sẵn dung lượng như các mô hình truyền thống.

Ưu điểm của Serverless Computing

• Chi phí thấp hơn: Serverless Computing là một quy trình cực kỳ tiết kiệm chi phí, loại bỏ nhu cầu về kiến ​​trúc đám mây và phần cứng cơ bản đắt tiền. Khách hàng chỉ trả tiền cho các tài nguyên họ cần khi họ cần, đảm bảo họ không phải chịu phí cấp phép đắt đỏ cho các dịch vụ mà họ không còn cần hoặc không sử dụng nữa.
• Khả năng mở rộng đơn giản: Các nhà phát triển sử dụng Serverless Computing còn phải bận tâm đến các chính sách xác định cách họ mở rộng mã của mình. Serverless Computing của nhà cung cấp đám mây xử lý mọi khía cạnh của việc mở rộng theo yêu cầu.
• Mã nguồn phụ trợ được đơn giản hóa: Điện toán phi máy chủ cho phép các nhà phát triển sử dụng mã nguồn phụ trợ được đơn giản hóa thực hiện một mục đích duy nhất, chẳng hạn như thực hiện lệnh gọi đến API.
• Tiết kiệm thời gian: Phát triển ứng dụng truyền thống có các quy trình phức tạp cho phép có thời gian để sửa lỗi và đảm bảo các tính năng mới được bảo mật. Nhưng mô hình điện toán phi máy chủ giúp giảm số bước cần thiết để hình thành, triển khai và kiểm tra mã, cho phép các nhà phát triển nhanh chóng thêm và sửa đổi mã của họ theo thời gian thực. Do đó, thời gian để một ứng dụng chuyển từ ý tưởng sang sản xuất có thể giảm từ nhiều tháng xuống còn nhiều ngày.
• Tăng năng suất: Serverless Computing cho phép các nhà phát triển làm việc hiệu quả hơn bằng cách loại bỏ nhu cầu tập trung vào các vấn đề tốn thời gian như khởi động, quản lý và các vấn đề về môi trường. Do đó, họ có thể tập trung vào việc phát triển mã và mở rộng ứng dụng.
• Bảo mật được cải thiện: Serverless Computing hạn chế các nhà phát triển chỉ sử dụng mã hoạt động trong bối cảnh không máy chủ. Các nhà phát triển có nhiều khả năng tạo mã đáp ứng các thông lệ tốt nhất của tổ chức và các giao thức bảo mật và quản trị.

Nhược điểm của Serverless Computing

• Ít kiểm soát hơn: Với Serverless Computing, tổ chức sẽ chuyển quyền kiểm soát máy chủ cho CSP bên thứ ba, do đó không còn quyền quản lý phần cứng và môi trường thực thi.
• Khóa nhà cung cấp: Mỗi nhà cung cấp serverless (như AWS, Azure, Google Cloud) đều có các tính năng và cách triển khai riêng, không dễ dàng chuyển đổi sang nền tảng khác.
• Khởi động chậm: Khởi động chậm có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và khả năng phản hồi của các ứng dụng không có máy chủ, đặc biệt là trong môi trường nhu cầu thời gian thực.
• Kiểm tra và gỡ lỗi phức tạp: Do không có quyền truy cập trực tiếp vào máy chủ, lập trình viên khó quan sát và theo dõi chi tiết quá trình xử lý phía sau. Việc kiểm tra lỗi hay mô phỏng môi trường thật để kiểm thử trở nên phức tạp hơn so với mô hình truyền thống.

Ứng dụng của Serverless Computing

Với những đặc điểm nổi bật như khả năng mở rộng tự động, chi phí tối ưu và không cần quản lý máy chủ, Serverless Computing được ứng dụng trong:

Kiến trúc microservices

Microservices là mô hình chia nhỏ ứng dụng thành các dịch vụ nhỏ, mỗi dịch vụ đảm nhiệm một chức năng cụ thể và giao tiếp với nhau thông qua API.

Serverless Computing giúp các chức năng nhỏ có thể triển khai nhanh chóng, mở rộng tự động và không bị tính phí khi không hoạt động, được ứng dụng trong Microservices vì mỗi dịch vụ chỉ cần một phần mã nhỏ và hoạt động độc lập, giúp tiết kiệm tài nguyên và tăng hiệu quả vận hành.

Xây dựng API backend

Trên nền tảng serverless, mỗi chức năng có thể dễ dàng chuyển đổi thành HTTP endpoint để phục vụ các ứng dụng web hoặc mobile. Những điểm cuối này khi hoạt động trên web, được gọi là web actions.

Từ các web actions, bạn có thể kết hợp lại để tạo thành một hệ thống API hoàn chỉnh, đi kèm với các tính năng như bảo mật nâng cao, hỗ trợ OAuth3, giới hạn tần suất truy cập và tùy chỉnh tên miền. Đây là giải pháp rất hiệu quả để xây dựng backend nhanh chóng mà không cần hạ tầng phức tạp.

Open Liberty InstantOn

Đối với các ứng dụng Java, Open Liberty InstantOn mang đến một giải pháp mới để tối ưu tốc độ khởi động trong môi trường serverless. Công nghệ này cho phép tạo bản sao của ứng dụng đang chạy ngay từ giai đoạn xây dựng, sau đó phục hồi lại bản sao đó trong môi trường sản xuất.

Từ đó, ứng dụng có thể khởi chạy chỉ trong vài trăm mili giây, rất lý tưởng cho môi trường serverless vốn yêu cầu tốc độ phản hồi cao. Đồng thời, do sử dụng bản sao, ứng dụng vẫn giữ nguyên hiệu năng và hành vi gốc, đảm bảo sự ổn định và nhất quán.

Xử lý dữ liệu đa dạng

Serverless Computing xử lý mạnh mẽ các loại dữ liệu như văn bản, âm thanh, hình ảnh và video. Một số tác vụ thường dùng bao gồm:

• Làm sạch và chuyển đổi dữ liệu
• Nhận diện ký tự quang học (OCR)
• Biến đổi định dạng video (video transcoding)
• Xử lý ảnh (xoay, làm sắc nét, giảm nhiễu, tạo ảnh thu nhỏ)
• Chuẩn hóa âm thanh hoặc xử lý PDF

Serverless Computing so với các mô hình back-end đám mây khác

Bên cạnh Serverless Computing, có  3 loại mô hình back-end đám mây khác đó là IaaS, BaaS, PaaS. Dưới đây là sự khác biệt giữa Serverless Computing với các mô hình này.

• Cơ sở hạ tầng dưới dạng dịch vụ (IaaS): Nhà cung cấp lưu trữ toàn bộ cơ sở hạ tầng đám mây của một tổ chức gồm máy tính ảo, ổ cứng, router và máy chủ lưu trữ dữ liệu và chạy mã cũng như các thiết bị và hệ thống dây điện kết nối dữ liệu này với nhau. Khách hàng truy cập cơ sở hạ tầng đám mây của họ qua internet, cho phép họ xây dựng và lưu trữ các ứng dụng, lưu trữ dữ liệu và các hoạt động khác có thể làm trên cơ sở hạ tầng tại chỗ truyền thống của mình.
• Dịch vụ phụ trợ (BaaS): Các tổ chức thuê ngoài tất cả các dịch vụ phụ trợ của ứng dụng di động hoặc web của họ cho một nhà cung cấp BaaS. Nhà cung cấp cung cấp phần mềm cho hoạt động diễn ra trên máy chủ của tổ chức, bao gồm quản lý cơ sở dữ liệu, lưu trữ và lưu trữ đám mây, cập nhật từ xa, đẩy thông báo và xác thực người dùng. Do đó, phương pháp BaaS cho phép các nhà phát triển tập trung vào việc viết và duy trì mã front-end.
• Nền tảng dưới dạng dịch vụ (PaaS): Tổ chức thuê các tài nguyên họ cần để phát triển và triển khai các ứng dụng di động và web từ nhà cung cấp đám mây, bao gồm việc thuê các công cụ như phần mềm trung gian và hệ điều hành từ web thay vì lưu trữ chúng trên các máy cục bộ và môi trường điện toán. Nền tảng được lưu trữ trên đám mây và được phân phối qua internet, giúp các nhóm phát triển có thể tập trung vào cơ sở hạ tầng, cập nhật phần mềm và lưu trữ. 

Các nhà cung cấp Serverless Computing nổi tiếng hiện nay

• Alibaba Cloud Function Compute: Dịch vụ này được phát hành vào năm 2017 giúp Alibaba Cloud trở thành một trong những nhà cung cấp đám mây đầu tiên của Trung Quốc cung cấp dịch vụ điện toán phi máy chủ. Alibaba Cloud hỗ trợ Node.js, Python, Java, Bộ tiền xử lý siêu văn bản (PHP) và C#.
• Amazon Web Services (AWS) Lambda: Các hàm AWS Lambda có thể được viết bằng Java, Go, PowerShell, Node.js, JavaScript, C#, Python và Ruby.
• Google Cloud Functions: Được phát hành bởi Google vào năm 2017, dịch vụ này hỗ trợ Node.js, JavaScript, Python, Go, PHP, .NET và Ruby nhưng cho phép thời gian thực thi chức năng không giới hạn. Google Cloud Functions cũng có thể tương tác với các dịch vụ khác của Google, cho phép các nhà phát triển nhanh chóng tạo và quản lý các ứng dụng cấp doanh nghiệp phức tạp mà hầu như không cần xem xét các máy chủ cơ bản.
• IBM Cloud Functions: Dựa trên Apache OpenWhisk, IBM Cloud Functions hỗ trợ JavaScript (Node.js), Swift, Python, Ruby, PHP, .NET …. IBM Cloud Functions chạy các chức năng được viết bằng JavaScript và bằng bất kỳ ngôn ngữ nào có thể được biên dịch thành WebAssembly.
• Microsoft Azure Functions: Microsoft đã triển khai Azure Functions vào năm 2016 để cạnh tranh với AWS Lambda. Nó hỗ trợ C#, Java, JavaScript (Node.js), PowerShell, Python và TypeScript.
• Oracle Cloud Infrastructure Functions: Được phát hành vào năm 2019, OCI Functions (trước đây là Oracle Functions) tích hợp với các dịch vụ nền tảng Cơ sở hạ tầng đám mây Oracle và các ứng dụng SaaS. Oracle Functions dựa trên Dự án Fn mã nguồn mở, hỗ trợ Java, Python, Node.js, Go, Ruby và C#. Đối với các trường hợp sử dụng nâng cao, các nhà phát triển có thể mang theo Dockerfiles và GraalVM của riêng họ.

Kết luận

Serverless Computing là mô hình điện toán phi máy chủ đang ngày càng được nhiều lập trình viên và doanh nghiệp lựa chọn nhờ tính linh hoạt, dễ triển khai và khả năng tiết kiệm chi phí. Dù vẫn tồn tại một số hạn chế nhưng với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, mô hình Serverless Computing sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống ứng dụng hiện đại. Hy vọng bài viết đã giúp bạn hiểu rõ hơn về Serverless Computing là gì và cách tận dụng hiệu quả trong các dự án thực tế. Hãy luôn theo dõi Việt Tuấn để cập nhật những kiến thức mạng hữu ích nhé!