Serverless là gì? Đặc điểm và cách thức hoạt động

Trong vài năm gần đây, mọi thứ liên quan đến serverless đã phát triển mạnh mẽ. Các công ty khởi nghiệp và công ty công nghệ đã bắt đầu tận dụng khả năng mở rộng, độ tin cậy và sức mạnh của serverless để có thể phát triển nhanh hơn, và vì vậy họ cũng cần nhiều nhà phát triển serverless hơn bao giờ hết.

Vậy Serverless là gì? Những lợi ích và thách thức của kiến trúc Serverless là gì? Hãy cùng BKHOST tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

Serverless là gì?

Serverless là một mô hình phát triển dựa trên đám mây cho phép các nhà phát triển xây dựng và chạy các ứng dụng mà không cần phải quản lý máy chủ.Nhà cung cấp đám mây phân bổ tài nguyên máy theo yêu cầu, chăm sóc các máy chủ thay cho khách hàng của họ

Serverless Architecture hoạt động như thế nào?

Hiểu một cách đơn giản hơn, Serverless Architecture (kiến trúc không có máy chủ) có nghĩa là mô hình điện toán đám mây, nhà cung cấp tự động quản lý, phân bổ và cung cấp các loại máy chủ. Máy chủ sẽ giúp người dùng truy cập và giao tiếp với ứng dụng. Tuy nhiên, việc quản lý máy chủ lại mất khá nhiều thời gian và cần đến sự hỗ trợ của các tài nguyên. Bằng cách sử dụng Serverless, nhà phát triển có thể tập trung thiết kế mã ứng dụng đồng thời khắc phục được các lỗi xảy ra ở phần cứng máy chủ, lỗi bảo mật hay cập nhật phần mềm.

Ngoài ra, một trong những Serverless Architecture phổ biến nhất, được nhiều người biết đến đó là Function as a Service hay FaaS. Đây là nơi các nhà phát triển thiết kế và viết mã ứng dụng dưới dạng tập hợp của các chức năng mang tính rời rạc Mỗi chức năng sẽ mang một nhiệm vụ riêng, chẳng hạn như email hay HTTP.

Sau quá trình thử nghiệm, nhà phát triển bắt đầu triển khai các chức năng, kích hoạt tài khoản của nhà cung cấp đám mây. Khi có chức năng nào đó được đề cập, nhà cung cấp dịch vụ đám mây thực hiện chức năng trên cùng máy chủ. Quá trình này sẽ trừu tượng hóa việc viết và thiết kế mã ứng dụng của các nhà phát triển.

Một vài khái niệm liên quan đến Serverless

Serverless Architecture có khả năng loại bỏ nhu cầu quản lý máy chủ nhưng vẫn còn tồn đọng một vài vấn đề khi kết hợp các chức năng để vận hành một quy trình nào đó trong ứng dụng. Dưới đây là một vài thuật ngữ cơ bản, bạn cần phải nắm được khi tìm hiểu về Serverless:

• Invocation (Sự mời gọi): Invocation sẽ thực hiện duy nhất một chức năng đơn lẻ.
• Duration (Khoảng thời gian): Đây là thời gian cần để hàm không máy chủ thực thi nhiệm vụ.
• Cold Start (Khởi động nguội): Khi chức năng nào đó được kích hoạt lần đầu sẽ sinh độ trễ hoặc sau khi chức năng đó không được sử dụng trong một thời gian dài sẽ gọi là Cold Start.
• Concurrency Limit (Giới hạn đồng thời): Các phiên bản chức năng sẽ chạy cùng lúc trên một khu vực vào đó được xác định bởi nhà cung cấp đám mây. Nếu vượt quá giới hạn, chức năng đó sẽ được điều chỉnh lại cho thích hợp.
• Timeout (Hết giờ): Đây là khoảng thời gian một chức năng được cho phép chạy trước khi chấm dứt. Các nhà cung cấp đều sẽ đặt thời gian chờ hoặc thời gian mặc định tối đa.

Bạn cần lưu ý, mỗi nhà cung cấp đám mây được quyền sử dụng các thuật ngữ khác nhau. Các chức năng không máy chủ cũng sẽ được xác định giới hạn duy nhất.

So sánh Serverless Architecture vs Container Architecture

Nhiều người hay nhầm lẫn Serverless Architecture và Container Architecture . Có thể bạn không biết cả Serverless và Container đều cho phép nhà phát triển thực thi mã ứng dụng thông qua việc trừu tượng hóa môi trường được lưu trữ bằng máy chủ. Tuy nhiên, giữa hai kiến trúc này vẫn sẽ có những sự khác biệt nhất định.

Chẳng hạn như các nhà phát triển sử dụng kiến trúc Container để duy trì và cập nhật các vùng đang triển khai, sau đó sẽ cài đặt và phụ thuộc vào từng hệ thống. Quá trình bảo trì máy chủ trong kiến trúc Serverless được xử lý bởi nhà cung cấp đám mây. Các ứng dụng không có máy chủ sẽ tự động mở rộng quy mô, việc mở rộng kiến trúc vùng chứa sẽ cần đến nền tảng điều phối Kubernetes.

Các vùng chứa sẽ giúp nhà phát triển kiểm soát được hệ điều hành cơ bản và môi trường thời gian chạy. Qua đó, chúng sẽ phù hợp với các ứng dụng sở hữu lượng truy cập cao, bước đầu di chuyển trên đám mây. Các chức năng không có máy chủ tương thích với các sự kiện dựa trên một trình kích hoạt nào đó như xử lý thanh toán chẳng hạn.

Lợi ích và thách thức của Serverless

Trong những năm gần đây, việc sử dụng serverless ngày càng có xu hướng gia tăng. Trong đó, đã có hơn 40% các công ty trên thế giới áp dụng kiểu kiến trúc này. Lý do khiến các công ty mới thành lập hay các tập đoàn toàn cầu lựa chọn kiến trúc Serverless là do:

• Giá cả: Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây sẽ tính phí bạn dựa theo mỗi lần gọi. Vì thế, bạn không cần trả tiền cho máy ảo không sử dụng hoặc máy chủ.
• Khả năng mở rộng: Các hàm được tạo hoặc xóa tự động nhằm mục đích đáp ứng các biến thể lưu lượng nằm trong ranh giới của giới hạn đồng thời.
• Năng suất: Sử dụng serverless, các kỹ sư có thể triển khai mã một cách đơn giản, không cần quản lý máy chủ. Qua đó, chu kỳ phân phối được đẩy nhanh, quy mô hoạt động được mở rộng nhanh chóng.

Bên cạnh những lợi ích được đề cập ở trên thì thách thức mà serverless cần phải đối mặt cũng không hề ít. Cụ thể:

• Khả năng mất kiểm soát: Với môi trường không có máy chủ, bạn sẽ khó kiểm soát được ngăn xếp phần mềm bao gồm mã chạy trên đó. Khi xảy ra lỗi phần cứng, trung tâm dữ liệu sẽ ngừng hoạt động hoặc xảy ra một sự cố khác ảnh hưởng đến máy chủ, để khắc phục sự cố bạn sẽ phải phụ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ đám mây.
• Vấn đề bảo mật: Nhà cung cấp dịch vụ đám mây sẽ chạy mã từ một số khách hàng trên cùng một máy chủ và cùng lúc. Khi máy chủ chia sẻ không có cấu hình đúng, dữ liệu rất dễ bị lộ.
• Tác động đến hiệu suất: Khởi động nguội rất phổ biến với môi trường không có máy chủ. Theo đó, độ trễ sẽ gia tăng vài giây để thực thi mã khi chức năng nào đó được thực hiện sau một thời gian dài không hoạt động.
• Thử nghiệm: Nhà phát triển tiến hành chạy các bài kiểm tra trên mã chức năng. Các bài kiểm tra này vừa tích hợp, vừa đánh giá thành phần giao diện người dùng, vừa có chức năng phụ trợ, tương tác trong môi trường không có máy chủ.
• Khóa nhà cung cấp: Nhà cung cấp đám mây lớn cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau. Chẳng hạn như dịch vụ cơ sở dữ liệu, đợi nhắn tin và API, bạn có thể sử dụng để chạy một số ứng dụng không máy chủ.

Trường hợp có sử dụng serverless architecture

Kiến trúc không máy chủ có thể dùng để thực hiện nhiều tác vụ ngắn hoặc quản lý công việc khi lưu lượng truy cập không thể đoán trước được. Trong đó, một số trường hợp dưới đây khá phổ biến:

• Trigger-based tasks (Các tác vụ dựa trên trình kích hoạt): Khi người dùng đăng ký trang web của bạn thì họ được quyền kích hoạt thay đổi cơ sở dữ liệu như kích hoạt email chào mừng. Công việc này được thực hiện thông qua một chuỗi các chức năng khác nhau mà không cần máy chủ.
• Building RESTful APIs (Xây dựng các API RESTful): Bạn vận dụng Amazon API Gateway để xây dựng các API RESTful, mở rộng quy mô mà không cần đến chức năng không máy chủ.
• Asynchronous processing (Xử lý không đồng bộ): Chức năng không cần máy chủ được quyền xử lý các tác vụ hậu trường trên ứng dụng.
• Security checks (Kiểm tra an ninh): Khi có một vùng chứa mới, một hàm mới được gọi để tìm ra cấu trúc sai hoặc các lỗ hổng. Các chức năng được sử dụng như một loại tùy chọn an toàn.
• Continuous Integration (CI) và Continuous Delivery (CD): Serverless tự động hóa các giai đoạn tích hợp liên tục hoặc phân phối liên tục của bạn.

Công cụ hỗ trợ kiến ​​trúc Serverless

Các công cụ hỗ trợ sẽ đơn giản hóa quá trình chuyển đổi serverless, giúp ứng dụng hoạt động một cách trơn tru hơn. Chẳng hạn với khung máy chủ hoặc với mô hình ứng dụng không máy chủ (SAM) do Amazon thiết kế, các hoạt động tương tác được tiến hành qua API, giúp bạn xác định quyền hạn và kích hoạt các chức năng. Nhà cung cấp AWS mang đến công cụ kiểm tra serverless với tính chất kiểm tra cục bộ ứng dụng, đảm bảo tính bảo mật, tìm lỗ hổng bảo mật và xác định các hành động trái phép trong thời gian chạy.

Khi xây dựng các ứng dụng không máy chủ, bạn phải theo dõi hiệu suất và tình trạng ứng dụng. Các chức năng không có máy chủ thường di chuyển tại môi trường có chứa microservices và tiến hành khởi động nguội. Các lỗi phát sinh hoặc cấu hình sai sẽ gây ra hiệu ứng gợn sóng. Để khắc phục sự cố cần hiển thị chức năng của mỗi hoạt động và các thành phần trong cơ sở hạ tầng.

Datadog Serverless Monitoring cho phép giám sát ứng dụng trong khi ứng dụng của bạn không có máy chủ hoặc chạy cùng máy ảo. Bạn có thể quan sát tình trạng và hiệu suất các chức năng và tìm hiểu về thành phần cơ sở hạ tầng… Datadog hỗ trợ nhiều loại ngôn ngữ và các khung triển khai khác nhau.

Tổng kết

Bài viết đã giúp bạn hiểu hơn về Serverless Architecture cũng như những khái niệm liên quan đến vấn đề này. Kiến trúc không có máy chủ mang đến nhiều lợi ích nhưng cũng phải đối diện với rất nhiều thách thức khác nhau. Hãy lưu ý các trường hợp có thể sử dụng Serverless để vận hành ứng dụng mượt mà, chính xác hơn.

Nếu còn gặp bất cứ vướng mắc gì về Serverless Architecture, hãy để lại ở bên bình luận bên dưới, BKHOST sẽ trả lời bạn trong thời gian sớm nhất.

P/s: Bạn cũng có thể truy cập vào Blog của BKHOST để đọc thêm các bài viết chia sẻ kiến thức về lập trình, quản trị mạng, website, domain, hosting, vps, server, email,… Chúc bạn thành công.