Serverless là gì? Ưu nhược điểm và các ứng dụng thực tế

Serverless là một mô hình điện toán đám mây cho phép các nhà phát triển xây dựng và chạy ứng dụng mà không cần quản lý máy chủ. Bài viết này mình sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về Serverless, cơ chế hoạt động, so sánh với các mô hình truyền thống và xác định khi nào nên áp dụng giải pháp này.

Những điểm chính

1. Khái niệm Serverless: Hiểu mô hình serverless trên nền tảng điện toán đám mây, nơi nhà cung cấp quản lý hạ tầng, còn nhà phát triển chỉ tập trung viết mã và chạy khi có sự kiện kích hoạt.
2. Kiến trúc Serverless: Nắm được kiến trúc gồm các thành phần tách biệt, kết nối qua API như dịch vụ xác thực, cơ sở dữ liệu serverless và các hàm nghiệp vụ độc lập.
3. Mô hình dịch vụ: Biết các dịch vụ chính gồm Function as a Service (chạy hàm theo sự kiện) và Backend as a Service (cung cấp sẵn dịch vụ như xác thực, cơ sở dữ liệu).
4. Cơ chế hoạt động: Hiểu hệ thống tự động kích hoạt khi có sự kiện, phân bổ và giải phóng tài nguyên ngay sau khi xử lý xong.
5. Ưu và nhược điểm: Thấy được lợi ích như tối ưu chi phí, mở rộng tự động, giảm gánh nặng quản trị; đồng thời nhận ra nhược điểm gồm khởi động nguội, khó gỡ lỗi và phụ thuộc nhà cung cấp.
6. Khi nào nên sử dụng: Phù hợp cho ứng dụng có lưu lượng không ổn định, xử lý sự kiện thời gian thực, API backends và dự án cần triển khai nhanh với chi phí thấp.
7. Ứng dụng phổ biến: Biết các ứng dụng như xử lý dữ liệu real-time, xây dựng API backends, vận hành chatbots và tự động hóa backend.
8. Nhà cung cấp uy tín: Biết đến các nền tảng lớn như AWS Lambda, Microsoft Azure Functions và Google Cloud Functions.
9. Biết Vietnix cung cấp Cloud Enterprise, hỗ trợ vận hành các thành phần không phù hợp với serverless, xây dựng kiến trúc hybrid hoàn chỉnh.
10. Câu hỏi thường gặp: Giải đáp các thắc mắc phổ biến liên quan đến Serverless.

Serverless là gì?

Serverless là một mô hình được xây dựng trên nền tảng điện toán đám mây trong đó doanh nghiệp hoặc lập trình viên chỉ cần tập trung phát triển và triển khai ứng dụng mà không phải lo về việc xây dựng, quản lý hay bảo trì máy chủ vật lý hoặc máy chủ ảo phía sau. Toàn bộ hạ tầng, tài nguyên, việc phân bổ, mở rộng và vận hành máy chủ đều được nhà cung cấp dịch vụ đám mây quản lý và tự động hóa hoàn toàn.

Trong mô hình này, mã nguồn ứng dụng (thường là các hàm hoặc chức năng nhỏ) chỉ được thực thi khi có sự kiện xảy ra, ví dụ như có người dùng truy cập, có dữ liệu phát sinh hoặc tác vụ được tự động lên lịch. Hệ thống Serverless sẽ tự động cấp phát tài nguyên phù hợp để xử lý chức năng đó và giải phóng ngay sau khi hoàn thành, giúp tiết kiệm chi phí, rút ngắn thời gian triển khai, đồng thời đảm bảo khả năng mở rộng linh hoạt cho ứng dụng mà không cần điều chỉnh thủ công.

Dịch vụ xác thực (Authentication Service)

Đây là lớp bảo mật đầu tiên giúp xác minh danh tính người dùng hoặc dịch vụ truy cập vào hệ thống. Thường sử dụng các dịch vụ xác thực Serverless phổ biến như Auth0, AWS Cognito hoặc Firebase Authentication để tạo luồng đăng nhập, phân quyền, đảm bảo chỉ các user hợp lệ mới truy cập hoặc thao tác với các chức năng ứng dụng.

Cơ sở dữ liệu sản phẩm (Product Database)

Toàn bộ thông tin, dữ liệu người dùng và sản phẩm sẽ được lưu trữ trên các hệ thống cơ sở dữ liệu Serverless (Ví dụ: Amazon DynamoDB, Firebase Realtime Database…). Dữ liệu thường được chia nhỏ, phân mảnh hợp lý để tối ưu khả năng truy xuất và xử lý đồng thời khi số lượng người dùng tăng cao, đảm bảo hiệu suất lẫn độ ổn định.

Máy khách (Client)

Máy khách là nơi các phiên làm việc diễn ra trên thiết bị người dùng như trình duyệt, ứng dụng di động. Client sẽ thực hiện các thao tác (Đăng nhập, tìm kiếm, đặt hàng…) và gửi yêu cầu bằng API đến backend serverless thông qua giao thức HTTP hoặc Websocket. Giao diện phía client thường độc lập và có thể kết nối đến nhiều dịch vụ backend serverless khác nhau.

Chức năng tìm kiếm (Search Function)

Chức năng tìm kiếm được tổ chức thông qua việc cung cấp các API backend (Thường sử dụng API Gateway), tiếp nhận các yêu cầu tra cứu từ máy khách. API sẽ gửi truy vấn tìm kiếm tới kho dữ liệu, xử lý kết quả và phản hồi lại cho client một cách nhanh chóng nhờ tối ưu hóa serverless function.

Chức năng đặt hàng (Purchase Function)

Tác vụ đặt hàng được đóng gói thành từng function riêng biệt, thực hiện các logic xử lý thanh toán, ghi nhận đơn hàng, kiểm tra tồn kho hoặc gửi thông báo xác nhận đến người dùng. Sự tách biệt này giúp dễ dàng mở rộng, bảo trì, đồng thời đảm bảo mọi bước trong quy trình đặt hàng luôn diễn ra linh hoạt trên môi trường Serverless.

Serverless không phải là một dịch vụ riêng lẻ mà là một mô hình điện toán gồm nhiều dịch vụ khác nhau. Các mô hình dịch vụ của Serverless chủ yếu bao gồm:

Function as a Service (FaaS)

FaaS là đại diện đặc trưng nhất cho kiến trúc Serverless. Ở mô hình này, lập trình viên chỉ cần tập trung xây dựng các hàm, đoạn mã ngắn thực hiện từng tác vụ cụ thể như xử lý dữ liệu, xác thực, gửi email hoặc phản hồi sự kiện. Khi có một sự kiện kích hoạt, hệ thống sẽ tự động phân bổ tài nguyên, chạy hàm cần thiết và giải phóng ngay sau khi tác vụ kết thúc. Tất cả quy trình mở rộng, vận hành, bảo trì hạ tầng phía sau đều do nhà cung cấp cloud tự động đảm nhiệm, giúp tối ưu chi phí, tăng tốc phát triển ứng dụng mà không phải bận tâm về hệ thống máy chủ vật lý/ảo.

Backend as a Service (BaaS)

BaaS mở rộng mô hình Serverless sang các dịch vụ backend phổ biến như xác thực người dùng, quản lý cơ sở dữ liệu, lưu trữ file, gửi thông báo hoặc thiết lập API. Nhà cung cấp đã xây dựng sẵn các thành phần này và mọi hoạt động triển khai, bảo trì, mở rộng đều được tự động hóa. Lập trình viên chỉ cần tập trung vào xây dựng logic nghiệp vụ, rút ngắn thời gian phát triển, giảm gánh nặng về vận hành backend mà vẫn đảm bảo tính linh hoạt và hiệu quả của ứng dụng.

API Gateway và Event-driven Services

API Gateway và các dịch vụ sự kiện là mắt xích quan trọng giúp Serverless vận hành trơn tru và linh hoạt. API Gateway hỗ trợ thiết kế, triển khai, quản lý các API mà không cần cài đặt máy chủ, đồng thời cung cấp các lớp bảo mật, kiểm soát quyền truy cập, định tuyến và tự động mở rộng khi kết hợp với FaaS. Ngoài ra, nhóm dịch vụ event-driven cho phép xây dựng hệ thống phản ứng nhanh với các thay đổi hoặc yêu cầu mới, tất cả đều vận hành hoàn toàn không máy chủ.

Database Serverless

Serverless Database là mô hình cung cấp cơ sở dữ liệu mà người dùng không cần thiết lập, quản lý hay bảo trì máy chủ cơ sở dữ liệu. Toàn bộ tài nguyên sẽ tự động được phân bổ, điều chỉnh mở rộng hoặc thu hẹp theo nhu cầu thực tế của ứng dụng. Khi lượng truy cập, dữ liệu tăng mạnh, hệ thống sẽ tự động đầu tư thêm tài nguyên để giữ hiệu suất ổn định. Khi nhu cầu giảm, tài nguyên được giải phóng nhằm tiết kiệm chi phí và mang lại lợi thế lớn về vận hành, bảo mật và tối ưu tốc độ phát triển ứng dụng.

Cơ chế hoạt động của mô hình Serverless

Cơ chế hoạt động của mô hình Serverless tập trung vào việc tự động hóa toàn bộ quá trình vận hành hạ tầng. Các bước cơ bản như sau:

• Viết và triển khai code dưới dạng hàm: Lập trình viên xây dựng các chức năng nghiệp vụ thành từng hàm/code nhỏ, gọi là function và đưa lên nền tảng Serverless của nhà cung cấp cloud.
• Kích hoạt tự động theo sự kiện: Các hàm này không chạy liên tục mà chỉ được kích hoạt khi có sự kiện phát sinh (Ví dụ: Request HTTP, dữ liệu được ghi vào DB, file mới upload, tín hiệu IoT…). Khi sự kiện xảy ra, nền tảng Serverless sẽ tự động tạo môi trường để thực thi function phù hợp.
• Phân bổ và quản lý tài nguyên tự động: Nhà cung cấp dịch vụ chịu trách nhiệm phân bổ tài nguyên (CPU, RAM, ổ đĩa…) mỗi lần hàm được gọi. Sau khi xử lý xong, tài nguyên sẽ được thu hồi ngay lập tức, tối ưu chi phí và hạn chế lãng phí.
• Tự động mở rộng hoặc thu hẹp quy mô: Nếu có nhiều sự kiện kích hoạt đồng thời, hệ thống sẽ tự động nhân bản, phân bổ nhiều hàm cùng lúc để đáp ứng tải cao mà không bị tắc nghẽn hay chậm trễ. Khi tải giảm, số lượng phiên bản hàm cũng được thu hẹp lại.
• Thanh toán dựa trên mức sử dụng thực tế: Khách hàng chỉ trả tiền cho số lần gọi hàm, dung lượng bộ nhớ và thời gian thực thi thực tế, không phát sinh chi phí cố định khi không sử dụng.

Ưu và nhược điểm của Serverless

Khi nào nên sử dụng Serverless?

Serverless mang lại nhiều lợi ích nhưng không phải tình huống nào cũng phù hợp. Dưới đây là những trường hợp nên áp dụng mô hình này để đạt hiệu quả cao trong phát triển và vận hành hệ thống:

• Ứng dụng có lưu lượng truy cập biến động: Khi nhu cầu truy cập tăng giảm linh hoạt theo từng thời điểm, Serverless giúp tự động điều chỉnh tài nguyên mà không cần cấu hình thủ công.
• Triển khai API hoặc dịch vụ cần khả năng mở rộng nhanh: Các chức năng, microservices hoặc API có thể tự động mở rộng khi lưu lượng tăng, đồng thời tối ưu chi phí khi lưu lượng thấp.
• Dự án yêu cầu rút ngắn thời gian phát triển và triển khai: Mô hình này loại bỏ nhu cầu quản lý hạ tầng, hệ điều hành hoặc máy chủ, cho phép đội ngũ tập trung vào viết mã và phát triển ứng dụng.
• Xử lý tác vụ sự kiện theo thời gian thực: Serverless thích hợp để xây dựng các hệ thống phản hồi sự kiện tức thời, tự động hóa quy trình và tác vụ mà không cần máy chủ chạy liên tục.
• Thử nghiệm sản phẩm hoặc ý tưởng mới: Doanh nghiệp khởi nghiệp, dự án MVP hoặc sản phẩm cần kiểm thử thị trường có thể áp dụng Serverless để tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu và đẩy nhanh tiến độ triển khai.

Tóm lại, Serverless là lựa chọn phù hợp khi mục tiêu là tối ưu chi phí, tăng tốc quá trình phát triển và giảm gánh nặng quản trị hạ tầng. Đây là giải pháp hiệu quả cho cả startup, doanh nghiệp vừa và nhỏ cũng như các hệ thống cần khả năng mở rộng linh hoạt.

Các ứng dụng Serverless phổ biến

Serverless được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực và tình huống khác nhau, tiêu biểu gồm các trường hợp sau:

• Ứng dụng Internet of Things: Mô hình Serverless được áp dụng để xử lý các luồng dữ liệu và sự kiện phát sinh liên tục. Ví dụ: Khi một thiết bị IoT gửi dữ liệu lên hệ thống, một function sẽ được kích hoạt để tiếp nhận, xử lý thông tin và lưu kết quả vào cơ sở dữ liệu ngay lập tức.
• API backends: Hạ tầng Serverless cho phép phát triển các API mà mỗi endpoint được triển khai thành một function riêng biệt. API Gateway tiếp nhận yêu cầu và định tuyến đến function phù hợp, tối ưu chi phí khi lưu lượng truy cập không ổn định.
• Chatbots và trợ lý ảo: Trong hệ thống chatbot hoặc trợ lý số, mỗi tin nhắn từ người dùng đều là một sự kiện kích hoạt function xử lý ngôn ngữ và tạo nội dung phản hồi. Mô hình này phục vụ nhu cầu tương tác từng phần, không cần duy trì máy chủ liên tục.
• Tự động hóa tác vụ backend: Serverless thường dùng cho các tác vụ vận hành như tạo báo cáo theo lịch, xử lý và chuyển đổi file khi có tệp mới tải lên, gửi thông báo, đồng bộ dữ liệu,… Khi phát sinh sự kiện, function sẽ được kích hoạt tự động thực hiện nghiệp vụ quy định.
• Ứng dụng web tĩnh kết hợp API Serverless: Phần giao diện và nội dung tĩnh như HTML, CSS, JavaScript được lưu trữ trên dịch vụ object storage, trong khi các hoạt động động (Gửi form, xác thực, thanh toán) sử dụng các API Serverless để xử lý và phản hồi dữ liệu cho client.

AWS Lambda

AWS Lambda là dịch vụ Serverless điện toán đám mây được phát triển bởi Amazon Web Services, cho phép người dùng chạy mã nguồn mà không cần quản lý hạ tầng máy chủ. Lambda hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình phổ biến như Python, Nodejs, Java, Go, Ruby và .NET, giúp lập trình viên triển khai các chức năng nhanh chóng chỉ với thao tác upload code và tùy chỉnh theo nhu cầu.

Đặc điểm nổi bật của AWS Lambda là khả năng tự động mở rộng theo lưu lượng thực tế, tích hợp sâu rộng với hệ sinh thái dịch vụ AWS, chỉ tính phí theo thời gian thực thi hàm và số lần gọi. Nhờ vậy, Lambda lý tưởng cho các ứng dụng bất ổn định về lưu lượng, tiết kiệm chi phí vận hành, tăng tốc phát triển ứng dụng mà không phải lo lắng về bảo trì hay cấu hình máy chủ.

Microsoft Azure Functions

Microsoft Azure Functions là nền tảng Serverless thuộc hệ sinh thái Azure, hỗ trợ chạy hàm theo kích hoạt sự kiện hoặc dựa trên trigger từ các dịch vụ cloud. Giải pháp này cho phép lập trình viên tập trung phát triển logic nghiệp vụ mà không phải quan tâm đến việc triển khai hay bảo trì hệ điều hành và máy chủ vật lý.

Azure Functions nổi bật với khả năng tích hợp mạnh mẽ vào các dịch vụ Microsoft như Azure Cosmos DB, Event Grid, Service Bus, cũng như hỗ trợ triển khai đa nền tảng mã nguồn mở. Ưu điểm của Azure Functions là tự động cân bằng tải, tính phí theo mức sử dụng thực tế, đồng thời cung cấp các tùy chọn bảo mật, logging và quản lý phiên bản hiệu quả. Đây là lựa chọn phù hợp cho doanh nghiệp cần ứng dụng vận hành linh hoạt trên môi trường cloud.

Google Cloud Functions

Google Cloud Functions là dịch vụ Serverless từ Google Cloud, cho phép phát triển và triển khai hàm xử lý sự kiện nhanh chóng mà không phải quản lý hạ tầng vật lý hoặc máy ảo. Cloud Functions hỗ trợ nhiều ngôn ngữ và được thiết kế để tích hợp sâu với hệ sinh thái các dịch vụ Google như Cloud Pub/Sub, Storage, Firebase.

Một trong những ưu điểm lớn của Google Cloud Functions là khả năng tự động mở rộng theo số request, chi phí vận hành được tối ưu do tính toán dựa trên thời gian thực thi thực tế. Giải pháp phù hợp cho các hệ thống automation, API serverless, xử lý dữ liệu thời gian thực hoặc tích hợp và mở rộng ứng dụng trên Google Cloud Platform.

Vietnix – Nhà cung cấp dịch vụ Enterprise Cloud và hạ tầng lưu trữ chất lượng cao

Trong khi Serverless lý tưởng cho các ứng dụng hướng sự kiện, nhiều doanh nghiệp vẫn cần một nền tảng hạ tầng mạnh mẽ và có toàn quyền kiểm soát. Vietnix cung cấp các giải pháp Enterprise Cloud, VPS và Hosting chất lượng cao, được xây dựng để tăng tốc ứng dụng và bứt phá kinh doanh. Với hiệu năng vượt trội từ CPU AMD EPYC™ và 100% ổ cứng NVMe, cùng mô hình chi phí minh bạch, Vietnix là lựa chọn tối ưu để bạn tự tin vận hành các hệ thống quan trọng của riêng mình.

Thông tin liên hệ:

• Website: https://vietnix.vn/
• Hotline: 1800 1093
• Email: sales@vietnix.com.vn
• Địa chỉ: 265 Hồng Lạc, Phường Bảy Hiền, Thành Phố Hồ Chí Minh

Tóm lại, Serverless là một cuộc cách mạng trong phát triển và triển khai ứng dụng, giúp các nhà phát triển tập trung vào việc tạo ra giá trị kinh doanh thay vì quản lý hạ tầng. Với những lợi ích vượt trội về chi phí, khả năng mở rộng và tốc độ triển khai, đây là một lựa chọn chiến lược cho các ứng dụng hiện đại. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết!