Kiến trúc điện toán đám mây: Tìm hiểu Frontend và Backend

16/12/2023

Điện toán đám mây, một trong những công nghệ đòi hỏi khắt khe ở thời điểm hiện tại và đang mang đến cơ chế hoạt động mới cho mọi tổ chức bằng cách cung cấp các dịch vụ/tài nguyên ảo hóa theo yêu cầu. Từ các tổ chức có quy mô nhỏ đến trung bình và từ trung bình đến lớn, mọi tổ chức đều sử dụng dịch vụ điện toán đám mây để lưu trữ thông tin, khởi tạo chạy phần mềm và truy cập thông tin từ mọi nơi, mọi lúc thông qua internet. Trong bài viết này, chúng ta sẽ biết thêm về kiến trúc bên trong của điện toán đám mây (architecture of cloud computing).

Tính minh bạch, khả năng mở rộng, bảo mật và giám sát thông minh là một số ràng buộc quan trọng nhất mà mọi cơ sở hạ tầng đám mây phải trải qua. Nghiên cứu hiện tại về các ràng buộc quan trọng khác đang giúp hệ thống điện toán đám mây đưa ra các tính năng và chiến lược mới với khả năng cung cấp các giải pháp đám mây tiên tiến hơn.

Kiến trúc của điện toán đám mây

Kiến trúc đám mây được chia thành 2 phần, bao gồm:

Phía trước (Frontend)
Phía sau (Backend)

Hình ảnh dưới đây thể hiện một cái nhìn kiến trúc bên trong của điện toán đám mây.

Kiến trúc của điện toán đám mây là sự kết hợp của cả SOA (Kiến trúc hướng dịch vụ) và EDA (Kiến trúc hướng sự kiện). Cơ sở hạ tầng máy khách (Client infrastructure), ứng dụng (application), dịch vụ (service), runtime cloud, lưu trữ (Storage), cơ sở hạ tầng, quản lý và bảo mật, tất cả đều là thành phần của kiến trúc điện toán đám mây.

Đừng nhầm lẫn kiến trúc đám mây (cloud architecture) với kiến trúc mạng (network architecture). Kiến trúc đám mây bao gồm kiến trúc mạng khi có liên quan. Ví dụ: tất cả các dịch vụ SD-WAN, SDN và DNS đều có thể được đưa vào kiến trúc đám mây cho môi trường doanh nghiệp.

1. Frontend

Frontend của kiến trúc đám mây đề cập đến phía máy khách của hệ thống điện toán đám mây. Có nghĩa là nó chứa tất cả các giao diện người dùng và ứng dụng được khách hàng sử dụng để truy cập các tài nguyên/dịch vụ điện toán đám mây.

Ví dụ: sử dụng trình duyệt web để truy cập nền tảng đám mây.

Client Infrastructure – Cơ sở hạ tầng khách hàng là một phần của thành phần giao diện người dùng. Nó bao gồm các ứng dụng và giao diện người dùng cần thiết để truy cập nền tảng đám mây.
Nói cách khác, nó cung cấp GUI (Giao diện người dùng đồ họa) để tương tác với đám mây.

2. Backend

Backend đề cập đến việc chính đám mây được sử dụng bởi nhà cung cấp dịch vụ. Nó chứa các tài nguyên cũng như quản lý tài nguyên và cung cấp các cơ chế bảo mật. Bên cạnh đó, backend cũng bao gồm bộ lưu trữ khổng lồ, ứng dụng ảo, máy ảo (VM), cơ chế kiểm soát lưu lượng, mô hình triển khai, v.v.

Ứng dụng (Application) - Ứng dụng trong phần backend đề cập đến một phần mềm hoặc nền tảng mà khách hàng truy cập. Có nghĩa là nó cung cấp dịch vụ ở phía backend theo yêu cầu của khách hàng.
Dịch vụ (Service) - Dịch vụ ở phía backend đề cập đến ba loại dịch vụ dựa trên đám mây chính như SaaS, PaaS và IaaS. Đồng thời nó cũng quản lý loại dịch vụ mà người dùng truy cập.
Runtime Cloud - Runtime Cloud cung cấp nền tảng/môi trường thực thi và thời gian chạy cho máy ảo.
Lưu trữ (Storage) - Lưu trữ ở backend cung cấp dịch vụ lưu trữ linh hoạt, khả năng mở rộng và quản lý dữ liệu đã lưu trữ.
Cơ sở hạ tầng (Infrastructure) – Cơ sở hạ tầng đám mây đề cập đến các thành phần phần cứng và phần mềm của đám mây như bao gồm máy chủ, bộ lưu trữ, thiết bị mạng, phần mềm ảo hóa, v.v.
Quản lý (Management) - Quản lý ở backend là việc quản lý các thành phần phụ trợ như ứng dụng, dịch vụ, runtime cloud, lưu trữ, cơ sở hạ tầng và các cơ chế bảo mật khác, v.v.
Bảo mật (Security) - Bảo mật nói đến việc triển khai các cơ chế bảo mật khác nhau trong backend để đảm bảo an toàn cho tài nguyên, hệ thống, tệp và cơ sở hạ tầng trên đám mây cho người dùng cuối.
Internet - Kết nối Internet đóng vai trò là phương tiện hoặc cầu nối giữa frontend và backend và thiết lập sự tương tác, giao tiếp giữa frontend và backend.
Cơ sở dữ liệu (Database) – Cơ sở dữ liệu đề cập đến việc cung cấp cơ sở dữ liệu để lưu trữ dữ liệu có cấu trúc, chẳng hạn như cơ sở dữ liệu SQL và NOSQL. Ví dụ về các dịch vụ Cơ sở dữ liệu bao gồm Amazon RDS, cơ sở dữ liệu Microsoft Azure SQL và Google Cloud SQL.
Kết nối mạng (Networking) – Kết nối mạng cung cấp cơ sở hạ tầng mạng cho ứng dụng trên đám mây, chẳng hạn như cân bằng tải, DNS và mạng riêng ảo.
Phân tích (Analytics) – Phân tích trong dịch vụ backend cung cấp khả năng phân tích dữ liệu trên đám mây, chẳng hạn như trí tuệ doanh nghiệp (business intelligence) và học máy.

Cách kiến trúc đám mây hoạt động

Trong kiến trúc đám mây, mỗi thành phần hoạt động cùng nhau để tạo ra một nền tảng điện toán đám mây cung cấp cho người dùng quyền truy cập tài nguyên và dịch vụ theo yêu cầu.

Backend chứa tất cả các tài nguyên, dịch vụ, lưu trữ dữ liệu và ứng dụng điện toán đám mây do nhà cung cấp dịch vụ đám mây cung cấp. Mạng được sử dụng để kết nối các thành phần kiến trúc đám mây Backend và Frontend, cho phép dữ liệu được chuyển đổi giữa chúng. Khi người dùng tương tác với Frontend (giao diện phía khách (middleware), nơi mô hình dịch vụ thực hiện nhiệm vụ hoặc yêu cầu cụ thể. Có ba mô hình dịch vụ điện toán đám mây chính:

Cơ sở hạ tầng dưới dạng dịch vụ (IaaS)
Nền tảng dưới dạng dịch vụ (PaaS)
Phần mềm dưới dạng dịch vụ (SaaS)

Các lớp kiến trúc đám mây

Một cách đơn giản hơn để hiểu cách hoạt động của kiến trúc đám mây là coi tất cả các thành phần này như các lớp khác nhau được đặt chồng lên nhau để tạo ra nền tảng đám mây.

Dưới đây là các lớp kiến trúc đám mây cơ bản:

Phần cứng (Hardware): Máy chủ, bộ lưu trữ, thiết bị mạng và phần cứng khác cung cấp năng lượng cho đám mây.
Ảo hóa (Virtualization): Tạo ra một lớp trừu tượng (virtual layer) giữa phần cứng vật lý và các ứng dụng, hệ điều hành, hoặc người dùng cuối. Điều này cho phép nhiều ứng dụng sử dụng cùng một tài nguyên.
Ứng dụng và dịch vụ: Lớp này điều phối và hỗ trợ các yêu cầu từ giao diện người dùng frontend, cung cấp các dịch vụ khác nhau dựa trên mô hình dịch vụ đám mây, từ phân bổ tài nguyên đến các công cụ phát triển ứng dụng và các ứng dụng dựa trên web.

Hiểu về kiến trúc đám mây (Architecture of cloud computing)

Lợi ích của Kiến trúc Điện toán đám mây

Giúp cho tổng thể hệ thống điện toán đám mây đơn giản hơn.
Cải thiện yêu cầu xử lý dữ liệu.
Mang lại tính bảo mật cao.
Khả năng khắc phục sau thảm họa tốt hơn.
Tính khả dụng cao cho người dùng.
Giảm chi phí vận hành CNTT.
Cung cấp độ tin cậy cao.
Khả năng mở rộng linh hoạt.

Kiến trúc đám mây là một chủ đề quan trọng để thảo luận khi doanh nghiệp lên kế hoạch di chuyển sang đám mây. Một khung kiến trúc tốt có thể giúp doanh nghiệp mở khóa giá trị kinh doanh thực sự nhờ đám mây, chẳng hạn như chi phí vận hành thấp hơn, hiệu suất ứng dụng cao hơn và trải nghiệm người dùng cuối tốt hơn.

Tại Việt Nam, CMC Cloud cung cấp nền tảng điện toán đám mây an toàn bảo mật, cho phép các tổ chức có thể di chuyển, lưu trữ dữ liệu và chạy ứng dụng hay website một cách liền mạch. Liên hệ với CMC Cloud để được hỗ trợ và giải đáp tốt nhất.

CMC Cloud - Giải pháp Điện toán đám mây Toàn diện & Linh hoạt nhất. Cho phép tùy biến sử dụng và quản trị 25+ dịch vụ.