CLOUD HOSTING THỰC SỰ LÀ GÌ MÀ AI CŨNG HÔ HÀO?

Hôm qua ngồi fix bug sml cho site ông khách, code thì optimize nát cả ra rồi mà request vẫn time-out liên tục. Mở terminal lên check log, nhìn cái chỉ số I/O wait nó đỏ lòm mà ngán ngẩm. Hỏi ra mới biết ông ấy mua cái gọi là "Cloud Hosting" giá rẻ ở đâu đó, nghe sale hót hay lắm. Tức mình quá nên nay rảnh ngồi gõ vài dòng phân tích sâu về cái kiến trúc Cloud này cho anh em Dev hay mấy bác làm web hiểu rõ bản chất. Bài này thuần kỹ thuật, không buôn bán gì ở đây cả, chủ yếu để anh em khỏi bị lòe bởi mấy cái thông số ảo.

BẢN CHẤT CỦA CLOUD KHÔNG PHẢI LÀ MỘT CÁI MÁY CHỦ

Nhiều người vẫn lầm tưởng Cloud Hosting đơn giản là một con VPS (Virtual Private Server) mạnh hơn bình thường. Sai hoàn toàn về mặt kiến trúc. Nếu anh em thuê một con VPS thông thường, bản chất nó vẫn nằm chết dí trên một con server vật lý (Physical Server). Con server đó mà cháy nguồn hay hư ổ cứng thì web anh em cũng "đi bụi" theo cho đến khi kỹ thuật viên họ thay đồ xong.

Còn Cloud Computing (Điện toán đám mây) đúng nghĩa, nó là một hệ thống phân tán (Distributed System). Tức là hạ tầng của nó được xây dựng trên một cụm (Cluster) gồm hàng chục, hàng trăm con server vật lý kết nối với nhau. Tài nguyên CPU, RAM, Disk mà anh em đang dùng là được cấp phát từ cái "bể" (pool) tài nguyên chung đó. Không phụ thuộc vào bất kỳ phần cứng đơn lẻ nào.

CƠ CHẾ HIGH AVAILABILITY (HA) VÀ CÂU CHUYỆN FAILOVER

Đây là cái giá trị cốt lõi mà dân kỹ thuật bọn tui quan tâm nhất chứ không phải mấy cái RAM hay CPU to bự. Trong môi trường Cloud chuẩn, tính sẵn sàng cao (HA) được xử lý ở tầng hạ tầng.

• Giả sử cái máy ảo (VM) chứa web của anh em đang chạy trên node vật lý A.
  
  
• Đùng một cái, node A bị cháy mainboard.
  
  
• Ngay lập tức, hệ thống quản lý (Orchestrator) sẽ phát hiện ra và tự động Live Migrate (di cư nóng) cái VM đó sang node vật lý B, C hoặc D đang rảnh rỗi.
  
  
• Quá trình này diễn ra cực nhanh, user đang lướt web gần như không cảm nhận được sự gián đoạn. Đây là thứ mà VPS truyền thống hay Hosting thường không bao giờ làm được.
  

LƯU TRỮ PHÂN TÁN - CEPH STORAGE VÀ CÁI BẪY I/O

Nói sâu hơn về phần ổ cứng. Cloud xịn không lưu data trên ổ cứng local của server compute. Nó dùng một hệ thống lưu trữ chuyên biệt, phổ biến nhất hiện nay là CEPH.

• Cơ chế Replication: Khi anh em lưu 1 file ảnh lên web, hệ thống sẽ tự động nhân bản nó ra thành 3 bản (Replica=3) và lưu trên 3 con server storage khác nhau. Điều này đảm bảo Data Integrity (toàn vẹn dữ liệu). Có cháy 1-2 cái ổ cứng thì dữ liệu vẫn còn đó và tự phục hồi (Self-healing).
  
  
• Vấn đề Latency (Độ trễ): Do dữ liệu chạy qua mạng (Network Storage) nên nếu hạ tầng mạng nội bộ (Backplane Network) không đủ mạnh (thường phải là 10Gbps - 40Gbps) thì sẽ xảy ra hiện tượng nghẽn cổ chai. Đây là lý do nhiều bác mua Cloud mà thấy web load chậm rì dù CPU rảnh rang, đó là do chỉ số IOPS (Input/Output Operations Per Second) bị bóp nghẹt hoặc hạ tầng mạng quá cùi bắp không tải nổi luồng dữ liệu.
  

ẢO HÓA: KVM VS CÁC LOẠI CONTAINER GIÁ RẺ

Đi sâu vào kernel một chút. Để tạo ra máy ảo trên Cloud, người ta dùng Hypervisor. Nhưng Hypervisor cũng có loại "this" loại "that".

• Ảo hóa mức hệ điều hành (OS-level virtualization) kiểu OpenVZ/LXC: Cái này các bên hosting giá rẻ hay dùng để oversell. Tức là 100 ông khách dùng chung 1 cái nhân (Kernel) Linux. Ông này chạy lệnh nặng làm treo Kernel là 99 ông kia ngồi chơi xơi nước. Tài nguyên không được cô lập thực sự.
  
  
• Ảo hóa toàn phần (Hardware-assisted virtualization) kiểu KVM: Đây là chuẩn mực. Mỗi máy ảo có Kernel riêng, RAM riêng, CPU riêng. Anh em thích cài Docker, chỉnh chọt sâu vào hệ thống, thậm chí cài Windows trên nền tảng Linux cũng được tuốt. Tính cô lập của KVM cao hơn hẳn, ông hàng xóm có bị DDoS thì anh em vẫn sống khỏe.
  

TÓM LẠI LÀ

Viết dài dòng cũng chỉ để anh em hiểu: Cloud không phải là phép màu, nó là công nghệ. Mà công nghệ thì phải dựa trên kiến trúc hạ tầng. Khi đi thuê server hay hosting, đừng chỉ nhìn vào số GB RAM hay số Core CPU. Hãy hỏi sâu vào hạ tầng bên dưới: Có chạy Cluster không? Storage có Replication không? Dùng ảo hóa gì?

Dân làm kỹ thuật như mình thì thà tốn thêm ít chi phí để đổi lấy cái sự ổn định (Stability) và khả năng mở rộng (Scalability) còn hơn là ôm bom nổ chậm với mấy con server vật lý đơn lẻ. Hiểu rõ công cụ mình dùng thì mới làm chủ được cuộc chơi. Anh em nào có thắc mắc về kiến trúc hệ thống hay cần trao đổi thêm về performance tuning thì cứ comment, rảnh tui vào chém gió tiếp.