IaaS là gì? Hiểu đúng về mô hình Infrastructure as a Service

IaaS là gì là câu hỏi nền tảng mà bất kỳ kỹ sư hệ thống hay nhà quản trị CNTT nào cũng cần hiểu rõ khi bắt đầu tiếp cận điện toán đám mây. Không chỉ đơn thuần là một thuật ngữ kỹ thuật, IaaS đang thay đổi cách doanh nghiệp đầu tư, triển khai và vận hành hạ tầng công nghệ. Trong bài viết này, VNPT Cloud sẽ giúp bạn làm rõ khái niệm IaaS và những kiến thức cốt lõi xoay quanh mô hình dịch vụ Infrastructure as a Service.

IaaS là gì?

IaaS (Infrastructure as a Service) dịch sang Tiếng Việt là cơ sở hạ tầng dưới dạng dịch vụ. Về bản chất, IaaS là mô hình dịch vụ điện toán đám mây cung cấp hạ tầng công nghệ thông tin như tài nguyên tính toán (compute), lưu trữ (storage) và mạng (network) qua internet theo hình thức trả phí theo mức sử dụng. 

Với IaaS, doanh nghiệp có thể chủ động yêu cầu, cấu hình, triển khai và quản lý các tài nguyên hạ tầng theo nhu cầu thực tế để vận hành hệ thống và ứng dụng của mình, mà không cần đầu tư hay bảo trì phần cứng vật lý. Trong khi đó, nhà cung cấp IaaS chịu trách nhiệm quản lý và vận hành toàn bộ hạ tầng vật lý phía sau như máy chủ, hệ thống lưu trữ và mạng.

Cách phân chia trách nhiệm này giúp doanh nghiệp tập trung vào hoạt động kinh doanh cốt lõi, đồng thời đảm bảo tính linh hoạt, khả năng mở rộng nhanh và tối ưu chi phí so với mô hình hạ tầng truyền thống.

Ví dụ về IaaS (Infrastructure as a Service)

Giả sử một công ty A về phát triển phần mềm cần kiểm thử một ứng dụng web trước khi chính thức ra mắt. Ứng dụng này cần được test trên nhiều môi trường khác nhau như: cấu hình máy, các phiên bản hệ điều hành khác nhau và mô phỏng lượng người dùng truy cập lớn.

Thay vì phải mua nhiều máy chủ vật lý để phục vụ kiểm thử, công ty sử dụng IaaS từ các nhà cung cấp như VNPT Cloud để: 

• Tạo nhanh nhiều máy chủ ảo (VM) với các cấu hình khác nhau
• Thiết lập môi trường test, staging, UAT giống môi trường thật
• Chạy kiểm thử tải (load test, stress test) bằng cách tăng số lượng VM trong thời gian ngắn

Trong trường hợp này, công ty A chịu trách nhiệm cài đặt hệ điều hành, phần mềm test, ứng dụng và kịch bản kiểm thử. VNPT Cloud cung cấp IaaS chịu trách nhiệm về máy chủ vật lý, hệ thống mạng và trung tâm dữ liệu. 

Sau khi kiểm thử xong, các máy chủ ảo có thể tắt hoặc xóa ngay, công ty A chỉ trả tiền cho thời gian test thực tế, không phát sinh chi phí dài hạn.

Các thành phần của IaaS

Kiến trúc của Infrastructure as a Service (IaaS) được xây dựng dựa trên việc ảo hóa và phân tách các thành phần hạ tầng CNTT truyền thống thành các dịch vụ linh hoạt, có thể cấp phát theo nhu cầu. Các thành phần chính trong kiến trúc IaaS bao gồm:

Tính toán (Compute)

IaaS cung cấp tài nguyên tính toán như bộ xử lý trung tâm CPU, bộ xử lý đồ họa GPU và bộ nhớ RAM để xử lý yêu cầu và vận hành ứng dụng. Các tài nguyên này được triển khai dưới dạng máy chủ ảo hoặc máy chủ vật lý chuyên dụng (bare metal server), cho phép doanh nghiệp linh hoạt lựa chọn theo đặc thù khối lượng công việc.

Máy chủ ảo (Virtual servers)

Máy chủ ảo cho phép nhiều máy ảo (VM) chạy đồng thời trên cùng một máy chủ vật lý bare metal thông qua hypervisor. Mỗi VM có thể cài đặt hệ điều hành riêng như Microsoft Windows, Linux hoặc Ubuntu và thường được sử dụng cho các khối lượng công việc ngắn hạn như phát triển, kiểm thử và sao lưu dữ liệu.

Máy chủ vật lý Bare Metal

Mặc dù cả máy chủ ảo và máy chủ bare metal đều chạy trên phần cứng vật lý, nhưng cách hoạt động của chúng là khác nhau. Máy chủ bare metal dưới dạng dịch vụ đám mây là các máy vật lý được cấp riêng cho một khách hàng duy nhất, cho phép khách hàng toàn quyền kiểm soát máy chủ đó.

Máy chủ bare metal là máy chủ vật lý chuyên dụng cho một khách hàng duy nhất, cung cấp toàn quyền kiểm soát phần cứng. Loại máy chủ này phù hợp với các ứng dụng yêu cầu hiệu năng cao, tải ổn định hoặc có yêu cầu nghiêm ngặt về bảo mật và tuân thủ.

Mạng (Networking)

IaaS sử dụng mạng định nghĩa bằng phần mềm (SDN) để ảo hóa các thành phần mạng như router, firewall và load balancer, cho phép kết nối linh hoạt và truy cập tài nguyên thông qua internet hoặc mạng riêng ảo (VPN).

Lưu trữ (Storage)

IaaS cung cấp 03 loại lưu trữ chính:

• Block storage (Lưu trữ khối): Là hình thức lưu trữ dữ liệu trên hệ thống SAN hoặc môi trường đám mây, phù hợp với các ứng dụng yêu cầu tốc độ truy xuất cao, hiệu năng ổn định và độ tin cậy lớn.
• File storage (Lưu trữ tệp): Cho phép nhiều người dùng chia sẻ và truy cập chung dữ liệu, trong đó dữ liệu được lưu trữ tại trung tâm dữ liệu của nhà cung cấp và truy cập qua internet thay vì lưu trữ cục bộ.
• Object storage (Lưu trữ đối tượng): Phù hợp cho việc lưu trữ, sao lưu và quản lý khối lượng lớn dữ liệu phi cấu trúc, đáp ứng yêu cầu về độ bền, khả năng mở rộng và tối ưu chi phí. 

Containers

IaaS hỗ trợ container hóa, cho phép đóng gói ứng dụng cùng các thư viện và phụ thuộc cần thiết để chạy ổn định trên nhiều môi trường khác nhau. Các công cụ điều phối như Kubernetes giúp tự động triển khai, mở rộng và quản lý các ứng dụng container hóa trên hạ tầng IaaS.

Bảo mật

IaaS áp dụng mô hình trách nhiệm chia sẻ, trong đó nhà cung cấp chịu trách nhiệm bảo mật hạ tầng vật lý và nền tảng, còn khách hàng chịu trách nhiệm bảo mật ứng dụng, dữ liệu và khối lượng công việc của mình thông qua các cơ chế như mã hóa và kiểm soát truy cập.

Ưu điểm của IaaS

Infrastructure as a Service (IaaS) mang lại nhiều lợi ích cho các tổ chức đang tìm cách tận dụng điện toán đám mây để đáp ứng nhu cầu về hạ tầng. Một số ưu điểm chính bao gồm:

Tính linh hoạt

IaaS cho phép tổ chức linh hoạt điều chỉnh và cấu hình tài nguyên hạ tầng theo nhu cầu cụ thể. Người dùng có thể lựa chọn đa dạng các cấu hình máy chủ ảo, tùy chọn lưu trữ và thiết lập mạng để phù hợp với từng kịch bản triển khai.

Khả năng mở rộng

IaaS cho phép mở rộng hoặc thu hẹp tài nguyên hạ tầng tùy theo mức độ sử dụng. Điều này giúp tổ chức xử lý tốt sự thay đổi về khối lượng công việc mà không gặp tình trạng cấp phát dư thừa hay thiếu hụt tài nguyên, từ đó đảm bảo hiệu năng và tối ưu chi phí.

Hiệu quả chi phí

Với IaaS, các tổ chức có thể tránh được các khoản chi phí vốn đầu tư ban đầu liên quan đến việc mua sắm và bảo trì thiết bị vật lý. Thay vào đó, họ chỉ phải trả tiền cho những tài nguyên họ thực sự tiêu thụ theo cơ chế "dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu" (pay-as-you-go), giúp tiết kiệm ngân sách và dự báo được chi phí.

Phạm vi địa lý

Nhà cung cấp IaaS vận hành các trung tâm dữ liệu tại nhiều khu vực địa lý khác nhau, cho phép tổ chức triển khai hạ tầng gần người dùng cuối hoặc thị trường mục tiêu. Điều này giúp giảm độ trễ (latency) và cải thiện hiệu suất truy cập ứng dụng và dịch vụ trên toàn cầu.

Khả năng phục hồi

Các nhà cung cấp IaaS thường cung cấp cơ sở hạ tầng mạnh mẽ và các tính năng dự phòng dữ liệu, bao gồm sao chép dữ liệu, sao lưu (backup) và khả năng khôi phục sau thảm họa (disaster recovery). Điều này đảm bảo tính sẵn sàng cao (High Availability) cho các ứng dụng và dữ liệu quan trọng, giảm thiểu rủi ro mất dữ liệu hay thời gian ngừng hoạt động (downtime).

Bảo mật 

Các nhà cung cấp IaaS tin cậy thường thực hiện các biện pháp an toàn toàn diện để bảo vệ tài nguyên hạ tầng và dữ liệu khỏi truy cập trái phép, rò rỉ dữ liệu và các mối đe dọa bảo mật khác. Điều này bao gồm bảo mật mạng, mã hóa, quản lý định danh và truy cập (IAM), cùng các chứng nhận tuân thủ để đảm bảo quyền riêng tư, tính toàn vẹn và khả năng truy cập của dữ liệu.

Nhược điểm của IaaS

Mặc dù IaaS mang lại nhiều ưu điểm, nó cũng đi kèm với một số nhược điểm tiềm ẩn mà các tổ chức cần cân nhắc:

Phụ thuộc vào kết nối Internet

Do IaaS phụ thuộc vào internet để truy cập và quản lý tài nguyên, các sự cố về đường truyền hoặc mạng của nhà cung cấp có thể ảnh hưởng đến hiệu năng và tính liên tục của dịch vụ.

Sự phụ thuộc vào nhà cung cấp (Vendor Lock-In)

Việc chuyển đổi hạ tầng và ứng dụng sang một nhà cung cấp IaaS cụ thể có thể dẫn đến tình trạng bị khóa chặt vào nhà cung cấp đó (vendor lock-in), khiến việc chuyển sang nhà cung cấp khác hoặc di dời sang môi trường đám mây khác trong tương lai trở nên khó khăn. Các tổ chức nên cân nhắc kỹ chiến lược đám mây dài hạn của mình để giảm thiểu rủi ro này.

Quản lý chi phí

Mặc dù IaaS giúp tối ưu chi phí so với hạ tầng truyền thống, doanh nghiệp vẫn cần theo dõi và quản lý chặt chẽ việc sử dụng tài nguyên. Nếu không có chiến lược kiểm soát phù hợp, có thể phát sinh chi phí không cần thiết như cấp phát dư thừa hoặc để tài nguyên không sử dụng nhưng vẫn hoạt động.

Các trường hợp sử dụng IaaS

Mô hình điện toán đám mây IaaS đại diện cho các tài nguyên tính toán đa mục đích, vì vậy có thể hỗ trợ nhiều loại trường hợp sử dụng khác nhau, bao gồm:

• Phát triển và kiểm thử: Cho phép tạo nhanh môi trường dev/test, dễ dàng mở rộng hoặc thu hẹp tài nguyên, giúp rút ngắn thời gian phát triển và đưa ứng dụng ra thị trường.
• Lưu trữ và vận hành website (Website hosting): Cung cấp hạ tầng lưu trữ website và ứng dụng web với chi phí tối ưu, bảo mật cao và khả năng mở rộng linh hoạt theo lưu lượng truy cập.
• Sao lưu và khôi phục sau thảm họa: Hỗ trợ sao lưu dữ liệu và hệ thống trên đám mây, đảm bảo khôi phục nhanh khi xảy ra sự cố, giúp duy trì hoạt động kinh doanh liên tục.
• Phân tích dữ liệu lớn: Cung cấp năng lực tính toán lớn để xử lý và phân tích khối lượng dữ liệu khổng lồ, phục vụ việc khai thác insight và ra quyết định.
• Điện toán hiệu năng cao (HPC): Hỗ trợ các bài toán tính toán phức tạp với hiệu năng cao, giúp tiết kiệm chi phí so với đầu tư hạ tầng siêu máy tính truyền thống.
• Triển khai mô hình đám mây lai và đa đám mây: Cho phép phân bổ và triển khai tài nguyên linh hoạt giữa nhiều môi trường đám mây, tránh phụ thuộc vào một nhà cung cấp duy nhất.
• Trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (ML): Cung cấp hạ tầng tính toán để xây dựng, huấn luyện và triển khai các mô hình AI/ML, hỗ trợ mở rộng các ứng dụng AI tạo sinh (Generative AI).

Ví dụ về các nhà cung cấp mô hình dịch vụ IaaS

Trên thị trường quốc tế, Amazon Web Services, Microsoft Azure và Google Cloud là các nhà cung cấp IaaS có thị phần lớn, cung cấp hạ tầng đám mây với quy mô toàn cầu cùng hệ sinh thái dịch vụ phong phú. Các nền tảng này phù hợp với doanh nghiệp có nhu cầu mở rộng ra nhiều khu vực địa lý, triển khai các hệ thống công nghệ phức tạp hoặc ứng dụng các công nghệ tiên tiến. Tuy nhiên, việc sử dụng IaaS quốc tế đòi hỏi doanh nghiệp phải cân nhắc kỹ về chi phí vận hành, độ phức tạp trong quản trị hệ thống và yêu cầu về nhân sự kỹ thuật chuyên sâu.

Tại Việt Nam, các nhà cung cấp trong nước như VNPT Cloud, FPT và Viettel cung cấp dịch vụ IaaS đáp ứng tốt nhu cầu triển khai hạ tầng CNTT nội địa. Việc đặt máy chủ trong nước giúp tối ưu tốc độ truy cập, giảm rủi ro gián đoạn do sự cố cáp quang biển, đồng thời hỗ trợ doanh nghiệp thuận lợi hơn trong các vấn đề pháp lý, xuất hóa đơn và tuân thủ quy định về an ninh mạng và lưu trữ dữ liệu.

Tóm lại, IaaS là gì không chỉ là câu hỏi về khái niệm hạ tầng đám mây mà còn là giải pháp giúp doanh nghiệp triển khai hệ thống CNTT linh hoạt, mở rộng nhanh và tối ưu chi phí. Với mô hình Infrastructure as a Service, doanh nghiệp có thể tập trung vào ứng dụng và vận hành, trong khi hạ tầng vật lý được quản lý bởi nhà cung cấp. 

VNPT Cloud cung cấp nền tảng IaaS ổn định, bảo mật và phù hợp với nhu cầu triển khai trong nước, sẵn sàng đồng hành cùng doanh nghiệp trong hành trình chuyển đổi số.