Infrastructure as Code là gì? Kiến thức về IaC từ A - Z

Vì vậy, hãy cùng xem xét IaC là gì, những lợi ích mà nó mang lại và các thách thức đang đặt ra cho nó.

Infrastructure as Code (IaC) là gì?

Infrastructure as Code (IaC) hay Cơ sở hạ tầng dưới dạng mã là quá trình quản lý cơ sở hạ tầng CNTT của bạn bằng các tập lệnh tự động thay vì thực hiện thủ công. Là một yếu tố quan trọng trong phương pháp phát triển phần mềm DevOps, IaC cho phép bạn tự động hóa hoàn toàn việc triển khai và cấu hình, từ đó hiện thực hóa khả năng cung cấp liên tục (continuous delivery).

Cơ sở hạ tầng nói chung là sự kết hợp của các thành phần cần thiết để hỗ trợ các hoạt động của ứng dụng. Nó bao gồm phần cứng như máy chủ, trung tâm dữ liệu, máy tính để bàn và phần mềm như hệ điều hành, máy chủ web,... Theo truyền thống, một tổ chức thường cài đặt và quản lý cơ sở hạ tầng của mình trực tiếp tại chỗ (on-premises). Tuy nhiên, ngày nay, phương pháp tiêu chuẩn để lưu trữ hạ tầng là sử dụng đám mây thông qua các nhà cung cấp như AWS, Azure và Google Cloud.

Infrastructure as Code (IaC) hoạt động như thế nào?

Nếu không có IaC, đội ngũ sẽ phải cấu hình thủ công riêng từng hạ tầng (bao gồm máy chủ, cơ sở dữ liệu, bộ cân bằng tải, container...) cho mỗi lần triển khai. Theo thời gian, các môi trường vốn được thiết kế giống hệt nhau sẽ trở nên không đồng nhất (thường được gọi là "snowflakes"), khiến việc cấu hình trở nên phức tạp hơn và làm chậm quá trình triển khai.

Vì vậy, IaC sử dụng các công cụ phần mềm để tự động hóa các tác vụ quản trị bằng cách mô tả hạ tầng dưới dạng mã code.

Cách triển khai IaC như sau:

• Đội ngũ viết cấu hình hạ tầng bằng ngôn ngữ lập trình được yêu cầu.
• Các tệp mã được gửi vào kho lưu trữ mã (code repository).
• Một công cụ IaC thực thi mã và thực hiện các hoạt động cần thiết.

Lợi ích của Infrastructure as Code (IaC)

Chúng ta đã đề cập ngắn gọn lý do tại sao IaC là phương pháp tiên tiến nhất để quản lý hạ tầng hiện nay. Nhưng cụ thể, IaC mang lại những gì?

Giảm chi phí

Điện toán đám mây tự nó đã tiết kiệm chi phí hơn vì bạn không cần đầu tư vào phần cứng và nhân sự để duy trì chúng. Với IaC, việc tự động hóa còn giúp giảm thêm chi phí hạ tầng, do công sức quản trị hạ tầng giảm đi và đội ngũ có thể tập trung vào các nhiệm vụ quan trọng hơn, mang lại giá trị cho doanh nghiệp. Hơn nữa, bạn chỉ phải trả tiền cho các tài nguyên bạn đang sử dụng.

Tính nhất quán

Như đã đề cập, việc triển khai thủ công thường dẫn đến nhiều sai lệch và không đồng nhất. Khi sử dụng phương pháp khai báo (declarative method), IaC giúp tránh "drift" (sự trôi dạt) về cấu hình hoặc môi trường bằng cách đảm bảo các lần triển khai có thể lặp lại và luôn thiết lập cùng một cấu hình mỗi lần.

Kiểm soát phiên bản

Trong IaC, các cấu hình hạ tầng được đặt trong các tệp mã dễ dàng chỉnh sửa và phân phối. Tương tự như mã nguồn ứng dụng, các tệp này có thể được kiểm tra, lưu trữ trong hệ thống quản lý mã nguồn, phiên bản hóa và xem xét bằng các phương pháp hiện có. Ngoài ra, mã hạ tầng còn có thể tích hợp trực tiếp với các nền tảng CI/CD để tự động hóa việc triển khai.

Nếu bạn thích ý tưởng áp dụng Cơ sở hạ tầng dưới dạng Mã, điều tiếp theo bạn cần làm là chọn một công cụ phù hợp. Trong phần sau, chúng ta sẽ nói về một số điều cần cân nhắc.

Lựa chọn công cụ Infrastructure as Code (IaC) phù hợp

Có rất nhiều nền tảng để lựa chọn, và quyết định của bạn sẽ phụ thuộc phần lớn vào các yếu tố sau đây.

Phương pháp khai báo (Declarative) và thủ tục (Imperative)

Có hai cách tiếp cận để tự động hóa cơ sở hạ tầng: khai báo (Declarative) và thủ tục (Imperative).

Với phương pháp khai báo, bạn chỉ cần định nghĩa trạng thái cuối cùng mong muốn của hạ tầng mà không cần chỉ rõ cách thực hiện. Nền tảng sẽ tự động xử lý các bước cần thiết, nhờ đó có thể tiết kiệm thời gian và công sức. Phương pháp này phổ biến hơn vì yêu cầu ít kiến thức từ người dùng và đảm bảo tính bất biến, tức là luôn tạo ra cùng một kết quả. Các ngôn ngữ khai báo thường được sử dụng bao gồm SQL, YAML, và JSON.

Ngược lại, phương pháp thủ tục yêu cầu bạn định nghĩa chi tiết từng bước để đạt được cấu hình mong muốn. Điều này mang lại sự kiểm soát cao và khả năng tạo các cấu hình phức tạp. Nhưng bạn cần có trình độ kỹ năng cao để viết các lệnh đó bằng các ngôn ngữ như Java , Ruby hoặc Python. 

Không có phương pháp nào hoàn toàn đúng hoặc sai, nhưng nếu bạn xây dựng một hạ tầng lớn, phương pháp khai báo có thể mang lại nhiều lợi ích nhờ tính tự động hóa. Trong khi đó, nếu chỉ bắt đầu với một vài đoạn script nhỏ, phương pháp thủ tục sẽ là lựa chọn phù hợp.

Cấp phát tài nguyên (Provisioning) và quản lý cấu hình (Configuration Management)

Thông thường, các công cụ IaC được chia thành hai nhóm: nhóm thực hiện quản lý cấu hình và nhóm công cụ cấp phát tài nguyên. Cả hai đều là các bước trong quy trình triển khai, nhưng chúng có sự khác biệt rõ ràng.

Cấp phát tài nguyên (Provisioning) là quá trình thiết lập hạ tầng IT bao gồm: máy ảo, cơ sở dữ liệu, quyền truy cập vào tài nguyên, và làm cho chúng sẵn sàng cho người dùng. Sau đó, việc quản lý cấu hình sẽ được thực hiện bởi một công cụ khác.

Quản lý cấu hình (Configuration Management) diễn ra sau khi cấp phát tài nguyên. Nó bao gồm việc cài đặt phần mềm, cấu hình trạng thái mong muốn của máy chủ, và duy trì chúng trong suốt quá trình hoạt động.

Một số công cụ IaC có thể thực hiện cả hai nhiệm vụ, nhưng thường mỗi loại sẽ được tối ưu hóa cho một nhiệm vụ cụ thể hơn so với nhiệm vụ còn lại.

Cơ sở hạ tầng có thể thay đổi và không thể thay đổi

Các công cụ IaC cũng có thể khác nhau tùy thuộc vào loại hạ tầng mà chúng xây dựng: mutable (có thể thay đổi) hoặc immutable (bất biến). Việc chuyển đổi giữa hai loại này thường tốn kém và phức tạp, vì vậy hãy cân nhắc kỹ nhu cầu của bạn trước khi lựa chọn.

Hạ tầng Mutable cho phép thay đổi để đáp ứng nhu cầu kinh doanh. Bạn có thể dễ dàng cập nhật phiên bản hiện tại, áp dụng các bản vá và mở rộng quy mô. Mặc dù điều này tiện lợi, nhưng mỗi lần nâng cấp có thể làm giảm tính bảo mật hoạt động. Hơn nữa, điều này có thể làm mất đi một trong những mục tiêu chính của IaC - sự nhất quán.

Hạ tầng Immutable không thể thay đổi sau khi được triển khai. Nếu bạn muốn thay đổi, bạn phải thay thế toàn bộ bằng một phiên bản mới. Do các phiên bản hoạt động độc lập, bạn có thể dễ dàng quay lại phiên bản trước, theo dõi lỗi, và đảm bảo tính nhất quán cũng như khả năng dự đoán.

Hạ tầng Immutable được coi là phương pháp được ưa chuộng vì nó thực sự mang lại đầy đủ các lợi ích mà IaC hứa hẹn.

Thách thức của Infrastructure as Code (IaC)

Là một phương pháp khá mới trong việc quản lý hạ tầng, IaC đặt ra một số thách thức, đặc biệt trong quá trình áp dụng. Hãy cùng xem xét chúng.

Nâng cấp bảo mật

Mặc dù IaC mang lại các quy trình tối ưu hơn, nó cũng đòi hỏi mức độ kiểm soát cao hơn. Các công cụ bảo mật thông thường được sử dụng cho các tác vụ cấu hình và cung cấp hiện tại của bạn có thể không xử lý được tính năng động của IaC.

Độ trễ tính năng

Các tính năng mới từ dịch vụ đám mây liên tục được giới thiệu, nhưng bạn có thể không truy cập được ngay vì các nhà cung cấp IaC cần thời gian để cập nhật. Do đó, bạn sẽ phụ thuộc nhiều vào chu kỳ cập nhật của họ.

Đường cong học tập dốc và quy trình áp dụng

Việc triển khai IaC đúng cách đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng, bao gồm học hỏi công nghệ mới, phối hợp giữa các nhóm, hiểu rõ cách tiếp cận bảo mật và tuân thủ, cũng như tuyển dụng nhân sự mới. Bạn có thể cần đầu tư vào các chuyên gia DevOps, kỹ sư hạ tầng, hoặc đào tạo đội ngũ hiện tại. Trong giai đoạn đầu, việc thuê ngoài dịch vụ IaC cũng có thể là một lựa chọn. Đồng thời, bạn cần thiết lập quy trình kiểm tra và đánh giá khi mới bắt đầu.

Kết luận

Bất kể thế nào, Infrastructure as Code đang trở thành tiêu chuẩn cho nhiều tổ chức. Vì vậy việc chuyển đổi từ quản lý thủ công sang tự động hóa càng sớm càng mang lại lợi ích lâu dài. Mong rằng bài blog đã mang lại nhiều thông tin hữu ích cho bạn.