Điện toán đám mây (Cloud Computing) là gì? Lợi ích và ứng dụng

Điện toán đám mây (cloud computing) đang tạo ra một cuộc cách mạng trong cách các tổ chức và cá nhân khai thác, sử dụng tài nguyên công nghệ thông tin. Thay vì phải đầu tư vào hạ tầng vật lý đắt đỏ, mô hình này cho phép người dùng truy cập vào mọi thứ từ máy chủ, lưu trữ, cơ sở dữ liệu đến phần mềm một cách linh hoạt, hiệu quả và an toàn thông qua internet.

Điện toán đám mây (Cloud Computing) là gì?

Điện toán đám mây (tiếng Anh: Cloud Computing), còn được biết đến với tên gọi điện toán máy chủ ảo, là mô hình cung cấp các tài nguyên điện toán có thể cấu hình như mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng và dịch vụ, thông qua mạng Internet theo mô hình tự phục vụ (on-demand). 

Thay vì sở hữu và duy trì một trung tâm dữ liệu vật lý, các tổ chức có thể thuê quyền truy cập vào các tài nguyên này từ một nhà cung cấp dịch vụ đám mây.

Nói cách khác, “đám mây” ở đây dùng để chỉ mạng Internet, một mạng lưới toàn cầu cung cấp quyền truy cập đến các cụm máy chủ khổng lồ do các nhà cung cấp dịch vụ đám mây (Cloud Service Providers – CSPs) vận hành. Người dùng chỉ cần kết nối Internet để sử dụng các dịch vụ này mà không cần quan tâm đến cơ sở hạ tầng vật lý bên dưới.

Ví dụ thực tế về điện toán đám mây:

• Dịch vụ lưu trữ: Google drive, Dropbox, OneDrive, iCloud cho phép người dùng lưu trữ và truy cập tài liệu, hình ảnh từ bất kỳ đâu
• Dịch vụ email: Gmail, Outlook hoạt động hoàn toàn trên nền tảng đám mây
• Ứng dụng văn phòng: Google docs, Microsoft 365 cho phép tạo, chỉnh sửa và chia sẻ tài liệu trực tuyến
• Dịch vụ streaming: Netflix sử dụng các dịch vụ đám mây để lưu trữ và phân phối nội dung video cho hàng triệu người dùng

Tại sao lại dùng điện toán đám mây?

Theo cách truyền thống, các công ty lớn phải đầu tư hàng triệu đô la vào việc xây dựng và duy trì các trung tâm dữ liệu riêng, bao gồm việc mua sắm máy chủ, thiết bị mạng, hệ thống làm mát, nguồn điện dự phòng, và thuê đội ngũ IT chuyên trách để bảo trì, nâng cấp. Điều này đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu lớn và chi phí vận hành liên tục cao.

Điện toán đám mây ra đời nhằm giải quyết những thách thức này bằng cách chuyển đổi mô hình sở hữu hạ tầng sang mô hình dịch vụ. Thay vì tự mình quản lý tất cả, các doanh nghiệp chỉ cần kết nối qua Internet và sử dụng các tài nguyên đã được tối ưu hóa từ các CSPs. Điều này giúp giảm đáng kể gánh nặng về tài chính, quản lý và kỹ thuật, cho phép doanh nghiệp tập trung vào hoạt động cốt lõi của mình. Nó cũng là câu trả lời cho câu hỏi: điện toán đám mây cloud computing là gì trong bối cảnh thực tiễn kinh doanh hiện đại.

Đặc điểm nổi bật của Cloud computing là gì?

Điện toán đám mây được định nghĩa bởi năm đặc điểm cơ bản (theo Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ – NIST) phân biệt nó với các hình thức máy chủ truyền thống:

1. Tự phục vụ theo nhu cầu

Người dùng có khả năng tự động cấp phát các tài nguyên điện toán (như thời gian máy chủ, lưu trữ mạng) mà không cần sự tương tác của con người với từng nhà cung cấp dịch vụ. Điều này có nghĩa là, một cá nhân hoặc doanh nghiệp có thể tự cấu hình, khởi tạo và quản lý các dịch vụ đám mây của mình thông qua một giao diện web hoặc API.

2. Truy cập mạng rộng rãi

Các khả năng của đám mây có sẵn trên mạng và được truy cập thông qua các cơ chế tiêu chuẩn cho phép sử dụng bởi các nền tảng khách hàng không đồng nhất (ví dụ: điện thoại di động, máy tính bảng, máy tính xách tay và máy trạm). Điều này đảm bảo tính di động và khả năng làm việc từ xa, không giới hạn bởi vị trí địa lý hay thiết bị.

3. Chung tài nguyên

Tài nguyên tính toán của nhà cung cấp được tổng hợp lại để phục vụ nhiều khách hàng theo mô hình đa thuê (multi-tenant). Các tài nguyên vật lý và ảo được gán hoặc thu hồi một cách linh hoạt dựa trên nhu cầu của người dùng. Người dùng thường không cần biết hoặc kiểm soát vị trí vật lý chính xác của tài nguyên.

4. Co giãn linh hoạt

Hệ thống có khả năng cấp phát và giải phóng tài nguyên một cách nhanh chóng, đôi khi là tự động, để đáp ứng nhu cầu tăng hoặc giảm đột ngột của người dùng. Đối với người dùng, khả năng mở rộng này gần như là không giới hạn và có thể được thực hiện bất cứ lúc nào.

5. Dịch vụ có thể đo lường

Hệ thống đám mây tự động kiểm soát và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên bằng các cơ chế đo lường. Mức sử dụng tài nguyên (ví dụ: lưu trữ, băng thông, số lượng tài khoản đang hoạt động) được theo dõi, kiểm soát và báo cáo minh bạch. Đây là nền tảng cho mô hình thanh toán theo mức sử dụng thực tế (pay-as-you-go).

Các loại dịch vụ điện toán đám mây phổ biến

Các dịch vụ điện toán đám mây được phân loại thành ba mô hình chính (IaaS, PaaS, SaaS), mỗi mô hình cung cấp các mức độ kiểm soát và quản lý khác nhau cho người dùng. 

1. IaaS (Infrastructure as a Service) – Cơ sở hạ tầng dưới dạng dịch vụ

IaaS cung cấp các khối xây dựng cơ bản nhất cho môi trường đám mây IT, bao gồm quyền truy cập vào các tính năng mạng, máy tính ảo (Virtual Machines – VMs), không gian lưu trữ dữ liệu (block storage, object storage), CPU, RAM và HDD/SSD. Với IaaS, người dùng có toàn quyền kiểm soát hệ điều hành, ứng dụng và dữ liệu của mình, trong khi nhà cung cấp quản lý cơ sở hạ tầng vật lý bên dưới.

• Ví dụ: Amazon Web Services (AWS) EC2, Microsoft Azure Virtual Machines, Google Compute Engine
• Đối tượng phù hợp: Các doanh nghiệp, quản trị viên IT muốn kiểm soát cao nhất đối với hạ tầng điện toán của mình, nhưng không muốn đầu tư vào phần cứng vật lý

2. PaaS (Platform as a Service) – Nền tảng dưới dạng dịch vụ

PaaS cung cấp một môi trường hoàn chỉnh để phát triển, chạy và quản lý ứng dụng mà không cần phải quản lý cơ sở hạ tầng nền tảng (phần cứng, hệ điều hành, máy chủ web, cơ sở dữ liệu). Nhà cung cấp PaaS sẽ lo liệu việc cập nhật, vá lỗi và bảo trì các thành phần này.

• Ví dụ: Google App Engine, AWS Elastic Beanstalk, Heroku, Microsoft Azure App Service
• Đối tượng phù hợp: Các nhà phát triển phần mềm, lập trình viên muốn tập trung vào việc viết mã và triển khai ứng dụng mà không bận tâm đến việc quản lý máy chủ hay môi trường hệ thống

3. SaaS (Software as a Service) – Phần mềm dưới dạng dịch vụ

SaaS là mô hình cung cấp ứng dụng hoàn chỉnh cho người dùng cuối qua Internet. Người dùng chỉ cần truy cập ứng dụng thông qua trình duyệt web hoặc ứng dụng di động mà không cần cài đặt, quản lý hay bảo trì phần mềm hoặc cơ sở hạ tầng cơ bản.

• Ví dụ: Gmail, Google Docs, Microsoft 365, Salesforce, Dropbox, Zoom
• Đối tượng phù hợp: Người dùng cuối, doanh nghiệp nhỏ và vừa không muốn quản lý phần mềm hay hạ tầng, chỉ cần sử dụng ứng dụng để phục vụ công việc

Các mô hình triển khai điện toán đám mây

Public Cloud  

Public Cloud là hạ tầng điện toán đám mây được sở hữu và vận hành bởi một nhà cung cấp dịch vụ đám mây bên thứ ba (ví dụ: AWS, Azure, Google Cloud). Các tài nguyên điện toán được chia sẻ và cung cấp cho nhiều khách hàng (multi-tenant) thông qua mạng Internet công cộng.

• Ưu điểm: Chi phí thấp (chỉ trả cho phần sử dụng), dễ dàng mở rộng, không cần quản lý hạ tầng vật lý.
• Nhược điểm: Mức độ kiểm soát và tùy chỉnh thấp hơn, có thể có lo ngại về bảo mật dữ liệu nhạy cảm

Private Cloud 

Private Cloud là một môi trường điện toán đám mây chỉ dành riêng cho một tổ chức hoặc doanh nghiệp. Nó có thể được triển khai trên cơ sở hạ tầng vật lý của chính tổ chức đó (on-premise) hoặc được quản lý bởi bên thứ ba nhưng vẫn dành riêng cho một khách hàng.

• Ưu điểm: Kiểm soát cao về bảo mật, tuân thủ quy định và tùy chỉnh theo nhu cầu.
• Nhược điểm: Chi phí đầu tư và vận hành cao hơn, đòi hỏi đội ngũ IT chuyên trách.

Hybrid Cloud 

Hybrid Cloud là sự kết hợp giữa hai hoặc nhiều môi trường đám mây khác nhau (thường là Private Cloud và Public Cloud) được kết nối với nhau bằng công nghệ độc quyền hoặc chuẩn hóa, cho phép dữ liệu và ứng dụng di chuyển linh hoạt giữa các môi trường này

• Ưu điểm: Tận dụng thế mạnh của cả Public Cloud (linh hoạt, chi phí thấp) và Private Cloud (bảo mật, kiểm soát), phù hợp cho các tải công việc khác nhau (ví dụ: dữ liệu nhạy cảm trên Private Cloud, tải công việc thay đổi trên Public Cloud)

Community Cloud 

Community Cloud là một môi trường đám mây được chia sẻ bởi một số tổ chức có chung mối quan tâm (ví dụ: các yêu cầu về bảo mật, chính sách, hoặc mục tiêu tuân thủ). Nó có thể được quản lý bởi một bên thứ ba hoặc do các tổ chức thành viên quản lý chung.

• Ưu điểm: Chia sẻ chi phí và lợi ích giữa các thành viên, phù hợp với các ngành có yêu cầu đặc thù

Multi Cloud

Multi-Cloud là mô hình sử dụng nhiều dịch vụ đám mây từ nhiều nhà cung cấp khác nhau cùng lúc. Mục tiêu là tránh phụ thuộc vào một nhà cung cấp duy nhất, tăng tính linh hoạt, khả năng dự phòng và tối ưu lựa chọn dịch vụ phù hợp với từng nhu cầu cụ thể của doanh nghiệp.

Ứng dụng thực tế của Điện toán đám mây trong doanh nghiệp và đời sống

Công nghệ điện toán đám mây đã và đang được ứng dụng rộng rãi, mang lại những thay đổi đột phá trong nhiều lĩnh vực.

• Lưu trữ, sao lưu và khôi phục dữ liệu: Sử dụng các dịch vụ lưu trữ đối tượng (object storage) như Amazon S3 cho độ bền dữ liệu cao và chi phí thấp
• Phát triển và kiểm thử phần mềm: Xây dựng các đường ống CI/CD (Tích hợp liên tục/Triển khai liên tục) để tự động hóa việc xây dựng, kiểm thử và phát hành phần mềm
• Phân tích dữ liệu lớn (Big Data): Triển khai các hồ dữ liệu (data lake) và kho dữ liệu (data warehouse) để xử lý và phân tích petabyte dữ liệu, phục vụ cho Business Intelligence (BI) và Machine Learning

>>>Xem thêm: [Giải đáp] Big Data là gì? Tất tần tật về Dữ liệu lớn bạn cần biết.

• Lưu trữ Website (Cloud Hosting): Vận hành các trang web và ứng dụng web với khả năng tự động mở rộng quy mô để xử lý hàng triệu yêu cầu
• Cung cấp ứng dụng quản lý doanh nghiệp: Sử dụng các hệ thống SaaS cho CRM (Quản lý quan hệ khách hàng), ERP (Hoạch định nguồn lực doanh nghiệp) mà không cần tự xây dựng

Lợi ích và hạn chế của Cloud Computing

Lợi ích của điện toán đám mây

Việc áp dụng điện toán đám mây mang lại nhiều lợi ích đáng kể, không chỉ cho doanh nghiệp mà còn cho cá nhân, giúp tối ưu hóa tài nguyên và tăng cường hiệu quả hoạt động.

• Tối ưu chi phí: Chuyển đổi chi phí đầu tư cố định sang chi phí hoạt động, thanh toán theo mô hình sử dụng thực tế (pay-as-you-go)
• Linh hoạt và khả năng mở rộng: Cung cấp khả năng co giãn tài nguyên (tính toán, lưu trữ, băng thông) gần như tức thì để đáp ứng các biến động về nhu cầu
• Truy cập linh động: Cho phép truy cập dữ liệu và ứng dụng từ bất kỳ đâu qua mạng Internet, hỗ trợ hiệu quả mô hình làm việc từ xa và trên nhiều thiết bị
• Độ sẵn sàng và khả năng phục hồi cao: Đảm bảo tính liên tục của dịch vụ và khả năng phục hồi sau thảm họa nhờ hạ tầng có cơ chế dự phòng, sao lưu trên nhiều vị trí địa lý
• Tăng cường bảo mật: Hưởng lợi từ các lớp bảo mật vật lý và logic tiên tiến do nhà cung cấp đầu tư, thường vượt trội so với khả năng tự triển khai của doanh nghiệp
• Tự động cập nhật: Giảm tải công việc quản trị nhờ việc nhà cung cấp tự động cập nhật, vá lỗi và bảo trì phần mềm, đảm bảo hệ thống luôn an toàn và ở phiên bản mới nhất.
• Tối ưu hóa khả năng hợp tác: Cho phép nhiều người dùng cùng truy cập, chỉnh sửa và chia sẻ tài liệu, ứng dụng trong thời gian thực, nâng cao hiệu suất làm việc nhóm

Hạn chế và thách thức của điện toán đám mây là gì?

Bên cạnh những lợi ích to lớn, điện toán đám mây cũng đi kèm với một số hạn chế và thách thức mà doanh nghiệp cần cân nhắc:

• Phụ thuộc vào kết nối Internet: Hoạt động của hệ thống bị gián đoạn nếu kết nối mạng không ổn định hoặc bị mất, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất làm việc
• Rủi ro về bảo mật và quyền riêng tư: Việc lưu trữ dữ liệu nhạy cảm trên hạ tầng của bên thứ ba có thể làm phát sinh các lo ngại về rò rỉ thông tin và quyền riêng tư
• Giảm quyền kiểm soát trực tiếp: Doanh nghiệp bị hạn chế quyền kiểm soát đối với hạ tầng vật lý và có nguy cơ bị phụ thuộc vào một nhà cung cấp
• Thách thức về tuân thủ quy định: Việc đảm bảo tuân thủ các quy định pháp lý và tiêu chuẩn ngành (ví dụ: GDPR, HIPAA) trở nên phức tạp, đặc biệt khi dữ liệu được lưu trữ ở nhiều quốc gia

Hy vọng bài viết đã cung cấp cái nhìn tổng quan về điện toán đám mây. Hãy cân nhắc việc tìm hiểu và ứng dụng Cloud Computing vào doanh nghiệp của bạn ngay hôm nay để không bỏ lỡ những cơ hội phát triển vượt bậc. Nếu bạn đang tìm kiếm một đối tác tin cậy để triển khai các giải pháp số hóa nhà máy và dịch vụ điện toán đám mây, đừng ngần ngại liên hệ với các chuyên gia để được tư vấn và hỗ trợ phù hợp nhất.