Kubernetes vs Serverless? Nên chọn gì phù hợp với kiến trúc doanh nghiệp

Trong kỷ nguyên Cloud Native, Kubernetes vs Serverless là cuộc đối đầu kinh điển giữa hai tư duy: Kiểm soát tối đa hay Tiện lợi tuyệt đối? Nếu Kubernetes được ví như xương sống vững chắc cho các hệ thống Microservices phức tạp, thì Serverless lại là bệ phóng tốc độ giúp tối ưu chi phí cho doanh nghiệp. Vậy đâu là mảnh ghép phù hợp với kiến trúc của bạn? Hãy cùng Viettel IDC phân tích ngay sau đây.

Kubernetes là gì?

Để có cái nhìn rõ ràng nhất trong cuộc tranh luận Kubernetes vs Serverless, trước hết chúng ta cần hiểu bản chất của Kubernetes (hay còn gọi là K8s). 

Kubernetes là một nền tảng điều phối Container mã nguồn mở, khởi nguồn từ Google, với nhiệm vụ tự động hóa các quy trình triển khai, quản lý và mở rộng quy mô của các ứng dụng container hóa.

Khác biệt hoàn toàn với mô hình Serverless, một cụm Kubernetes Cluster hoạt động dựa trên cấu trúc hạ tầng rõ ràng gồm hai thành phần:

- Control Plane: Đóng vai trò là "bộ não trung tâm", quản lý cấu hình và duy trì trạng thái của toàn hệ thống.

- Worker Nodes: Là nơi thực thi các tác vụ tính toán, vận hành các Container bên trong các đơn vị gọi là Pods.

Sức mạnh khiến Kubernetes trở thành đối trọng lớn trong bài toán Kubernetes vs Serverless đến từ các tính năng ưu việt như:

- Cân bằng tải: Phân phối lưu lượng mạng ổn định.

- Tự phục hồi: Tự động khởi động lại Container lỗi hoặc thay thế Node hỏng.

- Mở rộng theo chiều ngang: Tự động điều chỉnh số lượng Pods theo nhu cầu thực tế.

Hiện nay, Kubernetes đã trở thành tiêu chuẩn công nghiệp. Với sự hậu thuẫn từ các nhà cung cấp Cloud lớn và một hệ sinh thái công cụ hỗ trợ khổng lồ, Kubernetes là sự lựa chọn hàng đầu để quản lý các ứng dụng hiện đại. 

Serverless là gì?

Ở phía bên kia cán cân của cuộc so găng Kubernetes vs Serverless chính là Serverless Computing (Điện toán phi máy chủ). 

Serverless là mô hình điện toán đám mây giúp trừu tượng hóa hoàn toàn việc quản lý máy chủ và cung cấp hạ tầng, cho phép các lập trình viên tập trung tuyệt đối vào việc viết code cho từng chức năng cụ thể.

Khác với việc phải quản lý các Node như trong Kubernetes, cơ chế hoạt động của Serverless mang đến những đặc điểm riêng biệt:

- Tự động hóa hoàn toàn: Nhà cung cấp Cloud sẽ tự động phân bổ tài nguyên và mở rộng quy mô ứng dụng (auto-scaling) dựa trên nhu cầu thực tế mà không cần sự can thiệp của con người.

- Chi phí linh hoạt: Điểm khác biệt lớn nhất về kinh tế giữa Kubernetes vs Serverless nằm ở mô hình thanh toán. Với Serverless, bạn chỉ trả tiền cho thời gian tính toán thực tế khi đoạn code được thực thi (pay-as-you-go), thay vì phải trả phí cho tài nguyên định sẵn (pre-allocated) ngay cả khi không sử dụng.

Serverless giúp đơn giản hóa quá trình phát triển và giảm thiểu tối đa gánh nặng vận hành với các nền tảng phổ biến như AWS Lambda, Microsoft Azure Functions hay Google Cloud Functions.

Tuy nhiên, Serverless không phải là giải pháp thay thế hoàn hảo cho mọi trường hợp. Khi cân nhắc giữa Kubernetes vs Serverless, bạn cần lưu ý rằng Serverless có thể gặp các vấn đề về độ trễ, nguy cơ phụ thuộc vào nhà cung cấp và hạn chế trong khả năng tùy chỉnh môi trường sâu như Kubernetes.

Kubernetes vs Serverless: 6 điểm khác biệt cốt lõi

Mặc dù cả Kubernetes vs Serverless đều là những công nghệ hàng đầu để triển khai và quản lý ứng dụng hiện đại, nhưng chúng được sinh ra để giải quyết những bài toán hoàn toàn khác nhau. 

1. Kiến trúc

Serverless là môi trường thực thi được quản lý hoàn toàn và hướng sự kiện (event-driven). Các nhà cung cấp Cloud sẽ tự động phân bổ tài nguyên để chạy code của bạn. Bạn hoàn toàn không cần bận tâm về hạ tầng bên dưới.

Kubernetes là nền tảng điều phối Container. Nó quản lý hạ tầng bằng cách phân phối các Container trên một cụm Cluster gồm các máy ảo hoặc máy chủ vật lý. Bạn nắm quyền kiểm soát cách ứng dụng được đóng gói và vận hành.

2. Khả năng mở rộng

Đây là yếu tố quan trọng khi so sánh Kubernetes vs Serverless:

Serverless tự động mở rộng theo nhu cầu. Khi số lượng yêu cầu tăng đột biến, nền tảng sẽ tự động cấp thêm tài nguyên ngay lập tức mà không cần bất kỳ sự can thiệp thủ công nào.

Kubernetes cũng hỗ trợ mở rộng, nhưng đòi hỏi cấu hình trước. Bạn cần thiết lập các quy tắc tự động mở rộng hoặc sử dụng các chỉ số tùy chỉnh để xác định khi nào cần tăng số lượng Pods.

3. Chi phí 

Serverless áp dụng mô hình "Pay-per-use" (Dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu). Bạn chỉ bị tính phí dựa trên số lượng request và thời gian thực thi code. Điều này giúp tiết kiệm đáng kể cho các ứng dụng có lưu lượng truy cập thất thường hoặc không đoán trước được.

Đối với Kubernetes, bạn phải cung cấp và trả phí cho hạ tầng bên dưới (máy ảo hay máy chủ) bất kể có sử dụng hết hay không. Điều này có thể dẫn đến chi phí cao hơn đối với các ứng dụng nhỏ hoặc ít người dùng, do lãng phí tài nguyên nhàn rỗi.

4. Quyền kiểm soát và linh hoạt

Vì hạ tầng đã được "trừu tượng hóa", Serverless quyền kiểm soát của lập trình viên bị hạn chế. Đây có thể là điểm trừ lớn nếu ứng dụng của bạn yêu cầu cấu hình mạng phức tạp hoặc môi trường hệ điều hành đặc thù.

Kubernetes mang lại cho bạn quyền kiểm soát tối đa. Bạn có thể tùy chỉnh sâu vào hệ thống mạng, lưu trữ và tài nguyên tính toán để đáp ứng chính xác yêu cầu kỹ thuật của dự án.

5. Vấn đề khi khởi động nguội "Cold Start" 

Hiệu năng là điểm nóng trong cuộc tranh luận Kubernetes vs Serverless:

Serverless thường gặp vấn đề độ trễ "Cold Start" (Khởi động nguội). Khi một hàm không được sử dụng trong một thời gian, nó sẽ chuyển sang trạng thái nghỉ. Lần gọi tiếp theo sẽ mất thời gian để khởi tạo lại, gây ra độ trễ đáng kể.

Đối với Kubernetes, các Container luôn ở trạng thái sẵn sàng hoặc chạy liên tục, giúp loại bỏ hoàn toàn vấn đề Cold Start. Ứng dụng trên Kubernetes luôn phản hồi tức thì, là lựa chọn tốt hơn cho các hệ thống yêu cầu độ trễ thấp.

6. Bảo mật

Serverless có mô hình bảo mật được chia sẻ, trong đó nhà cung cấp Cloud chịu trách nhiệm bảo vệ hạ tầng vật lý, bản vá lỗi và cập nhật hệ thống. Lập trình viên chỉ cần tập trung bảo mật code và dữ liệu.

Kubernetes cung cấp các tính năng bảo mật mạnh mẽ nhưng đòi hỏi nhiều nỗ lực cấu hình từ người dùng. Bạn phải tự quản lý quyền truy cập, chính sách mạng và cập nhật các thành phần của Cluster. Sự phức tạp này mang lại sự linh hoạt nhưng cũng đặt nhiều trách nhiệm hơn lên vai đội ngũ vận hành.

Cách lựa chọn giữa Kubernetes vs Serverless 

Việc quyết định người chiến thắng trong cuộc đối đầu Kubernetes vs Serverless phụ thuộc hoàn toàn vào đặc thù ứng dụng và nhu cầu của tổ chức. Dưới đây là 5 kịch bản phổ biến nhất và gợi ý lựa chọn công nghệ phù hợp:

1. Ứng dụng hướng sự kiện Event-Driven

Đối với các ứng dụng hướng sự kiện, Serverless thực sự là "ngôi sao sáng" nhờ khả năng phản ứng tức thì. Các hàm có thể được kích hoạt tự động bởi nhiều loại sự kiện khác nhau như cập nhật cơ sở dữ liệu, tải lên tệp tin hoặc các yêu cầu HTTP. Chính vì vậy, Serverless cực kỳ hữu ích cho các khối lượng công việc thất thường hoặc không dự đoán trước, điển hình như các tác vụ xử lý hình ảnh, chuyển đổi dữ liệu hoặc xử lý tệp thời gian thực mà không cần duy trì máy chủ chạy liên tục.

Ngược lại, Kubernetes tuy vẫn có khả năng xử lý các ứng dụng hướng sự kiện nhưng thế mạnh của nó không nằm ở các tác vụ ngắn hạn này. Kubernetes thường được tối ưu hóa cho các dịch vụ chạy dài và yêu cầu tính ổn định cao hơn. Việc khởi tạo cả một Container để xử lý một sự kiện nhỏ rồi tắt đi thường tốn kém tài nguyên và thời gian hơn so với cơ chế kích hoạt nhanh gọn của Serverless.

2. Kiến trúc Microservices

Nếu bạn lựa chọn Serverless cho kiến trúc Microservices, bạn sẽ tận dụng được khả năng phát triển các hàm nhỏ và triển khai độc lập. Mỗi hàm này có thể tự động mở rộng quy mô riêng biệt dựa trên nhu cầu thực tế và thậm chí có thể được viết bằng các ngôn ngữ lập trình khác nhau. Cách tiếp cận này giúp tách biệt hoàn toàn các thành phần, giảm sự phụ thuộc và tăng tốc độ phát triển cho các tính năng riêng lẻ.

Trong khi đó, Kubernetes lại là lựa chọn tối ưu hơn để triển khai và quản lý các hệ thống Microservices có độ phức tạp cao và sự phụ thuộc lẫn nhau chặt chẽ. Kubernetes cung cấp một môi trường mạnh mẽ hỗ trợ việc khám phá dịch vụ, cân bằng tải và quản lý giao tiếp nội bộ giữa các service một cách hiệu quả. Nếu hệ thống của bạn yêu cầu các service phải "nói chuyện" với nhau liên tục, Kubernetes sẽ mang lại hiệu năng và khả năng kiểm soát tốt hơn.

3. Hệ thống API Backends

Việc sử dụng Serverless để xây dựng API Backends mang lại lợi thế lớn về sự gọn nhẹ và khả năng mở rộng. Serverless có thể xử lý các điểm cuối API riêng lẻ, cho phép hệ thống tự động mở rộng ngay lập tức khi lưu lượng truy cập tăng vọt. Đặc biệt, với mô hình định giá "dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu", Serverless giúp tiết kiệm chi phí đáng kể cho các API có lưu lượng truy cập biến động hoặc không thường xuyên.

Ở phía bên kia, Kubernetes lại phù hợp để quản lý toàn bộ vòng đời của các dịch vụ API phức tạp. Nền tảng này hỗ trợ các tính năng cao cấp như mở rộng quy mô có kiểm soát, cập nhật không gián đoạn và giám sát hệ thống chuyên sâu. Đây là lựa chọn tốt hơn cho các API Backends yêu cầu cấu hình tùy chỉnh đặc thù, tính sẵn sàng cao hoặc cần kết nối với các hệ thống lưu trữ dữ liệu bền vững.

4. Xử lý hàng loạt

Các nền tảng Serverless có khả năng tự động xử lý khối lượng lớn dữ liệu mà không cần bất kỳ sự can thiệp thủ công nào vào việc mở rộng hạ tầng. Điều này khiến nó trở nên rất hữu ích cho các tác vụ xử lý hàng loạt như phân tích dữ liệu, quy trình ETL (Extract, Transform, Load) và các tác vụ định kỳ. Bạn chỉ cần đẩy dữ liệu vào và Serverless sẽ tự động phân bổ tài nguyên để xử lý song song, sau đó tự giải phóng khi hoàn tất.

Tuy nhiên, đối với các quy trình xử lý quy mô lớn đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ, Kubernetes lại chiếm ưu thế nhờ khả năng lập lịch và quản lý các Batch Job trên một cụm node. Kubernetes cho phép bạn tinh chỉnh tài nguyên (CPU/RAM) cho từng tác vụ và kiểm soát môi trường thực thi một cách chi tiết. Nó phù hợp cho các tác vụ tính toán hiệu năng cao (HPC) hoặc các quy trình xử lý dữ liệu phức tạp cần duy trì trạng thái hoặc yêu cầu phần cứng đặc biệt.

5. Hiện đại hóa ứng dụng cũ

Serverless thường được sử dụng như một chiến lược để hiện đại hóa từng phần của ứng dụng cũ (Legacy) bằng cách tách nhỏ chúng thành các dịch vụ dạng hàm. Cách tiếp cận này cho phép doanh nghiệp di chuyển dần dần lên đám mây mà không cần phải đập đi xây lại toàn bộ hệ thống ngay lập tức. Bạn có thể thay thế dần các module cũ bằng các hàm Serverless mới, giúp giảm rủi ro và chi phí chuyển đổi.

Mặt khác, Kubernetes là giải pháp lý tưởng để đóng gói và điều phối toàn bộ ứng dụng cũ nếu bạn muốn giữ nguyên kiến trúc hiện tại của chúng. Kubernetes cho phép hiện đại hóa gia tăng bằng cách chạy các dịch vụ cũ (đã được đóng gói vào Container) song song với các thành phần mới trong cùng một môi trường quản lý. Điều này giúp tận dụng được lợi thế của Cloud Native mà không làm gián đoạn hoạt động kinh doanh cốt lõi.

Kết luận

Như vậy, cuộc đối đầu giữa Kubernetes vs Serverless không phải là câu chuyện tìm ra kẻ thắng người thua, mà là hành trình tìm kiếm mảnh ghép phù hợp nhất cho bức tranh công nghệ của doanh nghiệp.

Nếu Kubernetes là người khổng lồ mang lại sự kiểm soát toàn diện, tính ổn định và khả năng tùy biến sâu cho các hệ thống Microservices phức tạp, thì Serverless lại là người vận chuyển tốc độ, giúp doanh nghiệp tối ưu chi phí và rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường cho các ứng dụng hướng sự kiện.

Dù bạn lựa chọn chiến lược nào, một nền tảng hạ tầng đám mây mạnh mẽ, an toàn và chuẩn quốc tế vẫn là bệ phóng không thể thiếu. Viettel IDC còn mang đến giải pháp Viettel Open Kubernetes Service (vOKS). Đây là dịch vụ Kubernetes được quản lý hoàn toàn (Managed Service), giúp doanh nghiệp của bạn:

- Triển khai thần tốc: Khởi tạo Cluster chỉ trong vài phút với vài cú click chuột.

- Vận hành đơn giản: Giảm thiểu gánh nặng quản trị hạ tầng, tự động cập nhật và vá lỗi hệ thống.

- Đạt chuẩn quốc tế: Hệ thống vận hành trên hạ tầng Cloud đạt chuẩn quốc tế của Viettel IDC, đảm bảo tính ổn định và bảo mật cao nhất.

Hãy để Viettel IDC đồng hành cùng bạn xây dựng hạ tầng Cloud Native vững chắc, giúp bạn tập trung hoàn toàn vào việc phát triển ứng dụng và kinh doanh cốt lõi. 

Tìm hiểu chi tiết dịch vụ Viettel Open Kubernetes Service ngay tại: https://viettelidc.com.vn/viettel-kubernetes-service