Infrastructure as Code (IaC) là gì?

Infrastructure as Code ra đời như một bước tiến quan trọng trong việc quản lý và vận hành cơ sở hạ tầng, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về sự tự động hóa và nhất quán trong triển khai hệ thống.

Trước khi IaC xuất hiện, việc quản lý cơ sở hạ tầng chủ yếu được thực hiện thủ công qua giao diện người dùng, dẫn đến nhiều vấn đề như khó đảm bảo tính đồng nhất giữa các môi trường và dễ phát sinh lỗi do sai sót của con người.

Với sự phát triển của các ứng dụng lớn và phức tạp, các tổ chức ngày càng cần đến những giải pháp giúp họ triển khai cơ sở hạ tầng một cách tự động và đáng tin cậy hơn.

1. Infrastructure as Code là gì?

Infrastructure as Code (IaC) là cách quản lý, cung cấp cơ sở hạ tầng bằng code và các công cụ tự động hóa thay vì cấu hình thủ công qua giao diện. Điều này cho phép bạn quản lý, theo dõi, và kiểm soát phiên bản cơ sở hạ tầng giống như với mã nguồn ứng dụng, thậm chí sử dụng cùng công cụ và quy trình đã có sẵn.

Infrastructure as Code có thể giúp nâng cao hiệu suất, độ tin cậy và khả năng tái lập (reproducibility) trong quá trình vận hành hạ tầng, nhờ tạo ra sự nhất quán giữa các lần triển khai và giảm thời gian thực hiện so với cách triển khai thủ công truyền thống.

Hãy tưởng tượng bạn cần tạo một máy chủ để chạy ứng dụng của mình. Thay vì vào giao diện web, chọn từng tùy chọn và cấu hình thủ công (chọn hệ điều hành, dung lượng ổ cứng), bạn viết một đoạn code để mô tả các yêu cầu này. Sau đó, bạn có thể sử dụng code này để tự động tạo máy chủ mỗi khi cần, đảm bảo mọi lần triển khai đều giống hệt nhau và tránh sai sót do thao tác thủ công.

2. Những lợi ích mà IaC mang lại

2.1 Tài liệu hóa tự động

Khi sử dụng IaC, code của bạn mô tả chi tiết cách mà hạ tầng được cấu hình, có nghĩa là quá trình triển khai được tự động ghi lại (documentation) dưới dạng code, giúp dễ dàng theo dõi và kiểm tra.

Ví dụ, nếu bạn muốn biết chi tiết về cách cấu hình máy chủ hoặc network, bạn chỉ cần xem code thay vì phải tìm kiếm các tài liệu rời rạc hay ghi chú từ các lần triển khai trước.

2.2 Đảm bảo tính nhất quán

Bạn có thể tái sử dụng code để triển khai hạ tầng nhiều lần mà vẫn đảm bảo mọi thành phần, như máy chủ hay cơ sở dữ liệu, luôn được thiết lập chính xác như nhau.

Nếu cần thay đổi như tên máy chủ hoặc dung lượng lưu trữ, chỉ cần chỉnh sửa một vài biến trong code thay vì viết lại toàn bộ. Ví dụ, khi triển khai một môi trường mới cho các chi nhánh khác nhau, bạn chỉ cần thay đổi thông số và thực hiện lại mà không phải cấu hình lại từ đầu.

2.3 Tiết kiệm thời gian

Trước đây, việc cấu hình hạ tầng thủ công có thể mất nhiều ngày, nhưng với IaC, quá trình này có thể hoàn thành chỉ trong vài phút. Ví dụ, bạn có thể triển khai hàng loạt máy chủ hoặc dịch vụ trên đám mây nhanh chóng mà không cần thao tác thủ công từng bước.

2.4 An toàn hơn

Việc sử dụng code để quản lý hạ tầng giúp đảm bảo mọi cấu hình đều được ghi lại một cách chính xác và dễ dàng kiểm tra. Ví dụ, khi bạn cần kiểm tra hoặc sửa lỗi hạ tầng, bạn có thể tạo nhanh một môi trường thử nghiệm dựa trên code sẵn có, và đảm bảo rằng môi trường đó giống hệt với môi trường production, tránh sai sót do thao tác thủ công.

2.5 Tiết kiệm chi phí

Một lợi ích phụ của IaC là bạn chỉ phải trả tiền cho các tài nguyên khi thực sự cần. Ví dụ, bạn không cần phải giữ môi trường phát triển hay kiểm thử chạy suốt 24/7. Thay vào đó, bạn có thể tự động bật và tắt hạ tầng khi cần thiết, giúp giảm đáng kể chi phí vận hành.

3. Quy trình phát triển IaC

3.1 Viết script hoặc cấu hình để thiết lập hạ tầng

Ở bước này, bạn sẽ viết các dòng lệnh hoặc script mô tả cách bạn muốn thiết lập hạ tầng của mình. Thay vì cấu hình thủ công, bạn sử dụng code để mô tả các tài nguyên như máy chủ, cơ sở dữ liệu, mạng... Ví dụ, bạn có thể viết một script Terraform để tạo một máy chủ ảo trên AWS hoặc Google Cloud.

Ví dụ: Giả sử bạn muốn tạo một máy chủ web trên AWS. Bạn viết script Terraform như sau:

resource "aws_instance" "web_server" {
  ami           = "ami-123456"
  instance_type = "t2.micro"
}

3.2 Lưu script vào hệ thống quản lý phiên bản (Version Control)

Sau khi viết xong script, bạn sẽ lưu nó vào hệ thống kiểm soát phiên bản (như Git) để dễ dàng theo dõi các thay đổi và cộng tác với đồng đội. Điều này giúp bạn kiểm soát mọi chỉnh sửa, tránh nhầm lẫn và có thể quay lại phiên bản trước nếu cần.

Ví dụ: Bạn đẩy (commit) script vừa tạo lên GitHub để theo dõi các thay đổi:

git add .
git commit -m "Add script to create AWS EC2 instance"
git push origin main

3.3 Kích hoạt tự động (Automation) qua CI/CD hoặc API

Khi bạn commit code vào hệ thống quản lý phiên bản, một quy trình tự động hóa sẽ được kích hoạt. Quy trình này có thể sử dụng các công cụ CI/CD (Continuous Integration/Continuous Delivery) hoặc API để triển khai các thay đổi.

Ví dụ: Khi bạn commit code, hệ thống Jenkins hoặc GitLab CI có thể tự động kích hoạt một quy trình để triển khai script của bạn lên AWS, tạo ra máy chủ mới mà không cần thao tác thủ công.

3.4 Tự động áp dụng thay đổi lên hạ tầng

Sau khi quy trình CI/CD được kích hoạt, code của bạn sẽ tự động được áp dụng lên hạ tầng. Công cụ sẽ triển khai và cấu hình các tài nguyên hạ tầng theo đúng thông số mà bạn đã định nghĩa trong script.

Ví dụ: Hệ thống Terraform sẽ tự động đọc script của bạn và tạo ra máy chủ AWS EC2 theo các thông số như cấu hình mà bạn đã định nghĩa.

3.5 Kiểm thử hạ tầng

Sau khi các thay đổi được triển khai, bạn cần kiểm tra xem hạ tầng có hoạt động như mong muốn không. Điều này có thể được thực hiện thông qua các bài kiểm tra tự động hoặc kiểm tra thủ công để đảm bảo rằng hệ thống hoạt động ổn định.

Ví dụ: Bạn có thể kiểm tra xem máy chủ web đã hoạt động chưa bằng cách truy cập địa chỉ IP và kiểm tra xem trang web có hiển thị đúng hay không.

4. Các công cụ IaC phổ biến nhất hiện nay

4.1 Terraform

Được phát triển bởi HashiCorp, Terraform là một trong những công cụ IaC phổ biến nhất. Điểm mạnh của Terraform là tính linh hoạt, vì nó có thể hoạt động với nhiều cloud provider khác nhau như AWS, Azure, và Google Cloud. Bạn có thể sử dụng cú pháp khai báo để định nghĩa và quản lý hạ tầng dễ dàng.

4.2 AWS CloudFormation

Đây là công cụ IaC của AWS, được thiết kế đặc biệt để làm việc với các dịch vụ AWS. CloudFormation cho phép bạn tự động hóa việc triển khai hạ tầng bằng cách sử dụng các mẫu YAML hoặc JSON. Ưu điểm chính của CloudFormation là sự tích hợp chặt chẽ với các dịch vụ AWS, giúp bạn quản lý các tài nguyên một cách hiệu quả​.

4.3 Ansible

Ansible là một công cụ IaC được phát triển bởi Red Hat, sử dụng phương pháp không cần agent để quản lý và tự động hóa hạ tầng. Ansible có thể quản lý nhiều loại tài nguyên trên các hệ thống khác nhau như AWS, Azure, Google Cloud và hệ thống on-premise. Ansible đặc biệt phù hợp với các nhóm muốn tự động hóa cấu hình và quản lý phần mềm một cách đơn giản và hiệu quả​.

5. Kết luận

Infrastructure as Code đã trở thành một công cụ không thể thiếu đối với các lập trình viên DevOps, giúp họ tập trung vào việc phát triển và cải tiến sản phẩm thay vì lo lắng về việc quản lý hạ tầng thủ công. Nhờ việc lưu trữ cấu hình dưới dạng code, các nhóm DevOps có thể dễ dàng theo dõi thay đổi, kiểm thử trước khi triển khai, và khôi phục nhanh chóng khi gặp sự cố.

Các bài viết liên quan:

• Hướng dẫn triển khai CI/CD cho ứng dụng NextJS sử dụng Github Actions
• Grafana là gì? Hướng dẫn Cài đặt và Sử dụng Grafana
• Prometheus là gì? Công cụ Giám sát và Cảnh báo Toàn diện
• GitOps là gì? So sánh CI/CD truyền thống với GitOps