Hạ tầng số là gì và có vai trò như thế nào?

Giá trị của hạ tầng này nằm ở khả năng biến tài nguyên công nghệ thành năng lực có thể khai thác liên tục: kết nối được cung cấp khi cần, tài nguyên tính toán có thể mở rộng, dữ liệu có thể trao đổi giữa các hệ thống và dịch vụ có thể được bảo vệ trước gián đoạn hoặc truy cập trái phép. Vì vậy, chất lượng hạ tầng không nên được đánh giá đơn thuần bằng số lượng thiết bị đã đầu tư mà bằng khả năng đáp ứng nhu cầu thực tế của các hoạt động số.

Hạ tầng số là gì?

Hạ tầng số là tập hợp các hệ thống kết nối, tài nguyên tính toán và lưu trữ, trung tâm dữ liệu, dịch vụ đám mây, nền tảng tích hợp cùng các cơ chế bảo đảm an toàn và tin cậy cần thiết để dữ liệu và dịch vụ số được tạo lập, truyền tải, xử lý, chia sẻ và khai thác.

Điểm khác biệt quan trọng nằm ở tính kết nối và khả năng cung cấp năng lực dưới dạng dịch vụ. Một máy chủ đứng độc lập là tài sản công nghệ; khi máy chủ đó nằm trong kiến trúc có mạng, lưu trữ, quản trị truy cập, sao lưu, giám sát và khả năng phục vụ các ứng dụng khác nhau, nó trở thành một phần của hạ tầng số.

Khái niệm này vì thế rộng hơn cách hiểu truyền thống về hạ tầng CNTT của một tổ chức. Hạ tầng CNTT có thể tập trung vào thiết bị và hệ thống nội bộ, trong khi hạ tầng số thường nhấn mạnh thêm khả năng kết nối rộng, chia sẻ tài nguyên, điện toán đám mây, trao đổi dữ liệu, tích hợp qua giao diện số và vận hành dịch vụ ở quy mô lớn. Hai khái niệm không hoàn toàn tách biệt; hạ tầng CNTT có thể là một bộ phận của kiến trúc hạ tầng số.

Phạm vi cụ thể cũng thay đổi theo lĩnh vực. Một doanh nghiệp có thể tập trung vào mạng, cloud, nền tảng tích hợp và an toàn thông tin; ở quy mô quốc gia, phạm vi còn có thể bao gồm mạng viễn thông, trung tâm dữ liệu, hạ tầng điện toán đám mây và các nền tảng số dùng chung.

Hạ tầng số gồm những thành phần nào?

Có nhiều cách phân loại, nhưng xét theo chức năng đối với chuyển đổi số, hạ tầng có thể được nhìn thành bốn nhóm liên kết với nhau.

Hạ tầng kết nối

Đây là lớp đưa người dùng, thiết bị và hệ thống vào môi trường số. Nó bao gồm mạng cáp quang, mạng di động 4G/5G, mạng Wi-Fi, mạng truyền dẫn, kết nối Internet và các kết nối dành cho thiết bị IoT.

Chất lượng của lớp này không chỉ phụ thuộc vào việc “có sóng” hoặc “có Internet”, mà còn liên quan đến băng thông, độ trễ, vùng phủ, mật độ kết nối và độ ổn định. Chẳng hạn, yêu cầu hiệu năng tối thiểu IMT-2020 của ITU đặt mức tốc độ dữ liệu đỉnh cho hệ thống 5G ở 20 Gbit/s chiều xuống và 10 Gbit/s chiều lên. Đây là chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống, không phải tốc độ mà mọi người dùng thực tế luôn đạt được, nhưng nó cho thấy năng lực kết nối có thể được lượng hóa thay vì chỉ mô tả là “nhanh”.

Hạ tầng điện toán, lưu trữ và trung tâm dữ liệu

Sau khi dữ liệu được truyền qua mạng, cần có tài nguyên để xử lý và lưu giữ. Máy chủ, hệ thống lưu trữ, trung tâm dữ liệu, điện toán đám mây và điện toán biên đảm nhiệm chức năng này.

Cloud đặc biệt quan trọng đối với các dịch vụ có nhu cầu biến động vì tài nguyên có thể được cấp phát hoặc thu hồi theo tải. NIST SP 800-145 xem khả năng co giãn nhanh là một trong năm đặc tính thiết yếu của điện toán đám mây. Về mặt chuyển đổi số, đặc tính này cho phép một dịch vụ tăng năng lực xử lý khi số người dùng tăng mà không nhất thiết phải chờ một chu kỳ mua sắm và lắp đặt phần cứng mới.

Nền tảng số và hạ tầng tích hợp

Các hệ thống số không tạo thành một quy trình hoàn chỉnh nếu chúng tồn tại như những “ốc đảo” riêng biệt. Vì thế, hạ tầng còn cần các nền tảng tích hợp, API, hệ thống trao đổi dữ liệu, middleware và những dịch vụ dùng chung giúp ứng dụng giao tiếp với nhau.

Lớp này đặc biệt quan trọng khi một giao dịch phải đi qua nhiều hệ thống. Thay vì nhập lại cùng một thông tin ở từng bước, dữ liệu có thể được truyền giữa các thành phần theo giao diện và quy tắc thống nhất. Khả năng liên thông như vậy mới giúp số hóa từng phần phát triển thành quy trình số đầu cuối.

Lớp an toàn, định danh và khả năng phục hồi

An toàn thông tin không nên được xem là một hệ thống bổ sung ở cuối dự án. Xác thực, phân quyền, mã hóa, quản lý danh tính, chữ ký số, giám sát, sao lưu và phục hồi phải hoạt động xuyên qua các lớp kết nối, điện toán, dữ liệu và nền tảng.

Một dịch vụ có hiệu năng cao nhưng thường xuyên mất dữ liệu hoặc không kiểm soát được quyền truy cập vẫn là một hạ tầng yếu. Vì vậy, an toàn và khả năng phục hồi là điều kiện để năng lực kỹ thuật có thể được sử dụng một cách tin cậy.

Hạ tầng số vận hành như thế nào trong chuyển đổi số?

Cơ chế của hạ tầng số có thể thấy rõ khi theo dõi một giao dịch số từ đầu đến cuối. Người dùng hoặc thiết bị trước hết kết nối qua mạng. Danh tính và quyền truy cập được xác minh trước khi yêu cầu được chuyển tới ứng dụng. Ứng dụng sử dụng tài nguyên tính toán để xử lý, đọc hoặc ghi dữ liệu, sau đó có thể gọi thêm các hệ thống khác qua API hoặc nền tảng tích hợp. Kết quả cuối cùng được truyền trở lại người dùng, trong khi hoạt động của hệ thống được giám sát và ghi nhận.

Chuỗi này cho thấy chuyển đổi số phụ thuộc vào nhiều lớp chứ không phải một công nghệ đơn lẻ. Một quy trình đã được số hóa trên giao diện nhưng mạng không ổn định vẫn gây gián đoạn. Ứng dụng hoạt động tốt nhưng không trao đổi được dữ liệu với hệ thống khác vẫn tạo ra thao tác thủ công. Năng lực điện toán đủ lớn nhưng thiếu cơ chế bảo vệ và phục hồi cũng tạo rủi ro vận hành.

Khi các lớp được thiết kế đồng bộ, quy trình có thể chuyển từ xử lý rời rạc sang xử lý liên tục. Dữ liệu được thu nhận tại điểm phát sinh, truyền tới nơi xử lý, chia sẻ cho hệ thống được phép sử dụng và kích hoạt các bước tiếp theo mà không cần nhập lại hoặc chuyển giao thủ công. Đây là một trong những cơ chế quan trọng biến việc “ứng dụng công nghệ” thành chuyển đổi cách một tổ chức vận hành.

Vai trò nền tảng của hạ tầng số đối với hoạt động chuyển đổi số

Bảo đảm khả năng tiếp cận dịch vụ số

Dịch vụ số chỉ phát huy giá trị khi người dùng và thiết bị có thể tiếp cận nó với chất lượng đủ tốt. Kết nối băng rộng cố định, mạng di động và các hình thức truy cập không dây đưa nhân viên, khách hàng, người dân, máy móc và cảm biến vào cùng môi trường trao đổi số.

Vai trò này đặc biệt rõ với những quy trình cần hoạt động theo thời gian thực hoặc phân bố trên nhiều địa điểm. Khi vùng phủ, băng thông hoặc độ ổn định không đáp ứng yêu cầu, quy trình thường phải quay lại điện thoại, giấy tờ hoặc thao tác ngoại tuyến, làm đứt chuỗi chuyển đổi số.

Tạo năng lực xử lý và khai thác dữ liệu

Chuyển đổi số làm tăng lượng dữ liệu được tạo ra từ giao dịch, thiết bị và hoạt động nghiệp vụ. Hạ tầng điện toán và lưu trữ cung cấp năng lực tiếp nhận, xử lý và duy trì nguồn dữ liệu đó.

Tuy nhiên, có hạ tầng lưu trữ không đồng nghĩa với việc tổ chức đã khai thác dữ liệu hiệu quả. Chất lượng dữ liệu, quyền sở hữu, tiêu chuẩn dữ liệu và quy tắc sử dụng thuộc về lớp quản trị. Hạ tầng cung cấp năng lực kỹ thuật để dữ liệu lưu chuyển và được xử lý; quản trị quyết định dữ liệu có đáng tin và được sử dụng đúng mục đích hay không.

Cho phép mở rộng dịch vụ và tự động hóa

Các mô hình hạ tầng có khả năng cấp phát tài nguyên linh hoạt giúp dịch vụ tăng hoặc giảm năng lực theo nhu cầu. Đây là điều kiện quan trọng khi một hệ thống phải phục vụ số lượng giao dịch thay đổi theo giờ, mùa hoặc sự kiện.

Cùng với nền tảng tích hợp và API, hạ tầng còn cho phép các bước nghiệp vụ kích hoạt lẫn nhau tự động. Một giao dịch hoàn tất ở hệ thống này có thể tạo yêu cầu xử lý ở hệ thống khác mà không cần con người chuyển dữ liệu thủ công. Hiệu quả chuyển đổi vì thế đến từ việc thay đổi luồng vận hành, không phải chỉ chuyển biểu mẫu giấy thành biểu mẫu điện tử.

Tăng khả năng liên thông và sử dụng chung nguồn lực

Khi mỗi đơn vị xây dựng một hệ thống độc lập, cùng một chức năng như định danh, thông báo, lưu trữ hoặc tích hợp có thể bị đầu tư lặp lại. Nền tảng dùng chung và giao diện chuẩn tạo điều kiện để nhiều ứng dụng tái sử dụng cùng một năng lực.

Lợi ích này không đồng nghĩa mọi thành phần đều nên tập trung vào một hệ thống duy nhất. Kiến trúc quá tập trung có thể tạo điểm phụ thuộc lớn, trong khi kiến trúc phân tán thiếu tiêu chuẩn lại làm tăng độ phức tạp tích hợp. Mục tiêu phù hợp hơn là xác định năng lực nào nên dùng chung, năng lực nào cần độc lập và sử dụng tiêu chuẩn kết nối để hai nhóm có thể phối hợp.

Tạo môi trường vận hành an toàn và có khả năng phục hồi

Càng nhiều quy trình phụ thuộc vào môi trường số, hậu quả của việc hạ tầng gián đoạn càng lớn. Các cơ chế dự phòng, sao lưu, phục hồi, giám sát và kiểm soát truy cập giúp giảm khả năng một sự cố đơn lẻ làm ngừng toàn bộ dịch vụ.

Đây cũng là cơ sở tạo niềm tin cho người sử dụng. Một dịch vụ thuận tiện nhưng không bảo vệ tốt danh tính, dữ liệu hoặc giao dịch khó có thể trở thành kênh vận hành chính thức trong thời gian dài.

Khi nào hạ tầng số thực sự phát huy hiệu quả?

Hạ tầng số chỉ tạo ra giá trị khi năng lực kỹ thuật phù hợp với dịch vụ mà nó phải hỗ trợ. Không tồn tại một ngưỡng băng thông, độ trễ, dung lượng hay mức dự phòng duy nhất phù hợp cho mọi hệ thống. Một nền tảng họp trực tuyến nhạy với độ trễ và mất gói, trong khi hệ thống phân tích dữ liệu theo lô có thể quan tâm nhiều hơn tới khả năng tính toán, dung lượng lưu trữ và tốc độ xử lý.

Vì vậy, yêu cầu hạ tầng phải bắt đầu từ mức độ quan trọng của dịch vụ. Hệ thống thiết yếu cần mục tiêu rõ về tính sẵn sàng, thời gian phục hồi, khả năng mất dữ liệu chấp nhận được và phương án vận hành khi một thành phần gặp sự cố. Dịch vụ ít quan trọng hơn có thể sử dụng cấu hình đơn giản để tránh đầu tư quá mức.

Khả năng liên thông cũng là một điều kiện quan trọng. Việc đưa nhiều hệ thống lên cloud không giải quyết được vấn đề nếu dữ liệu vẫn bị khóa trong từng ứng dụng hoặc mỗi hệ thống sử dụng một cách định danh khác nhau. Tương tự, tăng băng thông không khắc phục được quy trình nghiệp vụ chưa được thiết kế lại.

Đây là giới hạn cần nhận diện rõ: hạ tầng số là điều kiện cần nhưng không phải điều kiện đủ của chuyển đổi số. Dữ liệu, quy trình, nhân lực, quản trị, pháp lý và năng lực thay đổi của tổ chức vẫn quyết định công nghệ có được chuyển thành kết quả thực tế hay không.

Cách tiếp cận hạ tầng số đúng trong một chương trình chuyển đổi số

Cách tiếp cận hiệu quả không bắt đầu bằng câu hỏi “nên mua công nghệ nào”, mà bằng việc xác định dịch vụ nào cần vận hành, dữ liệu nào phải lưu chuyển và mức độ gián đoạn nào có thể chấp nhận. Từ các yêu cầu đó mới xác định kiến trúc kết nối, điện toán, lưu trữ, tích hợp và an toàn phù hợp.

Khi đánh giá hạ tầng, có thể tập trung vào một số nhóm yêu cầu có khả năng đo lường:

·         Khả năng tiếp cận: Vùng phủ, chất lượng kết nối và số nhóm người dùng hoặc thiết bị có thể truy cập dịch vụ

·         Hiệu năng: Băng thông, độ trễ, năng lực xử lý và dung lượng cần thiết cho từng loại tải

·         Khả năng mở rộng: Mức độ hệ thống có thể tăng tài nguyên mà không phải thiết kế lại toàn bộ kiến trúc

·         Tính liên thông: Khả năng trao đổi dữ liệu qua API, chuẩn dữ liệu hoặc các cơ chế tích hợp thống nhất

·         An toàn và phục hồi: Quyền truy cập, giám sát, sao lưu, dự phòng, thời gian phục hồi và mức mất dữ liệu có thể chấp nhận

Các chỉ số cần gắn với từng dịch vụ thay vì áp dụng một bộ tiêu chuẩn giống nhau cho mọi hệ thống. Một yêu cầu như “hạ tầng phải ổn định” chỉ có giá trị quản trị khi được chuyển thành những chỉ tiêu có thể kiểm tra, chẳng hạn mức sẵn sàng, thời gian phản hồi, năng lực tải hoặc thời gian phục hồi sau sự cố.

Tư duy này cũng tránh hai cách hiểu phổ biến. Thứ nhất, xây thêm trung tâm dữ liệu hoặc mua thêm máy chủ không tự động làm hạ tầng trở nên phù hợp hơn nếu điểm nghẽn nằm ở kết nối, tích hợp hoặc khả năng vận hành. Thứ hai, chuyển mọi hệ thống lên cloud cũng không mặc nhiên là chuyển đổi số. Cloud chỉ là một phương thức cung cấp tài nguyên; giá trị chỉ xuất hiện khi kiến trúc đó hỗ trợ tốt hơn cho quy trình, dữ liệu và dịch vụ cần chuyển đổi.

Hạ tầng số là lớp năng lực kỹ thuật giúp kết nối người dùng và thiết bị, cung cấp tài nguyên tính toán, lưu trữ và xử lý dữ liệu, liên thông các hệ thống, đồng thời duy trì mức an toàn và khả năng phục hồi cần thiết. Vai trò nền tảng của nó xuất phát từ sự phụ thuộc của mọi dịch vụ số vào các năng lực này.

Một chương trình chuyển đổi số vì vậy cần xem hạ tầng theo khả năng phục vụ quy trình và dữ liệu thay vì theo số lượng công nghệ đã đầu tư. Khi kết nối, điện toán, nền tảng, tích hợp và an toàn được thiết kế theo yêu cầu dịch vụ có thể đo lường, hạ tầng số mới thực sự trở thành nền móng cho chuyển đổi số ở quy mô bền vững.