Hạ tầng số là gì và gồm những thành phần nào?

Trong định hướng phát triển hạ tầng số tại Việt Nam, phạm vi này không chỉ dừng ở mạng viễn thông mà còn liên quan đến hạ tầng dữ liệu, hạ tầng vật lý - số, các tiện ích số và công nghệ số.

Hạ tầng số là gì?

Ở cấp độ khái niệm, hạ tầng số có thể được hiểu theo chuỗi:

Kết nối → truyền dữ liệu → lưu trữ và tính toán → xử lý và chia sẻ → cung cấp dịch vụ → bảo đảm an toàn

Điểm quan trọng là các thành phần này không hoạt động tách biệt. Mạng kết nối đưa dữ liệu đến hệ thống xử lý; trung tâm dữ liệu và điện toán đám mây cung cấp năng lực lưu trữ, tính toán; hệ thống thông tin và nền tảng số biến năng lực hạ tầng thành các dịch vụ cụ thể; còn các cơ chế an toàn thông tin bảo vệ toàn bộ quá trình.

Vì vậy, không nên đồng nhất hạ tầng số với hạ tầng Internet. Internet và mạng viễn thông là lớp kết nối quan trọng, nhưng một hệ sinh thái số còn cần dữ liệu, năng lực tính toán, hệ thống thông tin và các lớp bảo đảm an toàn.

Quy hoạch hạ tầng thông tin và truyền thông của Việt Nam cũng đặt trọng tâm vào việc phát triển các nền tảng số có tính chất hạ tầng quy mô quốc gia để phục vụ nhiều ứng dụng và dịch vụ khác nhau.

Hạ tầng số gồm những thành phần nào?

Có thể hình dung hạ tầng số thành các nhóm thành phần chính sau:

Hạ tầng viễn thông và Internet

Đây là lớp kết nối, bao gồm mạng di động, mạng cố định, Internet, cáp quang, các hệ thống truyền dẫn và những công nghệ truy cập khác.

Chức năng của lớp này là tạo đường truyền để người dùng, thiết bị và hệ thống có thể trao đổi dữ liệu. Nếu kết nối không đủ năng lực hoặc không ổn định, các dịch vụ số phía trên sẽ bị ảnh hưởng dù phần mềm vẫn hoạt động bình thường.

Hạ tầng dữ liệu

Đây là lớp phục vụ lưu trữ, quản lý, kết nối, chia sẻ và khai thác dữ liệu. Thành phần có thể bao gồm cơ sở dữ liệu, kho dữ liệu, hệ thống tích hợp và các cơ chế kết nối giữa những nguồn dữ liệu khác nhau.

Vai trò của hạ tầng dữ liệu nằm ở việc biến dữ liệu từ những tập thông tin phân tán thành nguồn tài nguyên có thể được quản lý và khai thác. Luật Công nghiệp công nghệ số 2025 cũng xác định dữ liệu số là một nguồn lực quan trọng trong phát triển công nghiệp công nghệ số.

Trung tâm dữ liệu và điện toán đám mây

Trung tâm dữ liệu cung cấp môi trường vật lý và kỹ thuật cho máy chủ, lưu trữ, mạng và các hệ thống công nghệ thông tin. Điện toán đám mây bổ sung khả năng cung cấp tài nguyên tính toán và lưu trữ theo nhu cầu, giúp hệ thống có thể mở rộng linh hoạt hơn.

Quy hoạch của Việt Nam định hướng phát triển các trung tâm dữ liệu, điện toán đám mây và chuyển đổi nhiều hệ thống sang môi trường đám mây khi đáp ứng điều kiện phù hợp.

Hệ thống thông tin và nền tảng số

Đây là lớp kết nối hạ tầng kỹ thuật với các hoạt động thực tế như quản lý nhà nước, tài chính, giáo dục, y tế, thương mại hoặc sản xuất.

Một hệ thống thông tin có thể sử dụng mạng, dữ liệu, máy chủ và dịch vụ đám mây để thực hiện các chức năng nghiệp vụ. Trong khi đó, nền tảng số có thể phục vụ đồng thời nhiều ứng dụng hoặc nhóm người dùng, tạo ra khả năng dùng chung và tích hợp ở quy mô lớn.

Hạ tầng bảo đảm an toàn thông tin

Hạ tầng số phải đi kèm khả năng giám sát, bảo vệ và duy trì hoạt động an toàn. Thành phần này bao gồm các cơ chế bảo vệ hệ thống, dữ liệu, mạng và hoạt động giám sát an toàn thông tin.

Luật Công nghiệp công nghệ số 2025 khi mô tả hạ tầng số trong khu công nghệ số tập trung cũng nêu các thành phần như mạng viễn thông và Internet, hệ thống thông tin, trung tâm dữ liệu, cùng hệ thống giám sát và bảo đảm an toàn thông tin.

Các thành phần của hạ tầng số kết nối với nhau như thế nào?

Hạ tầng số vận hành theo một chuỗi phụ thuộc lẫn nhau thay vì theo từng thành phần riêng lẻ.

Ví dụ, khi một người sử dụng dịch vụ số trên điện thoại:

1.    Thiết bị tạo hoặc gửi yêu cầu

2.    Mạng viễn thông và Internet truyền yêu cầu đến hệ thống

3.    Hệ thống thông tin tiếp nhận và xử lý nghiệp vụ

4.    Cơ sở dữ liệu cung cấp hoặc ghi nhận dữ liệu liên quan

5.    Máy chủ, trung tâm dữ liệu hoặc đám mây cung cấp năng lực tính toán và lưu trữ

6.    Hệ thống an toàn thông tin giám sát và bảo vệ quá trình trao đổi

7.    Kết quả được truyền ngược qua mạng đến người sử dụng

Cách nhìn này cho thấy giá trị của hạ tầng số nằm ở khả năng liên thông giữa các lớp. Một mạng tốc độ cao nhưng dữ liệu bị phân mảnh, hệ thống không thể kết nối hoặc năng lực xử lý không đáp ứng được nhu cầu thì toàn bộ dịch vụ vẫn có thể hoạt động kém hiệu quả.

Do đó, phát triển hạ tầng số cần hướng tới tính đồng bộ giữa kết nối, dữ liệu, điện toán đám mây và các nền tảng phía trên.

Hạ tầng số có vai trò gì đối với chuyển đổi số?

Hạ tầng số là điều kiện nền tảng để các hoạt động số có thể mở rộng từ phạm vi đơn lẻ sang quy mô tổ chức, ngành hoặc quốc gia.

Có thể nhìn vai trò của hạ tầng số qua bốn chức năng chính:

·         Kết nối: Cho phép người dùng, thiết bị và hệ thống trao đổi thông tin

·         Tạo năng lực xử lý: Cung cấp tài nguyên tính toán và lưu trữ cho ứng dụng

·         Khai thác dữ liệu: Giúp dữ liệu được lưu trữ, liên thông, chia sẻ và sử dụng

·         Duy trì dịch vụ: Hỗ trợ tính liên tục, khả năng mở rộng và an toàn của các hệ thống số

Khi các lớp hạ tầng được thiết kế đồng bộ, doanh nghiệp và cơ quan nhà nước có thể triển khai ứng dụng mới mà không phải xây dựng lại toàn bộ nền tảng kỹ thuật từ đầu.

Ngược lại, hạ tầng thiếu đồng bộ có thể tạo ra điểm nghẽn: mạng đủ nhanh nhưng hệ thống xử lý quá tải, dữ liệu tồn tại nhưng khó chia sẻ, hoặc ứng dụng có khả năng mở rộng nhưng nền tảng phía dưới không đáp ứng được.

Hạ tầng số cần đáp ứng những yêu cầu nào?

Một hạ tầng số không chỉ cần có đủ thành phần mà còn phải đáp ứng các yêu cầu về năng lực, khả năng kết nối và mức độ an toàn.

Dung lượng và khả năng mở rộng

Hạ tầng phải có đủ năng lực để đáp ứng lượng người dùng, thiết bị và dữ liệu tăng lên theo thời gian. Khả năng mở rộng đặc biệt quan trọng với các dịch vụ có nhu cầu biến động mạnh.

Liên thông và dùng chung

Các hệ thống cần có khả năng kết nối và chia sẻ dữ liệu theo những chuẩn phù hợp. Khả năng dùng chung giúp hạn chế việc mỗi đơn vị xây dựng một hệ thống biệt lập, qua đó giảm trùng lặp và tăng hiệu quả khai thác hạ tầng.

An toàn và an ninh

An toàn thông tin không phải lớp bổ sung sau khi hạ tầng đã hoàn thành mà phải được tính đến trong thiết kế, triển khai và vận hành. Mạng, hệ thống, dữ liệu và dịch vụ đều cần được bảo vệ tương ứng với mức độ quan trọng và rủi ro.

Tính bền vững và hiệu quả

Hạ tầng cần được đầu tư theo hướng tránh lãng phí tài nguyên, tận dụng dùng chung và có khả năng vận hành lâu dài. Định hướng phát triển hạ tầng số hiện nay cũng nhấn mạnh các đặc tính như dung lượng lớn, băng thông rộng, phổ cập, bền vững, xanh, thông minh, mở và an toàn.

Hạ tầng số khác gì với hệ thống thông tin và nền tảng số?

Ba khái niệm này có quan hệ chặt chẽ nhưng không đồng nhất.

Hạ tầng số là lớp nền cung cấp kết nối, dữ liệu, tính toán, lưu trữ và các năng lực kỹ thuật cần thiết.

Hệ thống thông tin sử dụng những năng lực đó để thực hiện một nhóm chức năng hoặc quy trình cụ thể, chẳng hạn quản lý hồ sơ, giao dịch hoặc cung cấp dịch vụ.

Nền tảng số thường đóng vai trò lớp dùng chung, cho phép nhiều ứng dụng, tổ chức hoặc người dùng khai thác cùng một năng lực hoặc tập dịch vụ.

Có thể hình dung theo quan hệ:

Hạ tầng số → Nền tảng và hệ thống thông tin → Ứng dụng → Dịch vụ số

Ranh giới giữa các lớp có thể thay đổi tùy kiến trúc kỹ thuật và cách phân loại của từng tổ chức, nhưng điểm cốt lõi là hạ tầng số tạo năng lực nền, còn hệ thống, nền tảng và ứng dụng khai thác năng lực đó để tạo ra giá trị cụ thể.

Hạ tầng số vì thế không chỉ là tập hợp máy chủ, đường truyền hay trung tâm dữ liệu. Giá trị của nó nằm ở khả năng kết nối các nguồn lực kỹ thuật thành một môi trường có thể vận hành, chia sẻ dữ liệu, mở rộng dịch vụ và bảo đảm an toàn.

Nếu nhìn theo cách này, câu trả lời ngắn gọn cho “hạ tầng số là gì?” là: đó là nền tảng kỹ thuật của môi trường số, bao gồm các lớp kết nối, dữ liệu, tính toán, hệ thống và bảo đảm an toàn, giúp ứng dụng và dịch vụ số có thể hoạt động và mở rộng.