Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp "Triển khai hệ thống SaaS (Software as a Service) CRM cho giáo dục" được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Văn Nam và Trần Hoài Thanh (ngành Hệ thống Thông tin, chuyên ngành Thương mại Điện tử, Trường Đại học Công nghệ Thông tin – Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh) dưới sự hướng dẫn của ThS. Huỳnh Đức Huy. Nghiên cứu tập trung vào bài toán chuyển đổi mô hình cung cấp phần mềm quản lý quan hệ khách hàng trong ngành giáo dục từ kiến trúc truyền thống sang mô hình đám mây đa người thuê (multi-tenant SaaS).

Lý do chọn đề tài và bối cảnh thực tiễn

Theo các thống kê quốc tế (Software Advice, 2014), tỷ lệ người dùng lựa chọn triển khai CRM trên nền tảng đám mây đã tăng trưởng từ 12% (năm 2008) lên 87% (năm 2014), phản ánh xu thế chuyển dịch tất yếu từ mô hình cài đặt tại chỗ (on-premise) sang mô hình điện toán đám mây. Tại Việt Nam, Quyết định số 117/QĐ-TTg ngày 25/01/2017 của Thủ tướng Chính phủ và Công văn số 4116/BGDĐT-CNTT ngày 08/09/2017 của Bộ Giáo dục và Đào tạo đã đặt ra định hướng đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý giáo dục giai đoạn 2016–2020, định hướng đến năm 2025.

Tuy nhiên, số liệu từ Báo cáo Chỉ số Thương mại điện tử Việt Nam (VECOM, 2019, 2020) cho thấy tỷ lệ doanh nghiệp trong nước triển khai CRM chỉ dao động ở mức 27% – 31% trong giai đoạn 2016–2019. Trong đó, khoảng cách giữa doanh nghiệp lớn và doanh nghiệp vừa và nhỏ (DNVVN) là rất lớn: tỷ lệ DNVVN ứng dụng CRM chỉ đạt 26% ở cả năm 2019 và 2020 (so với 63% năm 2019 và 48% năm 2020 ở doanh nghiệp lớn). Theo Báo cáo IT Landscape 2020, thị trường Việt Nam mới chỉ có khoảng 5% – 7% doanh nghiệp ứng dụng mô hình SaaS.

Tại đơn vị phối hợp thực nghiệm là Công ty TNHH Phần mềm DotB – doanh nghiệp cung cấp giải pháp CRM chuyên sâu cho giáo dục, việc triển khai phần mềm gặp các vấn đề kỹ thuật và vận hành cụ thể:

  • Mô hình on-premise trên máy ảo (Virtual Machine) bộc lộ hạn chế lớn về khả năng mở rộng linh hoạt, chi phí đầu tư hạ tầng cao và việc nâng cấp phiên bản mới tốn nhiều nguồn lực.
  • Quy trình xét duyệt, kích hoạt và bàn giao môi trường dùng thử cho khách hàng chưa được tự động hóa, đòi hỏi sự can thiệp thủ công từ nhiều bộ phận (Marketing, Sales).
  • Hệ thống thiếu cơ chế tự động co giãn tài nguyên (Auto-scaling), dẫn đến nguy cơ gián đoạn dịch vụ khi tài nguyên máy chủ (CPU, RAM) bị quá tải cục bộ.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Đề tài xác định 3 mục tiêu cụ thể:

  1. Nghiên cứu nền tảng và giải pháp SaaS hiện hữu trên các hệ thống điện toán đám mây lớn (Amazon Web Services, Microsoft Azure, Google Cloud Platform).
  2. Nghiên cứu và tự động hóa quy trình triển khai hệ thống CRM lên hạ tầng điện toán đám mây thông qua công nghệ container hóa và điều phối cụm máy chủ.
  3. Xây dựng hệ thống quản lý thông tin nội bộ (Information Management System - IMS) nhằm hỗ trợ đăng ký, cấp phát tự động môi trường dùng thử và quản lý vận hành dịch vụ phần mềm cho Công ty TNHH Phần mềm DotB.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực cung cấp và ứng dụng giải pháp CRM cho giáo dục (trung tâm Anh ngữ, trung tâm đào tạo kỹ năng, các trường Đại học, Cao đẳng, Trung cấp) và các quy trình triển khai hạ tầng đám mây.
  • Phạm vi không gian và ứng dụng: Thị trường Việt Nam, áp dụng cho phần mềm CRM giáo dục của Công ty TNHH Phần mềm DotB.
  • Phạm vi thời gian thực hiện: Từ ngày 01/03/2021 đến ngày 26/06/2021.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình tham chiếu

  • Điện toán đám mây và các mô hình dịch vụ: Khóa luận dựa trên phân loại tiêu chuẩn của điện toán đám mây gồm IaaS, PaaS và SaaS (Jaleel, 2012; Attaran, 2018). Trọng tâm nghiên cứu khai thác mô hình SaaS kết hợp PaaS để phân phối ứng dụng qua mạng Internet.
  • Mô hình CRM trong giáo dục: Tiếp cận quy trình CRM 4 giai đoạn gồm: xác định khách hàng, phân loại theo nhu cầu/giá trị, tương tác quan hệ, và tùy chỉnh sản phẩm/dịch vụ nhằm hỗ trợ người học, tối ưu tuyển sinh và giảm tỷ lệ bỏ học.
  • Mô hình SaaS CRM nâng cao: Kế thừa nghiên cứu của Xiao và cộng sự (2010) về các tính năng đặc thù của CRM trên nền SaaS (giao diện cá nhân hóa theo vai trò, tùy biến logic nghiệp vụ theo từng cơ sở giáo dục, nền tảng mở rộng trường dữ liệu linh hoạt) và kiến trúc multi-tenant dựa trên Container (Truyen, 2016).
Nhà cung cấp đám mây Số vùng (Regions) Vùng khả dụng (AZ) Quốc gia/Lãnh thổ phục vụ Số lượng dịch vụ
Amazon Web Services (AWS) 25 hoạt động, 7 công bố 81 245 200+
Microsoft Azure 60+ - 140 100+
Google Cloud Platform (GCP) 24 61 35 60+

Bảng tổng hợp dữ liệu cơ sở hạ tầng các nhà cung cấp đám mây năm 2021 (Nguồn: Gartner, AWS, Microsoft Azure, Google Cloud)

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp thu thập và xử lý tài liệu: Tổng hợp các tài liệu học thuật, báo cáo thị trường (Gartner 2020 Magic Quadrant, VECOM 2019-2020, TopDev 2020) và tài liệu kỹ thuật chuyên sâu về AWS, Docker, Kubernetes.
  • Phương pháp phân tích - so sánh: Phân tích ưu nhược điểm giữa công nghệ ảo hóa truyền thống (Virtualization) và ảo hóa mức hệ điều hành (Containerization); so sánh công cụ điều phối Kubernetes và Docker Swarm.
  • Phương pháp phân rã quy trình (Decomposition): Chia nhỏ toàn bộ hoạt động nghiệp vụ quản trị và chăm sóc khách hàng của doanh nghiệp phần mềm thành các quy trình chuẩn hóa theo phòng ban.
  • Phương pháp thực nghiệm kỹ thuật: Thiết kế kiến trúc, đóng gói ứng dụng, viết cấu hình triển khai và kiểm thử hệ thống trực tiếp trên nền tảng AWS EKS tại môi trường doanh nghiệp DotB.

Thiết kế và triển khai hệ thống

Kiến trúc công nghệ

Hệ thống được thiết kế theo mô hình phân lớp linh hoạt, tách biệt giữa tầng giao diện người dùng, tầng quản lý thông tin nội bộ (IMS) và hạ tầng phân phối ứng dụng đám mây.

Thành phần hạ tầng / Công nghệ Vai trò kỹ thuật trong hệ thống
AWS Elastic Kubernetes Service (EKS) Dịch vụ điều phối cụm máy chủ container hóa (Kubernetes cluster), tự động hóa vá lỗi và quản lý node.
AWS Elastic Container Registry (ECR) Kho lưu trữ và quản lý bảo mật cho các Docker Images của ứng dụng CRM.
AWS VPC, EC2, S3, RDS Cung cấp mạng ảo cô lập, tài nguyên tính toán, lưu trữ tệp và cơ sở dữ liệu quan hệ.
Docker Engine & Dockerfile Đóng gói mã nguồn CRM, môi trường thực thi và thư viện phụ thuộc thành các Image độc lập.
Kubernetes Objects (Pod, Service, Ingress) Định tuyến mạng nội bộ/bên ngoài, quản lý vòng đời ứng dụng và cân bằng tải truy cập.
PHP & MySQL Ngôn ngữ phát triển backend và hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho hệ thống IMS.
New Relic Công cụ giám sát trực quan hiệu năng cụm EKS, thông số Node, Pod và Container theo thời gian thực. 
[Khách hàng / Trung tâm GD] 
                                            [AWS EKS Control Plane]
                   [Node Worker 1 (EC2)]                                 [Node Worker 2 (EC2)]
                                                [New Relic Monitoring]

So sánh nền tảng điều phối Container

Đặc điểm kỹ thuật Kubernetes (Được lựa chọn) Docker Swarm
Hệ thống mạng (Networking) Lớp mạng Pods phẳng, kết nối qua CNI plugin, định tuyến linh hoạt qua Ingress. Kết nối qua mạng bridge ảo/overlay trên từng Docker host.
Khả năng mở rộng (Scalability) Hỗ trợ cụm lớn phức tạp, mở rộng theo chiều ngang (HPA) và chiều dọc (VPA). Khởi tạo node/container nhanh, cấu trúc đơn giản, ít tùy biến chuyên sâu.
Tính khả dụng cao (HA) Tự động cô lập node lỗi, phân tán Pod đều giữa các Node, tự phục hồi (Auto-healing). Nhân bản dịch vụ trên các node do Swarm manager điều phối.
Cân bằng tải (Load Balancing) Tích hợp dịch vụ nội bộ (Service) và Ingress Controller điều hướng HTTP/HTTPS bên ngoài. Dựa trên cơ chế DNS nội bộ và định tuyến theo Service name.

Quy trình tự động hóa triển khai

  1. Tiếp nhận yêu cầu: Khách hàng điền thông tin đăng ký dùng thử qua biểu mẫu web của hệ thống IMS.
  2. Đóng gói và đẩy Image: Ứng dụng CRM hoàn chỉnh được đóng gói bằng Dockerfile, tạo thành Docker Image và đẩy lên kho lưu trữ AWS ECR.
  3. Cấp phát tài nguyên tự động: Hệ thống sử dụng AWS CLI v2 và kubectl để đọc tệp khai báo cấu hình (deployment YAML), khởi tạo Pod và tạo Kubernetes Service tương ứng để phân bổ địa chỉ IP/DNS cho khách hàng.
  4. Vận hành và co giãn: Hệ thống cấu hình số lượng bản sao (Replicas) cho Pod, kết hợp cơ chế Horizontal Pod Autoscaler (HPA) và Vertical Pod Autoscaler (VPA) để tự động điều chỉnh tài nguyên khi tải tăng cao; công cụ New Relic thu thập số liệu CPU/RAM và trạng thái Container liên tục.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan đề tài

Chương 1 thiết lập bức tranh tổng thể về ngành công nghiệp phần mềm và sự bùng nổ của mô hình SaaS. Tác giả trình bày chi tiết thực trạng ứng dụng CNTT trong doanh nghiệp Việt Nam, nêu bật nghịch lý giữa nhu cầu số hóa quản trị quan hệ khách hàng và tỷ lệ triển khai CRM còn thấp (26% ở DNVVN). Từ việc chỉ rõ 3 nút thắt tại Công ty DotB (hạn chế của hạ tầng máy ảo cũ, quy trình cấp tài khoản thủ công, lỗi gián đoạn do cạn kiệt tài nguyên), chương này xác định rõ mục tiêu, phạm vi nghiên cứu và phương pháp giải quyết bài toán thông qua việc ứng dụng công nghệ điện toán đám mây.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết và công nghệ sử dụng

Chương 2 cung cấp hệ thống lý luận học thuật và cơ sở kỹ thuật của đề tài:

  • Trình bày kiến trúc 3 lớp dịch vụ điện toán đám mây (IaaS, PaaS, SaaS) và phân tích các giá trị kinh tế của SaaS (giảm chi phí đầu tư ban đầu, triển khai nhanh, không phụ thuộc hạ tầng phần cứng tại chỗ).
  • Phân tích vai trò của CRM trong chuyển đổi số giáo dục, đặc thù quản lý học viên và mối quan hệ nhà trường – người học.
  • Đánh giá năng lực của 3 nhà cung cấp đám mây hàng đầu (AWS, Azure, GCP) dựa trên báo cáo Gartner 2020 và số liệu vùng hạ tầng toàn cầu; phân tích các dịch vụ cốt lõi của AWS (EC2, VPC, S3, RDS, Lambda, EKS).
  • So sánh sự tiến hóa từ Máy chủ vật lý $\rightarrow$ Máy ảo (Virtualization) $\rightarrow$ Containerization; phân tích kiến trúc Docker Engine (Image, Container, Volume, Network, REST API) và cơ chế điều phối cụm Kubernetes (Control Plane, API Server, etcd, Scheduler, Kubelet).

Chương 3: Xây dựng hệ thống

Chương 3 mô tả chi tiết quá trình hiện thực hóa giải pháp:

  • Xây dựng mô hình kiến trúc SaaS đa người thuê dựa trên Container.
  • Mô tả chi tiết 2 giai đoạn: tiếp nhận thông tin từ giao diện người dùng và tự động hóa triển khai kỹ thuật.
  • Sử dụng các công cụ dòng lệnh (AWS CLI version 2, kubectl) để tương tác với Amazon EKS, kéo Image từ AWS ECR, thực thi tệp cấu hình tạo Pod, mở cổng Service và cấp phát môi trường CRM hoạt động độc lập cho khách hàng.
  • Thiết lập giám sát hệ thống thông qua New Relic, hiển thị chi tiết các chỉ số của Kubernetes Cluster, Node và trạng thái vận hành của Container.

Chương 4: Kết luận và hướng phát triển

Chương 4 tổng kết toàn bộ kết quả đạt được của khóa luận sau giai đoạn thực nghiệm, khẳng định tính khả thi của mô hình triển khai SaaS CRM trên nền tảng AWS EKS, đồng thời thẳng thắn chỉ ra những hạn chế cố hữu về mặt chi phí biến đổi trên đám mây và vạch ra lộ trình hoàn thiện cổng thanh toán tự động trong tương lai.

Phân tích thiết kế hệ thống quản lý thông tin nội bộ (IMS)

Nội dung phụ lục chuyên sâu trình bày thiết kế chi tiết cơ sở dữ liệu và quy trình nghiệp vụ cho hệ thống IMS nội bộ của DotB với 9 thực thể dữ liệu chính:

Tên bảng CSDL Mục đích lưu trữ dữ liệu
Leads Lưu trữ thông tin đầu mối khách hàng tiềm năng đăng ký trên hệ thống.
Opportunities Quản lý thông tin cơ hội bán hàng và khả năng chuyển đổi hợp đồng.
Quotes Lưu trữ thông tin báo giá chi tiết gửi cho khách hàng giáo dục.
Contracts Quản lý thông tin hợp đồng kinh tế đã ký kết giữa hai bên.
Contacts Lưu thông tin chi tiết người liên hệ đại diện cho các cơ sở giáo dục.
Accounts Quản lý hồ sơ pháp nhân của công ty/tổ chức/trường học đối tác.
Products Quản lý danh mục gói sản phẩm phần mềm CRM và tính năng đi kèm.
Site Deployment Lưu vết kỹ thuật các phiên bản, môi trường CRM đã cấp phát cho khách hàng.
Licenses Quản lý bản quyền, thời hạn sử dụng và số lượng người dùng cho phép.

Hệ thống quy trình nghiệp vụ được chuẩn hóa qua các sơ đồ luồng chi tiết: quy trình ghi nhận và phân loại Lead $\rightarrow$ quy trình cấp site dùng thử $\rightarrow$ quy trình meeting/demo $\rightarrow$ quy trình chuyển đổi Lead thành Opportunity $\rightarrow$ quy trình phân tích nhu cầu, gửi báo giá, đàm phán hợp đồng $\rightarrow$ quy trình kích hoạt chính thức hoặc hủy Service khi hết hạn.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

  • Xây dựng hoàn chỉnh mô hình triển khai phần mềm CRM giáo dục dưới dạng SaaS trên nền tảng Amazon EKS kết hợp Docker và Kubernetes.
  • Tự động hóa thành công quy trình khởi tạo môi trường (Pod, Service) thông qua kịch bản dòng lệnh và API, giảm thiểu thời gian cài đặt thủ công so với mô hình máy ảo cũ.
  • Tích hợp thành công công cụ giám sát New Relic giúp theo dõi trực quan trạng thái tài nguyên của từng cụm máy chủ và bộ chứa.
  • Thiết kế hoàn chỉnh kiến trúc CSDL và chuẩn hóa toàn bộ quy trình nghiệp vụ của hệ thống quản lý thông tin IMS tại Công ty TNHH Phần mềm DotB.

Đóng góp thực tiễn và học thuật

  • Đối với đơn vị cung cấp giải pháp (Công ty DotB): Tối ưu hóa chi phí vận hành máy chủ, giải quyết triệt để bài toán nghẽn tài nguyên nhờ cơ chế tự phục hồi (Auto-healing) và co giãn tự động của Kubernetes; rút ngắn quy trình cấp phát bản dùng thử cho khách hàng.
  • Đối với khách hàng sử dụng (Cơ sở giáo dục): Giúp các trường học, trung tâm đào tạo tiếp cận giải pháp quản lý chuyên sâu với chi phí linh hoạt theo kỳ hạn (tháng/năm), loại bỏ hoàn toàn gánh nặng đầu tư phần cứng và nhân sự bảo trì hệ thống.
  • Về mặt học thuật: Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về việc kết hợp giữa lý thuyết quản trị quan hệ khách hàng trong giáo dục với kiến trúc kỹ thuật điện toán đám mây hiện đại (Container-based multi-tenant SaaS).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được ghi nhận

  • Phụ thuộc hoàn toàn vào đường truyền Internet: Do hệ thống được lưu trữ tập trung trên đám mây AWS, cả đơn vị quản trị lẫn người dùng cuối đều mất khả năng truy cập phần mềm nếu xảy ra sự cố mất kết nối mạng.
  • Rủi ro kiểm soát chi phí dịch vụ đám mây: Cơ chế tự động mở rộng tài nguyên của AWS khi lưu lượng truy cập tăng đột biến có thể dẫn đến phát sinh chi phí vận hành ngoài dự toán nếu không thiết lập hạn mức cảnh báo chặt chẽ.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Nghiên cứu tích hợp cổng thanh toán trực tuyến tự động vào hệ thống IMS.
  • Xây dựng cơ chế tự động kích hoạt bản quyền chính thức và tự động gia hạn dịch vụ ngay sau khi khách hàng hoàn tất giao dịch thanh toán trực tuyến mà không cần nhân viên can thiệp.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo có cấu trúc hoàn chỉnh cho:

  • Sinh viên và nhà nghiên cứu ngành Hệ thống Thông tin, Thương mại Điện tử, Kỹ thuật Phần mềm: Tham khảo cách thức phân tích thiết kế hệ thống CSDL (với 9 bảng thực thể quan hệ hoàn chỉnh) và phương pháp chuẩn hóa quy trình nghiệp vụ CRM trong doanh nghiệp.
  • Kỹ sư DevOps và kiến trúc sư đám mây: Tham khảo quy trình thực tế đóng gói ứng dụng bằng Docker, đẩy Image lên AWS ECR, viết tệp cấu hình deployment và quản trị cụm Kubernetes bằng Amazon EKS và New Relic.
  • Các doanh nghiệp phần mềm chuyển đổi mô hình kinh doanh: Tham khảo giải pháp chuyển đổi từ kiến trúc phần mềm đóng gói on-premise truyền thống sang mô hình dịch vụ SaaS phân phối trên nền tảng đám mây.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nhóm tác giả lựa chọn nền tảng Kubernetes thay vì Docker Swarm để điều phối container?

Khóa luận đã so sánh chi tiết hai nền tảng: Docker Swarm có ưu điểm cấu hình đơn giản, triển khai nhanh nhưng khả năng tùy biến quản lý cụm quy mô lớn còn hạn chế; trong khi Kubernetes vượt trội về khả năng quản lý trạng thái, hỗ trợ cơ chế cân bằng tải Ingress mạnh mẽ, tự phục hồi (Auto-healing) các container bị lỗi và hỗ trợ mở rộng tài nguyên linh hoạt theo cả chiều ngang (HPA) lẫn chiều dọc (VPA), đáp ứng đầy đủ độ phức tạp của mô hình SaaS đa người thuê trong môi trường sản phẩm thực tế.

2. Tỷ lệ ứng dụng CRM tại các doanh nghiệp vừa và nhỏ (DNVVN) ở Việt Nam theo số liệu trong khóa luận là bao nhiêu?

Theo Báo cáo Chỉ số Thương mại điện tử Việt Nam của VECOM được trích dẫn trong văn bản, tỷ lệ DNVVN triển khai hệ thống CRM chỉ đạt mức 26% ở cả hai năm 2019 và 2020, tạo ra khoảng cách chênh lệch lớn so với các doanh nghiệp quy mô lớn (đạt 63% năm 2019 và 48% năm 2020).

3. Hệ thống quản lý thông tin nội bộ (IMS) của công ty DotB bao gồm những thực thể dữ liệu chính nào?

Hệ thống IMS được thiết kế gồm 9 bảng cơ sở dữ liệu chính: Leads (đầu mối), Opportunities (cơ hội bán hàng), Quotes (báo giá), Contracts (hợp đồng), Contacts (người liên hệ), Accounts (công ty/tổ chức), Products (danh mục sản phẩm CRM), Site Deployment (thông tin các môi trường sản phẩm đã triển khai), và Licenses (thông tin bản quyền phần mềm).

4. Công cụ nào được sử dụng để giám sát hiệu năng cụm máy chủ Amazon EKS trong đề tài?

Nhóm tác giả đã tích hợp công cụ New Relic để giám sát trực quan các thông số vận hành của cụm Amazon EKS, cho phép theo dõi chi tiết hiệu năng phần cứng của Node, tình trạng phân bổ CPU/RAM và trạng thái sống của từng Container đang triển khai theo thời gian thực.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Văn Nam và Trần Hoài Thanh đã giải quyết thành công bài toán chuyển đổi mô hình cung cấp phần mềm CRM giáo dục sang kiến trúc SaaS trên hạ tầng Amazon Web Services. Bằng việc ứng dụng công nghệ container hóa (Docker) và điều phối cụm máy chủ (Amazon EKS), nghiên cứu đã tự động hóa quy trình cấp phát, nâng cao tính sẵn sàng và tối ưu hóa chi phí vận hành cho Công ty TNHH Phần mềm DotB. Công trình kết hợp chặt chẽ giữa thiết kế quy trình nghiệp vụ hệ thống thông tin (IMS) với kỹ thuật hạ tầng đám mây hiện đại, mang lại giá trị ứng dụng thực tiễn cao cho quá trình số hóa quản trị giáo dục tại Việt Nam.