Những Ngày Đầu Triển Khai 50 Tòa

Chúng tôi bắt đầu thay thế gateway cũ bằng các edge node chạy Kubernetes. Mỗi tòa lắp hai node Raspberry Pi Compute Module 5, một chạy workload chính và một làm hot-standby. Dữ liệu từ cảm biến DDC được đưa lên qua OPC UA, sau đó bridge sang MQTT với QoS 1. Để tránh nghẽn mạng, tôi đặt rule auto-scaling dựa trên độ trễ publish: nếu trung bình vượt 80 ms trong 30 giây, Kubernetes tự động tăng replica của MQTT broker từ hai lên năm.

Mở Rộng Đến 200 Tòa Và Giải Pháp Sharding

Đến tháng thứ tư, số lượng tòa tăng lên 200. Lượng dữ liệu tăng vọt khiến broker trung tâm bắt đầu drop packet. Chúng tôi chuyển sang sharding theo địa lý: mỗi cụm năm tòa được gán partition key dựa trên mã bưu chính. Dữ liệu giữa các partition không giao nhau trừ khi có yêu cầu aggregate. Đồng thời bật zero-trust: mỗi node mới tham gia cluster phải xác thực qua mTLS và SPIFFE ID, sau đó mới được cấp chứng chỉ ngắn hạn 24 giờ.

Về băng thông 5G, chúng tôi áp dụng nén Protobuf thay JSON và chỉ publish thay đổi (report-by-exception) với ngưỡng deadband 0,5 %. Trên hạ tầng Viettel 5G, chi phí băng thông giảm gần 60 % so với cách publish toàn bộ mỗi 5 giây.

Vượt Mốc 500 Tòa Và Tự Động Hóa Mở Rộng

Khi vượt quá 400 tòa, một số khu vực có mật độ cảm biến cao bất thường vào giờ cao điểm. Giải pháp là kết hợp Kubernetes Horizontal Pod Autoscaler với metric tùy chỉnh “points_per_second”. Khi con số vượt 1,2 triệu điểm/giây trên một partition, cluster tự động khởi tạo thêm hai edge node trong vòng 90 giây. Circuit breaker tại lớp MQTT cũng được bật để cắt các topic không quan trọng khi tải gần ngưỡng.

Về bảo mật, zero-trust được mở rộng: mọi node phải qua policy engine OPA trước khi nhận dữ liệu từ node lân cận. Nếu phát hiện hành vi bất thường, node bị cô lập ngay lập tức mà không ảnh hưởng đến partition khác.

Nhìn lại quá trình triển khai, các rủi ro còn tồn tại là độ trễ khi thực hiện cross-shard query và việc quản lý xoay vòng chứng chỉ trên hàng trăm node. Hướng phát triển tiếp theo có thể là thử nghiệm MQTT over QUIC và lưu trữ phân tán theo mô hình TimescaleDB cluster.