Tìm Hiểu Các Giải Pháp và Sản Phẩm Điện Toán Đám Mây của AWS

Khám phá các giải pháp và sản phẩm điện toán đám mây của AWS Amazon Web Services, giúp tối ưu hóa hiệu suất và chi phí cho doanh nghiệp.

• Tác giả: Nguyễn Bình Dương
• Người hướng dẫn: Nguyễn Đình Nga
• Trường học: Trường Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thông Tin
• Đề tài: Tìm Hiểu Các Giải Pháp Và Sản Phẩm Điện Toán Đám Mây Của AWS
• Loại tài liệu: Đồ Án
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG I: MÔ TẢ BÀI TOÁN
• 1.1. Khó khăn
• 2. CHƯƠNG II: KHÁI NIỆM
• 2.1. Khái niệm chung
• 2.1.1. Điện toán đám mây là gì?
• 2.2. Ưu điểm của điện toán đám mây
• 2.3. Các mô hình dịch vụ điện toán đám mây
• 2.3.1. IaaS – Infrastructure as a Service
• 2.3.2. PaaS – Platform as a Service
• 2.3.3. SaaS – Software as a Service
• 3. CHƯƠNG III: CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY AWS
• 3.1. Giải pháp theo trường hợp sử dụng
• 3.1.1. Giải pháp lưu trữ web trên đám mây
• 3.1.2. Sao lưu và khôi phục
• 3.2. Thương mại kỹ thuật số
• 3.3. Giải pháp theo ngành
• 3.3.1. Truyền Thông và giải trí
• 3.3.2. Dịch vụ tài chính
• 3.4. Giải pháp theo loại hình tổ chức
• 3.4.1. Công ty khởi nghiệp
• 3.4.2. Lĩnh vực công
• 3.4.3. Giải pháp doanh nghiệp của AWS
• 4. CHƯƠNG IV: DỊCH VỤ
• 4.1. Các dịch vụ web chính của Amazon
• 4.1.1. Tính toán
• 4.1.2. Kết nối mạng
• 4.1.3. Cung cấp nội dung
• 4.1.4. Trung tâm liên lạc
• 4.1.5. Lưu trữ phân phối nội dung
• 4.1.6. Cơ sở dữ liệu
• 4.1.7. Dịch vụ di động
• 4.1.8. Dịch vụ ứng dụng
• 4.1.9. Giới thiệu và demo dịch vụ Amazon EC2 là gì
• 5. AWS EC2 Instance là gì
• 5.1. Các đặc tính của Amazon EC2
• 5.2. Cấu Hình Amazon EC2 Instance
• 5.3. Khi nào chúng ta nên dùng AWS Lambda?
• 5.3.1. Lambda hoạt động ra sao?
• 5.3.2. DEMO dịch vụ lambda
• 5.4. Các khái niệm cần nắm trong Amazon S3
• 5.4.1. Ưu điểm của dịch vụ Amazon S3
• 5.4.2. Lợi ích của dịch vụ Amazon S3
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Giải Pháp Điện Toán Đám Mây AWS

Giải pháp điện toán đám mây AWS (Amazon Web Services) đã trở thành một trong những nền tảng dịch vụ đám mây hàng đầu trên thế giới. AWS cung cấp nhiều dịch vụ đa dạng, từ lưu trữ, tính toán đến phân tích dữ liệu, giúp doanh nghiệp tối ưu hóa quy trình làm việc và giảm chi phí. Việc hiểu rõ về AWS không chỉ giúp các tổ chức nâng cao hiệu quả hoạt động mà còn mở ra nhiều cơ hội mới trong việc phát triển sản phẩm và dịch vụ.

1.1. Điện toán đám mây là gì

Điện toán đám mây là mô hình cung cấp tài nguyên CNTT qua internet, cho phép người dùng truy cập và sử dụng mà không cần đầu tư vào cơ sở hạ tầng vật lý. AWS là một trong những nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây lớn nhất, mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp.

1.2. Lợi ích của AWS trong doanh nghiệp

AWS giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí, tăng tính linh hoạt và khả năng mở rộng. Các dịch vụ của AWS cho phép doanh nghiệp chỉ trả tiền cho những gì họ sử dụng, từ đó giảm thiểu chi phí đầu tư ban đầu.

II. Thách thức trong việc triển khai AWS cho doanh nghiệp

Mặc dù AWS mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc triển khai cũng gặp phải không ít thách thức. Doanh nghiệp cần phải đối mặt với vấn đề bảo mật, quản lý dữ liệu và chi phí sử dụng dịch vụ. Việc hiểu rõ các thách thức này sẽ giúp doanh nghiệp có kế hoạch triển khai hiệu quả hơn.

2.1. Vấn đề bảo mật trong điện toán đám mây

Bảo mật là một trong những mối quan tâm hàng đầu khi sử dụng dịch vụ điện toán đám mây. Doanh nghiệp cần đảm bảo rằng dữ liệu của họ được bảo vệ an toàn trước các mối đe dọa từ bên ngoài.

2.2. Chi phí sử dụng dịch vụ AWS

Chi phí sử dụng AWS có thể tăng nhanh nếu không được quản lý tốt. Doanh nghiệp cần theo dõi và tối ưu hóa việc sử dụng dịch vụ để tránh phát sinh chi phí không cần thiết.

III. Các giải pháp chính của AWS cho doanh nghiệp

AWS cung cấp nhiều giải pháp phù hợp với nhu cầu của từng doanh nghiệp, từ lưu trữ dữ liệu đến phát triển ứng dụng. Các giải pháp này không chỉ giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao hiệu quả làm việc.

3.1. Giải pháp lưu trữ dữ liệu trên AWS

AWS S3 (Simple Storage Service) là một trong những dịch vụ lưu trữ phổ biến nhất, cho phép doanh nghiệp lưu trữ và truy cập dữ liệu một cách dễ dàng và an toàn.

3.2. Giải pháp tính toán với AWS EC2

Amazon EC2 (Elastic Compute Cloud) cung cấp khả năng tính toán linh hoạt, cho phép doanh nghiệp triển khai và quản lý các ứng dụng trên đám mây một cách hiệu quả.

3.3. Giải pháp phân tích dữ liệu với AWS

AWS cung cấp nhiều công cụ phân tích dữ liệu mạnh mẽ, giúp doanh nghiệp khai thác thông tin từ dữ liệu lớn để đưa ra quyết định chính xác hơn.

IV. Ứng dụng thực tiễn của AWS trong doanh nghiệp

Nhiều doanh nghiệp đã áp dụng AWS để tối ưu hóa quy trình làm việc và nâng cao hiệu quả sản xuất. Các ứng dụng thực tiễn này cho thấy rõ lợi ích mà AWS mang lại cho doanh nghiệp.

4.1. Câu chuyện thành công từ doanh nghiệp sử dụng AWS

Nhiều doanh nghiệp đã chuyển đổi sang sử dụng AWS và ghi nhận sự tăng trưởng đáng kể trong hiệu suất làm việc và giảm chi phí vận hành.

4.2. Các ngành công nghiệp áp dụng AWS

AWS được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như tài chính, y tế, và thương mại điện tử, giúp các doanh nghiệp trong các lĩnh vực này tối ưu hóa quy trình và nâng cao trải nghiệm khách hàng.

V. Kết luận và tương lai của điện toán đám mây AWS

Điện toán đám mây AWS đang ngày càng trở thành một phần không thể thiếu trong chiến lược phát triển của nhiều doanh nghiệp. Tương lai của AWS hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giải pháp mới, giúp doanh nghiệp tiếp tục phát triển và đổi mới.

5.1. Xu hướng phát triển của AWS

AWS không ngừng mở rộng và cải tiến các dịch vụ của mình, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường và doanh nghiệp.

5.2. Tương lai của điện toán đám mây

Điện toán đám mây sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ, với nhiều công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và máy học được tích hợp vào các dịch vụ của AWS.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghệ thông tin và mạng internet phát triển mạnh mẽ, thương mại điện tử đã trở thành phương thức kinh doanh quan trọng, thúc đẩy hoạt động sản xuất kinh doanh và thay đổi cơ cấu kinh tế toàn cầu. Việc quảng bá sản phẩm thông qua môi trường mạng giúp các doanh nghiệp và đơn vị bán lẻ tiếp cận lượng khách hàng rộng lớn với chi phí vận hành thấp hơn phương thức truyền thống.

Đề tài xuất phát từ bài toán thực tế của cửa hàng kinh doanh đồ thủ công mỹ nghệ trực tuyến mang tên "Mật shop". Sau một thời gian hoạt động, quy mô của cửa hàng được tác giả ghi nhận cụ thể như sau:

• Số lượng chi nhánh: 8 cửa hàng hiện có.
• Quy mô nhân sự: 150 nhân viên.
• Tổng nguồn vốn đầu tư: 10 tỷ đồng.
• Hiệu suất phục vụ: Đạt mốc 2.000 lượt khách đặt mua mỗi ngày.

Vấn đề kỹ thuật nảy sinh khi cửa hàng mở rộng quy mô kinh doanh. Do mô hình hoạt động chủ yếu dựa trên nền tảng trực tuyến, website của shop yêu cầu duy trì giao diện thẩm mỹ, tốc độ xử lý nhanh, khả năng vận hành ổn định trước lưu lượng người truy cập từ trung bình đến cao (thường xuyên vượt ngưỡng 3.000 lượt truy cập/ngày). Trước đây, hệ thống của cửa hàng sử dụng máy chủ ảo cá nhân (VPS Server). Giải pháp máy chủ truyền thống này bộc lộ nhiều điểm hạn chế về chi phí tài chính khi mở rộng tài nguyên và khó đảm bảo tính sẵn sàng cao khi có sự gia tăng đột biến về lượng truy cập. Khó khăn đặt ra cho nhóm tác giả là phải tìm kiếm, khảo sát và xây dựng giải pháp kiến trúc hạ tầng trên nền tảng điện toán đám mây nhằm đảm bảo hiệu năng website, hỗ trợ mở rộng linh hoạt mà không làm tiêu tốn quá nhiều ngân sách.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được phân định cụ thể:

1. Hệ thống hóa các khái niệm nền tảng về điện toán đám mây cùng các mô hình dịch vụ tiêu chuẩn trong ngành công nghệ thông tin.
2. Khảo sát danh mục giải pháp ứng dụng của Amazon Web Services (AWS) theo từng trường hợp sử dụng, ngành nghề và quy mô tổ chức.
3. Phân loại và phân tích chi tiết các nhóm dịch vụ đám mây cốt lõi của AWS (tính toán, mạng, lưu trữ, cơ sở dữ liệu, phân tích, bảo mật, quản trị).
4. Nghiên cứu sâu cấu hình và cơ chế vận hành của các dịch vụ then chốt (Amazon EC2, Amazon S3, AWS Lambda, Amazon RDS) nhằm phục vụ việc chuyển đổi hạ tầng cho hệ thống thương mại điện tử.

Phạm vi nghiên cứu của đề tài tập trung vào hệ sinh thái giải pháp và sản phẩm điện toán đám mây của Amazon Web Services (AWS) tính đến thời điểm thực hiện năm 2022, lấy mô hình vận hành của website bán hàng trực tuyến làm đối tượng áp dụng cụ thể.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Về cơ sở lý thuyết, đồ án dựa trên định nghĩa chuẩn về điện toán đám mây: mô hình phân phối sức mạnh máy tính, cơ sở dữ liệu, lưu trữ, ứng dụng và tài nguyên công nghệ thông tin theo yêu cầu thông qua môi trường internet với cơ chế tính phí theo mức độ sử dụng thực tế. Tác giả phân tích 6 ưu điểm kinh tế và kỹ thuật cơ bản của điện toán đám mây:

• Thay thế chi phí đầu tư hạ tầng cố định (CapEx) bằng chi phí vận hành linh động (OpEx).
• Hưởng lợi ích từ tính kinh tế cao theo quy mô nhờ hạ tầng tập trung của nhà cung cấp.
• Loại bỏ việc phỏng đoán và ước tính nhu cầu năng lực cơ sở hạ tầng.
• Tăng tốc độ triển khai và tính linh hoạt cho các nhóm phát triển phần mềm.
• Loại bỏ gánh nặng tài chính và nhân lực trong việc vận hành trung tâm dữ liệu vật lý.
• Khả năng mở rộng phạm vi ứng dụng ra toàn cầu trong thời gian tính bằng phút.

Đồ án phân định ba mô hình dịch vụ điện toán đám mây chính:

• Cơ sở hạ tầng dưới dạng dịch vụ (IaaS - Infrastructure as a Service): Cho phép thuê phần cứng, thiết bị mạng, tường lửa, bộ cân bằng tải và địa chỉ IP; người dùng tự quản lý hệ điều hành và ứng dụng. Đồ án so sánh nhà cung cấp AWS với Microsoft Azure.
• Nền tảng dưới dạng dịch vụ (PaaS - Platform as a Service): Cung cấp môi trường tích hợp để phát triển, kiểm thử, triển khai và vận hành phần mềm mà không cần quản trị các lớp phần cứng/phần mềm bên dưới. Đồ án dẫn chứng nền tảng mã nguồn mở Red Hat OpenShift (OpenShift Origin trên nền tảng RHEL Linux).
• Phần mềm dưới dạng dịch vụ (SaaS - Software as a Service): Cung cấp ứng dụng hoàn chỉnh cho người dùng cuối qua mạng, loại bỏ hoàn toàn việc cài đặt và bảo trì cục bộ; dẫn chứng các dịch vụ như Microsoft Office 365 và giải pháp quản lý quan hệ khách hàng Salesforce CRM.

Phương pháp nghiên cứu được tác giả áp dụng bao gồm:

• Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết: Thu thập, hệ thống hóa tài liệu kỹ thuật, đặc tả dịch vụ và khung kiến trúc chuẩn (AWS Cloud Adoption Framework).
• Phương pháp phân loại và so sánh: Phân nhóm các giải pháp theo quy mô, trường hợp sử dụng, đồng thời đối chiếu các dịch vụ đám mây với giải pháp máy chủ vật lý/VPS truyền thống.
• Phương pháp nghiên cứu điển hình (Case study): Khảo sát dữ liệu thực tế từ các doanh nghiệp và tổ chức lớn đã chuyển đổi lên AWS (McDonalds, Finra, Moderna, Formula One).
• Phương pháp thực nghiệm kỹ thuật: Khảo sát quy trình cấu hình, tạo lập máy chủ ảo và thiết lập môi trường mạng thông qua Bảng điều khiển quản lý AWS (AWS Management Console).

Nguồn dữ liệu của đề tài được trích xuất từ tài liệu kỹ thuật chính thức của Amazon Web Services, các báo cáo triển khai hạ tầng doanh nghiệp và số liệu hoạt động nội bộ của đơn vị kinh doanh Mật shop.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Mô tả bài toán

Chương này tập trung vào bối cảnh thương mại điện tử và sự ra đời của website bán hàng handmade online Mật shop. Cửa hàng đạt mức tăng trưởng phục vụ 2.000 đơn hàng/ngày, vận hành 8 chi nhánh với 150 nhân sự và tổng vốn 10 tỷ đồng. Tác giả phân tích điểm nghẽn kỹ thuật khi lưu lượng truy cập trực tuyến thường xuyên đạt trên 3.000 lượt/ngày. Việc duy trì hệ thống trên nền tảng VPS truyền thống không còn phù hợp do chi phí duy trì tăng cao khi mở rộng cấu hình, đồng thời không đáp ứng được tính ổn định và tốc độ phản hồi khi lưu lượng người dùng biến động đột biến. Bài toán đặt ra yêu cầu phải chuyển dịch sang nền tảng đám mây có khả năng mở rộng quy mô linh hoạt và tiết kiệm chi phí.

Chương II: Khái niệm

Chương II trình bày hệ thống lý thuyết về điện toán đám mây và phân loại chi tiết ba mô hình dịch vụ:

• Khái niệm và đặc tính: Trình bày cơ chế phân phối tài nguyên theo yêu cầu, làm rõ 6 ưu điểm kinh tế và kỹ thuật so với hạ tầng truyền thống.
• Mô hình IaaS: Khảo sát kiến trúc IaaS của Amazon Web Services và đối thủ cạnh tranh Microsoft Azure. Phân tích các đặc trưng cốt lõi như chia sẻ tài nguyên tính toán giữa nhiều khách hàng (multi-tenancy), khả năng mở rộng linh hoạt, quản lý hạ tầng mạng ảo hóa và các bản thiết kế mẫu (templates).
• Mô hình PaaS: Mô tả môi trường phát triển ứng dụng web dành cho các nhà cung cấp phần mềm độc lập (ISV). Trình bày cơ chế vận hành của Red Hat OpenShift, khả năng tích hợp Git và hỗ trợ các gói nhị phân chạy trên RHEL Linux. Tác giả chỉ ra hạn chế hiện nay của PaaS là sự thiếu thống nhất trong chuẩn hóa giao diện lập trình ứng dụng (API), gây khó khăn cho việc dịch chuyển ứng dụng giữa các nhà cung cấp.
• Mô hình SaaS: Khảo sát lịch sử phát triển từ các dịch vụ thư điện tử (Hotmail, Yahoo Mail, Gmail) đến các ứng dụng doanh nghiệp phức tạp như Office 365 và Salesforce CRM. Phân tích lợi ích chuyển đổi mô hình chi phí từ mua bản quyền trọn gói sang chi trả định kỳ theo nhu cầu sử dụng thực tế.

Chương III: Các giải pháp của điện toán đám mây AWS

Chương này phân tích toàn diện các giải pháp do AWS cung cấp theo ba góc độ tiếp cận:

1. Giải pháp theo trường hợp sử dụng:

• Lưu trữ web trên đám mây: Phân tích 4 mô hình lưu trữ gồm:
  • Trang web đơn giản: Phù hợp hệ thống CMS (WordPress, Drupal, Joomla) hoặc thương mại điện tử (Magento) chạy trên ngăn xếp LAMP/LEMP/MEAN/Node.js với quy mô không vượt quá 5 máy chủ; triển khai qua dịch vụ Amazon Lightsail (máy ảo SSD, quản lý DNS, IP tĩnh, khởi tạo dưới 1 phút).
  • Ứng dụng web một trang (Single-Page Application - SPA): Dành cho framework React JS, Vue JS, Angular JS hoặc các bộ tạo trang tĩnh (Gatsby, Hugo, Jekyll) kết nối backend serverless qua API GraphQL/REST; triển khai bằng AWS Amplify Console hỗ trợ quy trình CI/CD và mạng phân phối nội dung Amazon CloudFront.
  • Trang web tĩnh đơn giản: Phân phối tài nguyên tĩnh không cần xử lý mã phía máy chủ (PHP, ASP.NET); lưu trữ trực tiếp trên Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) với cấu hình bucket lưu trữ web.
  • Trang web dành cho doanh nghiệp: Hỗ trợ các hệ thống có lưu lượng truy cập lớn (dẫn chứng Lamborghini, Coursera, Nordstrom); vận hành trên nhiều Vùng sẵn sàng (Availability Zones) sử dụng máy chủ Amazon EC2 kết hợp cân bằng tải và cơ chế tự động co giãn.
• Sao lưu và khôi phục dữ liệu: Khai thác hạ tầng lưu trữ đối tượng (S3, S3 Glacier, S3 Glacier Deep Archive), lưu trữ tệp (Amazon EFS) và lưu trữ khối (Amazon EBS). Trình bày các công cụ truyền tải dữ liệu dung lượng lớn gồm AWS Direct Connect, S3 Transfer Acceleration, thiết bị ngoại tuyến AWS Snowball, AWS Snowmobile, AWS Snowball Edge và cổng lưu trữ AWS Storage Gateway.
• Thương mại kỹ thuật số: Các giải pháp tối ưu hóa kênh tương tác, chuyển dịch nền tảng bán lẻ, cá nhân hóa trải nghiệm và hỗ trợ bán hàng đa kênh.

2. Giải pháp theo ngành:

• Giáo dục: Hỗ trợ học tập từ xa, bảo vệ dữ liệu với 98 tiêu chuẩn bảo mật và chứng nhận tuân thủ; tích hợp trí tuệ nhân tạo và nhận dạng giọng nói.
• Truyền thông và giải trí: Cung cấp 9 dịch vụ AWS, 11 giải pháp chuyên dụng và mạng lưới hơn 400 đối tác (Adobe, Autodesk, Epic Games, Sony Media Cloud Services...); phục vụ các khách hàng quy mô lớn như Netflix, Disney, HBO Max, Hulu, Comcast.
• Dịch vụ tài chính: Hỗ trợ hệ thống ngân hàng, thanh toán, thị trường vốn và bảo hiểm đáp ứng các quy định giám sát nghiêm ngặt dựa trên khung kiến trúc AWS Cloud Adoption Framework.

3. Giải pháp theo loại hình tổ chức:

• Khách hàng doanh nghiệp: Dẫn chứng dữ liệu triển khai thực tế từ các tập đoàn:
  • McDonalds: Xây dựng hệ thống giao hàng tận nhà trong 4 tháng, đạt năng lực xử lý 20.000 đơn hàng mỗi giây.
  • Finra: Đơn vị quản lý 99% giao dịch cổ phiếu tại Hoa Kỳ, phát triển giải pháp trên AWS trong 3 tháng để thực hiện 500 tỷ lượt kiểm tra xác thực dữ liệu hàng ngày.
  • Moderna: Chuẩn hóa khối lượng công việc phân tích sinh học và học máy trên AWS.
  • Formula 1: Ứng dụng AWS Machine Learning để phân tích dữ liệu hiệu năng thời gian thực từ các xe đua.
• Công ty khởi nghiệp: Khảo sát quy trình hỗ trợ tài nguyên từ giai đoạn bắt đầu đến khi phát hành cổ phiếu lần đầu ra công chúng (IPO), dẫn chứng các đơn vị như Airbnb và Zocdoc.
• Lĩnh vực công: Phục vụ hơn 7.500 cơ quan chính phủ với 4 cấp độ phân loại bảo mật (Chưa được phân loại, Nhạy cảm, Bí mật, Tối mật). Báo cáo ghi nhận AWS đã thực hiện giảm giá dịch vụ 72 lần kể từ khi ra mắt vào năm 2006 nhờ lợi thế quy mô hạ tầng.

Chương IV: Dịch vụ

Chương IV phân loại danh mục dịch vụ kỹ thuật của AWS và đi sâu vào dịch vụ máy chủ ảo:

• Tính toán: Amazon EC2 (máy chủ ảo trên nền tảng siêu giám sát Xen), AWS Elastic Beanstalk (triển khai ứng dụng dạng PaaS), AWS Lambda (tính toán không máy chủ hướng sự kiện).
• Mạng và truyền thông: Amazon Route 53 (dịch vụ DNS), Amazon VPC (mạng đám mây riêng biệt), AWS Direct Connect, Elastic Load Balancing (ELB) và Bộ điều hợp mạng đàn hồi ENA (băng thông mạng lên tới 25 Gbit/s).
• Lưu trữ và phân phối: Amazon S3, Amazon Glacier, Amazon EBS, Amazon EFS và Amazon CloudFront (mạng phân phối nội dung với các điểm biên Edge Location).
• Cơ sở dữ liệu: Amazon DynamoDB (NoSQL chạy trên ổ đĩa SSD), Amazon ElastiCache (hỗ trợ Memcached và Redis), Amazon RDS (hỗ trợ MySQL, Oracle, SQL Server, PostgreSQL), Amazon Redshift (kho dữ liệu dạng cột quy mô petabyte), Amazon Aurora (tương thích MySQL tối ưu hóa cho phần cứng AWS).
• Dịch vụ di động và ứng dụng: AWS Mobile Hub, Amazon Cognito (xác thực và đồng bộ dữ liệu), AWS Device Farm (kiểm thử ứng dụng trên thiết bị thực), Amazon Pinpoint, Amazon API Gateway, Amazon SQS (hàng đợi tin nhắn), Amazon SNS (thông báo đẩy), Amazon SES (gửi email), Amazon Elastic Transcoder (chuyển mã video).
• Quản trị, triển khai và bảo mật: AWS CloudFormation (quản lý hạ tầng dưới dạng mã - IaC), AWS OpsWorks (quản lý cấu hình bằng Chef), AWS CodeDeploy, AWS Systems Manager, AWS IAM, Amazon CloudWatch, Amazon CloudHSM (mô-đun bảo mật phần cứng chuyên dụng), AWS KMS (quản lý khóa mã hóa), Amazon ECS (quản lý vùng chứa Docker), Amazon Fargate (quản trị container không máy chủ, ra mắt tháng 11/2017).
• Phân tích dữ liệu: Amazon Athena (truy vấn SQL trực tiếp trên S3, ra mắt tháng 11/2016), Amazon EMR (chạy Hadoop MapReduce), Amazon Kinesis (xử lý luồng dữ liệu thời gian thực hàng nghìn luồng/giây, tương đồng kiến trúc Apache Kafka), Amazon QuickSight (công cụ BI, ra mắt tháng 11/2016), Amazon SageMaker (nền tảng học sâu, ra mắt tháng 11/2017).
• Khảo sát kỹ thuật Amazon EC2:
  • Khái niệm Instance: Máy chủ ảo hoạt động độc lập trên cùng phần cứng vật lý chia sẻ vi xử lý, bộ nhớ và ổ đĩa.
  • Cơ chế mở rộng (Scaling): Mở rộng theo chiều dọc (Scale Up/Down - điều chỉnh CPU, RAM của máy chủ) và mở rộng theo chiều ngang (Scale In/Out - tăng giảm số lượng máy chủ).
  • Cơ chế an toàn (Security): Hỗ trợ dải IP riêng nội bộ, thiết lập nhóm bảo mật (Security Group) và danh sách kiểm soát truy cập mạng (Network ACLs) để quản lý luồng dữ liệu vào/ra, kết nối mạng riêng ảo IPsec VPN với trung tâm dữ liệu cục bộ, cung cấp máy chủ Dedicated Instance trên phần cứng vật lý chuyên dụng.
  • Mô hình chi phí: Cung cấp tùy chọn On-Demand Instance (tính tiền theo giờ sử dụng thực tế) và Reserved Instance (cam kết sử dụng thời hạn 1 năm hoặc 3 năm, giúp tiết kiệm tới 75% chi phí so với On-Demand, có thể bán lại tài nguyên chưa dùng trên thị trường Reserved Instance Marketplace).
  • Quy trình khởi tạo: Hướng dẫn đăng nhập trang quản trị thông qua liên kết https://console.com/ec2/ và các bước cơ bản để thiết lập cấu hình instance.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã tổng hợp có hệ thống toàn bộ bức tranh giải pháp và danh mục công nghệ của AWS, giải quyết bài toán lý luận và thực tiễn cho mô hình thương mại điện tử quy mô vừa và nhỏ.

Bảng tổng hợp so sánh các giải pháp lưu trữ web trên AWS được rút ra từ văn bản:

Giải pháp lưu trữ	Dịch vụ AWS trọng tâm	Công nghệ / Nền tảng phù hợp	Quy mô & Đặc điểm vận hành
Trang web đơn giản	Amazon Lightsail	WordPress, Joomla, Drupal, Magento, ngăn xếp LAMP, LEMP, MEAN, Node.js	Giới hạn dưới 5 máy chủ; gói chi phí dự đoán cố định; cấu hình nhanh dưới 1 phút.
Ứng dụng một trang (SPA)	AWS Amplify Console, CloudFront	React JS, Vue JS, Angular JS, Nuxt, bộ tạo trang tĩnh (Gatsby, Hugo)	Backend serverless; tự động hóa CI/CD theo commit mã nguồn; hỗ trợ HTTPS và CDN.
Trang web tĩnh	Amazon Simple Storage Service (S3)	Tệp tĩnh HTML, CSS, JavaScript, hình ảnh, video	Không cần máy chủ ứng dụng; độ bền dữ liệu 99,999999999%; chi phí tối thiểu.
Trang web doanh nghiệp	Amazon EC2 kết hợp ELB và Auto Scaling	Ứng dụng phức tạp, cổng thông tin truyền thông, mạng xã hội	Đa vùng sẵn sàng (Multi-AZ); chịu tải lớn; yêu cầu quản trị hệ thống và kiểm soát sâu.

Về mặt đóng góp giải pháp cho bài toán thực tế:

• Đối với bài toán của cửa hàng Mật shop (2.000 đơn hàng/ngày, >3.000 lượt truy cập/ngày), việc phân tích chỉ ra rằng chuyển dịch từ VPS Server truyền thống sang hệ thống đám mây AWS giúp giải quyết bài toán thắt cổ chai về lưu lượng truy cập.
• Chỉ rõ phương án tối ưu chi phí thông qua việc lựa chọn mô hình định giá: kết hợp phiên bản đặt trước (Reserved Instances) để tiết kiệm 75% chi phí cho các dịch vụ nền tảng cố định và sử dụng tài nguyên theo yêu cầu (On-Demand) hoặc serverless để bù đắp các thời điểm tải tăng vọt.
• Hệ thống hóa danh mục dịch vụ theo từng nhóm chức năng cụ thể, giúp người đọc dễ dàng định vị các dịch vụ tương đương giữa AWS và các công nghệ mã nguồn mở (như Amazon Kinesis với Apache Kafka, AWS CloudFormation với hạ tầng dạng mã, Amazon EMR với cụm Hadoop MapReduce).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Về mặt hạn chế:

• Văn bản dừng lại ở mức độ khảo sát lý thuyết tổng quan danh mục sản phẩm và hướng dẫn các bước mở đầu trong việc khởi tạo phiên bản EC2; chưa cung cấp các đoạn mã cấu hình chi tiết (CloudFormation template, script cài đặt môi trường) hoặc kết quả đo lường hiệu năng thực nghiệm cho kịch bản của Mật shop.
• Các nội dung thực nghiệm đối với dịch vụ AWS Lambda, Amazon S3 và Amazon RDS mới chỉ dừng lại ở phân công nhiệm vụ và danh mục mục lục, chưa được thể hiện đầy đủ nội dung chi tiết trong phần văn bản báo cáo.

Về hướng nghiên cứu tiếp:

• Triển khai chạy thử nghiệm thực tế toàn bộ ngăn xếp ứng dụng web bán hàng trên hạ tầng kết hợp giữa Amazon EC2, bộ lưu trữ S3 và cơ sở dữ liệu Amazon RDS.
• Thiết lập kịch bản kiểm thử tải (load testing) giả lập quy mô vượt 3.000 lượt truy cập/ngày để đo lường độ trễ mạng và thời gian đáp ứng của bộ cân bằng tải (Elastic Load Balancing).
• Xây dựng bài toán so sánh chi phí tài chính chi tiết hàng tháng giữa chi phí thuê VPS trước đây và chi phí hóa đơn AWS thực tế sau khi tối ưu hóa vòng đời lưu trữ và loại phiên bản máy chủ.

Giá trị tham khảo

Báo cáo đồ án này là tài liệu tham khảo phù hợp cho sinh viên các chuyên ngành Hệ thống thông tin, Công nghệ thông tin, Kỹ thuật mạng và các kỹ sư quản trị hệ thống đang tìm hiểu về kiến trúc đám mây của Amazon Web Services.

Những nội dung có giá trị tham khảo chuyên môn cao bao gồm:

• Khung phân loại 4 giải pháp lưu trữ web tại Chương III, giúp các nhà phát triển lựa chọn đúng dịch vụ (Lightsail, Amplify, S3 hay EC2) tùy theo ngăn xếp công nghệ và quy mô máy chủ.
• Bảng tổng hợp các dịch vụ đám mây tại Chương IV, cung cấp góc nhìn đối chiếu chuẩn xác giữa các dịch vụ của AWS với các nền tảng cạnh tranh như Microsoft Azure, Google Cloud và các giải pháp mã nguồn mở.
• Cơ chế phân cấp lưu trữ và chính sách bảo vệ dữ liệu với độ bền 99,999999999% trên Amazon S3 và S3 Glacier, hỗ trợ xây dựng giải pháp sao lưu, phục hồi sau thảm họa cho doanh nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Hiện trạng kinh doanh và thông số kỹ thuật của cửa hàng Mật shop trước khi nghiên cứu giải pháp đám mây được ghi nhận như thế nào?

Theo số liệu trong đồ án, Mật shop là cửa hàng trực tuyến bán đồ thủ công mỹ nghệ (handmade) với mạng lưới 8 cửa hàng, 150 nhân sự và tổng vốn đầu tư 10 tỷ đồng. Cửa hàng đạt mức phục vụ 2.000 lượt khách đặt mua mỗi ngày và website thường xuyên đón nhận lượng truy cập vượt 3.000 lượt/ngày. Hệ thống trước đây sử dụng máy chủ VPS Server, bộc lộ nhược điểm tốn kém chi phí và thiếu ổn định khi chịu tải cao.

2. Sự khác biệt cốt lõi giữa hai gói dịch vụ lưu trữ web Amazon Lightsail và AWS Amplify Console là gì?

Amazon Lightsail hướng tới các trang web đơn giản chạy trên các CMS truyền thống (WordPress, Magento) hoặc ngăn xếp LAMP/MEAN với quy mô dưới 5 máy chủ, tích hợp sẵn máy ảo SSD, DNS và IP tĩnh với mức giá cố định hàng tháng. Ngược lại, AWS Amplify Console chuyên biệt cho các ứng dụng web một trang (SPA) xây dựng bằng các framework hiện đại (React, Vue, Angular) hoặc bộ tạo trang tĩnh, hỗ trợ backend serverless và tích hợp sẵn quy trình CI/CD phân phối qua mạng CDN CloudFront.

3. Hai mô hình chi phí chính của Amazon EC2 được phân tích trong đồ án có đặc điểm gì?

Văn bản phân tích hai mô hình: On-Demand Instance (tính phí linh hoạt theo giờ thực tế sử dụng, phù hợp nhu cầu ngắn hạn, dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu) và Reserved Instance (cho phép trả trước cam kết thời hạn 1 năm hoặc 3 năm với mức chi phí tiết kiệm tới 75% so với On-Demand, kèm khả năng bán lại các phiên bản chưa dùng trên sàn giao dịch Reserved Instance Marketplace).

4. AWS đã thực hiện bao nhiêu lần giảm giá dịch vụ kể từ khi vận hành và nhờ vào yếu tố nào?

Văn bản nêu rõ AWS đã thực hiện giảm giá dịch vụ 72 lần kể từ thời điểm ra mắt vào năm 2006. Việc giảm giá này đạt được nhờ vào tính kinh tế cao theo quy mô (hiệu quả tổng hợp tài nguyên từ hàng trăm ngàn khách hàng trên toàn cầu) và chuyên môn tối ưu hóa hạ tầng của đơn vị cung cấp.

5. Dịch vụ xử lý luồng dữ liệu thời gian thực Amazon Kinesis có đặc tính gì và tương đồng với công nghệ nào?

Amazon Kinesis là dịch vụ đám mây xử lý dữ liệu thời gian thực trên các luồng dữ liệu lớn và phân tán, có khả năng tiếp nhận và xử lý hàng nghìn luồng dữ liệu mỗi giây từ nhiều nguồn khác nhau với khả năng mở rộng tức thời. Văn bản chỉ rõ dịch vụ này có điểm tương đồng về mặt chức năng với công nghệ mã nguồn mở Apache Kafka.

Kết luận

Báo cáo đồ án môn học Điện toán đám mây của nhóm sinh viên Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải đã hệ thống hóa đầy đủ cơ sở lý luận về ba mô hình dịch vụ IaaS, PaaS, SaaS và danh mục giải pháp toàn diện của Amazon Web Services. Đề tài đã phân tích thành công phương án giải quyết bài toán quá tải hạ tầng của website bán hàng Mật shop bằng cách chuyển đổi từ máy chủ VPS truyền thống sang nền tảng đám mây linh hoạt. Các khảo sát kỹ thuật về cơ chế co giãn tài nguyên, chính sách bảo mật mạng và mô hình tối ưu chi phí của Amazon EC2 cung cấp nền tảng kiến thức thực tiễn phục vụ việc thiết kế và vận hành các hệ thống thông tin hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Với sự bùng nổ của internet hiện nay, chúng ta đã thực hiện được nhiều công việc với tốc độ nhanh hơn và chi phí thấp hơn nhiều so với cách thức truyền thống. Chính vì điều này, đã thúc đẩy sự khai sinh và phát triển của thương mại điện tử trên khắp thế giới, làm thay đổi đáng kể bộ mặt kinh tế thế giới. Giờ đây, trong hoạt động sản xuất kinh doanh, thương mại điện tử đã khẳng định được vai trò xúc tiến và thúc đẩy sự phát triển của doanh nghiệp. Đối với một cửa hàng, việc quảng bá và giới thiệu đến khách hàng các sản phẩm mới đồng thời đáp ứng được nhu cầu của khác hàng sẽ là rất cần thiết.

Vậy phải quảng bá thế nào đó là xây dựng được một Website cho cửa hàng của mình quảng bá tất cả các sản phẩm của mình bán. Vì vậy website bán hàng handmade online Mật shop ra đời với kỳ vọng giúp người tiêu dùng có thể mua được những mặt hàng handmadechất lượng với giá cả phải chăng và tiết kiệm thời gian đến trực tiếp shop để mua hàng theo kiểu truyền thống Băng sư trung th ưc, uy tin đôi vơi khach hang la tren h êt va quan tr ong h on la ch ât luơng san phâm cung nhu mâu ma đa dang, phu hơp vơi thi hiêu nguơi tieu dung, cửa hàng đã phát triển với tốc độ không ngừng, phục vụ lên đến 2000 lượt khách đặt mua mỗi ngày. Quy mô cụ thể của cửa hàng hiện tại:  Số cửa hàng hiện có của shop: 8 cửa hàng  Số nhân viên: 150 người  Tổng vốn đầu tư: 10 tỷ 7 Downloaded by YEN YEN (nguyenyen.com) lOMoARcPSD|38839596 8 Downloaded by YEN YEN (nguyenyen. Khó khăn Do hình thức kinh doanh là online nên việc duy trì một website đẹp mắt, tốc độ nhanh, ổn định, có lượng người truy cập từ trung bình đến cao, hơn 3000 lượt/ngày là rất cần thiết.

Cùng với sự phát triển của cửa hàng nhanh chóng như vậy thì việc mở rộng quy mô cũng như các mặt hàng khác là điểu tất yếu. Khó khăn đặt ra là phải tìm được một giải pháp duy trì một website ổn định, tốc độ cao để đáp ứng được lượng người truy cập cao mà không tiêu tốn quá nhiều chi phí tài chính thay vì sử dụng VPS Server như trước đây. 9 Downloaded by YEN YEN (nguyenyen.com) lOMoARcPSD|38839596 Chương II: Khái niệm 2.1 Khái niệm chung 2.1 Điện toán đám mây là gì? Điện toán đám mây là sự phân phối sức mạnh máy tính, cơ sở dữ liệu, lưu trữ, ứng dụng và các tài nguyên CNTT khác theo yêu cầu thông qua nền tảng dịch vụ đám mây thông qua internet với giá cả phải trả. Theo truyền thống, một nhà phát triển muốn xây dựng một ứng dụng phải mua, thiết lập và duy trì cơ sở hạ tầng vật lý và ứng dụng.

Đây là lúc điện toán đám mây xuất hiện. Nền tảng dịch vụ đám mây cung cấp khả năng truy cập nhanh chóng vào các tài nguyên CNTT linh hoạt và chi phí thấp mà bạn có thể sử dụng để xây dựng và duy trì phần mềm và cơ sở dữ liệu cũng như tạo các ứng dụng để làm hài lòng khách hàng. Bạn không cần phải đầu tư trả trước lớn vào phần cứng và dành nhiều thời gian cho việc quản lý phần cứng đó. Bạn có thể truy cập bao nhiêu tài nguyên tùy thích, gần như ngay lập tức và chỉ phải trả tiền cho những gì bạn sử dụng.

Quyền truy cập theo yêu cầu, trả tiền khi sử dụng dịch vụ là cơ bản của mô hình điện toán đám mây.2 Ưu điểm của điện toán đám mây a. Thay chi phí đầu tư bằng chi phí linh động Thay vì phải đầu tư mạnh vào các trung tâm dữ liệu và máy chủ trước khi chúng ta biết sẽ sử dụng chúng như thế nào, ta có thể chỉ trả tiền khi người dùng sử dụng các tài nguyên điện toán, và chỉ phải thanh toán cho mức sử dụng thực tế. 10 Downloaded by YEN YEN (nguyenyen. Lợi ích từ tính kinh tế cao theo quy mô Bằng việc sử dụng điện toán đám mây, chúng ta có thể đạt được mức chi phí biến đổi thấp hơn so với khi mình tự đầu tư phần cứng.

Nhờ sử dụng từ hàng trăm ngàn khách hàng được tổng hợp trong đám mây, nên các nhà cung cấp như Amazon Web Services có thể mang đến lợi ích kinh tế cao hơn theo quy mô, hay nói cách khác là giảm giá thanh toán theo mức sử dụng. Không còn phải ước tính năng lực Không còn phải đoán nhu cầu năng lực cơ sở hạ tầng. Khi thực hiện một quyết định về năng lực trước khi triển khai một ứng dụng, ta thường gặp phải cảnh lãng phí các tài nguyên vốn tốn kém mà lại không dùng đến, hoặc phải đối mặt với vấn đề năng lực hạn chế. Với điện toán đám mây, những vấn đề này không còn nữa.

Chúng ta có thể truy cập tùy theo nhu cầu của mình và tăng hoặc giảm quy mô theo yêu cầu với thông báo chỉ trong vài phút. Tăng tốc độ và tính linh hoạt Trong một môi trường điện toán đám mây, chỉ cần một cú nhấp chuột là có tài nguyên CNTT mới, có nghĩa là ta có thể giảm thời gian cần để làm cho những tài nguyên này sẵn có cho các nhà phát triển của mình từ nhiều tuần xuống chỉ vài phút. Điều này dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong tính linh hoạt cho tổ chức, vì chi phí và thời gian cần để thử nghiệm và phát triển thấp hơn đáng kể. Dừng chi tiền vào việc chạy và duy trì các trung tâm dữ liệu Tập trung vào các dự án tạo ra sự khác biệt cho doanh nghiệp của mình, chứ không phải là cơ sở hạ tầng.

Điện toán đám mây cho phép tập trung vào khách hàng của riêng mình, chứ không phải việc bố trí và vận hành các máy chủ. 11 Downloaded by YEN YEN (nguyenyen. Phát triển ra toàn cầu trong vài phút Dễ dàng triển khai ứng dụng ở nhiều khu vực trên thế giới chỉ với một vài cú nhấp chuột. Điều này có nghĩa là chúng ta có thể cung cấp trải nghiệm tốt hơn và độ trễ thấp hơn cho khách hàng một cách đơn giản và với chi phí tối thiểu.

Các mô hình dịch vụ điện toán đám mây Các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây cung cấp các dịch vụ của họ theo ba mô hình cơ bản:  Dịch vụ dành cho Cơ sở hạ tầng (IaaS– Infrastructure as a Service).  Dịch vụ dành cho Cơ sở nền tảng (PaaS– Platform as a Service).  Dịch vụ dành cho Phần mềm (SaaS– Software as a Service). IaaS – Infrastructure as a Service IaaS cloud được xem là một loại hình dịch vụ phát triển được đầu tư tốt nhất trong công nghệ điện toán đám mây, các nhà phát triển ứng dụng cung cấp cho khách hàng một không gian ảo dùng để lưu trữ và phát triển dịch vụ.

Đối với Infrastructure as a Service (IaaS) chúng ta có thể thuê và truy cập đến phần cứng hệ thống mạng máy tính. IaaS cung cấp nhiều nguồn tài nguyên như là firewalls, load balancers, các địa chỉ IP, nhưng hệ điều hành và các ứng dụng sẽ do người dùng cài đặt và cập nhật. Điều này giúp linh hoạt hơn trong việc sử dụng tài nguyên vào mục đích gì. IaaS xuất hiện rộng rãi bởi các nhà cung cấp Amazon, Memset, Google, Windows.

Một cách giúp quản lý IaaS dễ dàng hơn là phát triển các templates cho các dịch vụ đám mây nhằm tạo ra 1 bản kế hoạch chi tiết để xây dựng hệ thống ready- to-use, và tránh tình trạng di chuyển giữa các đám mây khác 12 Downloaded by YEN YEN (nguyenyen.com) lOMoARcPSD|38839596 nhau. Hơn hẳn một máy chủ cho thuê, không gian lưu trữ tập trung hay thiết bị mạng, máy trạm thay vì đầu tư mua nguyên tất cả thì có thể thuê đầy đủ dịch vụ bên ngoài. Những dịch vụ này thông thường được tính chi phí trên cơ sở tính toán chức năng và lượng tài nguyên sử dụng (và từ đó ra chi phí) sẽ phản ảnh được mức độ của hoạt động. Đầy là một sự phát triển của những giải pháp lưu trữ web và máy chủ cá nhân ảo.

 Những đặc trưng tiêu biểu:  Cung cấp tài nguyên như là dịch vụ: bao gồm cả máy chủ, thiết bị mạng, bộ nhớ, CPU, không gian đĩa cứng, trang thiết bị trung tâm dữ liệu.  Khả năng mở rộng linh hoạt  Chi phí thay đổi tùy theo thực tế  Nhiều người thuê có thể cùng dùng chung trên một tài nguyên  Cấp độ doanh nghiệp: đem lại lợi ích cho công ty bởi một nguồn tài nguyên tính toán tổng hợp  Các nhà cung cấp dịch vụ nổi bật:  Amazon Web services Amazon Web service hiện đang là nhà cung cấp dịch vụ cloud IaaS giàu tiềm năng nhất, tuy nhiện hiện nay họ đang phải cạnh tranh về thị phần với 2 ông lớn công nghệ là Microsoft và Google. 13 Downloaded by YEN YEN (nguyenyen.com) lOMoARcPSD|38839596 Amazon Web Services IaaS là tập hợp các dịch vụ cung cấp cho người lập trình có khả năng truy cập tới hạ tầng kiến trúc tính toán kiểu sẵn sàng-để-sử dụng (ready-to- use) của Amazon. Các máy tính có nền tảng vững chắc đã được xây dựng và tinh chế qua nhiều năm của Amazon bây giờ là có thể cho phép bất cứ ai cũng có quyền cập tới Internet.

Chúng ta có thể xây dựng các ứng dụng phức tạp và gồm nhiều phần khác nhau bằng cách sử dụng các chức năng phân tầng với các dịch vụ đáng tin cậy, hiệu quả khối hợp nhất được cung cấp bởi Amazon. Người dùng sẽ trả chỉ dựa trên những cái họ sử dụng mà không cần phải trả trước các chi phí và vốn đầu tư ban đầu. Ngoài ra, người dùng không cần phải mất chi phí cho bảo trì bởi vì phần cứng được duy trì và phục vụ bởi Amazon.  Microsoft Azure Trong ngành dịch vụ IaaS này Microsoft Azure thật sự là một một đối thủ nặng kí của AWS.

Với thế mạnh về phân tích, lưu trữ cá nhân và đặc biệt là giải quyết được các thảm họa như phục hồi dữ liệu, khắc phục lỗi ứng dụng với các gói dịch vụ mở rộng của họ. Microsoft Azure là nền tảng điện toán đám mây mở và linh hoạt cho phép chúng ta nhanh chóng xây dựng, triển khai và quản lý các ứng dụng thông qua mạng lưới toàn cầu của trung tâm dữ liệu Microsoft. Microsoft Azure luôn đảm bảo tính sẵn sàng và có thiết kế tải cân bằng và có khả năng tự phục hồi khi phần cứng có sự cố. Người dùng có thể sử dụng bất kỳ ngôn ngữ, công cụ hay nền tảng nào để xây dựng các ứng dụng.