Amazon Web Services Essentials: S3 and EC2

Introduction

Ở phần một, mình đã giới thiệu về khái niệm cơ bản của các core services của Amazon là VPC, EC2, S3, RDS. Bài viết này mình sẽ trình bày chi tiết hơn về hai thành phần trong VPC là S3 (Simple Storage Service) và EC2 (Elastic Compute Cloud).

S3 (Simple Storage Service)

S3 là dịch vụ lưu trữ trực tuyến được cung cấp bởi Amazon, cho phép chúng ta lưu trữ và lấy ra data ở bất cứ đâu và ở bất kể thời gian nào.

Components and Structure

Cấu trúc của S3 gồm 3 thành phần chính:

• Bucket: là Root level của các folders chúng ta tạo ra trong S3
• Folders: là các thư mục con nằm trong 1 bucket
• Objects: là các files được upload và lưu trữ dưới dạng các Object

Ngoài ra còn có khái niệm Regions: khi chúng ta tạo ra một bucket A bất kì, ta phải lựa chọn một AWS region (AWS resources được đặt ở các khu vực địa lý khác nhau trên thế giới, để thuận tiên cho việc truy cập server ở nơi gần nhất) cụ thể cho bucket A đó. Điều này có nghĩa là tất cả các data được upload lên bucket A sẽ được lưu ở các data center (trung tâm máy chủ vật lý dùng để vận hành AWS) được đặt tại region mà chúng ta đã lựa chọn ở bước đầu. Việc lựa chọn region nên chú trọng đến khoảng cách vật lý để giảm thiểu độ trễ.

Storage Classes

Storage Classes là các khái niệm dùng để phân loại các Object trong S3, bao gồm bốn loại:

• Standard
• Reduced Redundancy Storage (RRS)
• Infrequent Access (S3-IA)
• Glacier

Mỗi Storage Class đều có các tính chất:

• Chi phí lưu trữ (Storage Cost)
• Độ bền của Object (Object durability)
• Tính sẵn sàng của Object (Object Availabitity)
• Tần suất sử dụng Object (Frequency of access to Object)

Trong đó:

• Khái niệm Object durability (độ bền của object): là số phần trăm (%) khả năng trong 1 năm mà file được lưu trữ sẽ bị mất.
• Khái niệm Object Availabitity (tính sẵn sàng của object): là số phần trăm (%) khả năng trong 1 năm mà file được lưu trữ sẽ không thể truy cập được.

Tùy vào mục đích sử dụng mà chúng ta có thể lựa chọn các storage Class khác nhau sao cho phù hợp nhất. Cụ thể :

1. Standard

• Thiết kế cho tất cả các mục đích lưu trữ
• Là storage option mặc định ban đầu
• Độ bền của object là 99.999999999999%
• Khả năng sẵn sàng truy cập của Object là 99.99%
• Là loại có giá thành cao nhất

1. RRS

• Thiết kế cho các object không quá quan trọng
• Độ bền 99.99%
• Tính sẵn sàng 99.99%
• Giá thành rẻ hơn loại Standard

1. Infrequent Access (S3-IA)

• Thiết kế cho các object mà chúng ta không thường xuyên dùng đến, nhưng luôn luôn có sẵn khi cần.
• Độ bền 99.99999999999%
• Tính sẵn sàng 99.90%
• Rẻ hơn 2 loại Standard và RRS

1. Glacier

• Thiết kế phù hợp với các objects có mục đích lưu trữ trong khoảng thời gian rất lâu và gần như không bao giờ dùng đến
• Cần khoảng vài giờ để lấy ra các object được lưu trữ
• Độ bền 99.999999999999%
• Có giá thành rẻ nhất trong 4 loại

Tuy nhiên trong thực tế các object không thể áp dụng mãi một storage class duy nhất, chẳng hạn như có 1 file lúc đầu dùng đến rất nhiều nhưng một thời gian sau lại không cần dùng nhiều nữa, thì chúng ta phải thay đổi storage class của object sao cho hợp lí nhất, để thuận tiện cho việc thay đổi này, ta có thể dùng đến Lifecycle.

Object Lifecycle

Object Lifecycle là tập hợp các quy tắc (rules) được thiết lập để tự động thay đổi storage class của object trong một khoảng thời gian.

Cùng xem ví dụ:

• Chúng ta có 1 file cần truy cập liên tục hàng ngày trong khoảng 1 tháng.
• Sau 1 tháng, chỉ cần truy cập đến file đó tuần 1 lần trong vòng 2 tháng tiếp theo
• Sau 2 tháng, chúng ta gần như không cần đến file đó nữa nhưng vẫn phải lưu lại trong trường hợp khẩn cấp

Vậy giải pháp lựa chọn storage class nào hợp lí và tiết kiệm chi phí nhất cho từng mốc thời gian?

1. 0-29 ngày (tháng thứ nhất)

• Cần truy cập thường xuyên
• Lựa chọn Standard
• Chi phí cao

1. 30-89 (tháng tiếp theo)

• Lượng truy cập giảm đi rất nhiều
• Lựa chọn Infrequent Access
• Chi phí trung bình

1. 90+ (sau 2 tháng trở đi)

• Gần như không có truy cập
• Lựa chọn Glacier
• Chi phí thấp

Và ta có thể thiết lập Lifecycle cho object đó theo schedule như trên. Sau đó object sẽ tự động thay đổi storage class theo rules mà chúng ta đã thiết lập.

Lưu ý Lifecycle có thể áp dụng cho:

• toàn bộ bucket (bao gồm tất cả các objects bên trong)
• một hay nhiều folder trong bucket
• một hay nhiều object trong bucket

Permissions

S3 Permissions cho phép ta có thể set những ai có quyền xem, truy cập và sử dụng bucket hay objects. Cụ thể :

1. Đối với Bucket:

• List: quyền xem tên của bucket
• Upload/Delete: quyền tải lên hoặc xóa object
• View/edit permission

1. Đối với Object

• Open/download
• View/edit permission

EC2 (Elastic Compute Cloud)

EC2 (Elastic Compute Cloud) là một máy tính ảo, chúng ta có thể sử dụng EC2 để khởi tạo và chạy các servers theo ý muốn mà không cần lo lắng về chi phí nâng cấp và bảo trì cho cấu hình phần cứng.

Cấu trúc và các thành phần của EC2 như sau:

AMI (Amazon Machine Image)

AMI là một "package" cần phải có để chạy một EC2 instance, bao gồm OS, hard drives, các ứng dụng và các gói phần mềm cần thiết khác. Chúng ta phải chỉ định một AMI cụ thể khi khởi tạo một instance, và ta có thể khởi tạo bao nhiêu instances từ AMI đó hoặc từ các AMIs khác theo ý muốn.

Có ba loại AMI chính để cho chúng ta lựa chọn:

• Community AMIs: miễn phí, trong đó bao gồm nhiều loại OS được share public để ta chọn lựa
• AWS Marketplace AMIs: phải trả phí, bao gồm các gói bổ sung và các phần mềm bản quyền
• My AMIs: ta cũng có thể tự tạo ra AMI của riêng mình

Để hình dung cụ thể về vai trò của AMI, hãy cùng xem 2 sơ đồ sau:

Ở đây, sau khi chúng ta vừa lựa chọn một Linux AMI để khởi tạo một Linux EC2 instance #1, ngay lập tức có sẵn một AMI Linux template để ta có thể dùng nó để khởi tạo ra các Linux instance #2, #3, #4.. mới với cấu hình và các components tương đương với Linux EC2 instance #1. Hay nói cách khác là các instances này đều có chung một AMI:

Instance Types

Instance Type là CPU của instance. Mỗi instance type đều có tốc độ xử lý, bộ nhớ và khả năng lưu trữ khác nhau, chúng ta cần lựa chọn instance type phù hợp với mục đích và nhu cầu sử dụng.

Các thành phần của Instance Type:

• Family
• Type
• vCPUs
• Memory (GiB)
• Instance Storage (GB)
• EBS-Optomized Available
• Network Performance

EBS (Elastic Block Store)

EBS volume đóng vai trò như ổ cứng (hard drive) của một EC2 instance.

• Tất cả các EC2 instance đều phải có "root" volume
• Mặc định EBS root volume sẽ bị xóa đi khi một instance bị hủy
• Có thể add thêm hoặc loại bỏ EBS volumes cho một hoặc nhiều instance vào bất cứ thời điểm nào

Security Groups

Cũng gần giống như NACLs, Security Group (SG) cũng đóng vai trò cho phép (allow) hoặc chặn (deny) lưu lượng truy cập, tuy nhiên SG bảo mật ở cấp độ instance (instance level) trong khi NaCL bảo mật ở cấp độ subnet (subnet level).

Hơn nữa các "rules" allow/deny của SG cũng khác so với "rules" của NaCLs:

• Khi khởi tạo SG, mặc định tất cả inbound traffic đều bị denied và tất cả outbound traffic đều được allowed
• Tất cả các traffic đều bị denied cho trừ khi có "allow" rule trong nó
• Không có deny rule, chỉ có allow rule

IP Addressing

Là dải IP public của EC2 instance.

Có 2 loại IP:

• Private IP Address: cho phép các instances ở trong cùng một VPC tương tác với nhau, mặc định tất cả EC2 instance đều có private IP address
• Public IP Address: cho phép instance có thể kết nối với internet

Tổng quát quá trình và tất cả thành phần EC2 cần để kết nối tới internet:

Summary

Qua bài viết này mình đã trình bày chi tiết hơn về các core services của Amazon là S3, EC2. Bài viết còn nhiều thiếu sót, cảm ơn các bạn đã dành thời gian đọc bài viết.

Nguồn và tài liệu tham khảo:

• https://www.lucidchart.com/documents/view/703f6119-4838-4bbb-bc7e-be2fb75e89e5/4
• https://www.lucidchart.com/documents/view/703f6119-4838-4bbb-bc7e-be2fb75e89e5/5
• https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/UserGuide/concepts.html
• https://docs.aws.amazon.com/AmazonS3/latest/gsg/AmazonS3Basics.html