EC2 Instance là gì? Bắt đầu với máy chủ đám mây AWS

Điện toán đám mây là một trong những khía cạnh quan trọng nhất của điện toán hiện đại vì nó giúp giảm đáng kể đầu tư vào phần cứng, khiến phương thức này không chỉ tiết kiệm chi phí hơn mà còn an toàn và đáng tin cậy hơn so với cách truyền thống.

Năm 2006, AWS giới thiệu EC2 như một cách để cho phép người dùng thuê máy tính ảo trên đám mây. Sự ra mắt này là một phần then chốt trong sứ mệnh rộng lớn hơn của AWS nhằm cung cấp các giải pháp linh hoạt, tiết kiệm chi phí và có khả năng mở rộng để giảm độ phức tạp và chi phí CNTT cho các tổ chức. Nó đã tạo ra khác biệt lớn trong cách doanh nghiệp triển khai và mở rộng ứng dụng.

Nếu sau khi đọc bài viết này bạn quan tâm đến các dịch vụ cốt lõi của AWS như tôi, hãy tham gia khóa học AWS Concepts của chúng tôi, nội dung rất kỹ lưỡng.

EC2 Instance là gì?

EC2 Instance, còn gọi là Elastic Compute Cloud, đơn giản là một máy tính ảo được thiết lập từ xa ở nơi khác. Bạn có thể hình dung EC2 instance như việc thuê một máy tính trong trung tâm dữ liệu. Về bản chất, đây là tài nguyên tính toán theo yêu cầu, có thể thay đổi kích cỡ, cho phép bạn chạy ứng dụng trên đám mây mà không cần đầu tư vào phần cứng vật lý.

Khi bạn khởi chạy một AWS EC2 instance, bạn chọn một Amazon Machine Image, chứa hệ điều hành và phần mềm mong muốn. Tất cả phần việc phần cứng đã được làm sẵn để bạn không phải thiết lập từ đầu. Khi chọn một instance, bạn có thể chọn CPU, bộ nhớ, dung lượng mạng và nhiều yếu tố khác. Sự linh hoạt này tạo ra môi trường hoàn hảo cho công việc có thể mở rộng. Tôi sẽ minh họa một phần ở dưới.

EC2 so với các dịch vụ AWS khác

Nhiều người nhầm lẫn EC2 instance với các dịch vụ AWS khác. Phần này tôi sẽ giải thích những khác biệt chính giữa chúng. Cụ thể là:

EC2 vs. S3

EC2 cho phép bạn thuê máy chủ ảo (giống như thuê một máy tính trong trung tâm dữ liệu) trong khi S3 (Simple Storage Service) được thiết kế chỉ để lưu trữ và truy xuất tệp.

Cụ thể hơn một chút, S3 là dịch vụ lưu trữ dữ liệu dưới dạng đối tượng. Nó có khả năng mở rộng cao, an toàn và nhanh. Doanh nghiệp ở mọi quy mô có thể lưu trữ lượng dữ liệu lớn cho website, ứng dụng di động, sao lưu, lưu trữ dài hạn, ứng dụng doanh nghiệp, thiết bị IoT và phân tích dữ liệu lớn. Nó cũng cung cấp các công cụ đơn giản để quản lý và kiểm soát ai có thể truy cập dữ liệu của bạn.

EC2 vs. ECS/EKS

EC2 cho bạn toàn quyền kiểm soát máy ảo, nghĩa là bạn chịu trách nhiệm thiết lập, quản lý và duy trì môi trường phần mềm. Trái lại, các dịch vụ như ECS (Elastic Container Service) và EKS (Elastic Kubernetes Service) giúp bạn chạy ứng dụng dạng container mà không cần quản lý chi tiết máy chủ bên dưới. Chúng giống như một hệ thống container vận chuyển đã được tổ chức sẵn, nơi bạn chỉ việc đóng gói ứng dụng vào container và để AWS lo phần hậu cần.

EC2 vs. Lambda

Với EC2, bạn thuê và tự quản lý máy chủ ảo, trong khi Lambda là nền tảng serverless chạy mã của bạn để đáp ứng các sự kiện mà bạn không cần bận tâm đến máy chủ bên dưới. Lambda tự động xử lý hạ tầng, khả năng mở rộng và thực thi mã. Nó giống như đặt món ăn giao tận nơi theo yêu cầu thay vì thuê cả một căn bếp để tự nấu. Khóa học Streaming Data with AWS Kinesis and Lambda của chúng tôi trình bày một trường hợp sử dụng Lambda trong hệ sinh thái AWS.

EC2 vs. RDS

EC2 là dịch vụ tính toán mục đích chung dùng để chạy mọi loại ứng dụng, trong khi RDS (Relational Database Service) là dịch vụ được quản lý dành riêng cho cơ sở dữ liệu. RDS xử lý việc bảo trì, sao lưu và cập nhật cho cơ sở dữ liệu của bạn để bạn có thể tập trung vào ứng dụng, tương tự như có một nhà hàng được quản lý trọn gói nơi bạn chỉ cần tập trung vào thực đơn thay vì vận hành bếp mỗi ngày.

EC2 không hoạt động độc lập. Nó tích hợp chặt chẽ với một số dịch vụ AWS khác:

EC2 với Amazon EBS (Elastic Block Store)

EBS cung cấp lưu trữ dạng khối bền vững mà bạn có thể gắn vào EC2 instance. Hãy nghĩ EBS như một ổ cứng bạn cắm vào máy tính thuê, dữ liệu vẫn được giữ an toàn ngay cả khi máy tính khởi động lại.

EC2 với Amazon CloudWatch

CloudWatch giám sát hiệu năng instance EC2 bằng cách theo dõi các chỉ số như mức sử dụng CPU, I/O đĩa và lưu lượng mạng. Điều này giống như có một bảng điều khiển cho biết máy tính thuê của bạn hoạt động ra sao để bạn điều chỉnh tài nguyên khi cần.

EC2 với Auto Scaling

Auto Scaling tự động thêm hoặc bớt EC2 instance dựa trên nhu cầu của ứng dụng. Hãy hình dung như hệ thống tự động thuê thêm máy tính khi lưu lượng tăng đột biến và trả bớt khi không còn cần, đảm bảo bạn luôn có đủ năng lực tính toán mà không cần can thiệp thủ công.

Khóa học AWS Concepts tôi đã đề cập trước đó sẽ giúp bạn hiểu sâu hơn về các dịch vụ AWS và cách chúng phối hợp với nhau.

Bắt đầu với EC2 Instances

EC2 instance có khả năng tùy chỉnh rất cao và có thể cấu hình hoàn hảo để đáp ứng đúng yêu cầu của bạn. Dưới đây là các bước chính để khởi chạy và cấu hình một EC2 instance:

Khởi chạy một EC2 instance

Khởi chạy một EC2 instance là quy trình từng bước để thiết lập máy chủ ảo với đúng cấu hình bạn cần. Cách thực hiện như sau:

Đi tới thẻ EC2

Bạn có thể thực hiện bước này bằng cách tìm kiếm "EC2" trong thanh Search ở góc trên bên phải cổng của bạn hoặc chọn từ danh sách dịch vụ trong Console Home.

Khởi chạy instance mới

Sau bước này, bạn sẽ thấy các EC2 instance đã được cấp phát trong tài khoản của mình. Sau đó, hãy nhấp Launch Instance để bắt đầu cấu hình một EC2 Instance mới.

Chọn AMI (Amazon Machine Image)

AMI giống như bản thiết kế cấu hình sẵn cho máy tính của bạn trên đám mây. Nó đi kèm hệ điều hành và mọi phần mềm bổ sung bạn cần. Khi chọn AMI, bạn đang chọn “bộ khởi đầu” cho instance, tương tự như thuê một máy tính đã cài sẵn Windows hoặc Linux.

Chọn loại instance

Tiếp theo, bạn chọn loại instance dựa trên khối lượng công việc. AWS cung cấp nhiều loại, như T2 cho mục đích chung, hiệu năng bùng nổ hoặc C5 cho tác vụ nặng về tính toán. Hãy coi bước này như quyết định cấu hình phần cứng của máy tính thuê và mức mạnh mẽ về CPU, bộ nhớ, hiệu năng mạng.

Cấu hình cặp khóa

Để truy cập instance một cách an toàn, bạn cần tạo một cặp khóa (khóa công khai và khóa riêng). Điều này cho phép bạn kết nối tới instance bằng SSH (Secure Shell) hoặc RDP (Remote Desktop Protocol). Bạn nên chọn một cặp khóa hiện có hoặc tạo mới bằng cách nhấp Create a new key pair.

Cấu hình mạng

Sau đó bạn quyết định nơi instance “sống” bằng cách chọn Virtual Private Cloud (VPC) và subnet. Điều này xác định môi trường mạng, bao gồm việc instance có nhận địa chỉ IP công khai (để có thể truy cập qua Internet) hay vẫn ở chế độ riêng tư. Nó giống như chọn vị trí của máy tính trong một trung tâm dữ liệu an toàn.

Hình này hiển thị VPC và subnet mặc định do AWS chọn cho instance của bạn. Bạn cũng có thể tạo VPC và subnet mới nếu muốn tùy chỉnh thiết lập mạng.

Thiết lập bảo mật (security group)

Security Group hoạt động như tường lửa ảo. Tại đây, bạn định nghĩa các quy tắc kiểm soát loại lưu lượng nào (ví dụ: SSH, HTTP) có thể đến instance. Chẳng hạn, bạn có thể chỉ cho phép SSH từ địa chỉ IP cụ thể của mình. Bằng cách này, bạn giới hạn cách người dùng truy cập instance đã cấp phát. Bạn có thể tạo security group mới (bằng cách nhấp Create security group) hoặc chọn một nhóm hiện có.

Thêm lưu trữ

Bạn có thể gắn các ổ lưu trữ vào instance, như Amazon EBS, hoạt động như ổ cứng. Bạn cũng có thể thêm thẻ (tag) cho instance để dễ nhận diện và quản lý. Điều này giống như thiết lập không gian lưu trữ của máy tính và gắn nhãn để dễ truy cập sau này.

Rà soát và khởi chạy

Cuối cùng, bạn rà soát cấu hình của instance để đảm bảo mọi thứ đã thiết lập đúng. Nếu hài lòng, bạn nhấp Launch để khởi chạy instance. Điều này giống như kiểm tra lần cuối trước khi bật máy tính. Ngoài ra, hãy xem AWS EC2 Tutorial For Beginners để biết hướng dẫn cài đặt EC2 instance chi tiết trên môi trường cục bộ.

Một lựa chọn khác: user data script

Khi khởi chạy instance, bạn có thể cung cấp một script gọi là "user data" chạy trong lần khởi động đầu tiên. Script này có thể cài đặt phần mềm, áp dụng bản cập nhật hoặc cấu hình thiết lập tự động, giúp bạn không phải cấu hình thủ công mỗi lần.

Cấu hình và quản lý EC2 instance

Cấu hình một EC2 instance giống như thiết lập máy tính chính xác theo nhu cầu công việc của bạn. Sau khi khởi chạy, bạn có thể tùy chỉnh theo nhiều cách, chẳng hạn:

• Thay đổi kích cỡ: Bạn có thể đổi loại instance để điều chỉnh lượng CPU, bộ nhớ và tài nguyên khác. Tương tự như nâng cấp phần cứng máy tính: bạn có thể bắt đầu với cấu hình nhỏ để thử nghiệm và sau đó tăng lên máy mạnh hơn khi nhu cầu tăng.
• Cài đặt phần mềm: Khi instance đang chạy, bạn kết nối an toàn (bằng SSH và cặp khóa) và cài đặt các ứng dụng, dịch vụ cần thiết. Sau khi kết nối, bạn có thể cài phần mềm qua lệnh terminal hoặc giao diện đồ họa.
• Bảo mật truy cập: AWS sử dụng cặp khóa (khóa công khai và khóa riêng) để bảo mật truy cập vào instance. Khóa công khai được lưu trên instance, trong khi bạn giữ khóa riêng an toàn trên máy cục bộ. Dùng các cặp khóa SSH này để kết nối từ trình kết nối SSH của bạn.
• Dùng user data script: Khi khởi chạy instance, bạn có thể cung cấp một script (gọi là "user data") tự động chạy trong lần khởi động đầu. Script này có thể cài phần mềm, áp bản vá hoặc cấu hình thiết lập tự động, giúp bạn tiết kiệm thời gian thiết lập thủ công mỗi lần.
• Quản lý hệ thống với công cụ như systemd: Sau khi cài ứng dụng, bạn có thể muốn chúng tự khởi động mỗi lần máy bật hoặc tự khởi động lại nếu bị treo. Đây là lúc các công cụ quản lý hệ thống như systemd phát huy tác dụng, hoạt động như trình quản lý dịch vụ tích hợp cho máy chủ ảo của bạn.

Tự động mở rộng EC2 và cân bằng tải

EC2 Auto Scaling Groups và Elastic Load Balancing phối hợp chặt chẽ để đảm bảo ứng dụng của bạn luôn sẵn sàng và hoạt động tốt, ngay cả khi nhu cầu biến động.

Nhóm Auto Scaling

Trong AWS, một nhóm Auto Scaling tự động khởi chạy EC2 instance mới khi các chỉ số (như CPU hoặc lưu lượng mạng) vượt ngưỡng đã đặt và chấm dứt chúng khi nhu cầu giảm. Điều này có nghĩa bạn luôn có lượng năng lực tính toán phù hợp mà không phải điều chỉnh thủ công.

Elastic Load Balancing (ELB)

ELB tự động phân phối lưu lượng đến giữa tất cả EC2 instance khỏe mạnh trên một hoặc nhiều vùng sẵn sàng. Nếu một máy chủ không khả dụng hoặc quá tải, ELB sẽ định tuyến lại lưu lượng sang máy khác. Bằng cách này, chúng ta đảm bảo không instance nào bị quá sức. Khía cạnh này rất quan trọng đối với độ tin cậy của ứng dụng. Để nâng cao kỹ năng AWS, hãy xem lộ trình AWS Cloud Practitioner (CLF-C02) của chúng tôi.

Tính năng và lợi ích khi dùng EC2

EC2 là dịch vụ linh hoạt, cung cấp nhiều tính năng và lợi ích cho người dùng. Dưới đây là một số điểm:

Tính năng chính

Amazon EC2 cung cấp danh mục rộng và sâu các loại instance để phù hợp nhu cầu khối lượng công việc. Phần này tôi sẽ điểm qua các tính năng chính của EC2 instance.

• Tính linh hoạt: AWS cho phép bạn chọn từ nhiều loại instance, tài nguyên tính toán như CPU, GPU và lưu trữ, hệ điều hành như Windows, Mac, Linux, và các cấu hình như tham số mạng, thời gian hoạt động, v.v. để phù hợp yêu cầu cụ thể.
• Khả năng mở rộng: Tự động điều chỉnh năng lực tính toán với các dịch vụ như EC2 Auto Scaling để đáp ứng nhu cầu thay đổi.
• Tiết kiệm chi phí: Chọn từ nhiều mô hình định giá, bao gồm On-Demand, Savings Plans và Spot Instances để tối ưu chi phí.
• Tích hợp: Kết nối liền mạch với các dịch vụ AWS khác, như Amazon S3 cho lưu trữ, Amazon RDS cho cơ sở dữ liệu được quản lý và nhiều dịch vụ khác.

Lợi ích cho các khối lượng công việc khác nhau

Nhiều startup, doanh nghiệp và ứng dụng đòi hỏi dữ liệu lớn có thể hưởng lợi từ AWS EC2, tác động đáng kể đến công việc của họ.

Chạy tác vụ xử lý theo lô và công việc nặng

Khả năng mở rộng và linh hoạt của EC2 khiến nó là lựa chọn lý tưởng cho các tác vụ xử lý theo lô. Nó xử lý hiệu quả khối lượng dữ liệu lớn và hiệu năng cao, như xử lý log, thực hiện mô phỏng khoa học hoặc đơn giản là render tệp đa phương tiện.

Triển khai

Việc triển khai dịch vụ, ứng dụng web, mô hình học máy, v.v. không được khuyến nghị thực hiện trên máy chủ cục bộ vì nhiều lý do như khả năng mở rộng, bảo mật, hiệu quả chi phí, v.v. EC2 instance cung cấp thiết lập tối ưu để bạn sử dụng với chi phí thấp nhất có thể và hiệu năng cao nhất. Sự đánh đổi này giúp bạn quản lý sản phẩm hiệu quả.

Mô hình mua và tối ưu chi phí

Điều quan trọng là hiểu các mô hình định giá khác nhau và chiến lược tối ưu chi phí để tận dụng tối đa EC2 instance mà không chi tiêu quá mức. Phần này, tôi sẽ giải thích các tùy chọn định giá và cách tối ưu chi phí.

Tùy chọn định giá EC2

Amazon EC2 cung cấp nhiều mô hình định giá để phù hợp với khối lượng công việc và ngân sách khác nhau. Dưới đây là các lựa chọn chính:

On-Demand Instances

Hãy coi On-Demand Instances như thuê năng lực tính toán theo giờ hoặc giây — giống như gọi taxi đi nhanh thay vì mua xe. Bạn tránh được chi phí trả trước và cam kết dài hạn, chỉ trả cho những gì sử dụng, như hóa đơn điện. Chúng lý tưởng cho khối lượng công việc khó dự đoán (đột biến lưu lượng) hoặc thử nghiệm ứng dụng mới.

Spot Instances

Amazon EC2 Spot Instances cung cấp năng lực AWS chưa sử dụng với chi phí thấp hơn tới 90% so với On-Demand Instances, vốn tính phí cố định theo giờ/giây để có quyền truy cập liên tục, được đảm bảo. Khác với On-Demand (lý tưởng cho công việc ổn định, khẩn cấp), Spot Instances hoạt động như một phiên đấu giá động, rẻ hơn nhưng có thể bị gián đoạn, AWS có thể thu hồi tài nguyên nếu nhu cầu tăng.

Savings Plans

AWS Savings Plans cho phép bạn tiết kiệm tới 72% so với giá On-Demand nếu bạn cam kết sử dụng một lượng năng lực tính toán cố định theo giờ trong 1 hoặc 3 năm. AWS cung cấp ba loại: Compute Savings Plans (áp dụng cho EC2, Lambda và Fargate), EC2 Instance Savings Plans (cụ thể cho EC2) và SageMaker Savings Plans (cho khối lượng công việc ML).

On-Demand Capacity Reservations

On-Demand Capacity Reservations cho phép bạn đặt trước năng lực tính toán EC2 trong một Availability Zone cụ thể trong thời gian cần thiết, đảm bảo quyền truy cập ngay cả khi khan hiếm. Hãy coi như đặt chỗ đậu xe đảm bảo trước, bạn trả mức giá On-Demand tiêu chuẩn nhưng tránh rủi ro thiếu tài nguyên.

Amazon EC2 capacity for machine learning

Amazon EC2 Capacity Blocks for ML cho phép bạn đặt trước các instance GPU (P5 hoặc P4d) trước cho một khoảng thời gian cụ thể để chạy khối lượng công việc ML, chỉ trả tiền cho thời gian tính toán bạn đặt. Hãy coi như đặt phòng họp cho cuộc họp quan trọng: bạn đảm bảo có sẵn tài nguyên cho tác vụ ML (huấn luyện, thử nghiệm, hoặc mở rộng) vào ngày đã chọn, không cần hợp đồng.

Dedicated Hosts

Amazon EC2 Dedicated Hosts cho phép bạn đặt trước một máy chủ vật lý dành riêng cho khối lượng công việc của bạn, như một “phòng riêng” trong trung tâm dữ liệu của AWS. Hãy hình dung như thuê một văn phòng trang bị đầy đủ: bạn kiểm soát phần cứng và có thể tái sử dụng giấy phép hiện có (ví dụ: Windows, SQL Server) để giảm chi phí, trong khi AWS xử lý bảo trì và hạ tầng. Có thể mua dạng On-Demand (theo giờ) hoặc qua Savings Plans.

Cách tính phí EC2

Tính chi phí EC2 instance phụ thuộc vào ba yếu tố chính: kích cỡ/loại instance, số giờ sử dụng, và khu vực địa lý. Instance lớn hơn với tài nguyên nặng như GPU và bộ nhớ sẽ tốn nhiều chi phí mỗi giờ hơn. Ngoài ra, chi phí tích lũy dựa trên thời gian chạy (giây, phút hoặc giờ) và mô hình định giá (On-Demand, Reserved, Spot), đồng thời giá cũng khác nhau giữa các khu vực AWS do nhu cầu địa phương, chi phí hạ tầng và thuế.

Chiến lược tối ưu chi phí

Có nhiều cách để tối ưu chi phí, chẳng hạn:

• Right-sizing: Phù hợp thông số instance (CPU, bộ nhớ, lưu trữ) với yêu cầu khối lượng công việc.
• Dùng Spot Instances: Dùng cho tác vụ có thể gián đoạn (batch) để tiết kiệm.
• Kích hoạt Savings Plans/Reserved Instances: Cam kết 1 hoặc 3 năm cho khối lượng công việc ổn định để giảm chi phí.
• Tự động mở rộng: Tự động điều chỉnh năng lực để khớp nhu cầu, tránh cấp phát dư thừa.
• Chọn khu vực: Triển khai ở khu vực có chi phí thấp hơn như US East so với EU West, nếu phù hợp.

Cũng có một số công cụ giúp tối ưu chi phí EC2 của bạn. AWS Cost Explorer có thể theo dõi xu hướng chi tiêu và xác định cơ hội tối ưu. Trusted Advisor có thể đưa ra khuyến nghị và đôi khi rất hữu ích.

Thực hành tốt và cân nhắc bảo mật cho EC2

Để triển khai EC2 an toàn và hiệu quả, hãy tập trung vào ba lĩnh vực chính sau:

Tối ưu hiệu năng

Sử dụng Amazon CloudWatch để giám sát CPU, bộ nhớ và mạng, phát hiện sớm sự cố. Chọn kích cỡ instance phù hợp để tránh chi phí không cần thiết. Bật Auto Scaling để tự động điều chỉnh năng lực dựa trên lưu lượng.

Tăng cường bảo mật

Kiểm soát truy cập bằng security group và VPC để cô lập instance. Dùng cặp khóa thay vì mật khẩu để xác thực. Giữ an toàn cho instance với vá lỗi tự động và cập nhật định kỳ.

Đảm bảo sao lưu tin cậy

Tạo AMI để sao lưu toàn bộ instance và dùng EBS snapshot cho lưu trữ. Tự động hóa sao lưu với AWS Backup và lưu bản sao ở nhiều khu vực để tăng cường bảo vệ.

Kết luận

Tóm lại, EC2 mang đến cho bạn khả năng tạo ra các giải pháp linh hoạt, có thể mở rộng và tiết kiệm chi phí gần như tức thì. Nó dễ dàng tích hợp với các dịch vụ AWS khác để đơn giản hóa triển khai và tính toán hiệu năng cao. Nó cũng cung cấp các mô hình mua linh hoạt, hoàn toàn phù hợp với yêu cầu ứng dụng của bạn. Tốt nhất là bạn còn có thể tạo một instance miễn phí.

Nắm vững EC2 có thể là bàn đạp hướng tới kiến trúc đám mây và chiến lược triển khai nâng cao hơn. Tiếp tục tìm hiểu về các dịch vụ AWS với lộ trình kỹ năng AWS Cloud Practitioner và khóa học AWS Cloud Technology and Services Concepts của chúng tôi.