Báo cáo mạng điều khiển mềm sdn, cloud computing và aws mô phỏng truyền tin và so sánh hiệu suất trên nền tảng aws

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY UNIVERSITY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY BÁO CÁO MẠNG ĐIỀU KHIỂN MỀM SDN, Cloud Computing và AWS Mô phỏng truyền tin và so sánh hiệu suất trên nền tảng AWS Giảng viên hướng[.]

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY UNIVERSITY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY

BÁO CÁO MẠNG ĐIỀU KHIỂN MỀM

SDN, Cloud Computing và AWS: Mô phỏng truyền

tin và so sánh hiệu suất trên nền tảng AWS

Giảng viên hướng dẫn: TS Đinh Thị Thái Mai

Vũ Mạnh Dinh - 20021502

Phạm Văn Cường - 20021500

Tạ Hoàng Anh - 20021490

Hoàng Anh Quân - 20021572

Lê Tuấn Anh - 20021485

Hà Nội, 2023

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời đại số hóa hiện nay, Cloud Computing đã trở thành một trong những

xu hướng phát triển công nghệ quan trọng nhất Các doanh nghiệp đang dần chuyển sang sử dụng Cloud Computing để giảm chi phí đầu tư cơ sở hạ tầng và tăng tính linh hoạt trong việc quản lý tài nguyên Trong số các dịch vụ Cloud Computing, Amazon Web Services (AWS) là một trong những nền tảng được ưa chuộng nhất

Với AWS, người dùng có thể dễ dàng tạo ra các tài nguyên đám mây và triển khai các ứng dụng của mình một cách nhanh chóng và tiện lợi Điều này đã tạo ra sự thuận tiện cho các doanh nghiệp và cá nhân trong việc quản lý và triển khai ứng dụng của mình Ngoài ra, AWS cũng cung cấp nhiều dịch vụ truyền tin khác nhau để hỗ trợ việc chuyển đổi sang môi trường đám mây

Tuy nhiên, việc sử dụng các dịch vụ truyền tin trên nền tảng AWS có thể gặp phải một số thách thức về hiệu suất và độ trễ Vì vậy, việc mô phỏng và so sánh hiệu suất của các dịch vụ này trên nền tảng AWS sẽ giúp người dùng có cái nhìn tổng quan hơn về khả năng và giới hạn của các dịch vụ này

Báo cáo này sẽ tập trung vào việc mô tả Cloud Computing và AWS, đồng thời cung cấp một phương pháp mô phỏng truyền tin trên nền tảng AWS và đánh giá hiệu suất của các dịch vụ truyền tin trên đó Hy vọng rằng báo cáo này sẽ giúp mọi người

có cái nhìn sâu sắc hơn về công nghệ đám mây và nền tảng AWS, cũng như giúp họ hiểu rõ hơn về các dịch vụ truyền tin trên đó và đánh giá hiệu suất của chúng

Từ khóa: SDN, Cloud computing, AWS, Amazon.

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC

1 Tổng quan về SDN và Cloud Computing:4 1.1 Giới thiệu về SDN và Cloud Computing.4

1.2 Các thành phần của SDN và Cloud Computing5

1.2.1.Các thành phần của SDN5

1.2

2 Các thành phần của Cloud Computing5

1.3 Ưu điểm trong việc triển khai mạng và quản lý tài nguyên6

1.3.1 Ưu điểm của SDN6

1.3.2 Ưu điểm của Cloud Computing6

2 Giới thiệu về Amazon Web Services (AWS)7 2.1 Tổng quan về AWS.7

2.2 Các kiến trúc của AWS.7

2.2.1 AWS Region7

2.2

2 AWS Availability Zones (AZ)8

2.2.3 AWS Virtual Private Clouds (VPC)8

2.3 Các đặc trưng của AWS9

2.3.1 Tính linh hoạt (Flexibility)9

2.3

2 Tiết kiệm chi phí (Cost effective)10

2.3.3 Khả năng mở rộng và đàn hồi10

2.3.4 Bảo mật10

2.4 Các dịch vụ truyền tin trên nền tảng AWS10

2.4.1 Amazon SNS (Simple Notification Service)11

2.4

2 Amazon SQS (Simple Queue Service)11

2.4.3 Amazon MQ12

2.4.4 Amazon Kinesis12

2.4.5 Amazon Pinpoint12

2.4

6 AWS IoT Core12

3 Mô phỏng13

3.1 Mô phỏng truyền tin trên nền tảng AWS13

3.2 So sánh hiệu suất16

TỔNG KẾT17 TÀI LIỆU THAM KHẢO18

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Tổng quan về SDN (Software-Defined Networking) 4

Hình 1.2 Tổng quan về Điện toán đám mây 5

Hình 2.1 Tổng quan về Amazon Web Services (AWS) 7

Hình 2.2 AWS Region 8

Hình 2.3 AWS virtual private clouds 9

Hình 2.4 Amazon SNS (Simple Notification Service) 11

Hình 2.5 Amazon SQS (Simple Queue Service) 11

Hình 2.6 AWS IoT Core 12

Hình 3.1 13

Hình 3.2 13

Hình 3.3 14

Hình 3.4 14

Hình 3.5 14

Hình 3.6 15

Hình 3.7 15

Hình 3.8 16

1 Tổng quan về SDN (Software-Defined

Networking) và Cloud Computing

1.1 Giới thiệu về SDN và Cloud Computing.

Software-Defined Networking (SDN) và Cloud Computing là hai công nghệ tiên tiến đang được sử dụng phổ biến trong việc triển khai mạng và quản lý tài nguyên SDN là một kiến trúc mạng, trong đó điều khiển mạng được tách ra khỏi thiết bị chuyển tiếp dữ liệu và chuyển sang một bộ điều khiển trung tâm, cho phép quản lý mạng một cách linh hoạt và độc lập với phần cứng SDN giúp cải thiện hiệu quả vận hành mạng, giảm chi phí và tăng tính linh hoạt trong việc triển khai và quản lý mạng

Hình 1.1.

Cloud Computing là một mô hình cung cấp tài nguyên tính toán, lưu trữ và phần mềm trên internet, cho phép người dùng truy cập vào các tài nguyên này từ bất kỳ đâu

và bất kỳ khi nào Các tài nguyên này được cung cấp trên một nền tảng phần mềm được quản lý bởi nhà cung cấp dịch vụ Cloud Computing Cloud Computing giúp cải thiện khả năng linh hoạt, tiết kiệm chi phí và tăng tính bảo mật và tin cậy trong việc quản lý tài nguyên tính toán và lưu trữ

SDN và Cloud Computing là hai công nghệ độc lập nhau nhưng có thể kết hợp

để cải thiện hiệu quả trong việc triển khai và quản lý mạng, cũng như quản lý tài nguyên tính toán và lưu trữ Nhiều nhà cung cấp dịch vụ Cloud Computing đã tích hợp các giải pháp SDN vào các nền tảng của họ, cho phép khách hàng tùy chỉnh mạng của mình một cách linh hoạt và dễ dàng

Hình 1.2.

1.2 Các thành phần của SDN và Cloud Computing

1.2.1 Các thành phần của SDN

Bộ điều khiển (Controller): Là thành phần trung tâm của SDN, được sử dụng để điều khiển mạng và quản lý các chuyển tiếp dữ liệu trên mạng

Giao thức điều khiển (Control Protocol): Các giao thức này được sử dụng để trao đổi thông tin giữa bộ điều khiển và các thiết bị chuyển tiếp dữ liệu trên mạng

Thiết bị chuyển tiếp dữ liệu (Switch): Là thành phần quan trọng của SDN, được

sử dụng để chuyển tiếp dữ liệu giữa các thiết bị trên mạng

Giao thức chuyển tiếp dữ liệu (Data Protocol): Là các giao thức được sử dụng để chuyển tiếp dữ liệu giữa các thiết bị trên mạng

1.2.2 Các thành phần của Cloud Computing:

Môi trường ảo hóa (Virtualization Environment): Là một môi trường được tạo ra

để chạy các ứng dụng và hệ thống trên các máy chủ vật lý

Tài nguyên tính toán (Compute Resources): Là tài nguyên được sử dụng để chạy các ứng dụng và hệ thống trên các máy chủ ảo

Tài nguyên lưu trữ (Storage Resources): Là tài nguyên được sử dụng để lưu trữ các dữ liệu và thông tin của ứng dụng và hệ thống trên Cloud

Dịch vụ mạng (Networking Services): Cung cấp các dịch vụ liên quan đến mạng, cho phép kết nối các máy chủ và tài nguyên trên Cloud

Dịch vụ quản lý (Management Services): Cung cấp các dịch vụ quản lý hệ thống, bao gồm bảo mật, giám sát và tự động hóa công việc quản lý

1.3 Ưu điểm của SDN và Cloud Computing trong việc

triển khai mạng và quản lý tài nguyên.

SDN và Cloud Computing đều có những ưu điểm đáng kể khi sử dụng trong việc triển khai mạng và quản lý tài nguyên Dưới đây là một số ưu điểm của mỗi công nghệ:

1.3.1 Ưu điểm của SDN:

Quản lý mạng trung tâm: Bằng cách sử dụng bộ điều khiển trung tâm, SDN cho phép quản lý mạng một cách hiệu quả hơn, giúp người quản trị mạng dễ dàng kiểm soát toàn bộ hệ thống mạng.

Độ linh hoạt cao: SDN cho phép chuyển đổi và cấu hình các thiết bị mạng một cách nhanh chóng và linh hoạt hơn, giúp cải thiện khả năng tùy chỉnh mạng cho các ứng dụng cụ thể.

Tối ưu hóa hiệu suất mạng: SDN cho phép tối ưu hóa đường truyền và tăng cường hiệu suất mạng bằng cách điều chỉnh các chuyển tiếp dữ liệu trên mạng Giảm chi phí quản lý: Bằng cách giảm phụ thuộc vào các thiết bị chuyển tiếp dữ liệu đắt tiền, SDN giúp giảm chi phí quản lý mạng.

1.3.2 Ưu điểm của Cloud Computing:

Tiết kiệm chi phí: Cloud Computing giúp tiết kiệm chi phí cho các doanh nghiệp bằng cách giảm thiểu nhu cầu về phần cứng và giảm chi phí vận hành.

Độ linh hoạt cao: Các tài nguyên trên Cloud có thể được tăng hoặc giảm linh hoạt tùy theo nhu cầu sử dụng, giúp các doanh nghiệp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên.

Dễ dàng quản lý: Cloud Computing cung cấp các công cụ quản lý tài nguyên, cho phép người dùng quản lý các tài nguyên trên Cloud một cách dễ dàng.

Tính khả dụng cao: Các dịch vụ trên Cloud thường được thiết kế để đảm bảo tính khả dụng cao, đảm bảo rằng ứng dụng và dữ liệu của người dùng luôn sẵn sàng và có thể truy cập được 24/7.

Bảo mật: Cloud Computing cung cấp các dịch vụ bảo mật mạnh mẽ để đảm bảo.

2 Giới thiệu về Amazon Web Services (AWS):

2.1 Tổng quan về Amazon Web Services (AWS):

Amazon Web Services (AWS) là một nền tảng điện toán đám mây của Amazon, cung cấp các dịch vụ đám mây cho các tổ chức và cá nhân AWS cung cấp nhiều dịch

vụ khác nhau như tính toán, lưu trữ, cơ sở dữ liệu, phân tích dữ liệu, trí tuệ nhân tạo, Internet of Things và nhiều dịch vụ khác Với quy mô lớn và tính linh hoạt cao, AWS

là một trong những nền tảng điện toán đám mây phổ biến nhất hiện nay

AWS được phát triển và triển khai trên các trung tâm dữ liệu khắp thế giới, cho phép người dùng truy cập và sử dụng các dịch vụ của nó từ bất kỳ đâu trên thế giới Nền tảng này được thiết kế để cung cấp tính khả dụng cao và độ tin cậy cao, với các dịch vụ được cấu hình để tự động phát hiện và khắc phục các sự cố khi chúng xảy ra Các dịch vụ của AWS có thể được sử dụng theo mô hình thanh toán dựa trên sử dụng thực tế (pay-as-you-go), cho phép người dùng chỉ trả tiền cho các tài nguyên mà

họ sử dụng thực sự, giúp tiết kiệm chi phí và tăng tính linh hoạt AWS cũng cung cấp các công cụ quản lý và giám sát để giúp người dùng theo dõi việc sử dụng tài nguyên

và tối ưu hóa hiệu suất

Hình 2.1.

2.2 Các kiến trúc của AWS

2.2.1 AWS Region

AWS được phân phối trên toàn cầu với các vùng địa lý khác nhau, nơi mà AWS tập trung xây dựng cơ sở hạ tầng của họ Trong mỗi region chứa một hoặc nhiều khu

vực khả dụng (availability zone - AZ), các trung tâm dữ liệu độc lập với nguồn điện và

hệ thống mạng riêng, được liên kết với nhau bằng các kết nối tốc độ cao

Việc cung cấp các khu vực địa lý riêng biệt cho phép AWS đáp ứng các yêu cầu

về chủ quyền dữ liệu và quy định pháp luật của từng khu vực khác nhau trên thế giới Ngoài ra, việc lựa chọn khu vực phù hợp có thể giúp giảm độ trễ (latency) và tăng tốc

độ truy cập cho người dùng, vì dữ liệu và tài nguyên được phân bố gần Việc chọn khu vực phù hợp cũng có thể giúp giảm chi phí vận hành, bởi vì có thể sử dụng các dịch vụ giống nhau trong cùng một khu vực để tối ưu hóa hiệu quả và tăng tính sẵn sàng của

hệ thống

Hình 2.2.

2.2.2 AWS Availability Zones (AZ)

Vùng khả dụng (availability zone) là một vị trí địa lý có chứa trung tâm dữ liệu (data center) Nó cung cấp khả năng chịu lỗi cao và khả năng khôi phục sau sự cố Mỗi Availability Zone (AZ) là một trung tâm dữ liệu độc lập với nguồn điện và hệ thống mạng riêng, được liên kết với nhau bằng các kết nối tốc độ cao

AWS cung cấp nhiều AZ trong mỗi khu vực để đảm bảo tính sẵn sàng cao cho các dịch vụ và ứng dụng của khách hàng Mỗi AZ được thiết kế để hoạt động độc lập với các AZ khác trong cùng một khu vực, điều này đảm bảo rằng sự cố xảy ra ở một

AZ sẽ không ảnh hưởng đến các AZ khác

Một AZ được mở rộng bởi nhiều data center vật lý, tuy nhiên các data center này

là riêng biệt với mỗi AZ, không có data center nào phục vụ đồng thời 2 hay nhiều AZ

2.2.3 AWS Virtual Private Clouds (VPC)

VPC là một hệ thống mạng riêng ảo, phạm vi trong một AWS Region Nó cho phép người dùng tạo các mạng ảo riêng, các tài nguyên, và các mạng con được quản lý bởi chính họ, hoàn toàn độc lập với các mạng khác trong cloud của AWS hoặc trên Internet

Mỗi VPC được tạo ra trên một hoặc nhiều AZ, trong một vùng (Region) cụ thể của AWS Người dùng có thể đặt toàn bộ hệ thống vào một VPC để cô lập với môi trường bên ngoài Người dùng toàn quyền kiểm soát môi trường mạng ảo của mình, bao gồm lựa chọn dải địa chỉ IP riêng, tạo mạng con và cấu hình bảng định tuyến và cổng mạng Với VPC, người dùng có thể cấu hình để các thành phần nào có thể cho phép truy cập internet vào và ra (server, file store) và các thành phần nào không (database, ), điều này có thể giúp người dùng bảo vệ các tài nguyên từ những cuộc tấn công mạng

Hình 2.3.

2.3 Các đặc trưng của AWS

2.3.1 Tính linh hoạt (Flexibility)

Tính linh hoạt của AWS giúp cho các doanh nghiệp không phải đầu tư quá nhiều vào kiến trúc, ngôn ngữ lập trình và hệ điều hành mới Thay vào đó, AWS cung cấp một loạt các dịch vụ có thể được sử dụng dưới dạng nền tảng dịch vụ (PaaS) hoặc hạ tầng dưới dạng dịch vụ (IaaS), giúp các doanh nghiệp tập trung vào việc phát triển ứng dụng của họ thay vì việc quản lý cơ sở hạ tầng Điều này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí cho các doanh nghiệp và cho phép họ tập trung vào hoạt động kinh doanh chính của mình

AWS cũng cho phép các tổ chức chuyển đổi dần dần từ các giải pháp truyền thống sang các giải pháp đám mây mà không cần phải đầu tư quá nhiều vào việc đổi

mới cơ sở hạ tầng hoặc thay đổi cách thức phát triển ứng dụng Bằng cách sử dụng các dịch vụ của AWS, các tổ chức có thể linh hoạt mở rộng hoặc thu nhỏ quy mô hệ thống của mình tùy thuộc vào nhu cầu kinh doanh và ngân sách của họ

2.3.2 Tiết kiệm chi phí (Cost effective)

Chi phí là một trong những yếu tố quan trọng nhất cần được xem xét trong việc cung cấp các giải pháp CNTT Vì AWS là một nền tảng đám mây lớn, do đó, chi phí hoạt động thường thấp hơn so với việc tự xây dựng hệ thống

Việc sử dụng đám mây AWS cũng giúp giảm thiểu các chi phí khác như chi phí bảo trì phần cứng, chi phí bảo mật, chi phí quản lý hạ tầng, chi phí đào tạo nhân viên,

và giảm thiểu rủi ro rủi ro về việc sử dụng phần cứng

Người dùng có thể tăng giảm quy mô tùy vào nhu cầu về tài nguyên tăng hoặc giảm và nó cũng có khả năng đáp ứng các thay đổi nhanh chóng bất kể thay đổi lớn hay nhỏ

2.3.3 Khả năng mở rộng và đàn hồi

Khả năng mở rộng và tính linh hoạt là rất quan trọng trong các tổ chức CNTT và đám mây aws cung cấp nhiều lợi ích trong việc đáp ứng nhu cầu của khách hàng Bằng cách sử dụng aws, khách hàng có thể tận dụng các tính năng như độ co giãn, cân bằng tải linh hoạt và tự động giảm quy mô để tăng hoặc giảm quy mô tài nguyên máy tính

AWS cũng hữu ích để triển khai các công việc ngắn hạn, công việc quan trọng và các công việc lặp lại theo định kỳ

2.3.4 Bảo mật

AWS cung cấp một nền tảng điện toán đám mây có thể mở rộng, cung cấp cho khách hàng khả năng bảo mật đầu cuối và quyền riêng tư từ đầu đến cuối

AWS kết hợp bảo mật vào các dịch vụ của mình và tài liệu để mô tả cách sử dụng các tính năng bảo mật

AWS duy trì tính bảo mật, tính toàn vẹn và tính khả dụng của dữ liệu người dùng, đây là điều tối quan trọng của AWS

2.4 Các dịch vụ truyền tin trên nền tảng AWS.

Các dịch vụ truyền tin trên nền tảng AWS đều được thiết kế để có khả năng mở rộng và tính sẵn sàng cao, cho phép xử lý hàng trăm, thậm chí hàng nghìn thông điệp mỗi giây Bên cạnh đó, các dịch vụ này cũng được bảo vệ bởi các giải pháp an ninh và bảo mật đa lớp để đảm bảo tính an toàn

- Trên nền tảng AWS, có nhiều dịch vụ cho phép truyền tin như sau:

2.4.1 Amazon SNS (Simple Notification Service):

Đây là dịch vụ cho phép gửi thông báo, tin nhắn đến nhiều người dùng thông qua email, SMS, mobile push và các cách khác Việc triển khai và sử dụng Amazon SNS rất đơn giản thông qua giao diện web hoặc các API được cung cấp bởi AWS

Hình 2.4.

2.4.2 Amazon SQS (Simple Queue Service):

Đây là dịch vụ cho phép lưu trữ và xử lý hàng đợi thông điệp Khi có thông điệp được gửi tới, nó sẽ được đưa vào hàng đợi và được xử lý theo trình tự FIFO (First-In-First-Out) Amazon SQS được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng truyền thông và các hệ thống xử lý đám mây

Hình 2.5.