Published on Apr 01, 2024

All You Need To Know About IPv4

Khi muốn liên lạc với một người, bạn sẽ cần có địa chỉ của người đó, có thể là số điện thoại, email hay địa chỉ nhà. Nhưng dù là gì thì những địa chỉ đó luôn là duy nhất. Trên mạng internet cũng vậy, các máy tính muốn giao tiếp được với nhau sẽ cần có một địa chỉ IP. Vậy địa chỉ IP là gì, chúng ta sẽ cùng đi tìm hiểu nó trong bài viết này.

Structure

Địa chỉ IP là một chuỗi nhị phân 32 bit, được chia thành 4 phần bằng nhau gọi là các octet. Mỗi octet có 8 bit, cách nhau bởi dấu chấm. Việc biểu diễn số nhị phân thường không trực quan nên người ta chuyển mỗi octet thành một số thập phân, số này có giá trị từ 0 đến 255.

Các máy tính kết nối mới nhau tạo thành một mạng riêng. Địa chỉ đại diện cho mạng gọi là network ID, địa chỉ của mỗi máy trong mạng gọi là host ID.

IP Classes

Trong thực tế, để xác định một địa điểm trên thế giới bạn sẽ cần khoanh vùng và thu hẹp dần phạm vi cho đến khi tìm được chính xác vị trí của địa điểm đó. Địa chỉ IP cũng được chia thành các lớp để dễ dàng quản lý và định tuyến dữ liệu. Mỗi lớp IP sẽ cần tuân theo các quy tắc:

Dựa vào đây chúng ta sẽ có các lớp IP như sau:

Class	From	To	Networks	Hosts/Network
A	1.0.0.0	127.255.255.255	126	16,777,214
B	128.0.0.0	191.255.255.255	16,382	65,534
C	192.0.0.0	223.255.255.255	2,097,150	254

Riêng với các địa chỉ lớp A từ 127.0.0.0 đến 127.255.255.255 được dùng làm địa chỉ loopback sử dụng cho mục đích phát triển ứng dụng. Trên máy tính, bạn sẽ thấy địa chỉ của localhost thường là 127.0.0.1.

Ngoài ra còn có địa chỉ lớp D có phạm vi từ 244.0.0.0 đến 239.255.255.255 được dùng làm các địa chỉ multicast. Địa chỉ lớp E từ 240.0.0.0 đến 255.255.255.255 được dùng trong nghiên cứu hay để dự phòng.

Private IP

Các thiết bị muốn giao tiếp được trong mạng internet cần có một địa chỉ IP duy nhất và gọi đó là public IP. Được cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ internet (ISP), địa chỉ này tương tự như số điện thoại của bạn, là duy nhất trên toàn thế giới. Bất kỳ ai có nó cũng có thể gọi hay nhắn tin được cho bạn.

Tuy nhiên, tổng số lượng địa chỉ IPv4 có thể có là hơn 4 tỷ trong khi dân số thế giới đã là 8 tỷ người, chưa kể đến việc một người có thể sở hữu nhiều thiết bị khác nhau có kết nối internet. Vậy tại sao internet vẫn hoạt động khi không có đủ địa chỉ IP để cấp cho tất cả các thiết bị?

Đó là nhờ private IP. Thực tế, các thiết bị mạng trong nhà không nhất thiết phải có public IP mới có thể truy cập internet. Thứ duy nhất cần public IP là router.

Các thiết bị kết nối tới router tạo thành một mạng nội bộ. Mỗi thiết bị sẽ được cấp một địa chỉ IP duy nhất trong phạm của vi mạng đó. Địa chỉ này gọi là private IP. Người ta dành ra một dải IP của từng class để làm private IP. Bạn sẽ không thể sử dụng IP này để giao tiếp với các thiết bị khác trên internet.

Class	From	To
A	10.0.0.0	10.255.255.255
B	172.16.0.0	172.31.255.255
C	192.168.0.0	192.168.255.255

Các thiết bị muốn truy cập internet sẽ cần đi qua router. Dựa vào NAT (Network Address Translation), router sẽ forward gói tin từ thiết bị ra ngoài internet và làm ngược lại trong trường hợp gói tin từ internet gửi về.

Subnet mask

Khi số lượng host trong mạng lớn, thay vì tất cả đều connect đến một router thì việc chia mạng thành các mạng con nhỏ hơn mang lại nhiều lợi ích về mặt quản lý, làm giảm lưu lượng broadcast trên mạng. Giống như thay vì đánh số từ nhà đầu tiên đến nhà cuối cùng trong thành phố thì có thể chia ra đánh số cho từng nhà trong phạm vi nhỏ hơn theo phường, tên đường.

Subnet mask dùng để chia một mạng thành các mạng nhỏ hơn. Là một số nhị phân 32 bit tương tự như địa chỉ IP, quy định các bit thuộc về phần địa chỉ mạng (có giá trị là 1) và các bit sẽ được dùng làm địa chỉ host (có giá trị là 0).

Ví dụ với mạng 192.168.1.0, bạn có thể mượn 2 bit của phần host để tạo thành 4 mạng con (2^2). Số lượng host mỗi mạng con là 62 (2^6 - 2) do mỗi mạng con cũng cần 1 địa chỉ mạng và một địa chỉ broadcast.

Subnet	Host Address Range	Broadcast Address
192.168.1.0	192.168.1.1 - 192.168.1.62	192.168.1.63
192.168.1.64	192.168.1.65 - 192.168.1.126	192.168.1.127
192.168.1.128	192.168.1.129 - 192.168.1.190	192.168.1.191
192.168.1.192	192.168.1.193 - 192.168.1.254	192.168.1.255

Như vậy tổng số lượng host tối đa trong mạng là 248 (4 x 62). Số lượng mạng đã tăng nhưng tổng số lượng host giảm đi.

Để biểu diễn ta dùng kí hiệu 192.168.1.0/26. Nghĩa là mạng này có 26 bit đầu tiên thuộc về địa chỉ mạng, 6 bit còn lại sẽ được sử dụng làm địa chỉ host.

Conclusion

Địa chỉ IP là một trong những kiến thức cơ bản mà bất cứ lập trình viên nào cũng nên nắm vững. Hiểu được cách địa chỉ IP và subnet mask hoạt động sẽ giúp bạn dễ dàng tiếp cận với những lĩnh vực khác liên quan đến Networking và Cloud Computing.

NetWorking

Read more

AWS CDK

Overview And Key Techniques In CDK

AWS Cloud Development Kit (CDK) là một framework mạnh mẽ cho phép sử dụng ngôn ngữ lập trình thông dụng như TypeScript, Python, Go… để định nghĩa và triển khai hạ tầng trên AWS. CDK giúp chúng ta dễ dàng quản lý resources bằng cách chuyển đổi từ mã nguồn sang mô hình hạ tầng dưới dạng CloudFormation. Để tìm hiểu kỹ hơn về CDK bạn có thể đọc qua bài viết IaC With AWS CDK. Dưới đây là tổng hợp các khía cạnh quan trọng khác mà bạn cần nắm vững để sử dụng CDK một cách hiệu quả. Phases CDK hoạt động theo ba phase chính: synth time, deploy time, và runtime. Mỗi phase có vai trò khác nhau trong việc xây dựng và quản lý hạ tầng trên AWS. Synth Time Ở giai đoạn này, CDK tổng hợp (synthesize) mã nguồn của bạn thành một tập hợp các tệp JSON dưới dạng CloudFormation Template. Không có resource nào được tạo trong giai đoạn này, nó chỉ đơn thuần là việc tạo ra mô tả hạ tầng. Khi bạn chạy lệnh cdk synth, CDK sẽ tạo ra template CloudFormation mô tả toàn bộ hạ tầng của bạn. Deploy Time Đây là giai đoạn triển khai (deploy) thực sự. Các template CloudFormation được gửi lên AWS và triển khai resources theo mô tả trong template. Lệnh cdk deploy sẽ triển khai các thay đổi của bạn lên tài khoản AWS. Trong quá trình này, AWS sẽ tạo, cập nhật hoặc xóa resource. Runtime Đây là giai đoạn khi các resource của bạn đang hoạt động trên AWS sau khi đã được triển khai. Các dịch vụ như Lambda, EC2, S3 sẽ hoạt động theo logic đã định nghĩa và bạn có thể bắt đầu tương tác với chúng. Resources Mỗi resource trong AWS được định nghĩa thông qua Construct. Tập hợp nhiều constructs tạo nên một Stack. Ví dụ về construct: new s3.Bucket(this, 's3-bucket', { versioned: false, autoDeleteObjects: true, removalPolicy: cdk.RemovalPolicy.RETAIN, }); Ví dụ về stack: import * as cdk from 'aws-cdk-lib'; import * as s3 from 'aws-cdk-lib/aws-s3'; import * as iam from 'aws-cdk-lib/aws-iam'; import { Construct } from 'constructs'; interface S3Props extends cdk.StackProps { allowPolicies: Array<iam.Policy>; } export class S3Stack extends cdk.Stack { constructor(scope: Construct, id: string, props: S3Props) { super(scope, id, props); const bucket = new s3.Bucket(this, 's3-bucket', { versioned: false, autoDeleteObjects: true, removalPolicy: cdk.RemovalPolicy.RETAIN, }); props.allowPolicies.forEach((policy) => { bucket.grantReadWrite(policy); }); } } Bất cứ resource nào trong CDK sẽ luôn được xác định dựa vào scope và ID. Trong một scope không được phép xuất hiện 2 resources có cùng ID. Khi thay đổi scope hoặc ID của một resource, CDK sẽ xoá resource cũ và replace nó bằng một resource mới. Vì vậy với những resource như S3, RDS, Elasticache… việc thay đổi trên có thể làm mất dữ liệu. Do đó bạn cần quản lý chúng thông qua removalPolicy một cách cẩn thận. Stack References Trong một project CDK, bạn cần nhóm những resources có liên quan vào trong một stack, điều này giúp bạn quản lý resources tốt hơn. Lý tưởng nhất là khi các stacks hoạt động độc lập, sự thay đổi trong stack này không ảnh hưởng đến các stacks khác. Việc có quá nhiều resources trong một stack sẽ phát sinh vấn đề khi deploy. Nếu có bất kỳ lỗi nào xảy ra trong quá trình này thì toàn bộ stack sẽ bị rollback. Đôi khi điều này sẽ làm tốn khá nhiều thời gian của bạn. Nhưng nếu thiết kế một stack có ít resources hơn thì bạn sẽ cần tạo ra nhiều stacks hơn, các stacks cũng sẽ ràng buộc với nhau phức tạp hơn. Vì vậy việc thiết kế stack là rất quan trọng. Trong trường hợp không tránh khỏi việc ràng buộc giữa các stacks, bạn có thể sử dụng những cách dưới đây để truyền thông tin giữa chúng. Sử dụng Properties Đây là cách đơn giản nhất, bạn chỉ cần truyền properties từ stack này sang stack kia thông qua stack props: const vpcStack = new VpcStack(scope, 'vpc-stack', { env: props.env }); const webStack = new WebStack(scope, 'web-stack', { env: props.env, vpc: vpcStack.vpc, }); new S3Stack(scope, 's3-stack', { env: props.env, allowPolicies: [webStack.policy] }); Trong ví dụ trên web-stack nhận vào vpc được tạo từ vpc-stack. Policy được tạo ra trong web-stack sau đó được truyền vào s3-stack để thực hiện grant bucket cho policy này. cdk.CfnOutput và cdk.Fn.importValue Bạn có thể sử dụng cdk.CfnOutput để export thông tin trong một stack. Các stack khác có thể sử dụng cdk.Fn.importValue để import những thông tin cần thiết. Quay lại ví dụ trên, ở vpc-stack sẽ thực hiện export vpcId : import * as cdk from 'aws-cdk-lib'; import * as ec2 from 'aws-cdk-lib/aws-ec2'; import { Construct } from 'constructs'; export class VpcStack extends cdk.Stack { constructor(scope: Construct, id: string, props: cdk.StackProps) { super(scope, id, props); const vpc = new ec2.Vpc(this, 'main-vpc'); new cdk.CfnOutput(this, 'mainVpcId', { value: vpc.vpcId, exportName: 'mainVpcId', }); } } web-stack sẽ import giá trị này vào để sử dụng: import * as cdk from 'aws-cdk-lib'; import * as ec2 from 'aws-cdk-lib/aws-ec2'; import { Construct } from 'constructs'; export class WebStack extends cdk.Stack { constructor(scope: Construct, id: string, props: cdk.StackProps) { super(scope, id, props); const vpcId = cdk.Fn.importValue('mainVpcId'); const vpc = ec2.Vpc.fromVpcAttributes(this, 'vpc', { availabilityZones: ['ap-northeast-1a', 'ap-northeast-1c'], vpcId: vpcId, }); } } Với cách này, việc chia sẻ thông tin giữa các stack trở nên linh hoạt hơn, bạn không cần phải truyền trực tiếp thông tin từ stack này sang stack kia. Tuy nhiên nó không giải quyết được vấn đề ràng buộc giữa các stack. Nếu không quản lý tốt, bạn có thể gặp phải tình huống hai stacks bị phụ thuộc vào tham số export từ stack còn lại dẫn đến việc lock lẫn nhau. Bạn sẽ không thể thực hiện update hay delete một trong hai stack. Sử dụng SSM Parameter Store SSM Parameter Store được sử dụng để lưu trữ các tham số, như các thông tin cấu hình, secret key. Chúng có thể được truy xuất bằng API hoặc SDK từ các dịch vụ AWS hay các ứng dụng khác. Bạn cũng có thể dùng nó để chia sẻ thông tin giữa các stack nằm trong các dự án cdk khác nhau. Với SSM chúng ta sẽ viết lại vpc-stack như sau: import * as cdk from 'aws-cdk-lib'; import * as ec2 from 'aws-cdk-lib/aws-ec2'; import * as ssm from 'aws-cdk-lib/aws-ssm'; import { Construct } from 'constructs'; export class VpcStack extends cdk.Stack { constructor(scope: Construct, id: string, props: cdk.StackProps) { super(scope, id, props); const vpc = new ec2.Vpc(this, 'main-vpc'); new ssm.StringParameter(this, 'main-vpc-id', { parameterName: '/main-vpc/id', stringValue: vpc.vpcId, }); } } Tương tự, web-stack sẽ lockup parameter main-vpc-id để sử dụng: import * as cdk from 'aws-cdk-lib'; import * as ec2 from 'aws-cdk-lib/aws-ec2'; import * as ssm from 'aws-cdk-lib/aws-ssm'; import { Construct } from 'constructs'; export class WebStack extends cdk.Stack { constructor(scope: Construct, id: string, props: cdk.StackProps) { super(scope, id, props); const vpcId = ssm.StringParameter.valueFromLookup(this, '/main-vpc/id'); const vpc = ec2.Vpc.fromLookup(this, 'vpc', { vpcId }); } } Như vậy web-stack không còn phụ thuộc vào vpc-stack nữa, nó sẽ chỉ phụ thuộc vào parameter store. Cách làm này thích hợp khi có nhiều dự án cùng sử dụng chung một resource ví dụ như RDS, ALB… Lúc này bạn có thể lưu thông tin như ID, ARN của các resources này lên store, dự án khác muốn dùng chỉ cần lookup các thông tin cần thiết để import vào. Conclusion Sử dụng AWS CDK đòi hỏi sự hiểu biết về các phase hoạt động cũng như cách quản lý resource thông qua stack và chia sẻ thông tin giữa các stack với nhau. Bằng cách nắm vững các kỹ thuật này bạn sẽ có thể xây dựng và quản lý hạ tầng trên AWS một cách hiệu quả và tối ưu hơn.

Sep 15, 2024

Vue

SPA With Vue And Rails

Ứng dụng SPA đang ngày càng trở nên phổ biến bởi những ưu điểm mà nó mang lại. Có thể kể đến như tốc độ tải trang nhanh, trải nghiệm mượt mà, tách biệt logic frontend và backend, giúp chuyên môn hoá từng bộ phận trong dự án. Khó khăn khi phát triển ứng dụng SPA nằm ở việc kết nối giữa và đảm bảo tính đồng bộ giữa hai server frontend và backend. Đây là những vấn đề mà bạn không bao giờ gặp ở một ứng dụng SSR. Chưa kể việc tạo ra nhiều server có thể gây lãng phí vì thực tế chỉ có server backend chịu tải chính, server frontend sẽ chỉ lưu các tài nguyên như html, css, js… Có một hướng tiếp cận đơn giản hơn giúp bạn sử dụng SPA cho dự án của mình mà không phải lo lắng đến các vấn đề trên. Bài viết này sẽ giúp bạn thực hiện điều đó với Vue và Rails.

Aug 20, 2024