Khóa luận tốt nghiệp Công nghệ thông tin: Nghiên cứu giải pháp nguồn mở OpenStack trong việc xây dựng hạ tầng "Điện toán đám mây"

Chia sẻ: Tiêu Sở Hà | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:63

Thêm vào BST

Báo xấu

33
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khóa luận tốt nghiệp Công nghệ thông tin: Nghiên cứu giải pháp nguồn mở OpenStack trong việc xây dựng hạ tầng "Điện toán đám mây" được thực hiện với mục tiêu nhằm cung cấp một giải pháp nguồn mở để xây dựng hạ tầng ĐTĐM chuyên nghiệp một cách dễ dàng và bảo mật. Với chu kì phát hành phiên bản mới mỗi 6 tháng, bên cạnh sự phát triển tính năng của các nhà lập trình còn có một cộng đồng rộng lớn, tham gia phát triển và sửa lỗi. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp Công nghệ thông tin: Nghiên cứu giải pháp nguồn mở OpenStack trong việc xây dựng hạ tầng "Điện toán đám mây"

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC VOÕ TRÖÔØNG TOAÛN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NGUỒN MỞ OPENSTACK TRONG XÂY DỰNG HẠ TẦNG “ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY” Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS. TRẦN CAO NHÂN DƯƠNG TÙNG LÂM MSSV: 0951190473 Lớp: ĐH CNTT Khóa: 2 Hậu Giang - 2013
LỜI CAM ĐOAN   Tôi xin cam đoan : o Những nội dung trong khóa luận này là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp của Thầy Trần Cao Nhân. o Mọi tham khảo dùng trong khóa luận đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố. o Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Sinh viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên) Dương Tùng Lâm i
LỜI CẢM ƠN  Để hoàn thành khóa luận này, tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy Trần Cao Nhân, đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp. Tôi xin gửi lời cảm ơn quý Thầy, Cô khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Võ Trường Toản đã tận tình truyền đạt kiến thức trong 4 năm học tập. Đồng thời, tôi cũng xin cảm ơn các bạn đã quan tâm, góp ý, giúp đỡ để khóa luận thêm hoàn thiện. Trong quá trình thực hiện, khóa luận không thể tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý và nhận xét của quý thầy cô và các bạn. Xin chân thành cảm ơn tất cả! Sinh viên thực hiện (Ký và ghi rõ họ tên) Dương Tùng Lâm ii
BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP  1. Họ và tên người hướng dẫn: ............................................................................. 2. Học vị:…………………………… .................................................................... 3. Chuyên ngành: ................................................................................................... 4. Cơ quan công tác: .............................................................................................. 5. Họ và tên : 6. Mã số sinh viên : 7. Chuyên ngành : 8. Tên đề tài : NỘI DUNG NHẬN XÉT 1. Tính phù hợp của đề tài với chuyên ngành đào tạo: ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 2. Về hình thức: ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 3. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và tính cấp thiết của đề tài: ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 4. Độ tin cậy của số liệu và tính hiện đại của luận văn: ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 5. Nội dung và các kết quả đạt được: ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 6. Các nhận xét khác: ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 7. Kết luận: ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. Hậu Giang, ngày…… tháng …… năm 2013 Người nhận xét (Ký và ghi rõ họ tên) iii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN  ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ Hậu Giang, ngày …. tháng …. năm 2013 Giáo viên phản biện (Ký và ghi rõ họ tên) iv
MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................1 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................1 1.2. LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ................................................................2 1.3. PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI ................................................................................3 1.4. HƯỚNG GIẢI QUYẾT .................................................................................4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT ..............................................................................5 2.1. ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY .............................................................................5 2.1.1. Lịch sử hình thành điện toán đám mây......................................................5 2.1.2. Khái niệm điện toán đám mây ...................................................................6 2.1.3. Các đặc điểm của điện toán đám mây .......................................................8 2.1.3.1. Tự sửa chữa ...........................................................................................9 2.1.3.2. Nhiều người sử dụng .............................................................................9 2.1.3.3. Khả năng mở rộng tuyến tính và linh hoạt ..........................................10 2.1.3.4. Hướng dịch vụ .....................................................................................10 2.1.3.5. Điều khiển SLA (Service Level Agreement).......................................10 2.1.3.6. Khả năng ảo hóa ..................................................................................10 2.1.4. Các mô hình dịch vụ của điện toán đám mây .......................................... 11 2.1.4.1. Dịch vụ Cơ sở hạ tầng (IaaS) .............................................................. 11 2.1.4.2. Dịch vụ Nền tảng (PaaS) .....................................................................12 2.1.4.3. Dịch vụ Phần mềm (SaaS)...................................................................12 2.1.4.4. Dịch vụ Mạng lưới (NaaS) ..................................................................13 2.1.5. Các mô hình triển khai của điện toán đám mây ......................................13 2.1.5.1. Đám mây “công cộng” (Public Cloud) ...............................................14 2.1.5.2. Đám mây “riêng” (Private Cloud) .......................................................15 2.1.5.3. Đám mây “cộng đồng” (Community Cloud) ......................................16 2.1.5.4. Đám mây “lai” (Hybird Cloud) ...........................................................17 2.1.6. Đánh giá về điện toán đám mây ..............................................................18 2.1.6.1. Ưu điểm ...............................................................................................18 v
2.1.6.2. Nhược điểm .........................................................................................19 2.1.6.3. Rủi ro ...................................................................................................20 2.1.6.4. Vấn đề an ninh đối với điện toán đám mây .........................................21 2.1.6.5. Xu hướng phát triển.............................................................................22 2.2. TÌM HIỂU VỀ OPENSTACK .....................................................................26 2.2.1. Giới thiệu về Openstack ..........................................................................26 2.2.2. Các thành phần của Openstack ................................................................28 2.2.3. Các tính năng của OpenStack ..................................................................30 2.2.4. Cộng đồng và Quỹ của OpenStack ..........................................................31 2.2.5. So sánh OpenStack với các nền tảng điện toán đám mây khác ...............33 2.2.6. Các hướng tiếp cận OpenStack ................................................................39 2.3. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM NGUỒN MỞ.............................................40 2.3.1. Khái niệm phần mềm nguồn mở .............................................................40 2.3.2. Lợi ích của việc triển khai điện toán đám mây bằng mã nguồn mở ........40 CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ......................................42 Xây dựng hệ thống điện toán đám mây sử dụng OpenStack .....................................42 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..........................................46 4.1. KẾT LUẬN ..................................................................................................46 4.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ...............................................................................46 vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH - BIỂU BẢNG HÌNH ẢNH: Hình 1. Có thể truy cập “đám mây” từ bất cứ thiết bị nào. ............................................8 Hình 2. Mô hình dịch vụ của điện toán đám mây. ........................................................ 11 Hình 3. Mô hình đám mây công cộng. .........................................................................14 Hình 4. Mô hình đám mây riêng. ..................................................................................16 Hình 5. Mô hình đám mây cộng đồng. .........................................................................17 Hình 6. Mô hình đám mây lai. ......................................................................................18 Hình 7. Chỉ số sẵn sàng điện toán đám mây năm 2012. [9] .........................................26 Hình 8. Hệ điều hành đám mây nguồn mở Openstack. ................................................28 Hình 9. Các thành phần của Openstack. .......................................................................30 Hình 10. Cộng đồng Openstack. ...................................................................................32 Hình 11. Các nền tảng điện toán đám mây so sánh với OpenStack. ............................34 Hình 12. Nền tảng Eucalyptus. .....................................................................................35 Hình 13. Nền tảng CloudStack. ....................................................................................35 Hình 14. Nền tảng OpenNebula. ...................................................................................36 Hình 15. Nguồn dữ liệu so sánh 4 nền tảng điện toán đám mây nguồn mở. ................36 Hình 16. Tổng số các chủ đề mới trong tháng. .............................................................37 Hình 17. Tổng số các thảo luận mới trong tháng. .........................................................37 Hình 18. Tổng số người đăng kí mới trong tháng. .......................................................38 Hình 19. Tốc độ tăng trưởng của cộng đồng. ...............................................................38 Hình 20. Hoạt động của cộng đồng. .............................................................................39 Hình 21. Mô hình xây dựng hệ thống Điện toán đám mây bằng OpenStack. ..............42 Hình 22. Mô hình hệ thống Điện toán đám mây thử nghiệm. ......................................43 Hình 23. Giao diện quản lí Horizon ..............................................................................44 Hình 24. Giao diện thiết lập mạng. ...............................................................................44 Hình 25. Giao diện khởi chạy các Instance. .................................................................45 BIỂU BẢNG: Bảng 1. Các nền tảng điện toán đám mây phổ biến ......................................................33 vii
TỪ VIẾT TẮT ĐTĐM: Điện toán đám mây CNTT: Công nghệ Thông tin IaaS (Infrastructure as a Service): Dịch vụ hạ tầng PaaS (Platform as a Service): Dịch vụ nền tảng SaaS (Software as a Service): Dịch vụ phần mềm ITaaS (Information as a Service): Dịch vụ Công nghệ Thông tin viii
TÓM TẮT Trong một vài năm trở lại đây, Điện toán đám mây (ĐTĐM) nổi lên như một xu thế mới có tầm ảnh hưởng rộng lớn tới nền CNTT truyền thống, thu hút sự quan tâm đặc biệt của giới công nghệ. Sự phát triển nhanh chóng của các dịch vụ từ lưu trữ, tính toán, ứng dụng văn phòng,… cùng với sự bùng nổ các ứng dụng khai thác thế mạnh của ĐTĐM ngày càng trở nên thông dụng. Điện toán đám mây được dự đoán là “cơn sóng thần công nghệ” bởi lợi ích mà nó mang lại về chi phí đầu tư giúp linh hoạt trong công việc. Trên thế giới, đã có rất nhiều công ty, các nhà cung cấp dịch vụ trên nền ĐTĐM nổi tiếng như Amazon, HP, Microsoft, Oracle, Google, DataSynapse, Salesforce, IBM,… Ở Việt Nam, ĐTĐM cũng đang phát triển và được xem là mục tiêu của ngành CNTT trong nước hướng tới và đây chính là nhân tố thúc đẩy các quá trình chuyển đổi kinh doanh. Đề tài “Nghiên cứu giải pháp nguồn mở OpenStack trong việc xây dựng hạ tầng Điện toán đám mây” cung cấp một giải pháp nguồn mở để xây dựng hạ tầng ĐTĐM chuyên nghiệp một cách dễ dàng và bảo mật. Với chu kì phát hành phiên bản mới mỗi 6 tháng, bên cạnh sự phát triển tính năng của các nhà lập trình còn có một cộng đồng rộng lớn, tham gia phát triển và sửa lỗi. Từ khóa: Điện toán đám mây, Mã nguồn mở, OpenStack, Internet. ix
ABSTRACT In recent years, Cloud computing has emerged as a new trend large influence to the traditional IT, attracting the particular concern of the tech world. The rapidly growing the services from Storage, Calculation, Office application,...along with the explosion of applications that exploitation the power of cloud computing is becoming increasingly popular. Cloud computing is expected “Tsunami of Technology” because it brings benefits in cost of investment, help to flexibile in work. Around the world, there are many companies, service providers on the platform Cloud computing very famous like Amazon, HP, Microsoft, Oracle, Google, DataSynapse, Salesforce, IBM,... In Vietnam, Cloud computing is growing and is considered the goal of the IT industry in the country and this is promote factors processes transformation of business. Topic "Research OpenStack open source solutions to build Cloud computing infrastructure" provides an open source solution for building cloud computing infrastructure professional ease and security. With the release cycle new version every 6 months, besides the development feature of the programmers has a large community, participate in the development and debugging. Keywords: Cloud computing, Open soure, OpenStack, Internet. x
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Máy vi tính ngày nay đã trở thành một phần tất yếu của cuộc sống. Chúng ta cần và sử dụng nó ở khắp nơi vào hầu hết các công việc từ nghiên cứu, học tập đến thư giản, giải trí,... Khi việc sử dụng máy tính tăng lên đồng nghĩa với việc các tài nguyên máy tính cũng cần tăng lên để càng ngày đáp ứng tốt nhu cầu của mỗi người. Để đáp ứng và khai thác tốt nguồn tài nguyên ngày càng phát triển như vậy đòi hỏi chúng ta phải có một cơ sở hạ tầng lớn và đảm bảo để tránh các tình trạng như máy hỏng hóc, hư ổ cứng, lỗi phần mềm,... Các vấn đề này có lẽ không đáng lo ngại đối với các công ty lớn như Google, Microsoft nhưng với những công ty, doanh nghiệp nhỏ hơn thì yếu tố này có thể ảnh hưởng rất lớn đến quá trình kinh doanh của họ. Điện toán đám mây ra đời cung cấp giải pháp để giải quyết cho vấn đề này. Thuật ngữ “Điện toán đám mây” (Cloud Computing) còn được bắt nguồn từ ý tưởng đưa tất cả mọi thứ như dữ liệu, phần mềm, tính toán,... lên trên mạng Internet. Chúng ta sẽ không còn trông thấy các máy PC, máy chủ của riêng các doanh nghiệp để lưu trữ dữ liệu, phần mềm nữa mà chỉ còn một số các “máy chủ ảo” tập trung ở trên mạng. Các “máy chủ ảo” sẽ cung cấp các dịch vụ giúp cho doanh nghiệp có thể quản lí tài nguyên dễ dàng hơn, họ sẽ chỉ trả chi phí cho lượng sử dụng dịch vụ của họ, mà không cần phải đầu tư nhiều vào cơ sở hạ tầng cũng như quan tâm nhiều đến công nghệ. Xu hướng này sẽ giúp nhiều cho các công ty, doanh nghiệp vừa và nhỏ mà không có cơ sở hạ tầng mạng, máy chủ để lưu trữ, quản lí dữ liệu tốt. Điện toán đám mây không còn là điều gì mới mẻ. Bắt nguồn từ điện toán lưới (Grid Computing) từ những năm 80, điện toán theo nhu cầu (Utility Computing) và dịch vụ phần mềm (SaaS), Oracle là nhà tiên phong trong việc triển khai công nghệ này. Cho đến nay, ĐTĐM đang được phát triển và cung cấp bởi nhiều nhà cung cấp, trong đó có Amazon, Google, DataSynapse, Salesforce cũng như các nhà cung cấp truyền thống Microsoft, IBM, HP,… Đã được rất nhiều người dùng cá nhân cho đến các công ty lớn như General Electric, Ebay, Coca-cola,… chấp nhận và sử dụng. Trong những năm gần đây, Việt Nam cũng dần tiếp cận các dịch vụ đám mây 1
thông qua dự án của một số doanh nghiệp nước ngoài như Microsoft, Intel,… cũng như từ những nhà phát triển, cung cấp trong nước như FPT, Biaki,… IBM là doanh nghiệp tiên phong khai trương trung tâm ĐTĐM tại Việt Nam vào tháng 9/2008 với khách hàng đầu tiên là Công ty cổ phần công nghệ và truyền thông Việt Nam (VNTT). Có thể nói Việt Nam là một trong những nước đầu tiên ở ASEAN đưa vào sử dụng ĐTĐM. Điện toán đám mây là một chủ đề công nghệ thông tin được quan tâm rất lớn trong thời gian gần đây. Mặc dù nhận được nhiều sự quan tâm, nhưng việc triển khai ĐTĐM vẫn còn nhiều vấn đề cần phải quan tâm và giải quyết như bảo mật, hệ thống lưu trữ, độ ổn định, hay sự thất thoát dữ liệu. Khóa luận này sẽ trình bày các vấn đề cơ bản của ĐTĐM và một giải pháp xây dựng hệ thống ĐTĐM nguồn mở là OpenStack từ đó giúp chúng ta có cái nhìn tổng quan và rõ ràng nhất về lợi ích đạt được cũng như các thách thức đặt ra trong quá trình triển khai và phát triển “Cloud computing”. 1.2. LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Ngày nay, đối với các công ty, doanh nghiệp thì việc quản lí tốt, hiệu quả dữ liệu của công ty cũng như dữ liệu của các đối tác, khách hàng là một trong những bài toán được ưu tiên hàng đầu và không ngừng làm đau đầu các nhà quản lí. Để quản lí tốt nguồn dữ liệu đó ngoài việc đầu tư, tính toán chi phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí vận hành, bảo trì, sửa chữa, sao lưu dữ liệu.... Họ còn phải tính toán khả năng mở rộng, nâng cấp thiết bị khi nguồn dữ liệu quá lớn; phải kiểm soát việc bảo mật dữ liệu cũng như tính sẵn sàng cao của dữ liệu. Từ một bài toán điển hình như vậy, chúng ta có thể nhận thấy rằng nếu có một nơi tin cậy giúp các doanh nghiệp quản lí tốt nguồn dữ liệu đó, các doanh nghiệp sẽ không cần phải quan tâm nhiều đến cơ sở hạ tầng, công nghệ mà chỉ tập trung chính vào công việc kinh doanh thì sẽ mang lại cho họ hiệu quả hơn và lợi nhuận đạt được càng cao hơn. Đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu, sách viết về các vấn đề của ĐTĐM nhưng đối với OpenStack, do mới chỉ được xây dựng và phát triển mạnh mẽ trong vài năm gần đây (phát hành bản chính thức đầu tiên vào 21/10/2011) nên có rất ít đề tài, tiểu luận nghiên cứu về nó. Một phần là do cộng đồng nguồn mở của chúng ta chưa rộng lớn để 2
nghiên cứu, thảo luận và phát triển Openstack; mặt khác các công ty, doanh nghiệp còn khá e ngại đối với một công nghệ còn khá mới mẻ. Có thể nêu ra một đề tài về xây dựng hệ thống ĐTĐM sử dụng OpenStack như “Tăng cường khả năng tiếp nhận người dùng cho ứng dụng phân tán trên nền Điện toán đám mây” do ThS Dương Văn Nhân thực hiện, đề tài đã nêu rõ các vấn đề sau:  Điện toán đám mây + Các mô hình dịch vụ. + Các mô hình triển khai. + Tính năng nổi bật của ĐTĐM. + Kiến trúc của ĐTĐM.  Giới thiệu về OpenStack + Các thành phần của Openstack. + Chức năng các thành phần. + Xây dựng cơ sở hạ tầng ĐTĐM thực tế. 1.3. PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI Đối với khoa Công nghệ Thông tin trường Đại học Võ Trường Toản, đề tài này còn khá mới mẻ và được thực hiện trong thời gian tương đối ngắn cộng với việc trang thiết bị không cho phép nên khóa luận chỉ ở mức tìm hiểu, cài đặt và demo tạo lập một hệ thống ĐTĐM đơn giản để thấy được các ưu - nhược điểm của giải pháp xây dựng hệ thống ĐTĐM OpenStack.  Về lí thuyết: Nghiên cứu: - Hệ điều hành Ubuntu Server: cách cài đặt, cấu hình mạng, câu lệnh,... - Điện toán đám mây: lịch sử hình thành, định nghĩa, các đặc điểm, các mô hình dịch vụ, các mô hình triển khai,... - OpenStack: lịch sử hình thành, các thành phần chính, chức năng các thành phần, cộng đồng phát triển,.... 3
 Về Demo Tạo một hệ thống ĐTĐM trên máy sử dụng Ubuntu Server 12.04 LTS và gói nguồn mở Openstack để tạo thành hệ thống ĐTĐM.  Công nghệ sử dụng - Máy chủ Ubuntu Server (Xây dựng trên Virtualbox). - Gói xây dựng hệ thống ĐTĐM nguồn mở Openstack. 1.4. HƯỚNG GIẢI QUYẾT - Thu thập tài liệu, kiến thức thông qua sách và Internet. - Tìm hiểu, cài đặt hệ điều hành Ubuntu Server. - Tìm hiểu về ĐTĐM. - Cài đặt gói OpenStack. 4
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1. ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 2.1.1. Lịch sử hình thành điện toán đám mây Vào những năm 1950, các trường đại học và công ty lớn sử dụng một công nghệ có tên “time-sharing” được coi là “mầm mống” của công nghệ ĐTĐM hiện nay. Cơ chế hoạt động của time-sharing là chia sẻ tài nguyên từ một máy tính mainframe (máy tính có kích thước lớn) cho nhiều người dùng thông qua các thiết bị đầu cuối chuyên biệt. Nhược điểm của công nghệ này là chi phí của máy mainframe rất đắt đỏ và ở những giờ cao điểm thì hệ thống này cũng đáp ứng rất chậm chạp. Vì vậy, công nghệ điện toán đám mây đã ra đời sau quá trình nghiên cứu lâu dài. Năm 1969, Nhà khoa học máy tính có tên J.C.R. Licklider đã trình bày ý tưởng về “mạng máy tính giữa các thiên hà” (Intergalatic Computer Network). Ông đã phát triển ra hệ thống mạng ARPANET (Advanced Research Project Agency Network) với hi vọng rằng con người sẽ nhờ nó để truy cập các dữ liệu và chương trình từ bất kì đâu [1]. John McCarthy, cha đẻ của thuật ngữ “trí thông minh nhân tạo”, đã tiếp tục xây dựng ý tưởng về đám mây điện tử vào thời gian sau đó. Những dữ liệu đám mây đầu tiên được ông sử dụng vào việc kiểm tra và giao dịch tài chính. Kể từ những năm 60, ĐTĐM đã manh nha phát triển nhưng phải tới những năm 1990 mới bắt đầu được “chắp cánh”, bởi vào lúc đó internet mới đủ băng thông để đưa ĐTĐM đến đông đảo người dùng. Năm 1997, Giáo sư Ramnath Chellappa là một trong những người đầu tiên sử dụng cụm từ “Điện toán đám mây” [2]. Sau đó 2 năm, Salesforce.com ra đời trở thành website đầu tiên cung cấp ứng dụng và phần mềm internet. Năm 2002, Amazon cũng bắt đầu nhảy vào thị trường này với dịch vụ lưu trữ điện toán đám mây "Web Services" (AWS). Sau đó 4 năm, hãng bán hàng trực tuyến lại tiếp tục giới thiệu dịch vụ Elastic Compute (EC2), cho phép các công ty nhỏ thuê máy tính có khả năng chạy ứng dụng của riêng mình. Năm 2007, Salesforce tiếp tục mở rộng tầm hoạt động với trang dịch vụ 5
Force.com. Dịch vụ này nhằm giúp cho các nhà phát triển trong nhiều doanh nghiệp xây dựng, vận hành ứng dụng và website thông qua các "đám mây". Đến năm 2008, Google và Microsoft bắt đầu nhảy vào với nổ lực biến ĐTĐM trở thành công nghệ được sử dụng phổ biến bằng cách Google đưa ra dịch vụ lưu trữ điện toán giá rẻ Google App Engine, còn Microsoft giới thiệu Windows Azure. Năm 2010, Salesforce tiếp tục mở rộng tầm hoạt động với trang Database.com cũng dành cho các nhà phát triển, giúp chạy mọi dịch vụ ĐTĐM trên mọi thiết bị, nền tảng cũng như ngôn ngữ lập trình. Vào thời điểm này, Apple cũng bắt đầu giới thiệu dịch vụ ĐTĐM đầu tiên của mình là iCloud cho phép đồng bộ hoá các dữ liệu như ảnh, ứng dụng, âm nhạc và văn bản trên các thiết bị của hãng. Theo khảo sát của Gartner vào đầu năm 2013 thì ĐTĐM là 1 trong 10 vấn đề công nghệ được ưu tiên hàng đầu của các nhà Quản lí công nghệ (Chief Information Officers - CIO). Theo đó khi hỏi về các công nghệ có thể làm gián đoạn kinh doanh trong 10 năm tới thì 70% đề cập tới công nghệ di động, tiếp theo là Big Data/analytics chiếm 55%, các phương tiện truyền thông chiếm 54% và đám mây công cộng chiếm 51% [3]. 2.1.2. Khái niệm điện toán đám mây Theo Wikipedia: “Điện toán đám mây (tiếng Anh: Cloud Computing), còn gọi là điện toán máy chủ ảo, là mô hình điện toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng Internet”. [4] Theo Viện nghiên cứu tiêu chuẩn và công nghệ quốc gia Hoa Kỳ (National Institute of Standards and Technology - NIST): “Điện toán đám mây là mô hình điện toán cho phép truy cập qua mạng để lựa chọn và sử dụng tài nguyên tính toán (ví dụ: mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng và dịch vụ) theo nhu cầu một cách thuận tiện và nhanh chóng; đồng thời cho phép kết thúc sử dụng dịch vụ, giải phóng tài nguyên dễ dàng, giảm thiểu các giao tiếp với nhà cung cấp”. [5] Theo Viện kỹ nghệ Điện và Điện tử (Institute of Electrical and Electronics Engineers – IEEE): “Điện toán đám mây là hình mẫu trong đó thông tin được lưu trữ thường trực tại các máy chủ trên Internet và chỉ được được lưu trữ tạm thời ở các máy khách, bao gồm máy tính cá nhân, trung tâm giải trí, máy tính trong doanh nghiệp, các 6
phương tiện máy tính cầm tay,..." [6] Điện toán đám mây là một mô hình mới trong ngành công nghiệp máy tính, nơi việc tính toán, xử lí và lưu trữ dữ liệu được chuyển đến một đám mây máy tính. Khái niệm cốt lõi của ĐTĐM là nguồn tài nguyên điện toán to lớn mà chúng ta cần sẽ được đặt trong các đám mây và chúng ta sẽ kết nối với chúng khi cần thiết. Đám mây là một thuật ngữ được sử dụng như một ẩn dụ cho các mạng diện rộng hoặc bất cứ môi trường mạng lớn như vậy. Nó bắt nguồn từ biểu tượng giống đám mây được sử dụng để dại diện cho những mạng phức tạp trong sơ đồ nguyên lí (Schematic). Nó đại diện cho tất cả những thứ phức tạp của mạng có thể bao gồm mọi thứ từ cáp, router, máy chủ và các thiết bị khác. Tính toán bắt đầu với thời đại máy tính mainframe. Đó là những máy mainframe lớn và tất cả mọi người kết nối với chúng thông qua thiết bị đầu cuối câm (dumb terminal). Mô hình này gây nên sự bất tiện và gò bó cho người ngồi ở thiết bị đầu cuối câm, họ bị lệ thuộc vào quản trị viên máy tính. Thuật ngữ “Cloud computing” chỉ là một khái niệm hoàn chỉnh cho một xu hướng bởi nhiều doanh nghiệp hiện không có máy chủ riêng. Máy tính chỉ cài một số phần mềm cơ bản còn tất cả đều phụ thuộc vào cloud. Chẳng hạn, họ đăng kí dịch vụ hosting cho website công ty, thuê công cụ quản lí doanh thu từ Saleforce.com, lấy dữ liệu khảo sát thị trường từ tổ chức Survey Monkey... Và tất nhiên, họ dùng Google để tìm kiếm, phân tích, chia sẻ và lưu trữ tài liệu. Theo quan điểm cá nhân, ĐTĐM không phải là một công nghệ mà là một mô hình cung cấp và tiếp thị các “dịch vụ” CNTT đáp ứng các đặc trưng nào đó bằng cách sử dụng tối đa các tài nguyên từ phần cứng, mạng, phần mềm,... thông qua các phần mềm truy cập, dịch vụ của nhà cung cấp. Những dịch vụ này người dùng không cần phải có các kiến thức chuyên môn để điều khiển các công nghệ, máy móc và cơ sở hạ tầng mà chỉ cần có đường truyền mạng và sử dụng phần mềm để khai thác được tài nguyên đó. Dữ liệu sẽ được lưu trữ trên các hệ thống đĩa cứng lớn trong các máy chủ khổng lồ được kết nối với mạng internet. Chúng ta có thể nhanh chóng làm việc tại bất cứ đâu, bất kể đang ngồi ở máy tính của mình hay máy tính của hệ thống lạ, có thể truy cập bằng bất cứ thiết bị nào có kết nối mạng: máy tính cá nhân, máy tính bảng hay thậm chí là điện thoại di động. 7
Hình 1. Có thể truy cập “đám mây” từ bất cứ thiết bị nào. Theo đó, ĐTĐM là hệ thống phân tán – không tập trung trong một vùng địa lí. Phân tán hệ thống theo nhiều nghĩa: phân tán về cơ sở hạ tầng - tức là các máy chủ, thiết bị mạng,... được đặt khắp nơi, tại các vùng địa lí khác nhau; phân tán về truy cập - tức là truy cập từ những nơi khác nhau tới ứng dụng, tài nguyên trên đám mây. 2.1.3. Các đặc điểm của điện toán đám mây Điện toán đám mây là một cách để cung cấp các dịch vụ khác nhau trên các máy ảo được cấp phát trong một tập hợp các máy tính vật lí lớn nằm trong đám mây. Điện toán đám mây trở nên tập trung chỉ khi chúng ta suy nghĩ về cái mà CNTT đã luôn mong muốn - một cách để tăng năng lực hoặc thêm các khả năng khác nhau vào thiết lập hiện tại mà không cần đầu tư vào cơ sở hạ tầng mới, đào tạo nhân viên mới hoặc cấp giấy phép mới phần mềm. Điện toán đám mây đã cung cấp một giải pháp tốt hơn. Chúng ta có khả năng tính toán lớn và khả năng lưu trữ ở trong môi trường phân tán của đám mây. Điện toán đám mây phải làm thế nào để khai thác khả năng của các tài nguyên và làm cho các tài nguyên sẵn sàng như một thực thể duy nhất mà có thể được thay đổi để đáp ứng các nhu cầu hiện tại của người dùng. Cơ sở của ĐTĐM là tạo ra một tập các máy chủ ảo rộng lớn và khách hàng sẽ truy cập chúng. Bất kì thiết bị truy cập web nào cũng có thể được sử dụng để truy cập vào các nguồn tài nguyên thông qua các máy chủ ảo. Căn cứ vào tính toán nhu cầu của khách hàng, cơ sở hạ tầng được phân bố cho khách hàng có thể được tăng lên hoặc hạ xuống. Nhìn từ quan điểm kinh doanh, ĐTĐM là một phương pháp để giải quyết khả 8
năng mở rộng và những mối quan tâm cho các ứng dụng quy mô lớn, trong đó bao gồm việc chi phí ít hơn. Bởi vì tài nguyên được phân bổ cho khách hàng có thể dựa trên nhu cầu khác nhau của khách hàng và có thể thực hiện mà không có phiền phức nào, các tài nguyên cần thiết là rất ít. Một trong những thành tựu quan trọng của ĐTĐM có thể khái quát là xử lí dữ liệu lớn gấp 1000 lần không nhất thiết phải thực hiện với sự phức tạp hơn 1000 lần thông thường. Khi số lượng dữ liệu tăng, các đám mây dịch vụ điện toán có thể được sử dụng để quản lí việc tải một cách hiệu quả và làm cho công việc xử lí dễ dàng hơn. Trong thời đại của máy chủ doanh nghiệp và máy tính cá nhân, phần cứng là tiêu chuẩn chính cho khả năng xử lí, chúng phụ thuộc vào cấu hình phần cứng của máy chủ. Nhưng với sự ra đời của đám mây máy tính, các hàng hóa đã thay đổi với chu kì là byte được dịch chuyển. Các phần cứng hoặc các máy mà các ứng dụng được chạy thì được ẩn khỏi người sử dụng. Số lượng phần cứng cần thiết cho tính toán được thực hiện bởi trình quản lí và nói một cách khái quát là khách hàng được tính chi phí dựa trên các ứng dụng sử dụng các nguồn tài nguyên. 2.1.3.1. Tự sửa chữa Bất kì ứng dụng hoặc dịch vụ nào đang chạy trong một môi trường ĐTĐM đều có tính chất tự sửa chữa. Trong trường hợp ứng dụng thất bại, luôn luôn có một dự phòng tức thời của ứng dụng sẵn sàng để cho công việc không bị gián đoạn. Có nhiều bản sao của cùng một ứng dụng - mỗi bản cập nhật chính nó thường xuyên, vì vậy ở những lần thất bại, có ít nhất một bản sao của ứng dụng có thể lấy lên hoạt động mà thậm chí không cần thay đổi nhỏ nào trong trạng thái chạy của nó. 2.1.3.2. Nhiều người sử dụng Với ĐTĐM, bất kì ứng dụng nào cũng hỗ trợ đa người dùng – đó là khái niệm dùng để chỉ nhiều người sử dụng đám mây trong cùng thời gian. Hệ thống cho phép một số khách hàng chia sẻ cơ sở hạ tầng được phân bổ cho họ mà không ai trong họ nhận biết về sự chia sẻ này. Điều này được thực hiện bởi việc ảo hóa các máy chủ trong một dãy các máy tính và sau đó cấp phát các máy chủ đến nhiều người sử 9