Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu mô hình điện toán đám mây, cài đặt thử nghiệm và đánh giá

Chia sẻ: Sơ Dương | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài "Nghiên cứu mô hình điện toán đám mây, cài đặt thử nghiệm và đánh giá" trình bày tổng quan về Cloud Computing, hiện thực của Điện toán đám mây, xây dựng Hệ thống xếp hàng tự động, triển khai thử nghiệm “Hệ thống xếp hàng tự động” trên Goolge App Engine. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu mô hình điện toán đám mây, cài đặt thử nghiệm và đánh giá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- NGUYỄN THỊ THÚY NGA NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY, CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ. LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. NGUYỄN THANH HÙNG Hà Nội – Năm 2018.
LỜI CAM ĐOAN Tôi tên là: Nguyễn Thị Thúy Nga, học viên lớp 2015B CNTT – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung của luận văn do tôi tự học tập, nghiên cứu trên Internet, sách báo, các tài liệu trong và ngoài nước có liên quan. Không sử dụng bài làm của bất kỳ ai khác, mọi tài liệu đều được trích dẫn cụ thể. Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan của mình trước Quý Thầy Cô, Khoa và Nhà trường. Hà Nội, ngày … tháng 04 năm 2018 Người cam đoan Nguyễn Thị Thúy Nga 2
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn và lòng biết ơn sâu sắc nhất tới Thầy giáo TS.Nguyễn Thanh Hùng, người đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn cao học. Tôi chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã cho tôi một môi trường rất tốt để học tập và nghiên cứu. Các Thầy Cô đã giảng dạy và cho tôi những kiến thức quý báu, làm nền tảng để tôi hoàn thành luận văn cũng như công việc trong tương lai. Tôi cũng xin gửi lời tri ân tới các anh, chị, bạn học viên 2015B đã luôn bên cạnh, ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại trường. Cuối cùng, tôi muốn gửi lời cảm ơn vô hạn tới gia đình và bạn bè, những người thân yêu luôn ở bên, khuyến khích và động viên tôi trong cuộc sống cũng như trong học tập. Tôi xin chân thành cảm ơn! 3
MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................... 7 DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................... 8 PHẦN MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 10 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CLOUD COMPUTING ....................................... 13 1.1. Lịch sử phát triển và ứng dụng ...................................................................13 1.2. Khái niệm ....................................................................................................15 1.3. Mô hình tổng quan của Cloud Computing ..................................................16 1.4. Những tính chất cơ bản của điện toán đám mây ........................................19 1.5. Sơ lược các công nghệ ứng dụng trong điện toán đám mây ....................... 20 1.6. Ưu nhược điểm của điện toán đám mây ......................................................22 1.6.1. Ưu điểm của điện toán đám mây. .........................................................22 1.6.2. Nhược điểm của điện toán đám mây ....................................................24 1.7 . Kết luận chương 1 ....................................................................................27 CHƯƠNG 2: HIỆN THỰC CỦA CLOUD COMPUTING .....................................28 2.1. Mô hình dịch vụ ( Service Models ) ...............................................................28 2.1.1. Dịch vụ cơ sở hạ tầng (Infrastructure as a Service – IaaS) ...................29 2.1.2. Dịch vụ nền tảng (Platform as a Service – PaaS) .................................30 2.1.3. Dịch vụ phần mềm (Software as a Service – SaaS) .............................31 2.2. Mô hình triển khai ( Deployment Models ) ................................................32 2.2.1. Public Cloud ......................................................................................... 33 2.2.2. Private Cloud ........................................................................................ 34 2.2.3. Hybrid Cloud ........................................................................................ 34 2.2.4. Community Cloud................................................................................. 36 2.3. Một vài dịch vụ điện toán đám mây được sử dụng và triển khai phổ biến hiện nay .................................................................................................................. 37 2.3.1. Dịch vụ của Amazon.............................................................................37 2.3.2. Dịch vụ của Microsoft .......................................................................... 39 2.3.3. Dịch vụ của Google .............................................................................. 43 4
2.4. Kết luận chương 2 .........................................................................................44 CHƯƠNG 3 : XÂY DỰNG HỆ THỐNG XẾP HÀNG TỰ ĐỘNG. .......................45 BÀI TOÁN ĐẶT RA ................................................................................................45 3.1. Ý tưởng bài toán ...........................................................................................45 3.2. Đề xuất giải pháp sử dụng công nghệ điện toán đám mây ..........................47 3.3 Phân tích và thiết kế ........................................................................................ 49 3.4. Đặc tả chức năng ......................................................................................51 3.4.1. Chức năng lấy số................................................................................... 51 3.4.2. Gọi số thông báo ...................................................................................51 3.4.3. Chức năng đánh giá ..............................................................................52 3.5. Biểu đồ Use-Case ........................................................................................52 3.6. Phân tích chức năng và đặc tả Use Case .....................................................53 3.6.1. Nhập dữ liệu đầu vào ............................................................................53 3.6.2. Đăng nhập hệ thống ..............................................................................53 3.7. Biều đồ tuần tự hoạt động của hệ thống ......................................................54 3.8. Kết luận chương 3 .......................................................................................55 CHƯƠNG 4: TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG XẾP HÀNG TỰ ĐỘNG TRÊN GOOGLE APP ENGINE ..............................................................................56 4.1. Giới thiệu về dịch vụ Google App Engine của Google ...............................56 4.2. Các yêu cầu cài đặt ......................................................................................60 4.2.2 Ngôn ngữ sử dụng .................................................................................61 4.2.3 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu NoSQL MogoDB .........................................62 4 .3. Cài đặt ứng dụng và kết quả .....................................................................64 4.4 . Mô hình điện toán đám mây, và mô hình truyền thống đối với hệ thống 67 4.5. Đánh giá .......................................................................................................69 4.5.1. Triển khai hệ thống trên Google Cloud, Amazon, và Linux host ........ 70 4.5.2. Tiến hành kiểm tra ................................................................................71 4.5.3 Kết luận .....................................................................................................75 4.6. Kết luận chương 4 ...........................................................................................77 KẾT LUẬN ...............................................................................................................78 5
HƯỚNG PHÁT TRIỂN ............................................................................................79 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................80 6
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CNTT Công nghệ thông tin ĐTĐM Điện toán đám mây IP Internet Protocol IaaS Infrastructure as a Service PaaS Platform as a service SaaS Software as a service EC2 Elastic Compute Cloud S3 Simple Storage Service HTC High Tech Computer IT Information Technology API Application programming interface DDOS Distributed denial of service attacks PC Personal Computer CPU Central Processing Unit SQL Structured Query Language CRM Customer Relationship Management SDK Software Development Kit GAE Google App Engine GFS Google File System HTTP HyperText Transfer Protocol HTML HyperText Markup Language URL Uniform Resource Locator IDE Integrated Development Environment SSH Secure Socket Shell ISV Independent Software Vender 7
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Mô hình minh họa công nghệ điện toán đám mây ................................... 16 Hình 1.2. Liên kết giữa các dịch vụ Cloud Computing ........................................... 17 Hình 1.3. Năm đặc trưng quan trọng của Cloud Computing ................................... 19 Hình 2.1. Các loại dịch vụ Cloud Computing ......................................................... 27 Hình 2.2. Mô hình SPI ............................................................................................ 28 Hình 2.3. Mô hình phân lớp của kiến trúc IaaS ....................................................... 29 Hinh 2.4. Hình ảnh minh họa về dịch vụ nền tảng PaaS.......................................... 30 Hình 2.5. Hình ảnh minh họa về dịch vụ phần mền SaaS........................................ 31 Hình 2.6. Mô hình Public Cloud ............................................................................. 32 Hình 2.7.Mô hình private cloud .............................................................................. 33 Hình 2.8. Mô hình hybrid cloud .............................................................................. 34 Hình 2.9. Mô hình Community Cloud ..................................................................... 35 Hình 2.10. Minh họa các dịch vụ cloud của các hang ............................................. 36 Hình 2.11. Mô tả các service cơ bản của AWS ....................................................... 37 Hình 2.12. Hình minh hoạ dịch vụ điện toán đám mây của Microsoft .................... 39 Hình 2.13. Hình ảnh minh họa điện toán đám mây dành cho doanh nghiệp .......... 40 Hình 2.14. Hình minh họa việc phát triển ứng dụng cho Windows Azure .............. 41 Hình 2.15. Hình minh họa Google Cloud Platform ................................................. 42 Hình 3.1 Quy trình hoạt động của hệ thống ............................................................. 49 Hình 3.2. Sơ đồ Usecase tổng quan của hệ thống ................................................... 51 Hình 3.3. Sơ đồ tuần tự hoạt động của chức năng lấy số ......................................... 53 Hình 3.4. Sơ đồ tuần tự hoạt động của chức năng gọi số......................................... 54 Hình 4.1. Mô hình kiến trúc hệ thống của GAE ...................................................... 56 Hinh 4.2. Giao diện chính của ứng dụng ................................................................. 60 Hình 4.3. Màn hình chọn dich vụ ............................................................................. 63 Hình 4.4. Màn hình nhận phiếu trả số của khách hàng ............................................ 63 Hình 4.5. Màn hình Đăng nhập vai trò admin ......................................................... 64 Hình 4.6. Màn hình cài đặt của Admin .................................................................... 64 8
Hình 4.7. Màn hình đăng nhập của cán bộ giao dịch ............................................... 65 Hình 4.8. Màn hình gọi số của cán bộ giao dịch ...................................................... 65 Hình 4.9. Màn hình đánh giá chất lượng giao dịch của Khách hàng ....................... 66 Hình 4.10. Biểu đồ thể hiện response time của hệ thống ........................................ 75 9
PHẦN MỞ ĐẦU Ngày nay công nghệ thông tin phát triển rất nhanh chóng, nắm giữ vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sử tăng trưởng kinh tế, với sự ra đời của rất nhiều công nghệ mới, các dịch vụ CNTT đáp ứng nhu cầu của người dùng cũng như các doanh nghiệp,… Tuy nhiên, trong giai đoạn suy thoái kinh tế như hiện nay, thì việc ứng dụng một công nghệ hay một dịch vụ CNTT đáp ứng việc quản lý tốt, hiệu quả dữ liệu của riêng công ty cũng như dữ liệu khách hàng, đối tác là một trong những bài toán được ưu tiên hàng đầu và đang không ngừng gây khó khăn cho doanh nghiệp. Để có thể quản lý được nguồn dữ liệu đó, ban đầu các doanh nghiệp phải đầu tư, tính toán rất nhiều loại chi phí như chi phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí cho quản trị viên, chi phí bảo trì, sửa chữa,… Ngoài ra họ còn phải tính toán khả năng mở rộng, nâng cấp thiết bị, phải kiểm soát việc bảo mật dữ liệu cũng như tính sẵn sằng của dữ liệu. Để giải quyết vấn đề trên thì chúng ta thấy được rằng nếu có một nơi tin cậy giúp các doanh nghiệp quản lý tốt nguồn dữ liệu đó, các doanh nghiệp sẽ không còn quan tâm đến cơ sở hạ tầng, công nghệ mà chỉ tập trung chính vào công việc kinh doanh của họ thì sẽ mang lại cho họ hiệu quả và lợi nhuận ngày càng cao hơn. Khái niệm “điện toán đám mây” (ĐTĐM) đã ra đời trong hoàn cảnh đó và đang dần trở nên quen thuộc với các doanh nghiệp, đặc biệt là đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Cùng với sự phát triển chung của xã hội, xu hướng ứng dụng công nghệ tự động, công nghệ thông tin ngày càng được nghiều người quan tâm, vấn đề tổ chức một khu giao dịch một cách khoa học đã đến lúc cần phải quan tâm đúng mức. Giải pháp đúng cho một khu giao dịch sẽ mang đến nhiều hiệu quả, tiết kiệm , giúp cho bộ mặt của các khu giao dịch có nhiều cải thiện đáng kể. Trước đây, việc tổ chức xếp hàng giao dịch vẫn còn thủ công , phải đọc bằng miệng, nộp hồ sơ xếp hàng, hoặc khách hàng tự phát đến quầy giao dịch, khách hàng không dự đoán trước được khi nào đến lượt giao dịch của mình. Hoặc thông thường để ghi nhận các cảm nhận của khách hàng về chất lượng dịch vụ, thái độ 10
phục vụ của nhân viên theo cách truyền thống ta hay dung các “hòm thư góp ý”. Tuy nhiên tâm lý khách hàng ít khi viết thư góp ý vì tốn nhiều thời gian, ngại đánh giá… . Xuất phát từ yều cầu thực tế trên, bằng việc ứng dụng công nghệ thông tin và tự động hóa, Hệ thống xếp hàng tự động có đánh giá chất lượng phục vụ là giải pháp hiệu quả, văn minh, giúp cho việc giao dịch giữa Đơn vị và khách hàng diễn ra thuận tiện, nhanh chóng, công bằng, chính xác, tạo sự thoải mái, an tâm của khách hàng, thể hiện cung cách phục vụ hướng đến khách hàng của Đơn vị. Hệ thống hoạt động chính trên nền tảng web. Với mong muốn nghiên cứu và triển khai các dịch vụ Hệ thống xếp hàng tự động sao cho có hiệu quả về chi phí cũng như chất lượng và đem lại nhiều tiện ích cho người sử dụng đang là yêu cầu được đặt ra bức thiết đối với các nhà cung cấp dịch vụ nhất là trong bối cảnh thế giới bùng nổ về công nghệ, mạng Internet ngày càng mở rộng , các dịch vụ chính cung cấp cho cộng đồng ngày càng mở rộng dựa trên nền tảng công nghệ IP, được sự hướng dẫn tận tình của Thầy giáo, TS. Nguyễn Thanh Hùng em chọn đề tài “ Nghiên cứu mô hình điện toán đám mây, cài đặt thử nghiệm và đánh giá “ làm luận văn tốt nghiệp Cao học. Nội dung luận văn được trình bày thành 4 chương như sau: Chương 1: Tổng quan về Cloud Computing Chương này trình bày lịch sử hình thành của các thế hệ điện toán, một số khái niệm cơ bản, các ưu điểm, và nhược điểm của điện toán đám mây. Nội dung của chương cũng mô tả một số tính chất, và sơ lược các công nghệ ứng dụng trong môi trường điện toán đám mây. Chương 2: Hiện thực của Điện toán đám mây Chương này mô tả chi tiết mô hình ứng dụng điện toán đám mây, đó là mô hình dịch vụ, và mô hình triển khai của điện toán đám mây. Nội dung của chương cũng tập trung tìm hiểu một vài dịch vụ điện toán đám mây được sử dụng và triển khai phổ biến hiện nay. Chương 3: Xây dựng Hệ thống xếp hàng tự động Nội dung chương này đi vào phân tích, thiết kế xây dựng hệ thống xếp hàng tự động. 11
Chương 4:Triển khai thử nghiệm “Hệ thống xếp hàng tự động” trên Goolge App Engine Tìm hiểu về Google App Engine, trên cơ sở đó áp dụng triển khai, thử nghiệm “ Hệ thống xếp hàng tự động” trên nền tảng dịch vụ điện toán đám mây Google App Engine của Google. Kết luận chương là một số đánh giá kết quả đạt được. Kết luận và hướng phát triển Phần cuối cùng là kết luận và hướng phát triển của toàn bộ luận văn bao gồm một vài kết luận sau khi nghiên cứu mô hình điện toán đám mây và triển khai ứng dụng thử nghiệm “ Hệ thống xếp hàng tự động “, bên cạnh đó cũng nêu lên một số vấn đề còn tồn tại trong mô hình điện toán này và đề xuất để ứng dụng mô hình điện toán tiến tiến này vào ứng dụng sâu rộng hơn nữa trong các lĩnh vực xã hội có áp dụng kỹ thuật công nghệ thông tin góp phần thúc đẩy ứng dụng công nghệ thông tin trong nước. 12
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CLOUD COMPUTING 1.1 . Lịch sử phát triển và ứng dụng Sau khi khái niệm ĐTĐM được giới thiệu năm 1960, trong những năm sau đó, nhiều công ty công nghệ thông tin trên thế giới đã được thành lập, và internet đã bắt đầu được khởi nguồn. Vào năm 1971, Intel đã giới thiệu bộ vi xử lý đầu tiên, và Ray Tomlinson – một kỹ sư tin học của hãng này đã viết một ứng dụng gửi tin nhắn từ máy tính này đến máy tính khác , tương tự như những trình email bây giờ. Những năm 80 đã có sự bùng nổ lớn trong ngành công nghiệp máy tính, đến năm 1980 đã có hơn 5 triệu máy tính đã được sử dụng, chủ yếu là trong chính phủ hoặc trong cách doanh nghiệp. Vào năm 1981. IBM đã đưa ra mẫu máy tính đầu tiên cho người dùng cá nhân, và chỉ sau đó 1 năm, Microsoft tung ra hệ điều hành MS-DOS mà hầu hết những máy tính ở thời điểm đó đều chạy trên nền này. Và sau đó là sự ra đời của Macintosh. Tất cả những điều trên như là những hạt giống đầu tiền cho sử nảy mầm của Internet giai đoạn sau này. Vào năm 1990, thế giới đã chiêm ngưỡng một phương thức kết nối chưa từng có từ trước đó, chính là phương thức Word Wide Web được phát hành bởi CERN, và được sử dụng vào năm 1991. Vào năm 1993, trình duyệt đầu tiên đã xuất hiện và đã được cấp phép cho các công ty tư nhân sử dụng để truy cập internet. Khi đã có những bước tiến công nghệ lớn mạnh như vậy, các công ty công nghệ trên thế giới đã bắt đầu nghỉ đến khả năng áp dụng internet để làm thương mại, tiếp cận với mọi người một cách nhanh hơn. Điều đó đã thúc đấy sự ra đời của một số công ty công nghệ có tiếng tăm sau này đó là Vào năm 1994, Netscape được thành lập, 1 năm sau đó Amazon & Ebay cũng chính thức ra đời. Sự kết thúc của thập niên 90 và sự bắt đầu của thập niên 2000, cùng với những sự phát triển vượt trội của công nghệ máy tính. Điện toán đám mây đã có môi trường thích hợp để tung cánh bay cao, và trong thời gian này đã có những tiêu 13
chuẩn nhất định đã được phát triển đó là tính phổ biến cao, băng thông lớn và khả năng tương tác. Salesforce.com ra mắt vào năm 1999 và là trang web đầu tiên cung cấp các ứng dụng kinh doanh từ một trang web “bình thường” – những gì bây giờ được gọi là điện toán đám mây. Trong thời gian này, một số công ty chỉ mới bước đầu tư chứ không thu về lợi nhuận trực tiếp. Chúng ta có thể thấy Amazon và Google đầu tiên hoạt động đều không thu lợi nhuận trong những năm đầu tiên khi họ ra đời. Tuy nhiên, để tiếp tục tồn tại, họ đã phải suy nghĩ và cải tiến rất nhiều trong mô hình kinh doanh và khà năng đáp ứng dịch vụ của họ cho khách hàng. Năm 2002, Amazon đã giới thiệu Amazon Web Services. Điều này đã cho người sử dụng có khả năng lưu trữ dữ liệu và khả năng xử lý công việc lớn hơn rất nhiều. Năm 2004, sự ra đời chính thức của Facebook đã thực sự tao ra cuộc cách mạng hóa giao tiếp giữa người với người, mọi người có thể chia sẻ dữ liệu riêng tư của họ cho bạn bè, điều này đã vô tình tạo ra được một định nghĩa mà thường được gọi là đám mây dành cho cá nhân. Năm 2006, Amazon đã từng bước mở rộng các dịch vụ điện toán đám mây của mình, đầu tiên là sự ra đời của Elastic Compute Cloud (EC2), ứng dụng này cho phép mọi người truy cập vào các ứng dụng của họ và thao tác với chúng thông qua đám mây. Sau đó, họ đưa ra Simple Storage Service (S3), Amazon S3 là dịch vụ lưu trữ trên mạng Internet. Nó được thiết kế cho bạn có thể sử dụng để lưu trữ và lấy bất kỳ số lượng dữ liệu, bất cứ lúc nào, từ bất cứ nơi nào trên web. Năm 2008, HTC đã công bố điện thoại đầu tiên sử dụng Android. Năm 2009, Google Apps đã chính thức được phát hành. Trong những năm 2010, các công ty đã phát triển điện toán đám mây để tích cực cải thiện dịch vụ và khả năng đáp ứng của mình để phục vụ nhu cầu cho người sử dụng một cách tốt nhất. 14
Dự đoán trong năm 2019 và về sau nữa, trên thế giới sẽ có khảng hơn 1 tỷ người sử dụng Smart Phone, và năm 2020 thị trường máy tính bảng sẽ thu hút được khoảng 48 triệu người. Điều này đã giúp cho các dịch vụ điện toán đám mây ngày càng phát triển vượt bậc, mang đến nhiều trải nghiệm mới cho người dùng, kết nối ở khắp mọi nơi và mọi lúc thông qua môi trường internet. 1.2. Khái niệm Đứng ở góc nhìn khoa học kỹ thuật có nhiều định nghĩa khác nhau, trong đó có hai định nghĩa của Ian Foster và Rajkumar Buyya được dùng khá phổ biến và có nhiều điểm tương đồng. Theo Rajkumar Buyya: “Cloud Computing là một loại hệ thống phân bổ và xử lý song gồm các máy tính ảo kết nối với nhau và được cung cấp động cho người dùng như một hoặc nhiều tài nguyên đồng nhất dựa trên sự thỏa thuận dịch vụ giữa nhà cung cấp và người sử dụng”. Theo Ian Foster: “Cloud Computing là một mô hình điện toán phân tán có tính co giãn lớn mà hướng theo co giãn về mặt kinh tế, là nơi chứa các sức mạnh tính toán, kho lưu trữ, các nền tảng và các dịch vụ được trực quan, ảo hóa và co giãn linh động, sẽ được phân phối theo nhu cầu cho các khách hàng bên ngoài thông qua Internet”. Cả hai định nghĩa trên đều định nghĩa Cloud Computing là một hệ phân bổ, cung cấp các dạng tài nguyên ảo dưới dạng dịch vụ một cách linh động theo nhu cầu của người dùng trên môi trường internet. Theo viện tiêu chuẩn và công nghệ quốc gia Bộ thương mại Mỹ (NIST) (National Institute of Standards and Technology): “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”. 15
Hình 1.1. Mô hình minh họa công nghệ điện toán đám mây. Một trong những ý tưởng quan trọng nhất của điện toán đám mây là khả năng mở rộng công nghệ chủ chốt là công nghệ ảo hóa. Ảo hóa cho phép sử dụng tốt hơn một server bằng cách kết hợp các hệ điều hành và các ứng dụng trên một máy tính chia sẻ đơn lẻ. Ảỏ hóa cũng cho phép di trú trực tuyến ( online migration ) để khi một server quá tải một, một instace của hệ điều hành( và các ứng dụng trên đó) có thể di trú đến một server mới, ít tải hơn. 1.3. Mô hình tổng quan của Cloud Computing Thuật ngữ "Cloud Computing" ra đời giữa năm 2007 không phải để nói về một trào lưu mới, mà để khái quát lại các hướng phát triển của cơ sở hạ tầng CNTT vốn đã và đang diễn ra từ những năm qua. Quan niệm này có thể được diễn giải một cách đơn giản: các nguồn tính toán khổng lồ như các phần cứng (máy chủ ), phần mềm, và các dịch vụ (chương trình ứng dụng), … sẽ nằm tại các máy chủ ảo (đám mây) trên Internet thay vì trong máy tính gia đình và văn phòng (trên mặt đất) để mọi người kết nối và sử dụng mỗi khi họ cần. [12] Nói cách khác, ở mô hình tính toán này, mọi khả năng liên quan đến công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", cho phép người sử dụng truy cập các dịch vụ công nghệ thông tin từ một nhà cung cấp nào đó "trong đám 16
mây" mà không cần phải biết về công nghệ đó, cũng như không cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó. Hình 1.2. Liên kết giữa các dịch vụ Cloud Computing Các đặc điểm của Cloud computing bao gồm như sau: Qui mô lớn: Hệ thống cloud computing của Google có hơn 1 triệu server, cloud của Amazon, IBM, Microsoft hay Yahoo đều có hàng trăm nghìn server. Do đó tập trung hóa cơ sở hạ tầng trong các lĩnh vực với chi phí thấp hơn (chẳng hạn như bất động sản, điện, v.v.), Khả năng chịu tải nâng cao, cải thiện việc sử dụng và hiệu quả cho các hệ thống . Ảo hóa: Ảo hóa là làm cho một sự vật có bản chất A dường như trở thành một sự vật khác có bản chất B từ góc nhìn của người sử dụng sự vật đó. Nói cách khác, người sử dụng sẽ chỉ biết đến và chỉ nhìn thấy bản chất B của sự vật, đối với họ bản chất A được ảo hóa thành bản chất B. Tăng cường độ tin cậy : Dữ liệu trong mô hình điện toán đám mây được lưu trữ 1 cách phân tán tại nhiều cụm cluster máy chủ tại nhiều vị trí khác nhau. Điều này giúp tăng độ tin cậy, độ an toàn của dữ liệu mỗi khi có sự cố hoặc thảm họa xảy ra. 17
Thông dụng: Thích hợp với nhiều ứng dụng khác nhau. Sự độc lập giữa thiết bị và vị trí làm cho người dùng có thể truy cập hệ thống bằng cách sử dụng trình duyệt web mà không quan tâm đến vị trí của họ hay thiết bị nào mà họ đang dùng, ví dụ như PC, mobile. Vì cơ sở hạ tầng off-site (được cung cấp bởi đối tác thứ 3) và được truy cập thông qua Internet, do đó người dùng có thể kết nối từ bất kỳ nơi nào. Tính linh hoạt: Công nghệ điện toán đám mây mang lại cho người dùng tính linh động có thể thoải mái lựa chọn các dịch vụ phù hợp với nhu cầu của mình, cũng như có thể bỏ bớt những thành phần mà mình không muốn. Thay vì bỏ ra bỏ ra một lượng chi phí lớn để đầu tư cho một hệ thống (trong đó có những hệ thống không cần thiết) thì người dùng chỉ việc bỏ ra chi phí để mua những sản phẩm mà họ cần. Ví dụ như: Thay vì bỏ ra mua một bộ phần mềm office (Gồm nhiều phần mềm khác nhau: word, excel, power point, access, outlook,…) người dùng chỉ việc bỏ chi phí ra mua những phần mềm thực sự cần thiết. Phục vụ theo yêu cầu: Người dùng thông qua mức độ sử dụng của mình để trả tiền. Tính co giãn linh động (“theo nhu cầu”) cung cấp tài nguyên trên một cơ sở. Tiết kiệm chi phí : Với công nghệ này cho phép người dùng sử dụng ứng dụng mà không cần quan tâm tới việc mua và bảo dưỡng máy chủ. Việc sử dụng các ứng dụng qua nền điện toán đám mây không những giúp người dùng giảm chi phí đầu tư ban đầu mà còn giúp người cung cấp dịch vụ khai thác sử dụng các thiết bị một cách tối đa. Khả năng Bảo mật: Vấn đề tập trung dữ liệu trên các “đám mây” là cách thức hiệu quả để tăng cường bảo mật, nhưng mặt khác cũng lại chính là mối lo của người sử dụng dịch vụ của điện toán đám mây. Bởi lẽ một khi các đám mây bị tấn công hoặc đột nhập, toàn bộ dữ liệu sẽ bị chiếm dụng. Với Google Cloud thì không vì Google có hàng trăm server và nhiều Note kết nối trên toàn thế với với cơ chế đồng bộ toàn vn dữ liệu mội nơi thì dữ liệu người dùng đảm bảo không mất thông tin. 18
1.4. Những tính chất cơ bản của điện toán đám mây Một số tính chất nổi bật của Cloud Computing so với mô hình truyền thống. Hình 1.3. Năm đặc trưng quan trọng của Cloud Computing. • Tự phục vụ theo nhu cầu (On-demand self-service) Mỗi khi có nhu cầu Người dùng gửi yêu cầu thông qua trang web cung cấp dịch vụ, hệ thống của nhà cung cấp sẽ đáp ứng để người dùng có thể tự phục vụ như: tăng – giảm thời gian sử dụng server và dung lượng lưu trữ, … mà không cần phải trực tiếp yêu cầu nhà cung cấp dịch vụ, tức là mọi nhu cầu khách hàng đều được xử lý trên internet. • Khả năng co giãn (Rapid elasticity) Khả năng này cho phép tự động mở rộng hoặc thu nhỏ hệ thống tùy theo nhu cầu của người sử dụng một cách nhanh chóng. Khi nhu cầu tăng, hệ thống sẽ tự động mở rộng bằng cách thêm tài nguyên vào. Khi nhu cầu giảm, hệ thống sẽ tự động giảm bớt tài nguyên. Khả năng co giãn giúp cho nhà cung cấp sử dụng tài nguyên hiệu quả, tận dụng triệt để tài nguyên dư thừa, phục vụ được nhiều khách hàng. Đối với người sử dụng dịch vụ, khả năng co giãn giúp họ giảm chi phí do họ chỉ trả phí cho những tài nguyên thực sự dùng. 19
• Truy xuất diện rộng (Broad network access) Cloud Computing cung cấp các dịch vụ thông qua môi trường internet. Do đó, người dùng có kết nối internet là có thể sử dụng dịch vụ. Những tài nguyên tính toán này được phân phối qua mạng Internet và được các ứng dụng người dùng khác nhau sử dụng với những nền tảng không đồng nhất (như máy tính, điện thoại di động, PDA). Với Cloud Computing người dùng không còn bị phụ thuộc vị trí nữa, họ có thể truy xuất dịch vụ từ bất kỳ nơi nào, vào bất kỳ lúc nào có kết nối internet. • Dùng chung tài nguyên (Resource pooling) Tài nguyên của nhà cung cấp dịch vụ được dùng chung, phục vụ cho nhiều người dùng dựa trên mô hình “multi-tenant”. Trong mô hình “multi-tenant”, tài nguyên sẽ được phân phát động tùy theo nhu cầu của người dùng. Khi nhu cầu của một khách hàng giảm xuống, thì phần tài nguyên dư thừa sẽ được tận dụng để phục vụ cho một khách hàng khác. Cloud Computing dựa trên công nghệ ảo hóa, nên các tài nguyên đa phần là tài nguyên ảo. Các tài nguyên ảo này sẽ được cấp phát động theo sự thay đổi nhu cầu của từng khách hàng khác nhau. Nhờ đó nhà cung cấp dịch vụ có thể phục vụ nhiều khách hàng hơn so với cách cấp phát tài nguyên tĩnh truyền thống. • Điều tiết dịch vụ (Measured service) Các hệ thống điện toán đám mây có khả năng tự điều khiển và tinh chỉnh tài nguyên sử dụng bằng cách áp dụng các biện pháp đo lường ở các cấp độ khác nhau cho từng loại dịch vụ. Tài nguyên sử dụng có thể được giám sát, đo lường và khách hàng thường sẽ chỉ trả phí cho lượng tài nguyên họ sử dụng. 1.5. Sơ lược các công nghệ ứng dụng trong điện toán đám mây • Công nghệ ảo hoá Công nghệ ảo hóa (virtualization) là công nghệ quan trọng nhất ứng dụng trong điện toán đám mây. Công nghệ ảo hóa là công nghệ cho phép tạo ra các thực thể ảo có tính năng tương đương như các thực thể vật lý, ví dụ như thiết bị lưu trữ, bộ vi xử lý,… Ảo hóa phần cứng (hardware virtualization) tham chiếu tới việc tạo ra các máy ảo (virtual machine) mà hoạt động với hệ điều hành được cài đặt như 20