Thu hoạch PPNCKH
MỤC LỤC (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:3)(cid:3)(cid:3)(cid:3)
MỤC LỤC ............................................................................................................. 1
LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 3
PHẦN 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN .............................................................. 4
1 Sáng tạo ........................................................................................................... 4
1.1 Tư duy sáng tạo ........................................................................................ 4
1.2 Lịch sử ........................................................................................................ 4
1.3 Đặc điểm .................................................................................................... 5
1.4 Những biện pháp bổ xung .......................................................................... 6
1.5 Các phương pháp thông dụng ................................................................... 8
2 Web Proxy Cache .......................................................................................... 11
PHẦN 2: HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG INTERNET .......................................... 14
1 Hiện trạng sử dụng Internet ........................................................................... 14
2 Hô hình hiện tại ............................................................................................. 14
PHẦN 3: YÊU CẦU GIẢI PHÁP ..................................................................... 17
1 Định hướng .................................................................................................... 17
2 Yêu cầu chung ............................................................................................... 17
PHẦN 4: XÂY DỰNG GIẢI PHÁP ................................................................. 19
1 Mô hình triển khai ......................................................................................... 19
2 Nguyên tắc hoạt động .................................................................................... 19
3 Các thành phần của mô hình ......................................................................... 22
3.1 Squid ........................................................................................................ 22
3.2 Videocache ............................................................................................... 23
3.3 Kernel....................................................................................................... 24
3.4 Iptables..................................................................................................... 25
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 1
Thu hoạch PPNCKH
3.5 Blade Server ............................................................................................. 25
3.5 SAN (Storage Area Network) ................................................................... 27
3.5 NAS (Network Attached storage) ............................................................. 28
PHẦN 5: ỨNG DỤNG CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO ............................ 30
1 Nguyên tắc phân nhỏ ..................................................................................... 30
2 Nguyên tắc tách khỏi ..................................................................................... 30
3 Nguyên tắc kết hợp ........................................................................................ 31
4 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ ........................................................................... 32
5 Nguyên tắc dự phòng..................................................................................... 32
6 Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” ..................................................................... 33
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 35
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 2
Thu hoạch PPNCKH
LỜI MỞ ĐẦU (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:3)(cid:3)(cid:3)(cid:3)
Con người từ xưa đến nay luôn tìm cách giải quyết các vấn đề của mình
một cách nhanh chóng, hiệu quả và khoa học. Hay nói một cách khác, con người
luôn tìm cách Tư duy sáng tạo và Tư duy sáng tạo chính là tài nguyên cơ bản của
con người. Rất nhiều phương pháp tư duy được hình thành trong đó phương pháp
tư duy TRIZ và phương pháp tư duy 6 chiếc mũ được sử dụng phổ biến nhất do
tính đơn giản và dễ sử dụng.
Thông qua bài thu hoạch này, em muốn minh họa khả năng ứng dụng của
phương pháp tư duy TRIZ vào việc xây dựng hệ thống Web Proxy Cache dựa
trên phần mềm mã nguồn mở Squid nhằm tiết kiệm chi phí thuê băng thông
Internet quốc tế, tăng tốc độ truy cập Internet và giảm thiểu chi phí đầu tư so với
giải pháp mua thiết bị tích hợp sẵn các tính năng trên.
Tuy đã có nhiều cố gắng nhưng do hạn chế về kinh nghiệm, kiến thức, thời
gian và nguồn tài liệu tham khảo nên các vấn đề tìm hiểu trong bài thu hoạch
chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Kính mong Thầy xem xét và góp ý thêm.
Em xin chân thành cám ơn Thầy!
Trương Lê Minh Ngọc
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 3
Thu hoạch PPNCKH
PHẦN 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
1 Sáng tạo
1.1 Tư duy sáng tạo
Tư duy sáng tạo là chủ đề của một lĩnh vực nghiên cứu còn mới. Nó nhằm
tìm ra các phương án, biện pháp thích hợp để kích hoạt khả năng sáng tạo và để
tăng cường khả năng tư duy của một cá nhân hay một tập thể cộng đồng làm việc
chung về một vấn đề hay lĩnh vực. Ứng dụng chính của bộ môn này là giúp cá
nhân hay tập thể thực hành nó tìm ra các phương án, các lời giải từ một phần đến
toàn bộ cho các vấn đề nan giải. Các vấn đề này không chỉ giới hạn trong các
ngành nghiên cứu về khoa học kỹ thuật mà nó có thể thuộc lĩnh vực khác như
chính trị, kinh tế, xã hội, nghệ thuật... hoặc trong các phát minh, sáng chế. Một
danh từ khác được giáo sư Edward De Bono sử dụng để chỉ ngành nghiên cứu
này và được dùng rất phổ biến là Tư duy định hướng.
Một số phương pháp tư duy sáng tạo đã và đang được triển khai thành các
lớp học, các hội nghị chuyên đề ở các cơ quan, tổ chức xã hội, chính trị, chính trị
- xã hội nhằm nâng cao hiệu quả làm việc của cá nhân hay tập thể. Ở các trường
trung học của các nước phát triển, một số phương pháp quan trọng như tập kích
não, giản đồ ý cũng đã được áp dụng cho học sinh biết cách áp dụng dưới dạng
thô sơ; đồng thời cũng đã có nhiều cơ sở giáo dục tư thục giảng dạy các chuyên
đề về phương pháp tư duy sáng tạo cho học viên mọi lứa tuổi.
1.2 Lịch sử
Từ xa xưa, các phương pháp tư duy sáng tạo đã bắt nguồn khi loài người
biết suy nghĩ. Một trong các phương pháp đầu tiên được dùng tới có lẽ là phương
pháp tương tự hoá.
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 4
Thu hoạch PPNCKH
Tiếp theo là các phương pháp tổng hợp, phân tích, trừu tượng và cụ thể hoá
chắc chắn đã được các nhà triết học và toán học sử dụng trong thời La Mã cổ
đại và thời Xuân Thu.
Tuy nhiên, việc nghiên cứu có hệ thống và trình bày lại một cách đầy đủ
cho từng phương pháp thì mãi đến đầu thế kỷ thứ 20 mới xuất hiện. Đặc biệt là
sau việc chính thức phát minh ra phương pháp Tập kích não vào
năm 1941 của Alex Osborn thì các phương pháp tư duy sáng tạo mới thực sự
được các nhà nghiên cứu nhất là các nhà tâm lý học chú ý tới. Kể từ đó, rất nhiều
phương pháp tư duy sáng tạo đã ra đời.
Hiện nay, một số khuynh hướng chung là tìm ra các phương pháp để sử
dụng kết hợp khả năng tư duy của các cá nhân vào trong một đề tài lớn cùng với
sự hỗ trợ của ngành tin học.
Trong tương lai, khi mà thành tựu của việc liên lạc trực tiếp các tín hiệu của
các con chip điện tử với não người được hoàn thiện hơn thì chắc chắn nó sẽ tạo
ra một cuộc cách mạng mới về các phương pháp tư duy sáng tạo. Lúc đó, việc
khó khăn là làm sao cho bộ não của từng cá nhân điều khiển và tận dụng được
mọi khả năng của các hệ thống máy tính, cũng như làm sao quản lý việc nối các
hoạt động tư duy cá nhân thành một mạng tư duy khổng lồ với thời gian truy cập
thông tin là thời gian thực.
1.3 Đặc điểm
- Các bộ môn được xem là công cụ của ngành này bao gồm: Tâm lý
học, giáo dục học, luận lý học (hay logic học), giải phẫu học, và các tiến bộ
về y học trong lĩnh vực nghiên cứu não.
- Không có khuôn mẫu tuyệt đối: Cho đến nay vẫn không có phương pháp
vạn năng nào để khơi dậy khả năng tư duy và các tiềm năng khổng lồ ẩn
chứa trong mỗi con người. Tùy theo đặc tính của đối tượng làm việc và môi
trường tại chỗ mà mỗi cá nhân hay tập thể có thể tìm thấy các phương pháp
riêng thích hợp.
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 5
Thu hoạch PPNCKH
- Không cần đến các trang bị đắt tiền: Cho đến nay, các phương pháp tư
duy sáng tạo chủ yếu vẫn là các cách thức tổ chức lề lối suy nghĩ có hướng
và các dụng cụ sử dụng rất đơn giản chủ yếu là giấy, bút, phấn, bảng, lời
nói, đôi khi là màu sắc, máy chiếu hình, từ điển... Một số phần mềm đã xuất
hiện trên thị trường để giúp đẩy nhanh hơn quá trình hoạt động sáng tạo và
làm việc tập thể có tổ chức và hiệu quả hơn. Song, tại một số trường học
vẫn có thể tiến hành giảng dạy bộ môn này bằng những cuộc thảo luận
chuyên đề hỗ trợ không tốn kém. Cuối cùng, khoa này cũng không giới hạn
tầm nghiên cứu của nó cho việc ứng dụng thành tựu mới của y học về não
bộ và tin học và điều đó vẫn còn bỏ ngỏ cho các nhà nghiên cứu.
- Không phức tạp trong thực nghiệm: Thực nghiệm của hầu hết các
phưong pháp tư duy sáng tạo hiện nay rất đơn giản. Nếu cần quá trình đào
tạo cấp tốc có thể từ 1 buổi cho tới dưới 1 tuần cho người học. Đa số các
phương pháp đã đưọc ghi sẵn ra từng bước như là những thuật toán. Điều
kiện cho người thực hiện chỉ là sự hiểu biết và có khả năng tư duy cũng như
đôi khi cần đến sự hỗ trợ của các kho dữ liệu về kiến thức chuyên môn mà
vấn đề đặt ra có liên quan hay đề cập tới.
- Hiệu quả cao: Các phương pháp tư duy sáng tạo, nếu sử dụng đúng chỗ
đúng lúc đều mang lại lợi ích rất cao, nhiều giải pháp được đưa ra chỉ nhờ
vào phương pháp tập kích não. Các phương pháp khác cũng đã hỗ trợ rất
nhiều cho các nhà phát minh, nhất là trong lĩnh vực kỹ thuật hay công nghệ.
- Giảm thiểu được áp lực quá tải của lượng thông tin: bằng các phưong án
tư duy có định hướng thì một hệ quả tất yếu là người nghiên cứu sẽ chọn
lựa một cách tối ưu những dữ liệu cần thiết, do đó tránh các cảm giác lúng
túng, mơ hồ, hay lạc lõng trong rừng rậm của thông tin.
1.4 Những biện pháp bổ xung
- Y học: Thành tựu mới về y học, nhất là dược khoa, đã đem lại nhiều kết
quả cho việc nâng cao khả năng tư duy. Ngày nay, y học đã tìm ra rất nhiều
dược chất có khả năng chống lão hóa não hay chống sự suy giảm khả năng
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 6
Thu hoạch PPNCKH
của trí nhớ trong đó có vai trò quan trọng của các chất chống ôxi hóa, cũng
như vai trò của các muối khoáng và các sinh tố (vitamin) - đặc biệt là sinh
tố A. Không chỉ các tiến bộ trong Tây y mà trong Đông y người ta cũng đã
có nhiều thành công trong việc dùng hỗn hợp các dược thảo với các dược
chất Tây y. Một vị thuốc Đông y nổi tiếng có khả năng phục hồi trí nhớ và
giảm stress là gingko bibola.
- Thiền: Thiền định là một phương pháp khá hữu hiệu để chống stress, tăng
cường khả năng đề kháng của cơ thể và tăng khả năng suy nghĩ tập trung
vào một chủ đề. Đặc biệt các phương pháp thiền Phật giáo còn giúp tư duy
của hành giả trở nên độc lập trước mọi thành kiến, kinh nghiệm, hay tri
thức vốn đã được huấn tập từ trước trong não bộ. Chính những kiến thức và
kinh nghiêm này đôi khi là trở lực che mờ sự sáng suốt hay ngăn trở sự độc
lập của tư duy.
- Dưỡng sinh và rèn luyện sức khỏe: Một cá nhân không thể có những hoạt
động trí não sáng suốt mạnh mẽ nếu người không đủ sức khỏe để làm việc.
Việc ăn uống điều độ, dưỡng sinh đúng mực giúp rất nhiều cho việc giữ não
bộ được linh hoạt và bền bỉ. Vai trò của thực phẩm đặc biệt là các chất
đạm rất cần thiết cho não bộ hoạt động bình thưòng.
- Chế độ làm việc: Để giảm thiểu hậu quả không tốt do việc tập trung lâu,
ngồi lâu và bảo đảm cho sự bền bỉ hoạt động của não bộ nhiều chuyên gia
đã cho lời khuyên là phải có các vận động thể dục ngắn để giảm stress cũng
như để buông xả bớt các căng thẳng thần kinh sau mỗi 45-60 phút làm việc
tập trung. Hơn nữa, bắt cơ thể làm việc với số giờ quá nhiều trong một ngày
sẽ làm giảm sức tập trung. Ngoài ra, tổ chức công việc có thứ tự ngăn nắp
cũng ảnh hưởng phần nào đến hiệu quả của quá trình tư duy.
- Các kho dữ liệu và vai trò hỗ trợ của tin học: Trong khi nghiên cứu các
giải pháp mới thì việc nắm bắt đầy đủ thông tin, tư liệu về vấn đề cần giải
quyết là một điều cần thiết trước tiên. Ngoài ra, để có được những ý kiến
hay lời giải sáng tạo thì việc vận dụng kiến thức, hiểu biết hay các công cụ
mới là rất quan trọng. Ngày nay tận dụng khả năng của tin học người ta có
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 7
Thu hoạch PPNCKH
thể giảm thiểu nhiều công sức để tìm tòi tra cứu các kho dữ liệu ở các nơi
khác nhau. Đồng thời, có thể truy nhập hay tìm ra các kiến thức cần thiết
cho một vấn đề trong thời gian rất ngắn. Đặc biệt, với sự trợ giúp
của Internet và các máy truy tìm dữ liệu thì các thông tin rời rạc trưóc đây
của nhân loại đã được nối lại thành một kho dữ liệu quí báu khổng lồ rất
tiện lợi cho việc khai thác và tận dụng chúng.
1.5 Các phương pháp thông dụng
Các phương pháp sử dụng trong ngành này còn đang được khám phá. Số
lượng phương pháp đã được phát minh có đến hàng trăm. Nội dung các phương
pháp áp dụng có hiệu quả bao gồm:
- Tập kích não: Đây là một phương pháp dùng để phát triển nhiều giải đáp
sáng tạo cho một vấn đề. Phương pháp này hoạt động bằng cách tập trung
sự suy nghĩ vào vấn đề đó; các ý niệm và hình ảnh về vấn đề trước hết được
nêu ra một cách rất phóng khoáng và ngẫu nhiên theo dòng tư tưởng, càng
nhiều thì càng đủ và càng tốt, rồi vấn đề được xem xét từ nhiều khía cạnh
và nhiều cách (nhìn) khác nhau. Sau cùng các ý kiến sẽ được phân nhóm,
đánh giá và tổng hợp thành các giải pháp cho vấn đề đã nêu.
- Thu thập ngẫu nhiên: là kĩ thuật cho phép liên kết một kiểu tư duy mới
với kiểu tư duy đang được sử dụng. Cùng với sự có mặt của kiểu tư duy
mới này thì tất cả các kinh nghiệm sẵn có cũng sẽ được nối vào với nhau.
Phương pháp này rất hữu ích khi cần những ý kiến sáng rõ hay những tầm
nhìn mới trong quá trình giải quyết một vấn đề. Đây là phương pháp có thể
dùng bổ sung thêm cho quá trình tập kích não.
- Nới rộng khái niệm: là một cách để tìm ra các tiếp cận mới về một vấn đề
khi mà tất cả các phương án giải quyết đương thời không còn dùng được.
Phương pháp này triển khai nguyên tắc "lui một bước" để nới rộng tầm nhìn
về vấn đề.
- Kích hoạt: Tác động chính của phương pháp này là để tư tưởng được thoát
ra khỏi các nền nếp kiến thức cũ mà đã từng được dùng để giải quyết vấn
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 8
Thu hoạch PPNCKH
đề. Chúng ta tư duy bằng cách nhận thức và trừu tượng hóa thành các kiểu
rồi tạo phản ứng lại chúng. Các phản ứng đối đáp này dựa trên kinh nghiệm
trong quá khứ và sự hữu lý của các kinh nghiệm này. Tư tưởng của chúng
ta thường ít vượt qua hoặc đứng bên ngoài của các kiểu mẫu cũ. Trong khi
chúng ta có thể tìm ra câu trả lời như là một "kiểu khác" của vấn đề, thì cấu
trúc não bộ sẽ gây khó khăn cho chúng ta để liên kết các lời giải này.
Phương pháp kích hoạt sẽ làm nảy sinh các hướng giải quyết mới.
- Sáu chiếc mũ tư duy (six thinking hats): là một kĩ thuật được nhằm giúp
các cá thể có được nhiều cái nhìn về một đối tượng, những cái nhìn này sẽ
khác nhiều so với một người thông thường có thể thấy được. Đây là một
khuôn mẫu cho sự tư duy và nó có thể kết hợp thành lối suy nghĩ định
hướng. Trong phương pháp này thì các phán xét có giá trị sẽ có chỗ đứng
riêng của chúng, nhưng các phê phán đó sẽ không được phép thống trị như
là thường thấy trong lối suy nghĩ thông thường. Phương pháp này được
dùng chủ yếu là để kích thích lối suy nghĩ song song, toàn diện và tách
riêng cá tính (như là bản ngã, các thành kiến,...) với chất lượng.
- DOIT: là phương pháp để gói gọn, hay kết hợp, các phương pháp tư duy
sáng tạo lại với nhau và dẫn ra các phương pháp về sự xác định ý nghĩa và
đánh giá của vấn đề. DOIT giúp tìm ra kỹ thuật sáng tạo nào là tốt nhất.
Chữ DOIT là chữ viết tắt trong tiếng Anh bao gồm:
• D - Define problem nghĩa là Xác định vấn đề
• O - Open mind and Apply creative techniques tức là Cởi mở ý tưởng
và Áp dụng các kỹ thuật sáng tạo
• I - Identify the best solution là Xác định lời giải đáp tốt nhất
• T - Transform là Chuyển đổi
- Đơn vận: Đây là phương pháp mạnh giải quyết vấn đề bằng cách đem nó
vào sự vận chuyển đơn nhất. Phương pháp này thích hợp để giải quyết
những vấn đề trong môi trường kỹ nghệ sản xuất. Nó đưa phương pháp
DOIT lên một mức độ tinh tế hơn. Thay vì nhìn sự sáng tạo như là một quá
trình tuyến tính thì cái nhìn của đơn vận đưa quá trình này vào một vòng
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 9
Thu hoạch PPNCKH
khép kín không đứt đoạn. Nghĩa là sự hoàn tất cùng với sự thực hiện tạo
thành một chu kì dẫn tới chu kì mới nâng cao hơn của sự sáng tạo.
- Giản đồ ý: phương pháp này là một phương tiện mạnh để tận dụng khả
năng ghi nhận hình ảnh của bộ não. Nó có thể dùng như một cách để ghi
nhớ chi tiết, để tổng hợp hay để phân tích một vấn đề thành một dạng của
lược đồ phân nhánh. Phương pháp này củng cố thêm khả năng liên lạc, liên
hệ các dữ kiện với nhau cũng như nâng cao khả năng nhớ theo chuỗi dữ
kiện xảy ra theo thời gian. Bằng cách dùng giản đồ ý, tổng thể của vấn đề
được chỉ ra dưới dạng một hình trong đó các đối tượng được liên hệ với
nhau bằng các đường nối. Với cách thức đó, các dữ liệu được ghi nhớ và
nhìn nhận dễ dàng và nhanh chóng hơn.
- Tương tự hoá: xem vấn đề như là một đối tượng. So sánh đối tượng này
với một đối tượng khác, có thể là bất kì, thường là những bộ phận hữu cơ
của tự nhiên. Viết xuống tất cả những sự tương đồng của hai đối tượng, các
tính chất về vật lý, hoá học, hình dạng, màu sắc... cũng như là chức năng và
hoạt động. Sau đó, xem xét sâu hơn sự tương đồng của cả hai, xem có gì
khác nhau và qua đó tìm thấy được những ý mới cho vấn đề.
- Tương tự hoá cưỡng bức: là một cách mở rộng tầm nhìn hay bóp méo
những kiến thức hiện hữu để tạo ra những sáng kiến mới.
- Tư duy tổng hợp: là một quá trình phát hiện ra các mối liên hệ làm thống
nhất các bộ phận mà tưởng chừng như là tách biệt. Đây là phương thức
ghép đặt các sự kiện lại với nhau để mở ra một tầm nhìn mới cho tất cả các
loại vấn đề. Phương pháp này không chỉ dùng trong nghiên cứu khoa học
mà còn trong nhiều lĩnh vực khác như nghệ thuật, sáng tác... hay ngay cả
trong lĩnh vực sử dụng tài hùng biện như chính trị, luật...
- Đảo lộn vấn đề (reversal): Đây là một phương pháp cổ điển được áp dụng
triệt để về nhiều mặt trên một vấn đề nhằm tìm ra các thuộc tính chưa được
thấy rõ và khả dĩ biến đổi được đối tượng cho phù hợp hơn.
- Cụ thể hoá và Tổng quát hoá
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 10
Thu hoạch PPNCKH
- TRIZ: (Viết tắt từ Nga ngữ Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh
Zadatch (Теория решения изобретательских задач), Anh ngữ: the Theory
of Inventive Problem Solving) tức là Lý thuyết giải quyết sáng tạo cho vấn
đề. Đây là lý thuyết sáng tạo được thống kê và tổng hợp thành 40 gợi ý
khác nhau và được ghi ra cụ thể cho người áp dụng tùy theo tình huống của
vấn đề.
Nhiều phương pháp trình bày trên đây vẫn còn được những người phát
minh ra chúng giữ độc quyền trong việc đào tạo và in ấn các tài liệu giáo khoa.
2 Web Proxy Cache
Hầu hết tất cả người dùng trong thế giới mạng đều quen thuộc với từ kỹ
thuật Caching. Công nghệ caching đã được sử dụng trong các lĩnh vực của
ngành công nghiệp máy tính và mạng trong một thời gian khá dài. Phần cứng tận
dụng lợi thế của caching ở mức độ vi xử lý, trình duyệt web triển khai thực hiện
caching để lưu trữ các đối tượng trên các trang web, và rất nhiều các thiết bị tăng
tốc mạng cũng thực hiện các dạng bộ nhớ đệm trong kiến trúc phần mềm. Nói
đến caching là nói đến tốc độ, và nếu có một điều mà mọi người sử dụng web
mong muốn thì đó là truy cập dữ liệu nhanh hơn đồng thời an toàn hơn. Đặc biệt
trước sự bùng nổ của các dịch vụ giải trí online: âm thanh, hình ảnh, video được
đa số dân cư mạng ưa chuộng (youtube, zing, metacafe...) và các mạng xã hội
(facebook, google+, twitter...). Để đáp ứng lại các nhu cầu này hiện nay hầu hết
các ISP đang triển khai các giải pháp để tiết kiệm chi phí băng thông, nâng cấp
băng thông nhưng vẫn đảm bảo chất lượng dịch vụ, thỏa mãn yêu cầu của khách
hàng, nâng cao chất lượng dịch vụ và tạo ra các gói giá trị cạnh tranh.
Bằng việc triển khai giải pháp Web Proxy Cache, chúng ta có thể mang lại
các lợi ích chính như sau:
- Kiểm tra các thông tin phạm pháp: Các yêu cầu truy cập thông tin trên
Internet sẽ được kiểm tra dựa trên cơ sở dữ liệu của tổ chức quốc tế về
phạm pháp, nhiều công ty nước ngoài bắt buộc phải tuân thủ các điều khoản
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 11
Thu hoạch PPNCKH
này. Ở Việt Nam cũng đã có những nghị định đầu tiên quy định nhà cung
cấp dịch vụ phải trang bị các giải pháp bảo vệ người dùng.
- Kiểm soát nội dung: Hệ thống cho phép ngăn chặn truy cập vào các nội
dung đã được xếp hạng sẵn, như các trang tin quảng cáo, giải trí, thể thao,
hacker, virus… Hệ thống cũng cho phép nhượng quyền quản trị cho người
dùng về quản trị và báo cáo việc kiểm soát nội dung cho cá nhân, tổ chức sử
dụng dịch vụ.
- Tối ưu hóa băng thông: Giải pháp caching cho phép nén nội dung, cache
các tập tin qua HTTP, cache các đoạn mã giống nhau cho các ứng dụng
chia sẻ ngang hàng. Các công nghệ này giúp tối ưu hóa băng thông sử dụng
cho các ứng dụng chia sẻ ngang hàng.
- Tăng tốc các dịch vụ streaming: Giải pháp cho phép cache các nội dung
hình ảnh video, tự động chia tách và phát cho nhiều người dùng cùng xem
video từ một nguồn trên Internet, hỗ trợ cả các hình thức video phát trực
tiếp cũng như phát theo yêu cầu. Các công nghệ này cũng sẽ làm giảm băng
thông sử dụng đi đáng kể và nâng cao tốc độ truy cập, đảm bảo chất lượng
của các dịch vụ video trên mạng không bị ngắt quãng, hay chậm.
- Tăng tốc nội dung:
• Hệ thống Web Proxy Cache cho phép cache các nội dung của rất nhiều
các ứng dụng mạng khác nhau thông qua Internet, những người dùng
sau truy cập vào cùng các nội dung đã được cache sẽ nhận được ngay
nội dung đã lưu trong cache. Các giải pháp này cho phép giảm băng
thông sử dụng đáng kể, giảm thời gian truy cập đáng kể cho các người
dùng.
• Theo thống kê chung trên các nhà cung cấp dịch vụ Internet, họ có thể
tiết kiệm được băng thông sử dụng từ 20-30%, đây là một khoản tiết
kiệm đáng kể cho nhà cung cấp, đồng thời tăng chất lượng dịch vụ
trong khi mang lại cảm giác tốt cho khách hàng vì dịch vụ nhanh.
Chính vì vậy mà Caching là một giải pháp không thể thiếu cho các nhà
cung cấp dịch vụ Internet.
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 12
Thu hoạch PPNCKH
- Sử dụng các tính năng hỗ trợ trên Web Proxy Cache để tạo dịch vụ thu
phí khách hàng
• Dựa trên số lượng user và thời điểm truy cập cũng như thống kê các
website được nhiều người truy cập nhất (số lượng page views lớn), ISP
có thể thực hiện chức năng quảng cáo cho các doanh nghiệp (thể hiện
dưới dạng pop-up hoặc chèn link quảng cáo của doanh nghiệp)
• Hình thức quảng cáo có thể được thực hiện bằng cách trả về một trang
quảng cáo khi Web Proxy Cache nhận được các lỗi DNS error hoặc
HTTP Error trả về từ server (hiện tại trên thế giới đã áp dụng hình thức
này chẳng hạn như OpenDNS hoặc một số Proxy miễn phí khác)
• ISP có thể dùng tính năng pop-up trên web để thống báo tình trạng nợ
cước của khách hàng, quảng cáo các dịch gia tăng, chương trình
khuyến mãi…
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 13
Thu hoạch PPNCKH
PHẦN 2: HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG INTERNET
1 Hiện trạng sử dụng Internet
Hiện nay theo thống kê của các tổ chức an ninh mạng, mỗi ngày trên
Internet có khoảng gần 30.000 trang web chứa mã độc mới xuất hiện, và tỷ lệ
tăng trưởng hàng năm khoàng gần 10 lần. Các hacker ngày nay có xu thế chuyển
dần các tấn công thông qua môi trường web và các ứng dụng như chat hay chia
sẻ ngang hàng. Các trang web hợp pháp có số lượng người truy cập lớn là các
mục tiêu ưa thích của hacker ngày nay. Một khi các trang web này bị tấn công và
lây nhiễm mã độc, mã độc ngay lập tức lây nhiễm với tốc độ chóng mặt trên
phạm vi toàn cầu chỉ trong vài giờ bất chấp tường lửa và các phần mềm diệt virus
trên máy trạm. Công nghệ an ninh mạng của Web Proxy Cache sử dụng sức
mạnh của điện toán đám mây tiên tiến nhất hiện nay, cho phép cộng đồng người
dùng Web Proxy Cache toàn cầu phát hiện và chia sẻ danh sách các mã độc mới
nhất.
Hiện nay công ty đang triển khai dịch vụ Internet, hàng tháng phải tốn chi
phí cho việc thuê băng thông Internet là lớn nhất (40% doanh thu), mặt khác do
nhu cầu của cơ quan quản lí an ninh quốc gia (Bộ công an) đòi hỏi phải lọc bỏ
một số trang web liên quan đến chính trị, xã hội.
2 Hô hình hiện tại
Công ty hiện đang hoàn thiện hệ thống Core nhằm cung cấp dịch vụ
Internet trên truyền hình cáp. Kết nối Gateway internet quốc tế với băng thông
550Mbps, thuê từ các ISP như VDC, FPT, EVN và SPT băng thông quốc tế lên
đến trên 2Gbps.
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 14
Thu hoạch PPNCKH
Dịch vụ sử dụng chủ yếu trên mạng của công ty là dịch vụ Web
(HTTP_Browing, HTTP DownloadManager, HTTP_Streaming)
Hiện công ty đang sử dụng giải pháp caching của Cisco là Blue Coat
SG9000. Dòng sản phẩm Blue Coat ProxySG cung cấp một kiến trúc hạ tầng
proxy dải rộng nhằm giúp đảm bảo anh ninh cho các giao dịch Web và tăng tốc
việc phân bố các ứng dụng kinh doanh. ProxySG được xây dựng trên nền Hệ
điều hành SGOS – một hệ điều hành theo khách hàng và đối tượng, cho phép
việc kiểm soát chính sách mềm dẻo thông qua nội dung, người dùng, các ứng
dụng và các giao thức.
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 15
Thu hoạch PPNCKH
Thiết bị Appilance Blue Coat ProxySG với hiệu suất cao giúp quản lý rất
nhiều các yêu cầu của một proxy thông qua một mạng doanh nghiệp điển hình.
Các thiết bị có thể được cài đặt và quản lý đơn giản dưới dạng rack. Thiết bị Blue
Coat SG được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu proxy cho các Văn phòng chi
nhánh, các Internet Gateway, các Data Center và các Nhà cung cấp dịch vụ toàn
cầu.
Tuy nhiên mỗi thiết bị SG9000 chỉ có khả năng xử lý tối đa lượng traffic là
300Mbps. Như vậy với 2 thiết bị SG9000 chỉ có thể xử lý được lượng traffic là
600Mbps. Do tổng traffic trên 2Gbps nên cần một giải pháp khác hiệu quả hơn,
tiết kiệm hơn vì chi phí cho thiết bị SG9000 khá cao.
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 16
Thu hoạch PPNCKH
PHẦN 3: YÊU CẦU GIẢI PHÁP
1 Định hướng
Hiện tại công ty đang là một trong những nhà cung cấp dịch vụ truyền hình
cáp cho cá nhân và doanh nghiệp lớn nhất ở Việt Nam. Bên cạnh đó công ty cũng
đang cung cấp các dịch vụ khác trên mạng truyền hình cáp như: Internet, VoD,
IPTV. Đặc biệt là dịch vụ Internet đang nằm trong chiến lược phát triển hàng đầu
của công ty. Trong tương lai, đường truyền Internet dự kiến sẽ khoảng hơn
2Gbps, số lượng người dùng ước tính là khoảng 200 ngàn thuê bao và có khả
năng mở rộng về sau.
2 Yêu cầu chung
Nhằm mục đích đảm bảo các điều kiện cần thiết cho hoạt động sản xuất
kinh doanh mang lại hiệu quả kinh tế xã hội, việc truy cập các dịch vụ Internet
cần phải đạt được các yêu cầu tối thiểu như sau:
- Tăng tốc độ truy cập các ứng dụng của dịch vụ web
- Giảm băng thông quốc tế, đồng thời giảm chi phí thuê kênh truyền internet
quốc tế
- Lọc các trang web có nội dung không lành mạnh và phản động chính trị, xã
hội do Bộ Công An A206 đề nghị
- Thống kê, gom nhóm các trang web sử dụng nhiều nhất để đưa ra các chính
sách điều chỉnh SLA của hệ thống mạng tốt hơn
- Tạo ra các giá trị gia tăng từ các dịch vụ quảng cáo bằng cách pop-up lên
trang web
- Tăng giá trị cạnh tranh so với các đối thủ khác (dịch vụ lọc web cho các
thuê bao gia đình, dịch vụ quét virus) trong tương lai
- Công tác chăm sóc khách hàng: Tạo kênh thông tin bằng trang web với
khách hàng nhằm thông báo tiền cước, nợ cước, cảnh báo các sự kiện
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 17
Thu hoạch PPNCKH
Internet liên quan (virus, hacker, an toàn máy tính...). Thông báo các thay
đổi về chính sách dịch vụ cho khách hàng (thay đổi ngày tính cước, nâng
cấp hệ thống…).
- Công tác kinh doanh: Dựa vào thiết bị này có thể kinh doanh quảng cáo trên
trang thông tin (đối tượng khách hàng là các công ty Viễn thông, công nghệ
thông tin, điện tử…). Quảng cáo các dịch vụ GTGT trên Internet sắp tới của
công ty: SMS, VoD, Games Online, IPTV…
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 18
Thu hoạch PPNCKH
PHẦN 4: XÂY DỰNG GIẢI PHÁP
1 Mô hình triển khai
Với mô hình triển khai trên traffic HTTP sẽ được redirect sang Web Proxy
Cache để thực hiện caching nhằm tiết kiệm băng thông kết nối ra Internet.
Trong mô hình trên một hoặc nhiều thiết bị Web Proxy Cache sẽ được sử
dụng tại cửa ngõ của đường kết nối đi Internet quốc tế. Tùy theo băng thông đi
Internet, số lượng người dùng, mà chúng ta có thể sử dụng một, hoặc nhiều thiết
bị Caching. Khả năng mở rộng năng lực của hệ thống caching được thực hiện
thông qua các công nghệ chia tải cache cache gồm: WCCP (Web Cache Control
Protocol), PBR (Policy Based Routing), hoặc dùng các thiết bị chia tải chuyên
nghiệp.
2 Nguyên tắc hoạt động
Proxy Web sẽ được triển khai theo dạng Transparent. Người dùng Internet
sẽ không nhận biết sự có mặt của thiết bị Web Proxy Cache trong hệ thống mạng.
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 19
Thu hoạch PPNCKH
Khi client truy cập Internet các request sẽ được redirect qua Web Proxy Cache để
xử lý, với dạng transparent gói tin IP vẫn giữ nguyên không bị thay đổi.
Các request từ client được redirect qua Web Proxy Cache sẽ được kiểm tra
trong cache của Web Proxy Cache, nếu các đối tượng này chưa được cache
(Cache Miss) Web Proxy Cache sẽ gửi request này đến Server để lấy dữ liệu về,
sau đó lưu trong cache và trả về cho client.
Các client tiếp theo request với cùng nội dung như client thứ nhất đã
request, Web Proxy Cache kiểm tra nội dung đã có trong cache (Cache Hit), dữ
liệu sẽ được trả về trực tiếp từ Web Proxy Cache, như vậy sẽ tiết kiệm được băng
thông ra ngoài Internet để lấy dữ liệu từ server.
Mô tả luồng traffic tại khi triển khai Proxy Web caching:
- Trường hợp nội dung chưa được cache (Cache Miss):
• User thực hiện một HTTP request truy cập website trên Internet
(destination port là 80). Tại Router đã cấu hình Policy redirect HTTP
traffic request sang Web Proxy Cache, toàn bộ HTTP request sẽ được
xử lý tại Web Proxy Cache.
• Web Proxy Cache kiểm tra nội dung chưa có trong cache (cache
miss). Web Proxy Cache gửi request lên web server ngoài Internet để
lấy dữ liệu về (gói tin của Client được giữ nguyên). Dữ liệu được trả
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 20
Thu hoạch PPNCKH
về từ web server (source port là 80). Tại phía Router đã cấu hình
policy redirect toàn bộ HTTP traffic response sang Web Proxy Cache.
• Web Proxy Cache lưu nội dung trả về từ web server vô trong cache.
Sau đó trả dữ liệu về cho phía Client (gói tin từ phía webserver vẫn
được giữa nguyên).
- Trường hợp nội dung đã được cache (Cache Hit):
• User thực hiện một HTTP request truy cập website trên Internet
(destination port là 80). Tại Router đã cấu hình Policy redirect HTTP
traffic request sang Web Proxy Cache, toàn bộ HTTP request sẽ được
xử lý tại Web Proxy Cache.
• Proxy Web Cache kiểm tra nội dung đã có trong cache (cache hit),
Web Proxy Cache trả về cho Client trực tiếp từ local cache, tiết kiệm
được băng thông ngoài Internet để lấy dữ liệu từ web server.
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 21
Thu hoạch PPNCKH
3 Các thành phần của mô hình
3.1 Squid
Squid là phần mềm web proxy cache hỗ trợ các giao thức HTTP, HTTPS,
FTP… Squid tiết kiệm băng thông và tăng tốc truy cập web bằng cách sử dụng
lại những nội dung đã được cache. Squid hỗ trợ nhiều hệ điều hành bao gồm cả
Windows.
- Squid hỗ trợ các tính năng chính sau:
• Cache các trang web tĩnh, không cache các trang web động để tránh
tình trạng khách hàng truy cập trang web với nội dung cũ
• Có khả năng lọc web dựa vào URL
• Chia sẻ cache giữa các server Squid để tận dụng cache đã có sẵn, tiết
kiệm tài nguyên đĩa cứng, tiết kiệm băng thông, tăng tốc độ truy xuất
• Kết hợp với phần mềm VideoCache để cache video của các trang web
nổi tiếng: youtube, metacafe, dailymotion…
- Các đặc diểm nổi bật:
• Là phần mềm mã nguồn mở chạy trên Linux nên không tốn chi phí mua
bản quyền, chỉ tốn chi phí mua thiết bị (server, storage)
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 22
Thu hoạch PPNCKH
• Có khả năng tùy biến rất cao, các tính năng mới được cập nhật liên tục
3.2 Videocache
Videocache là Squid URL rewriter plugin được viết bằng ngôn ngữ Python
nhằm tối ưu hóa băng thông khi truy cập vào các trang web chia sẻ video nổi
tiếng như: youtube, metacafe… Videocache tiết kiệm băng thông khi một file
video được yêu cầu nhiều hơn một lần.
Videocache hoạt động trên hầu hết các hệ điều hành Linux/Unix như:
Fedora, Centos, Redhat, RHLE, OpenSuSE, Mandriva, Ubuntu, Debian, Gentoo,
FreeBSD, NetBSD, Slackware. Videocache có thể hoạt động trên Mac OSX và
Microsoft Windows nhờ Cygwin.
Videocache hỗ trợ caching các định dạng file audio/video sau: flv, 3gp,
mp3, wmv, mp4, rm, ram, mov, avi, m4v.
Videocach hỗ trợ caching các file audio/video của những trang web sau:
• Youtube Videos - Youtube.com.
• Facebook Videos - facebook.com.
• MySpace Videos - myspace.com.
• AOL Videos - aol.com.
• Metacafe Videos - Metacafe.com
• DailyMotion Videos - Dailymotion.com
• Vimeo HD Videos - Vimeo.com
• Bing & MSN Videos - Video.bing.com
• Blip TV Videos - Blip.tv
• Break Videos - Break.com
• Red Tube Videos - Redtube dot com
• X Tube Videos - Xtube dot com
• You P0rn Videos - Youporn dot com
• Tube 8 Videos - Tube8 dot com
• Wrzuta Audio & Videos - Wrzuta.pl
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 23
Thu hoạch PPNCKH
3.3 Kernel
Kernel là thành phần quan trọng nhất của hệ điều hành Linux/Unix. Là
những phần mềm, ứng dụng ở mức thấp (low-level) trong hệ thống, có khả năng
thay đổi linh hoạt để phù hợp với phần cứng. Chúng tương tác với tất cả ứng
dụng và hoạt động trong chế độ user mode, cho phép các quá trình khác – hay
còn gọi là server, nhận thông tin từ các thành phần khác qua inter-process
communication (IPC).
Về bản chất, có nhiều cách để xây dựng cấu trúc và biên dịch 1 bộ kernel
nhất định từ đầu. Nhìn chung, với hầu hết các kernel hiện nay, chúng ta có thể
chia ra làm 3 loại: monolithic, microkernel, và hybrid. Linux sử dụng kernel
monolithic trong khi OS X (XNU) và Windows 7 sử dụng kernel hybrid.
Microkernel có đầy đủ các tính năng cần thiết để quản lý bộ vi xử lý, bộ
nhớ và IPC. Có rất nhiều thứ khác trong máy tính có thể được nhìn thấy, tiếp xúc
và quản lý trong chế độ người dùng. Microkernel có tính linh hoạt khá cao, vì
vậy bạn không phải lo lắng khi thay đổi 1 thiết bị nào đó, ví dụ như card màn
hình, ổ cứng lưu trữ... hoặc thậm chí là cả hệ điều hành. Microkernel với những
thông số liên quan footprint rất nhỏ, tương tự với bộ nhớ và dung lượng lưu trữ,
chúng còn có tính bảo mật khá cao vì chỉ định rõ ràng những tiến trình nào hoạt
động trong chế độ user mode, mà không được cấp quyền như trong chế độ giám
sát - supervisor mode.
Với Monolithic thì khác, chúng có chức năng bao quát rộng hơn so với
microkernel, không chỉ tham gia quản lý bộ vi xử lý, bộ nhớ, IRC, chúng còn can
thiệp vào trình điều khiển driver, tính năng điều phối file hệ thống, các giao tiếp
qua lại giữa server... Monolithic tốt hơn khi truy cập tới phần cứng và đa tác vụ,
bởi vì nếu 1 chương trình muốn thu thập thông tin từ bộ nhớ và các tiến trình
khác, chúng cần có quyền truy cập trực tiếp và không phải chờ đợi các tác vụ
khác kết thúc. Nhưng đồng thời, chúng cũng là nguyên nhân gây ra sự bất ổn vì
nhiều chương trình chạy trong chế độ supervisor mode hơn, chỉ cần 1 sự cố nhỏ
cũng khiến cho cả hệ thống mất ổn định.
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 24
Thu hoạch PPNCKH
Khác với 2 loại kernel trên, Hybrid có khả năng chọn lựa và quyết định
những ứng dụng nào được phép chạy trong chế độ user hoặc supervisor. Thông
thường, những thứ như driver và file hệ thống I/O sẽ hoạt động trong chế độ user
mode trong khi IPC và các gói tín hiệu từ server được giữ lại trong chế độ
supervisor. Tính năng này thực sự rất có ích vì chúng đảm bảo tính hiệu quả của
hệ thống, phân phối và điều chỉnh công việc phù hợp, dễ quản lý.
3.4 Iptables
Iptables là một tường lửa ứng dụng lọc gói dữ liệu rất mạnh, miễn phí và có
sẵn trên Linux. Netfilter/Iptables gồm 2 phần là Netfilter ở trong nhân Linux và
Iptables nằm ngoài nhân. Iptables chịu trách nhiệm giao tiếp giữa người dùng và
Netfilter để đẩy các luật của người dùng vào cho Netfiler xử lí. Netfilter tiến
hành lọc các gói dữ liệu ở mức IP. Netfilter làm việc trực tiếp trong nhân, nhanh
và không làm giảm tốc độ của hệ thống.
Iptables có một số đặc trưng sau:
• Tích hợp tốt hơn với nhân của hệ điều hành Linux.
• Cho phép load tốt hơn các modules đặc biệt của iptables giúp cho việc
cải thiện độ tin cậy và tốc độ xử lý.
• Là một statefull firewall.
• Filter packet dựa trên địa chỉ MAC và các cờ của TCP header.
• NAT tốt hơn.
• Hỗ trợ việc tích hợp một cách trong suốt với các chương trình như web
proxy Squid.
• Một số thông số limit có thể được sử dụng trong iptables giúp cho việc
ngăn chặn được các cuộc tấn công DOS.
3.5 Blade Server
Các nhà cung cấp máy chủ giới thiệu Blade server như là một kiến trúc mới
thay thế cho những thiết kế máy chủ truyền thống - loại đứng một mình hoặc có
nhiều giá đỡ bên trong (rack-mounted).
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 25
Thu hoạch PPNCKH
Blade Server hay Blade, là một bảng mạch điện chứa một hay nhiều bộ xử
lý, bộ nhớ, kho lưu trữ dữ liệu và những kết nối mạng, dùng cho một ứng dụng
nào đó, như web chẳng hạn. Chúng ta có thể gắn các Blade vào bảng nối đa năng
(backplane) của một máy chủ, tương tự như khi ta cắm các thiết bị USB vào máy
tính. Do đó, sự thay đổi các Blade cho phù hợp với yêu cầu của khách hàng sẽ
nhanh gọn và dễ dàng hơn.
Ưu điểm của Blade là chúng có thể dùng chung nguồn điện và hệ thống làm
mát. Nhờ vậy, máy chủ sẽ có kích thước nhỏ gọn, mạnh và rẻ tiền hơn những hệ
thống truyền thống như máy chủ trung tâm (mainframe) hay tập hợp các máy chủ
(server farm). Tuy nhiên, ưu điểm này cũng chính là một trong những điều quan
ngại của các nhà chuyên môn. Việc sử dụng năng lượng cao của hệ thống sẽ dẫn
đến các vấn đề về HVAC - độ nóng (Heating), độ thông gió (Ventilation) và sự
điều hòa không khí (Air-Conditioning) bên trong máy chủ.
Đối với các nhà sản xuất đều đưa ra những công nghệ mới để tối ưu hóa
những vấn đề liên quan đến năng lượng và hệ thống làm mát có thể đẩy mức chi
phí sở hữu tổng thể (TCO) của hệ thống lên cao.
Thêm vào đó, các máy chủ dạng phiến mỏng Blade Server tích hợp các
công cụ quản lý mạnh thông qua máy chủ dạng phiến và hộc cắm, giúp sử dụng
có hiệu quả và quản lý các máy chủ dễ dàng bằng cách đưa con trỏ đến và nhấn.
Khả năng tự động thực hiện công việc mất nhiều thời gian và điều khiển máy chủ
từ xa trên web giúp tiết kiệm chi phí bằng cách cải thiện tính linh hoạt và tốc độ
để tăng thêm, theo dõi hoặc phân quyền lại cho các máy chủ.
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 26
Thu hoạch PPNCKH
Một thuận lợi hàng đầu khi triển khai sử dụng máy chủ Blade Server là đặc
tính dễ dàng nâng cấp, và thay thế hoặc lắp đặt lại máy chủ theo yêu cầu.
Các máy chủ dạng phiến mỏng có thể được thêm vào và tháo ra khỏi hộc
cắm khi thay đổi công suất làm việc của máy tính. Sử dụng một màn hình hiển
thị từ xa, các nhà quản lý có thể nhận dạng và hiển thị các mạch dựa trên vị trí
của chúng trong rãnh và hộc cắm. Kéo và thả một biểu tượng hình ảnh trên màn
hình, sẽ tự động cài đặt những cấu hình được định trước trên bất kỳ mạch nào.
3.5 SAN (Storage Area Network)
Storage Area Network (SAN) hiện có 2 loại chính dùng 2 kiểu protocol
khác nhau, là Fiber Channel và iSCSI. Nếu như NAS không thể thay thế DAS vì
chỉ ở mức file-level access, thì SAN thay thế được DAS vì nó hỗ trợ block-level
access, và là phương án mở rộng cho DAS. Nếu như SCSI là cách truy cập vào
DAS, thì iSCSI mở rộng khả năng của SCSI ra các hệ thống lưu trữ nằm ở xa
server (internet SCSI), cũng vẫn là SCSI nhưng lần này là hoạt động ở môi
trường IP của LAN hoặc Internet. Như vậy, ứng dụng với sự hỗ trợ của iSCSI có
thể truy cập và sử dụng 1 ổ cứng SCSI ở xa như thể ổ cứng đó đang gắn trực tiếp
bên trong.
Chi phí triển khai hệ thống SAN là khá đắt, nó đòi hỏi phải dùng các thiết
bị Fiber Chennel Networking, Fiber Channel Swich… Các ổ đĩa chạy trong hệ
thống lưu trữ SAN thường được dùng: Fibre Channel, SAS, SATA…
- Tính năng:
• Lưu trữ được truy cập theo Block qua SCSI
• Khả năng I/O với tốc độ cao
• Tách biệt thiết bị lưu trữ và Server
- Lợi ích khi sử dụng SAN:
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 27
Thu hoạch PPNCKH
• Dễ dàng chia sẻ lưu trữ và quản lý thông tin.
• Mở rộng lưu trữ dễ dàng thông qua quá trình thêm các thiết bị lưu trữ
vào mạng không cần phải thay đổi các thiết bị như máy chủ hay các
thiết bị lưu trữ hiện có.
• Cho phép nhiều máy chủ cùng chia sẻ một thiết bị lưu trữ.
• Cho phép thay đổi hay nâng cấp máy chủ một cách dễ dàng và dữ liệu
không hề ảnh hưởng khi máy chủ bị lỗi.
iSCSI là Internet SCSI (Small Computer System Interface) là một chuẩn
công nghiệp phát triển để cho phép truyền tải các lệnh SCSI qua mạng IP hiện có
bằng cách sử dụng giao thức TCP/IP.
Các thiết bị iSCSI SAN (hay IP SAN) là các Server (chạy hệ điều hành
Widnows hoặc Linux/Unix) và có cài tính năng hỗ trợ iSCSI ở phía server (gọi là
iSCSI target). Các máy truy cập đến thiết bị IP SAN bằng iSCSI sẽ phải hỗ trợ
tính năng iSCSI client (gọi là iSCSI source). iSCSI source (client) được cài sẵn
trong Windows Vista, Windows 7 và Windows 2008.
iSCSI dễ dùng, linh hoạt, dễ mở rộng, vì hoạt động dựa trên nền IP. Không
đòi hỏi phần cứng đặc biệt. Đặc biệt hiệu quả khi mạng Ethernet 10G phổ biến.
Nếu như giao thức iSCSI hoạt động trên nền IP và từ lớp Internet trở lên,
thì giao thức Fiber Channel hoạt động ở mức Physical layer, nên phụ thuộc nhiều
vào phần cứng, cần đến phần cứng riêng biệt, bao gồm các Switch, NIC (HBA)
và thiết bị lưu trữ/cáp hỗ trợ Fiber channel. Vì không hoạt động trên nền IP nên
không linh động và khó mở rộng so với IP SAN. Dù khó dùng và đắt tiền, Fiber
Channel SAN đã và đang là giải pháp SAN chính của nhiều hệ thống lớn.
3.5 NAS (Network Attached storage)
Network attached storage (NAS) là dạng lưu trữ không phải gắn liền với
server như DAS (Direct Attached Storage), mà kết nối từ xa đến server thông
qua mạng LAN. Thay vì truy cập đến thiết bị lưu trữ gắn trong (như DAS), ứng
dụng truy cập đến thiết bị lưu trữ gắn trên một thiết bị lưu trữ khác thông qua
network. Cụ thể hơn, các thiết bị NAS thường thấy chính là các server chạy hệ
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 28
Thu hoạch PPNCKH
điều hành Windows Storage Server, được thiết kế để tối ưu cho lưu trữ, và có thể
dễ dàng mở rộng dung lượng bằng cách cắm thêm thiết bị lưu trữ ngoài, hoặc
combine với nhau thành group. Lúc này, ứng dụng cài trên server khác, sẽ truy
cập đến thiết bị lưu trữ này (cũng là 1 server chạy Windows, hoặc một hệ điều
hành nào khác) ở mức file-level, dùng CIFS (windows) hoặc NFS (unix). Các
ứng dụng mà cần truy cập thiết bi lưu trữ ở mức block-level sẽ không thể truy
cập vào NAS device (vd: exchange server); trong khi đó Lotus Note hoạt động ở
mức file-level nên dùng NAS được. Bạn cũng có thể hiểu rằng NAS chính là
DAS được đặt trên mạng IP mà các Server/Client truy xuất từ xa đến nó.
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 29
Thu hoạch PPNCKH
PHẦN 5: ỨNG DỤNG CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO
1 Nguyên tắc phân nhỏ
• Chia đối tượng thành các phần độc lập.
• Làm đối tượng trở nên tháo lắp được.
• Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng
- Nội dung
• Trong khi giải pháp Blue Coat SG9000 của Cisco chỉ là 1 thiết bị duy
- Ứng dụng
nhất thì giải pháp Web Proxy Cache dựa trên phần mềm mã nguồn mở
o Blade Server: để cài đặt hệ điều hành Linux (kernel), Squid,
Squid bao gồm các thành phần độc lập:
o Hệ thống lưu trữ SAN: để lưu trữ nội dung của trang web được
VideoCache, Iptables
o Hệ thống lưu trữ NAS: để lưu trữ các file audio và video được
cache
• Nhờ phân nhỏ thành các bộ phận độc lập mà việc nâng cấp hệ thống
cache
trở nên dễ dàng, chỉ cần mua thêm ổ đĩa cứng và Blade Server gắn vào
là xong.
2 Nguyên tắc tách khỏi
• Tách phần gây "phiền phức" (tính chất "phiền phức") hay ngược lại,
- Nội dung
tách phần duy nhất "cần thiết" (tính chất "cần thiết") ra khỏi đối tượng.
• Do số lượng request từ client gửi đến Web Proxy Cache rất nhiều, dẫn
- Ứng dụng
đến ổ đĩa cứng bị truy xuất liên tục. Để đảm bảo ổ đĩa cứng không bị
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 30
Thu hoạch PPNCKH
quá tải cần phải sử dụng hệ thống lưu trữ có performance cao như
SAN, kết hợp với ổ đĩa cứng có tốc độ vòng quay lớn 15k rpm.
• Ngoài ra, kích thước các file audio và video được cache rất lớn, chính
vì vậy mà cần phải sử dụng hệ thống lưu trữ có dung lượng cao như
NAS, kết hợp với ổ đĩa cứng có dung lượng cao.
• Trong quá trình hoạt động, Web Proxy Cache tạo ra rất nhiều file log
với kích thước rất lớn. Để đảm bảo hệ thống không bị crash khi ổ đĩa
cứng đầy, cần sử dụng 1 ổ đĩa cứng riêng biệt để lưu trữ file log trên
Blade Server. Trong khi ổ đĩa còn lại để cài đặt hệ điều hành Linux
(kernel), Squid, VideoCache, Iptables.
3 Nguyên tắc kết hợp
• Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt
- Nội dung
• Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận.
động kế cận.
• Để Web Proxy Cache có thể hoạt động ở chế độ full Transparent,
- Ứng dụng
Squid cần phải được biên dịch với tính năng TPROXY. Ngoài ra cũng
cần phải biên dịch biên dịch Kernel và Iptables với tính năng
TPROXY. Squid, kernel, iptables là 3 thành phần quan trọng nhất của
hệ thống Web Proxy Cache. 3 thành phần này chịu trách nhiệm nhận
request từ client, lưu trữ nội dung vào cache và trả kết quả về cho
client.
• Do bản thân Squid không cache các file audio/video từ các trang web
chia sẻ video nổi tiếng (youtube, metacafe…) nên cần phải kết hợp với
VideoCache. Đây là ứng dụng hỗ trợ cache các file audio/video rất
mạnh và có giá thành hợp lý.
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 31
Thu hoạch PPNCKH
• Các process Squid chia sẻ cache với nhau bằng giao thức ICP (Internet
Cache Protocol) nhằm tiết kiệm dung lượng lưu trữ, tiết kiệm băng
thông và tăng tốc độ truy cập Internet.
4 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ
• Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với
- Nội dung
• Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí
đối tượng.
thuận lợi nhất, không mất thời gian dịch chuyển.
• Trước khi trả kết quả về cho client, Web Proxy Cache phải thực hiện
- Ứng dụng
o Thay đổi thông tin trong TCP header và HTTP header để thực
các công việc sau:
o Gửi request với thông tin đã thay đổi lên server và lưu kết quả
hiện full Transparent (TPROXY).
trả về vào cache
5 Nguyên tắc dự phòng
• Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước
- Nội dung
các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn.
• Các đĩa cứng trong hệ thống lưu trữ NAS được cấu hình RAID để đảm
- Ứng dụng
bảo hệ thống vẫn hoạt động bình thường trong trường hợp 1 trong các
đĩa cứng bị sự cố.
• Hệ thống Web Proxy Cache gồm 6 Server. Trong trường hợp 1 trong
số các server bị sự cố, các server còn lại vẫn có khả năng phục vụ các
request từ client.
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 32
Thu hoạch PPNCKH
• Mỗi server gồm 3 process Squid chạy đồng thời. Trong trường hợp 1
trong các process bị sự cố, các process còn lại vẫn có khả năng phục
vụ các request từ client.
6 Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt”
• Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng
- Nội dung
kém hơn (thí dụ như về tuổi thọ).
• Hệ thống Web Proxy Cache được xây dựng dựa trên phần mềm mã
- Ứng dụng
nguồn mở Squid chạy trên nền hệ điều hành Linux nên không tốn chi
phí trang bị cho phần mềm, chỉ tốn chi phí trang bị cho phần cứng
• Toàn bộ chi phí trang bị cho hệ thống Web Proxy Cache có khả năng
(Server, SAN, NAS).
xử lý traffic trên 2Gbps chỉ bằng một thiết bị Blue Coat SG9000 với
khả năng xử lý traffic 300Mbps. Rõ ràng giải pháp sử dụng phần mềm
mã nguồn mở tiết kiệm chi phí không ít cho công ty.
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 33
Thu hoạch PPNCKH
KẾT LUẬN (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:3)(cid:3)(cid:3)(cid:3)
Phương pháp tư duy TRIZ và phương pháp tư duy 6 chiếc mũ là công cụ
đắc lực giúp con người tư duy sáng tạo, phát huy hết khả năng của mình trong
việc giải quyết vấn đề. Và rất may là em được học cả 2 phương pháp tư duy này
trong môn học Phương pháp nghiên cứu Khoa học trong Tin học với sự dẫn dắt
nhiệt tình của Thầy Hoàng Văn Kiếm.
Với tư cách là học viên cao học khóa 6, em mong muốn môn học này sớm
được đưa vào phổ cập cho học sinh, sinh viên để trang bị cho các em phương
pháp tư duy sáng tạo nhằm xây dựng đất nước ngày một giàu đẹp hơn, sánh vai
các Cường quốc năm châu như Bác Hồ hằng mong ước.
HVTH: Trương Lê Minh Ngọc
Trang: 34
Thu hoạch PPNCKH
TÀI LIỆU THAM KHẢO (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:3)(cid:3)(cid:3)(cid:3)
[1] Phan Dũng, Phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật, Nhà xuất bản
TP.HCM – 1998.
[2] Hoàng Kiếm, Giải một bài toán trên máy tính như thế nào (tập 1,2 ,3), Nhà
xuất bản Giáo dục 2001, 2002, 2004.
[3] Hoàng Kiếm – Thanh Thủy – Chi Mai, Đôi cánh cho I Ca Rơ, Nhà xuất bản
Thống kê Hà Nội – 1990
[4] Website tham khảo:
- cstc.vn
- wikipedia.org
- vietsciences.free.fr
