điện toán đám mây di động đánh giá, xu hướng và triển vọng

Mục Lục
Điện toán đám mây di động: Đánh giá,Xu hướng và triển vọng
Điện toán đám mây di động (MCC) kết hợp điện toán di dộng và điện toán đám mây đã
trở thành một trong những từ được nhắc đến nhiều và là chủ để thảo luận chính trong
giới công nghệ thông tin từ năm 2009.Hiện tại MCC vẫn đang ở giai đoạn đầu phát
triển, cần sự nắm bắt công nghệ để đưa ra hướng nghiên cứu trong tương lai.
Nội dung chính
1. Điện toán di động đến điện toán đám mây
2. Thảo luận về đặc điểm của các công trình nghiên cứu gần đây
3. Phân tích tính năng, cơ sở hạ tầng của điện toán đám mây di động
4. Phân tích những thách thức của điện toán đám mây di động
5. Tóm tắt 1 số dự án nghiên cứu
6. Hướng nghiên cứu trong tương lai
CHƯƠNG I: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
Trong vài năm qua, những tiến bộ trong lĩnh vực mạng máy tính và các ứng dụng dựa
trên nhu cầu đã dẫn đến tốc độ tăng trưởng bùng nổ của mô hình ứng dụng như điện
toán đám mây, phần mềm như một dịch vụ, mạng xã hội, web site, Như một mô hình
ứng dụng quan trọng trong thời đại của Internet, điện toán đám mây đã trở thành một
hướng nghiên cứu của cộng đồng khoa học và công nghiệp từ năm 2007. Thông
thường, điện toán đám mây được mô tả như một loạt các dịch vụ được cung cấp bởi
một hệ thống cụm dựa trên Internet. Hệ thống này bao gồm một nhóm các máy chủ chi
phí thấp hoặc Máy tính cá nhân (PC), tổ chức các nguồn lực khác nhau các máy tính
theo một chiến lược quản lý nhất định, và cung cấp an toàn, đáng tin cậy, nhanh chóng,
thuận tiện và minh bạch các dịch vụ như lưu trữ dữ liệu, truy cập và tính toán đến
client. Theo 10 xu hướng công nghệ hàng đầu chiến lược cho năm 2012 [1] được cung
cấp bởi Gartner (là một cty tư vấn và phân tích toàn cầu nổi), điện toán đám mây đã có
mặt trên đầu danh sách, có nghĩa là điện toán đám mây sẽ có một tác động lớn đến
doanh nghiệp và hầu hết các tổ chức trong 2012. Trong khi đó, điện thoại thông minh
được coi là đại diện cho các thiết bị di động khác nhau khi chúng được kết nối với
nhau qua Internet. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ mạng không dây. Có
mặt ở khắp nơi và tính cơ động là hai đặc điểm chính trong mạng thế hệ kế tiếp mà

cung cấp cá nhân hoá dịch vụ mạng qua nhiều thiết bị đầu cuối và hình thức truy cập .
Công nghệ lõi của điện toán đám mây đang tập trung vào dịch vụ, và ứng dụng cụ thể
khi tiện ích được bán như nước, gas hoặc điện đến người dùng. Do đó, sự kết hợp của
mạng di động và điện toán đám mây tạo ra 1 hình thức mới đó là điện toán đám mây di
động. Như một kế thừa và phát triển của điện toán đám mây,tài nguyên trong mạng
lưới điện toán đám mây di động được ảo hóa và được giao trong một nhóm nhiều máy
tính phân tán chứ không phải trong các máy tính truyền thống hoặc các máy chủ cung
cấp cho các thiết bị di động như điện thoại thông minh, thiết bị đầu cuối di động, vv.
(Hình 1)Trong khi đó, các ứng dụng khác nhau dựa trên điện toán đám mây di động đã
được phát triển và phục vụ cho người sử dụng, chẳng hạn như của Google Gmail,
Maps và định hướng hệ thống điện thoại di động, tìm kiếm bằng giọng nói, và một số
ứng dụng trên một nền tảng Android, MobileMe của Apple, Live Mesh từ Microsoft,
và MotoBlur của Motorola. Theo nghiên cứu của Juniper, phần mềm và ứng dụng điện
toán đám mây di động dự kiến sẽ tăng 88% mỗi năm từ 2009-2014, và tang trưởng như
vậy có thể tạo ra 9,5 tỷ Mỹ đô la trong năm 2014.
Hình 1: Điện toán đám mây di động
Điện toán đám mây di động đóng góp lớn cho cuộc sống hằng ngày của chúng ta, tuy
nhiên, mang nhiều thách thức và các vấn đề.Vấn đề cốt lõi của những thách thức này là
làm thế nào để kết hợp hai công nghệ liền lạc.Một mặt để bảo đảm rằng thiết bị di động
tận dụng tối đa thuận lợi của điện toán đám mây để cải thiện và mở rộng chức năng của
nó. Mặt khác, để khắc phục sự bất lợi của tài nguyên hạn chế và khả năng tính toán của
thiết bị di động để truy cập điện toán đám mây với hiệu suất cao như máy tính PC và
máy chủ. Do đó, để giải quyết thách thức đề cập và chỉ ra hướng nghiên cứu, việc hiểu
biết kỹ về mô hình điện toán đám mây di động là cần thiết.Tìm hiểu các mô hình cơ
bản của điện toán đám mây di động,nền tảng, công nghệ trọng điểm, tình trạng nghiên
cứu hiện nay, và hướng nghiên cứu trong tương lai.
Khi phát triển và mở rộng điện toán đám mây và điện toán di động, điện toán đám mây
di động đã được đưa ra từ năm 2009.tìm hiểu điện toán di động và điện toán đám mây.
1.1 Điện toán di động
Di động đã trở nên phổ biến nhanh chóng trong lĩnh vực điện toán ngày nay. Tốc độ

tăng trưởng đáng kinh ngạc xuất hiện trong các thiết bị di động như là: điện thoại thông
minh, PDA, dẫn đường bằng GPS và máy tính xách tay với nhiều điện toán di động,
mạng và an ninh công nghệ.
Ngoài ra, với sự phát triển công nghệ vô tuyến như WiMax,Ad Hoc và WIFI, người
dùng có thể là lướt internet dễ dàng hơn và không bị giới hạn bởi dây cáp như trước.
Do đó,những thiết bị di động ấy được chấp nhận hơn. Với nhiều đây là lựa chọn đầu
tiên của họ cho công việc và giải trí trong cuộc sống hằng ngày.
Vì vậy, điện toán di động là những gì? Theo Wikipedia, nó được mô tả như một hình
thức tương tác của con người-máy tính bằng cách mà một máy tính dự kiến sẽ được
vận chuyển trong quá trình sử dụng bình thường [2]. Điện toán di động dựa vào tập
hợp ba khái niệm chính: phần cứng, phần mềm và truyền thông. Các khái niệm về phần
cứng có thể được coi là thiết bị di động, chẳng hạn như điện thoại thông minh và máy
tính xách tay, linh kiện điện thoại di động. Phần mềm của điện toán di động là ứng
dụng di động nhiều trong thiết bị, như là trình duyệt di động, phần mềm diệt vi - rút và
trò chơi. Các vấn đề thông tin liên lạc bao gồm các cơ sở hạ tầng của mạng di động,
các giao thức và cung cấp dữ liệu trong việc sử dụng chúng.
1.1.1 Các tính năng của điện toán di động
• Tính cơ động: nodes di động trong mạng điện toán di động có thể thiết lập kết
nối với nodes khác.
• Tính đa dạng của điều kiện mạng : Các mạng sử dụng bằng nodes di động
không phải là duy nhất, mạng như vậy có thể là mạng có dây với băng thông
cao, hoặc mạng diện rộng ( WWAN ) với băng thông thấp, hoặc thậm chí trong
trạng thái ngắt kết nối.
• Ngắt kết nối thường xuyên và tính nhất quán :như những hạn chế của nguồn
pin,các vấn đề về mạng không dây, điều kiện mạng…
• Mạng giao tiếp đối xứng : các máy chủ và các điểm truy cập cho khả năng gửi /
nhận mạnh mẽ, trong khi khả năng như vậy trong các nút di động là khá yếu. Do
đó, băng thông truyền thông và tổng phí giữa đường xuống(downlink) và đường
lên(uplink) có sự khác biệt.
• Độ tin cậy thấp: Do tín hiệu rất dễ bị liên lệch và rình mò, một hệ thống mạng

lưới điện toán di động có được xem xét từ thiết bị đầu cuối, mạng lưới, các nền
tảng cơ sở dữ liệu, cũng như các ứng dụng phát triển để giải quyết vấn đề an
ninh vấn đề.
1.1.2 Thách thức
So với mạng truyền thông có dây, mạng điện toán di động có thể đối mặt nhiều vấn đề
và thách thức trong các khía cạnh khác, như là rối loạn tín hiệu, an ninh, trễ hand-off,
giới hạn thời lượng pin, khả năng tính toán thấp trong môi trường vô tuyến và vô số
các nút di động. Ngoài ra, chất lượng của Dịch vụ ( QoS ) trong mạng điện toán di
động bị ảnh hưởng bởi địa hình, thời tiết và các tòa nhà
1.2 Tổng quan về Điện toán đám mây
Trong thời đại công nghệ thông tin, nhiều người dùng thấy rằng các máy tính họ mua 2
năm trước đây không thể bắt kịp với sự phát triển của cong nghệ thông tin ngày nay, họ
cần một CPU tốc độ cao hơn, công suất lớn hơn, đĩa cứng lớn hơn, và một hệ thống
hoạt động hiệu suất cao hơn (OS). Đó là sự kỳ diệu của 'Moores Luật "trong đó chủ
trương nâng cấp máy tính của liên tục, nhưng không bao giờ vượt qua sự phát triển kỹ
thuật. Do đó, một thuật ngữ gọi là bùng nổ 'Điện toán đám mây' đến cuộc sống hàng
ngày.
Điện toán đám mây đã trở thành một cụm từ phổ biến từ năm 2007. Tuy nhiên, không
có sự đồng thuận về định nghĩa điện toán đám mây hay hệ thống điện toán đám mây do
hàng chục các nhà phát triển và các tổ chức mô tả nó theo những nhau quan điểm khác
nhau. C. Hewitt [3] giới thiệu các chức năng chính của một hệ thống điện toán đám
mây được lưu trữ dữ liệu trên đám mây các máy chủ, và sử dụng công nghệ bộ nhớ
cache trong các client để lấy dữ liệu. Những client có thể là máy tính, máy tính xách
tay, điện thoại thông minh. R. Buyya [4] đưa ra định nghĩa từ quan điểm đánh dấu rằng
điện toán đám mây là hệ thống máy tính song song và phân tán, chúng được kết hợp
bởi một nhóm các ảo máy với các liên kết nội bộ. Giữa nhà cung cấp dịch vụ và người sử
dụng cần có những thỏa thuận cụ thể được nêu trong SLA (Service Level Agreement) trong đó
xác định vể yêu cầu chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service). Tuy nhiên, một số tác giả
đã đề cập rằng điện toán đám mây không phải là một khái niệm hoàn toàn mới. L.
Youseff từ UCSB cho rằng điện toán đám mây chỉ được kết hợp bởi nhiều tồn tại và

vài khái niệm mới trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu, như là phân phối và tính toán lưới,
kiến trúc hướng dịch vụ ( SOA ) và ảo hóa.
Hệ thống điện toán đám mây là sự phát triển xử lý song song, phân phối và tính toán
lưới trên Internet, cung cấp QoS khác nhau bảo đảm dịch vụ như: phần cứng, cơ sở hạ
tầng, nền tảng, lưu trữ các ứng dụng Internet khác nhau và người sử dụng.
1.2.1 Định nghĩa điện toán đám mây
“Điện toán đám mây là một khái niệm rộng, nhưng theo quan điểm của chúng tôi,
nó tương quan với các phương thức để cung cấp cơ sở hạ tầng, dịch vụ và phần mềm
thông qua mạng theo nhu cầu, phù hợp với quy mô. Điện toán đám mây dựa trên một
nền tảng ảo hóa, trong đó các kho tài nguyên (ảo hóa) được tổ chức một cách linh động
vì lợi ích của các ứng dụng và phần mềm. Điều này sẽ làm thay đổi cách thức các ứng
dụng được viết ra và cung cấp” – Cisco System
Theo định nghĩa của Viện nghiên cứu tiêu chuẩn và công nghệ quốc gia Hoa Kỳ
(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”.
Theo đó, mô hình ĐTĐM có các đặc trưng chính là cho phép sử dụng dịch vụ theo yêu
cầu (on-demand service), cung cấp khả năng truy cập dịch vụ qua mạng rộng rãi từ
máy tính để bàn, máy tính xách tay tới thiết bị di động (broad network access); với tài
nguyên tính toán động, phục vụ nhiều người (resource pooling for multi-tenancy), năng
lực tính toán mềm dẻo, đáp ứng nhanh với mọi nhu cầu từ thấp tới cao (rapid
elasticity). Mô hình ĐTĐM cũng đảm bảo việc sử dụng các tài nguyên luôn được “cân
đo” để nhà cung cấp dịch vụ quản trị và tối ưu hóa được tài nguyên, đồng thời người
dùng chỉ phải trả chi phí cho phần tài nguyên thực sự sử dụng (pay-by-use).
Hình 1.1: Mô hình điện toán đám mây của NIST
1.2.2 Mô hình tổng quan của điện toán đám mây
Các nguồn điện toán khổng lồ như phần mềm, dịch vụ sẽ nằm tại các máy chủ
ảo (đám mây) trên Internet thay vì trong máy tính gia đình và văn phòng để mọi người

kết nối và sử dụng mỗi khi họ cần.
Hình 1.2: Mô hình tổng quan của điện toán đám mây
Hiện nay, các nhà cung cấp đưa ra nhiều dịch vụ của điện toán đám mây theo nhiều hướng
khác nhau, đưa ra các chuẩn riêng cũng như cách thức hoạt động khác nhau. Do đó, việc tích
hợp các cloud để giải quyết một bài toán lớn của khách hàng vẫn còn là một vấn đề khó khăn.
Chính vì vậy, các nhà cung cấp dịch vụ đang có xu hướng tích hợp các đám mây lại với nhau
thành “sky computing”, đưa ra các chuẩn chung để giải quyết các bài toán lớn của khách hàng.
1.2.3 Các tính năng của điện toán đám mây
1.2.3.1 Ảo hóa
Đám mây có thể được coi là nơi chứa tài nguyên ảo, thiết bị phần cứng tất cả được ảo
hoá. Thiết bị đầu cuối thông qua trình duyệt và lấy dữ liệu từ nhà cung cấp điện toán
đám mây từ các trung tâm dữ liệu riêng của họ. Hơn nữa, máy ảo thường được cài đặt
trên máy chủ để nâng cao hiệu quả sử dụng và máy ảo như vậy hỗ trợ chuyển tải khi có
một máy chủ quá tải.
1.2.3.2 Độ tin cậy, khả năng sử dụng và mở rộng
Điện toán đám mây cung cấp chế độ an toàn để lưu trữ dữ liệu của người sử dụng
người sử dụng không phải lo lắng về các vấn đề chẳng hạn như cập nhật phần mềm, vá
lỗ hổng, virus tấn công và mất dữ liệu. Nếu thất bại xảy ra trên một máy chủ hoặc máy
ảo, điện toán đám mây chuyển sang hệ thống và sao lưu các dữ liệu cho các máy khác.
Sau đó xóa các nút thất bại ấy ra khỏi hệ thống để chắc chắn rằng toàn bộ hệ thống
hoạt động bình thường. Trong khi đó, đám mây có thể được mở rộng theo chiều ngang
và theo chiều dọc trong một mạng lưới quy mô lớn, để xử lý nhiều yêu cầu từ hàng
ngàn các nút và máy chủ.
1.2.3.3 Quy mô lớn
Để có khả năng của supercomputing và kho lưu trữ lớn, hệ thống điện toán đám mây
thường bao gồm hàng ngàn các server và PC
1.2.3.4 Tự trị
Hệ thống đám mây là hệ thống tự trị, tự động định hình và giao tài nguyên của phần
cứng, lưu trữ và phần mềm đến khách hàng theo yêu cầu. Cách quản lý là trong suốt
với người dùng.

1.2.4 Đặc điểm của điện toán đám mây
Nhanh chóng cải thiện với người dùng có khả năng cung cấp sẵn các tài nguyên cơ
sở hạ tầng công nghệ một cách nhanh chóng và ít tốn kém.
Chi phí được giảm đáng kể và chi phí vốn đầu tư được chuyển sang hoạt động chi
tiêu. Điều này làm giảm rào cản cho việc tiếp nhận, chẳng hạn như cơ sở hạ tầng được
cung cấp bởi đối tác thứ 3 và không cần phải mua để dùng cho các tác vụ tính toán
thực hiện 1 lần hay chuyên sâu mà không thường xuyên. Việc định giá dựa trên cơ sở
tính toán theo nhu cầu thì tốt đối với những tùy chọn dựa trên việc sử dụng và các kỹ
năng IT được đòi hỏi tối thiểu (hay không được đòi hỏi) cho việc thực thi.
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.
Việc cho thuê nhiều để có thể chia sẻ tài nguyên và chi phí giữa một phạm vi lớn
người dùng, cho phép:
 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 (người dùng không cần kỹ sư cho các mức tải
cao nhất có thể).
 Cải thiện việc sử dụng và hiệu quả cho các hệ thống mà thường chỉ 10-20%
được sử dụng.
Độ tin cậy cải thiện thông qua việc sử dụng các site có nhiều dư thừa, làm nó thích
hợp cho tính liên tục trong kinh doanh và khôi phục sau sự cố. Tuy nhiên, phần lớn các
dịch vụ của điện toán đám mây có những lúc thiếu hụt và người giám đốc kinh doanh,
IT phải làm cho nó ít đi.
Tính co giãn linh động (“theo nhu cầu”) cung cấp tài nguyên trên một cơ sở mịn,
tự bản thân dịch vụ và gần thời gian thực, không cần người dùng phải có kỹ sư cho
chịu tải. Hiệu suất hoạt động được quan sát và các kiến trúc nhất quán, kết nối lỏng lẽo
được cấu trúc dùng web service như giao tiếp hệ thống.

Việc bảo mật cải thiện nhờ vào tập trung hóa dữ liệu, các tài nguyên chú trọng bảo
mật, v.v… nhưng cũng nâng cao mối quan tâm về việc mất quyền điều khiển dữ liệu
nhạy cảm. Bảo mật thường thì tốt hay tốt hơn các hệ thống truyền thống, một phần bởi
các nhà cung cấp có thể dành nhiều nguồn lực cho việc giải quyết các vấn đề bảo mật
mà nhiều khách hàng không có đủ chi phí để thực hiện. Các nhà cung cấp sẽ ghi nhớ
(log) các truy cập, nhưng việc truy cập vào chính bản thân các audit log có thể khó
khăn hay không thể.
Khả năng chịu đựng xảy ra thông qua việc tận dụng tài nguyên đã được cải thiện,
các hệ thống hiệu quả hơn. Tuy nhiên, các máy tính và cơ sở hạ tầng kết hợp là những
thứ tiêu thụ năng lượng chủ yếu.
1.2.5 Các giải pháp
Điện toán đám mây ra đời để giải quyết các vấn đề sau:
 Vấn đề về lưu trữ dữ liệu: Dữ liệu được lưu trữ tập trung ở các kho dữ liệu
khổng lồ. Các công ty lớn như Microsoft, Google có hàng chục kho dữ liệu
trung tâm nằm rải rác khắp nơi trên thế giới. Các công ty lớn này sẽ cung cấp
các dịch vụ cho phép doanh nghiệp có thể lưu trữ và quản lý dữ liệu của họ trên
các kho lưu trữ trung tâm.
 Vấn đề về sức mạnh tính toán: Có 2 giải pháp chính.
• Sử dụng các siêu máy tính (super-computer) để xử lý tính toán.
• Sử dụng các hệ thống tính toán song song, phân tán, tính toán lưới (grid
computing).
 Vấn đề về cung cấp tài nguyên, phần mềm: Cung cấp các dịch vụ như IaaS
(Infrastructure as a Service), PaaS (Platform as a Service), SaaS (Software as a
Service).
Hình 1. Minh họa về dịch vụ của điện toán đám mây
1.2.6 So sánh điện toán đám mây và điện toán truyền thống
Điểm so sánh
Điện toán truyền thống
Sử dụng Riêng Chia sẻ
Tính dễ sử dụng Mua sắm phần cứng

truyền thống
Tự phục vụ
Khả năng mở rộng Các dịch vụ mới được bổ
sung một cách thụ động
Mở rộng theo nhu cầu
Độ sẵn sàng Sửa chữa các sự cố một
cách thủ công
Tự động khôi phục nhờ
tích hợp/tương tác
Cung cấp Sau hàng tháng Sau vài phút
Chi phí Tăng dần Trả tiền theo mức độ sử
dụng
Trong mô hình điện toán truyền thống, các cá nhân, doanh nghiệp sẽ xây dựng riêng cơ
sở hạ tầng kỹ thuật để tự cung cấp các dịch vụ cho các hoạt động thông tin đặc thù của
mình. Với mô hình này, mọi thông tin sẽ được lưu trữ, xử lý nội bộ và họ sẽ trả tiền để
triển khai, duy trì cơ sở hạ tầng đó (mua thiết bị phần cứng, phần mềm chuyên dụng,
trả lương cho bộ phận điều hành ).
Khác với mô hình điện toán truyền thống, điện toán đám mây lưu trữ và xử lý toàn bộ
thông tin trong đám mây Internet. Mọi công nghệ, kỹ thuật, cơ sở hạ tầng cũng như chi
phí triển khai trong đám mây sẽ do nhà cung cấp đảm bảo xây dựng và duy trì. Do đó,
thay vì phải đầu tư từ đầu rất nhiều tiền cho chi phí xây dựng cơ sở hạ tầng riêng, các
cá nhân, doanh nghiệp trong quá trình hoạt động sẽ chỉ phải trả số tiền vừa đủ theo nhu
cầu sử dụng của mình (pay-for-what-you-use).
Như vậy, mô hình này có rất nhiều lợi ích như sử dụng hợp lý nguồn vốn, điều hòa chi
tiêu tính toán theo thực tế sử dụng, luôn hưởng năng suất tính toán theo cam kết của
nhà cung cấp dịch vụ, tận dụng được sức mạnh của Internet và các siêu máy tính, giảm
cơ bản trách nhiệm quản lý hệ thống CNTT nội bộ.
1.3 Mô hình khai thác Điện toán đám mây
1.3.1 Mô hình các lớp dịch vụ
Dịch vụ điện toán đám mây rất đa dạng, bao gồm tất cả các lớp dịch vụ điện toán từ

cung cấp năng lực tính toán trên lưới máy chủ hiệu năng cao hay các máy chủ ảo,
không gian lưu trữ dữ liệu, hay một hệ điều hành, một công cụ lập trình, hay một ứng
dụng kế toán
Các mô hình dịch vụ ĐTĐM phổ biến nhất có thể được phân thành ba nhóm:
Hình 2: Mô hình các lớp dịch vụ của điện toán đám mây
1.3.1.1 Dịch vụ hạ tầng IaaS (Infrastructure as a Service)
IaaS cung cấp dịch vụ cơ bản bao gồm năng lực tính toán, không gian lưu trữ, kết nối
mạng tới khách hàng. Khách hàng (cá nhân hoặc tổ chức) có thể sử dụng tài nguyên hạ
tầng này để đáp ứng nhu cầu tính toán hoặc cài đặt ứng dụng riêng cho mình. Với dịch
vụ này khách hàng làm chủ hệ điều hành, lưu trữ và các ứng dụng do khách hàng phát
triển và cài đặt. Khách hàng điển hình của dịch vụ IaaS có thể là mọi đối tượng cần tới
một máy tính và tự cài đặt ứng dụng của mình.
Ví dụ điển hình về dịch vụ này là dịch vụ EC2 của Amazon. Khách hàng có thể đăng
ký sử dụng một máy tính ảo trên dịch vụ của Amazon và lựa chọn một hệ điều hành (ví
dụ, Windows hoặc Linux) và tự cài đặt ứng dụng của mình.
1.3.1.2 Dịch vụ nền tảng PaaS (Platform as a Service)
PaaS cung cấp nền tảng điện toán cho phép khách hàng phát triển các phần mềm, phục
vụ nhu cầu tính toán hoặc xây dựng thành dịch vụ trên nền tảng Cloud đó. Dịch vụ
PaaS có thể được cung cấp dưới dạng các hạ tầng trao đổi thông tin ứng dụng
(middleware), các nền tảng ứng dụng (application server) cùng các công cụ lập trình
với ngôn ngữ lập trình nhất định để xây dựng ứng dụng. Dịch vụ PaaS cũng có thể
được xây dựng riêng và cung cấp cho khách hàng thông qua một API riêng. Khách
hàng xây dựng ứng dụng và tương tác với hạ tầng ĐTĐM thông qua API đó. Ở mức
PaaS, khách hàng không quản lý nền tảng Cloud hay các tài nguyên lớp như hệ điều
hành, lưu trữ ở lớp dưới. Khách hàng điển hình của dịch vụ PaaS chính là các nhà phát
triển ứng dụng (ISV).
Dịch vụ App Engine của Google là một dịch vụ PaaS điển hình, cho phép khách hàng
xây dựng các ứng dụng web với môi trường chạy ứng dụng và phát triển dựa trên ngôn
ngữ lập trình Java hoặc Python.
1.3.1.3 Dịch vụ Phần mềm SaaS (Software as a Service)

SaaS cung cấp các ứng dụng hoàn chỉnh như một dịch vụ theo yêu cầu cho nhiều khách
hàng với chỉ một phiên bản cài đặt. Khách hàng lựa chọn ứng dụng phù hợp với nhu
cầu và sử dụng mà không quan tâm tới hay bỏ công sức quản lý tài nguyên tính toán
bên dưới.
Dịch vụ SaaS nổi tiếng nhất phải kể đến Salesforce. com với các ứng dụng cho doanh
nghiệp mà nổi bật nhất là CRM. Các ứng dụng SaaS cho người dùng cuối phổ biến là
các ứng dụng office Online của Microsoft hay Google Docs của Google.
1.3.2 Mô hình triển khai Cloud Computing
Cho dù sử dụng loại mô hình dịch vụ nào đi nữa thì cũng có 4 mô hình triển khai chính
là: Public Cloud, Private Cloud, Community Cloud và Hybrid Cloud.
Hình 3: Các mô hình triển khai điện toán đám mây
1.3.2.1 Đám mây “công cộng”
Các dịch vụ Cloud được nhà cung cấp dịch vụ cung cấp cho mọi người sử dụng rộng
rãi. Các dịch vụ được cung cấp và quản lý bởi một nhà cung cấp dịch vụ và các ứng
dụng của người dùng đều nằm trên hệ thống Cloud. Người sử dụng dịch vụ sẽ được lợi
là chi phí đầu tư thấp, giảm thiểu rủi ro do nhà cung cấp dịch vụ đã gánh vác nhiệm vụ
quản lý hệ thống, cơ sở hạ tầng, bảo mật… Một lợi ích khác của mô hình này là cung
cấp khả năng co giãn (mở rộng hoặc thu nhỏ) theo yêu cầu của người sử dụng.
Tuy nhiên Public Cloud có một trở ngại, đó là vấn đề mất kiểm soát về dữ liệu và vấn
đề an toàn dữ liệu. Trong mô hình này mọi dữ liệu đều nằm trên dịch vụ Cloud, do nhà
cung cấp dịch vụ Cloud đó bảo vệ và quản lý. Chính điều này khiến cho khách hàng,
nhất là các công ty lớn cảm thấy không an toàn đối với những dữ liệu quan trọng của
mình khi sử dụng dịch vụ Cloud.
1.3.2.2 Đám mây “riêng”
Trong mô hình Private Cloud, cơ sở hạ tầng và các dịch vụ được xây dựng để phục vụ
cho một tổ chức (doanh nghiệp) duy nhất. Điều này giúp cho doanh nghiệp có thể kiểm
soát tối đa đối với dữ liệu, bảo mật và chất lượng dịch vụ. Doanh nghiệp sở hữu cơ sở
hạ tầng và quản lý các ứng dụng được triển khai trên đó.
Private Cloud có thể được xây dựng và quản lý bởi chính đội ngũ IT của doanh nghiệp
hoặc có thể thuê một nhà cung cấp dịch vụ đảm nhiệm công việc này. Như vậy, mặc dù

tốn chi phí đầu tư nhưng Private Cloud lại cung cấp cho doanh nghiệp khả năng kiểm
soát và quản lý chặt chẽ những dữ liệu quan trọng.
Hình 4: Private Cloud và Public Cloud
1.3.2.3 Đám mây “cộng đồng”
Đám mây cộng đồng (Community Cloud) là mô hình trong đó hạ tầng đám mây được
chia sẻ bởi một số tổ chức cho cộng đồng người dùng trong các tổ chức đó. Các tổ
chức này do đặc thù không tiếp cận tới các dịch vụ Public Cloud và chia sẻ chung một
hạ tầng CC để nâng cao hiệu quả đầu tư và sử dụng.
1.3.2.4 Đám mây “lai”
Public Cloud dễ áp dụng, chi phí thấp nhưng không an toàn. Ngược lại, Private Cloud
an toàn hơn nhưng tốn chi phí và khó áp dụng. Do đó nếu kết hợp được hai mô hình
này lại với nhau thì sẽ khai thác ưu điểm của từng mô hình. Đó là ý tưởng hình thành
mô hình Hybrid Cloud.
Hình 5: Mô hình kết hợp Public Cloud và Private Cloud
Hybrid Cloud là sự kết hợp của Public Cloud và Private Cloud. Trong đó doanh nghiệp
sẽ “out-source” các chức năng nghiệp vụ và dữ liệu không quan trọng, sử dụng các
dịch vụ Public Cloud để giải quyết và xử lý các dữ liệu này. Đồng thời, doanh nghiệp
sẽ giữ lại các chức năng nghiệp vụ và dữ liệu tối quan trọng trong tầm kiểm soát
(Private Cloud).
Một khó khăn khi áp dụng mô hình Hybrid Cloud là làm sao triển khai cùng một ứng
dụng trên cả hai phía Public và Private Cloud sao cho ứng dụng đó có thể kết nối, trao
đổi dữ liệu để hoạt động một cách hiệu quả.
1.3.3 Ảo hóa
Đám mây có thể được coi là nơi chứa tài nguyên ảo, thiết bị phần cứng tất cả được ảo
hoá. Thiết bị đầu cuối thông qua trình duyệt và lấy dữ liệu từ nhà cung cấp điện toán
đám mây từ các trung tâm dữ liệu riêng của họ. Hơn nữa, máy ảo thường được cài đặt
trên máy chủ để nâng cao hiệu quả sử dụng và máy ảo như vậy hỗ trợ chuyển tải khi có
một máy chủ quá tải.
1.3.3.1 Ảo hóa máy chủ
Một máy chủ riêng ảo-Virtual Private Server hay máy chủ ảo hoá là một phương

pháp phân vùng một máy chủ vật lý thành máy tính nhiều máy chủ ảo, mỗi máy chủ đã
có khả năng của riêng của mình chạy trên máy tính dành riêng. Mỗi máy chủ ảo riêng
của nó có thể chạy full-fledged hệ điều hành, và mỗi máy chủ độc lập có thể được khởi
động lại
Lợi thế của ảo hoá máy chủ :
 Tiết kiệm được chi phí đầu tư máy chủ ban đâu.
 Hoạt động hoàn toàn như một máy chủ riêng.
 Có thể dùng máy chủ ảo hoá cài đặt các ứng dụng khác tùy theo nhu cầu
của doanh nghiệp
 Bảo trì sửa chữa nâng cấp nhanh chóng và dễ dàng.
 Dễ dàng nâng cấp tài nguyên RAM, HDD, Băng thông khi cần thiết.
 Có thể cài lại hệ điều hành từ 5-10 phút.
 Không lãng phí tài nguyên.
1.3.3.2 Ảo hóa lưu trữ
Hiện nay các nhà lưu trữ cung cấp đã được cung cấp giải pháp lưu trữ hiệu suất
cao cho khách hàng của họ trong một thời gian tương đối lâu. Trong hình thức cơ bản
nhất của nó, lưu trữ ảo hóa tồn tại trong việc ta lắp ráp ổ đĩa vật lý nhiều thành một
thực thể duy nhất được trình bày để các máy chủ lưu trữ và chạy hệ điều hành chẳng
hạn như triển khai RAID. Điều này có thể được coi là ảo bởi vì tất cả các ổ đĩa được sử
dụng và tương tác với như một ổ đĩa logic duy nhất, mặc dù bao gồm hai hoặc nhiều ổ
đĩa trong.
Một công nghệ ảo hoá lưu trữ mà ta biết đến SAN (Storeage Area Network – lưu
trữ qua mạng). Storage Area Network (SAN) là một mạng được thiết kế cho việc thêm
các thiết bị lưu trữ cho máy chủ một cách dễ dàng như: Disk Aray Controllers, hay
Tape Libraries
Với những ưu điểm nổi trội SANs đã trở thành một giải pháp rất tốt cho lưu trữ
thông tin cho doanh nghiệp hay tổ chức. SAN cho phép kết nối từ xa tới các thiết bị
lưu trữ trên mạng như: Disks và Tape drivers. Các thiết bị lưu trữ trên mạng, hay các
ứng dụng chạy trên đó được thể hiện trên máy chủ như một thiết bị của máy chủ (as
locally attached divices)

Có hai sự khác nhau cơ bản trong các thành phần của SANs:
 Mạng (network) có tác dụng truyền thông tin giữa thiết bị lưu trữ và hệ
thống máy tính. Một SAN bao gồm một cấu trúc truyền tin, nó cung cấp kết nối vật
lý, và quản lý các lớp, tổ chức các kết nối, các thiết bị lưu trữ, và hệ thống máy tính
sao cho dữ liệu truyền trên đó với tốc độ cao và tính bảo mật. Giới hạn của SAN
thường được nhận biết với dịch vụ Block I/O đúng hơn là với dịch vụ File Access.
 Một hệ thống lưu trữ bao gồm các thiết bị lưu trữ, hệ thống máy tính, hay
các ứng dụng chạy trên nó, và một phần rất quan trọng là các phần mềm điều
khiển, quá trình truyền thông tin qua mạng.
1.3.3.3 Ảo hóa mạng
Các thành phần mạng trong cơ sở hạ tầng mạng như Switch, Card mạng, được ảo hoá một
cách linh động. Chuyển mạch ảo cho phép các máy ảo trên cùng một máy chủ có thể giao tiếp
với nhau bằng cách sử dụng các giao thức tương tự mà như trên thiết bị chuyển mạch vật lý
mà không cần phần cứng bổ sung. Chúng cũng hỗ trợ VLAN tương thích với việc triển khai
VLAN theo tiêu chuẩn từ nhà cung cấp khác, chẳng hạn như Cisco.
Một máy ảo có thể có nhiều card mạng ảo, việc tạo các card mạng ảo này rất đơn giản và
không giới hạn số card mạng tạo ra.Ta có thể nối các máy ảo này lại với nhau bằng một
chuyển mạch ảo. Điều đặc biệt quan trọng, tốc độ truyền giữa các máy ảo này với nhau thông
qua các switch ảo được truyền với tốt độ rất cao theo chuẩn GIGABITE(1GB), dẫn đến việc
đồng bộ giữa các máy ảo với nhau diễn ra rất nhanh.
Hình 1.5: Ảo hóa mạng
1.3.3.4 Ảo hóa ứng dụng
Ảo hóa ứng dụng là giải pháp tiến đến công nghệ "điện tóan đám mây" cho phép bạn
sử dụng phần mềm của công ty mà không cần phải cài vài phần mềm này vào bất cứ
máy tính con nào.
Giải pháp ảo hóa ứng dụng cho bạn những lợi ích nổi trội sau:
 Tất cả các máy tính đều có thể sử dụng phần mềm ảo như đang cài trên máy tính của
mình mà không phải lo về cấu hình (ví dụ chạy Photoshop trên máy P4 chỉ có 512 MB RAM).
Tốc độ phần mềm luôn ổn định và không phụ thuộc vào cấu hình từng máy.
 Các máy tính con luôn ở trong tình trạng sạch và chạy nhanh hơn. Lọai bỏ hoàn toàn

việc phải sửa lỗi phần mềm do virus, spyware hoặc do người dùng sơ ý.
 Cho phép sử dụng phần mềm mà không phải quan tâm đến hệ điều hành bạn đang sử
dụng (ví dụ: bạn có thể dùng Microsoft Office 2007 ngay trong Linux, Windows 98 hoặc
MAC-OS)
 Bạn có thể phân phối phần mềm một cách linh động này đến một số cá nhân hoặc
nhóm có nhu cầu sử dụng thay vì cài vào tất cả mọi máy như cách phổ thông. Việc phân phối
hoặc gỡ bỏ phần mềm ra các máy tính có thể diễn ra chỉ trong vòng chỉ vài giây thay vì hàng
tuần nếu như công ty các bạn có hàng chục máy tính.
 Thông tin luôn luôn được lưu trữ an toàn ở server trung tâm thay vì có thể phân tán ra
từng máy con. Cho dù bạn ở bất cứ nơi nào (tại một máy tính khác, tại nhà hay thậm chí ở
Internet cafe), việc truy nhập và sử dụng phần mềm của doanh nghiệp trở nên dễ dàng qua
một hệ thống bảo mật hiện đại nhất.
Ảo hóa ứng dụng là giải pháp cho phép sử dụng và quản lý phần mềm doanh nghiệp
một cách hiệu quả hệ thống. Tiết kiệm tối đa chi phí bảo trì, hỗ trợ kỹ thuật và quản lý
từng máy tính.
1.3.4 Đặc tính của Cloud Computing Service
Cloud Computing có 5 tính chất nổi bật so với mô hình truyền thống:
1.3.4.1 Khả năng co giãn (Rapid elasticity)
Một đặc tính nổi bật của Cloud Computing là khả năng tự động mở rộng hoặc thu nhỏ
hệ thống theo yêu cầu người dùng (hệ thống sẽ tự mở rộng hoặc thu hẹp bằng cách
thêm hoặc giảm bớt tài nguyên). Một người dùng ký hợp đồng thuê một Server gồm 4
CPU. Nếu lượng truy cập thấp chỉ cần 1 CPU là đủ, khi đó hệ thống quản lý của nhà
cung cấp dịch vụ sẽ tự ngắt bớt 3 CPU, người dùng không phải trả phí cho 3 CPU nói
trên và chúng được đưa sang phục vụ người dùng khác. Đến khi nhu cầu tăng tức là
lượng truy cập tăng, hệ thống ngay lạp tức sẽ tự động thêm CPU vào, nếu nhu cầu vượt
quá 4 CPU thì người dùng trả phí theo hợp đồng đã ký với nhà cung cấp dịch vụ cloud
computing Khả năng co giãn nhanh và linh hoạt giúp cho nhà cung cấp dịch vụ cloud
computing service tận dụng tài nguyên dư thừa phục vụ được nhiều khách hàng, người
dùng giảm chi phí vì họ chỉ phải trả tiền cho những tài nguyên thực sự dùng.
1.3.4.2 Dịch vụ theo nhu cầu (On-demand self-service)

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.
1.3.4.3 Truy xuất diện rộng (Broad network access)
Cloud Computing Service là tập hợp các dịch vụ công nghệ thông tin (CNTT) được
cung cấp thông qua môi trường internet, ở đó người dùng thích dịch vụ gì thì dùng dịch
vụ ấy, dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu, được lựa chọn những dịch vụ tốt nhất ở bất cứ đâu
ào bất cứ lúc nào. Như vậy người dùng có kết nối internet là có thể sử dụng dịch vụ,
Cloud Computing Service không yêu cầu người dùng phải có khả năng xử lý cao,
người dùng có thể truy xuất bằng các thiết bị di dộng như điện thoại, PDA, laptop.
1.3.4.4 Dùng chung tài nguyên
Nhà cung cấp dịch vụ cho phép người dùng dùng chung tài nguyên do họ cung cấp dựa
trên mô hình “multi-tenant”, tài nguyên được phân phát rất linh hoạt tùy theo nhu cầu
của người dùng. Khi nhu cầu của một người dùng nào đó giảm xuống, lập tức phần tài
nguyên dư thừa sẽ được phục vụ cho người dùng khác. Nếu một người dùng 4 CPU từ
7 - đến 11 giờ hàng ngày, một người dùng khác thuê 4 CPU tương tự 13 giờ đến 17 giờ
hàng ngày thì họ có thể dùng chung 4 CPU đó.
1.3.4.5 Điều tiết dịch vụ
Cloud Computing Service dựa trên công nghệ ảo hóa, tài nguyên ở đây đa phần là tài
nguyên ảo, chúng được cấp phát linh hoạt tùy theo nhu cầu (động) của từng người
dùng khác nhau, nhà cung cấp dịch vụ có thể phục vụ nhiều người dùng hơn so với
cách cấp phát tài nguyên (tĩnh) truyền thống. Hệ thống Cloud Computing Service tự
động kiểm soát và tối ưu hóa sử dụng tài nguyên bao gồm: dung lượng lưu trữ, đơn vị
xử lý, băng thông, …. Lượng tài nguyên sử dụng có thể được theo dõi, kiểm soát và
báo cáo một cách minh bạch cho cả hai phía nhà cung cấp dịch vụ và người dùng.
1.4 Kết luận
Chương I đã trình bày những kiến thức cơ bản về các khái niệm, định nghĩa, các loại hình và
các đặc điểm của điện toán đám mây. Qua đó chúng ta có thể thấy được rằng điện toán đám
mây hơn hẳn điện toán truyền thống ở nhiều khía cạnh như dễ dàng sử dụng, khả năng mở

rộng và độ sẵn sàng đáp ứng cao, cung cấp nhanh theo yêu cầu và đáng kể đến nhất là mức chi
phí sẽ đỡ tốn kém hơn so với việc sử dụng điện toán truyền thống khi mà chúng ta chỉ phải chi
trả cho những gì mình sử dụng thay vì phải đầu từ trang thiết bị máy móc đắt tiền.
Dịch vụ đám mây về cơ bản có ba dịch vụ chính đó là dịch vụ cơ sở hạ tầng-cung cấp tài
nguyên phần cứng bao gồm các máy chủ, thiết bị mạng, bộ nhớ, CPU… Dịch vụ nền tảng-
cung cấp nên tảng tính toán và một tập các giải pháp nhiều lớp. Dịch vụ phần mềm-là mô hình
triển khai ứng dụng mà ở đó người cung cấp cho phép người người sử dụng dịch vụ theo yêu
cầu. Các dịch vụ này đều được xây dựng dựa trên sự ảo hóa các thiết bị phần cứng như ảo hóa
máy chủ, ảo hóa lưu trữ, ảo hóa mạng và ảo hóa phần mềm.
Chính nhờ việc sử dụng ảo hóa khiến điện toán đám mây tận dụng hết tất cả các nguồn tài
nguyên về phần cứng từ đó nâng cao được hiệu quả và giảm chi phí trong sản xuất. Qua đây
có thể thấy rằng điện toán đám mây hứa hẹn sẽ là mảnh đất màu mỡ để phát triển thêm nhiều
ứng dụng mới trong tương lai nhất là các dịch vụ đa phương tiện cần đến một nguồn tài
nguyên tính toán khổng lồ để đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăng của con người.
CHƯƠNG II: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY DI ĐỘNG
Ngày nay, cả phần cứng và phần mềm của thiết bị di động được cải thiện hơn so với
trước đây. Một số điện thoại thông minh như iPhone, Android, Windows Mobile và
Blackberry, không chỉ là điện thoại di động truyền thống với cuộc trò chuyện, tin nhắn
SMS, email và trình duyệt web cần thiết cho người sử dụng hàng ngày mà những điện
thoại thông minh. Đồng thời, các điện thoại thông minh đó bao gồm module khác nhau
như dẫn đường, quang học, trọng lực, định hướng, mang đến sự tiện lợi và trải
nghiệm di động thông minh đến người dùng.
Thuật ngữ "điện toán đám mây di động" (MCC) đã được giới thiệu không lâu sau khái
niệm "điện toán đám mây" ra mắt vào giữa năm 2007. Nó đã thu hút được sự chú ý của
các doanh nhân như một lựa chọn kinh doanh có lợi nhuận, làm giảm các chi phí phát
triển và chạy các ứng dụng di động, của người sử dụng di động như là một công nghệ
mới để trải nghiệm một loạt các dịch vụ di động với chi phí thấp, và các nhà nghiên
cứu như một hứa hẹn cho giải pháp IT xanh. Phần này cung cấp một cái nhìn tổng quan
của MCC, bao gồm định nghĩa, kiến trúc, và lợi thế của MCC.
2.1 Điện toán đám mây di động là gì?

"Điện toán đám mây di động đề cập đến một cơ sở hạ tầng lưu trữ và xử lý dữ liệu xảy
ra bên ngoài thiết bị di động. Ứng dụng đám mây di động di chuyển sức mạnh tính toán
và lưu trữ dữ liệu từ điện thoại di động và vào các đám mây, các ứng dụng và tính toán
di động của không phải chỉ người dùng điện thoại thông minh mà phạm vi rộng hơn
nhiều các thuê bao di động ".
Aepona mô tả MCC là một mô hình mới cho các ứng dụng di động, theo đó việc xử lý
dữ liệu và lưu trữ được chuyển từ thiết bị di động vào các nền tảng mạnh mẽ và tập
trung đặt trong các đám mây. Các ứng dụng này sau đó được truy cập qua kết nối
không dây dựa trên trình duyệt web trên các thiết bị di động.
Ngoài ra, MCC có thể được định nghĩa là một sự kết hợp của web di động và điện toán
đám mây là công cụ phổ biến nhất cho người sử dụng di động để truy cập vào các ứng
dụng và dịch vụ trên Internet.
Tóm lại, MCC cung cấp cho người sử dụng di động với việc xử lý dữ liệu và các dịch
vụ lưu trữ trong các đám mây. Các thiết bị di động không cần một cấu hình mạnh mẽ
(ví dụ, CPU tốc độ và dung lượng bộ nhớ) vì tất cả các mô-đun tính toán phức tạp có
thể được xử lý trong những đám mây.
2.2Kiến trúc của điện toán đám mây di dộng
Hình 2.1 Kiến trúc điện toán đám mây di động
Từ khái niệm của MCC, kiến trúc chung của MCC có thể được hiển thị trong hình 2.1.
Trong hình 2.1, các thiết bị di động được kết nối với các mạng di động thông qua các
trạm (ví dụ, cơ sở trạm thu phát (BTS), điểm truy cập (access point), hoặc vệ tinh)
được thiết lập và kiểm soát các kết nối và giao diện chức năng giữamạng và các thiết bị
di động. Yêu cầu của người dùng di động và thông tin (ví dụ như ID và vị trí) được
truyền đến các bộ vi xử lý trung tâm được kết nối với máy chủ cung cấp dịch vụ mạng
di động. Ở đây, nhà khai thác mạng di động có thể cung cấp dịch vụ cho người sử dụng
di động là AAA (authentication, authorization, and accounting) dựa trên các home
agent (HA) và dữ liệu của thuê bao được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu. Sau đó, yêu cầu
của thuê bao được chuyển giao cho một đám mây thông qua Internet. Trong đám mây,
các bộ điều khiển điệntoán đám mây(cloud controller) xử lý các yêu cầu để cung cấp
cho người sử dụng di động với các dịch vụ đám mây tương ứng. Những dịch vụ này

được phát triển với các khái niệm tiện ích tính toán, ảo hóa và kiến trúc hướng dịch vụ
(ví dụ web, ứng dụng, và máy chủ cơ sở dữ liệu).
Kiến trúc chi tiết của điện toán đám mây có thể khác nhau trong các ngữ cảnh khác
nhau. Ví dụ, kiến trúc bốn lớp (4-layers) để so sánh điện toán đám mây với điện toán
lưới (grid computing). Ngoài ra, một kiến trúc hướng dịch vụ, được gọi là Aneka, được
giới thiệu để cho phép các nhà phát triển xây dựng ứng dụng .NET với sự hỗ trợ các
giao diện lập trình ứng dụng (API) và nhiều mô hình lập trình trình bày một kiến trúc
để tạo ra các đám mây hướng thị trường (market-oriented). Trong bài báo này, chúng
tôi tập trung vào một kiến trúc được phân lớp (layered architecture) của điện toán đám
đám mây (Hình 2.2).Kiến trúc này thường được sử dụng để chứng minh hiệu quả của
mô hình điện toán đám mây trong việc đáp ứng yêu cầu của người sử dụng.
Hình 2.2 K
i
ến trúc đ
i
ện toán đám mây hướng dịch vụ
Nói chung, điện toán đám mây là một hệ thống mạng phân bố quy mô lớn dựa trên một
số lượng máy chủ tại các trung tâm dữ liệu. Dịch vụ đám mây được phân loại dựa trên
khái niệm lớp (Hình 2). Trong các tầng trên của cơ sở hạ tầng này,hạ tầng như một
Dịch vụ (IaaS), nền tảng như một dịch vụ (PaaS), và Phần mềm như một dịch vụ
(SaaS) được xếp chồng lên nhau.
• Lớp trung tâm dữ liệu: Lớp này cung cấp các thiết bị phần cứng và cơ sở hạ
tầng cho các đám mây. Trong lớp trung tâm dữ liệu, một số máy chủ được liên
kết với các mạng tốc độ cao để cung cấp các dịch vụ cho khách hàng. Thông
thường, các trung tâm dữ liệu được xây dựng ở những nơi ít dân cư, hiệu năng
cao và ổn định và ít có nguy cơ thiên tai.
• Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ (IaaS): IaaS được xây dựng trên đỉnh của lớp
trung tâm dữ liệu. IaaS cho phépcung cấp dung lượng lưu trữ, phần cứng, máy
chủ và các thành phần mạng. Khách hàng thường trả tiền cho mỗi lần sử dụng.
Như vậy, khách hàng có thể tiết kiệm chi phí khi thanh toán khi chỉ được dựa

trên các nguồn tài nguyên họthực sự sử dụng. Cơ sở hạ tầng có thể được mở
rộng hoặc thu nhỏ tự động khi cần thiết. Các ví dụ của IaaS là Amazon EC2
(Elastic Cloud Computing) và S3 (Simple Storage Service).
• Nền tảng như một dịch vụ (PaaS): PaaS cung cấp môi trường tích hợp nâng cao
cho việc xây dựng, kiểm tra và triển khai các ứng dụng. Các ví dụ về PaaS là
Google App Engine, Microsoft Azure,và Amazon Map Reduce/Simple Storage
Service.
• Phần mềm như một dịch vụ (SaaS): SaaS hỗ trợ phân phối phần mềm với yêu
cầu cụ thể. Trong lớp này, người dùng có thể truy cập một ứng dụng và thông tin
từ xa thông qua Internet và chỉ trả tiền cho những thứ họ sử dụng. Salesforce là
một trong những người tiên phong trong việc cung cấp mô hình dịch vụ này.
Microsoft’s Live Mesh cũng cho phép chia sẻ tập tin và thư mục trên nhiều thiết
bị cùng một lúc. Mặc dù kiến trúc điện toán đám mây có thể được chia thành
bốn lớp như hình 2, nókhông có nghĩa là các lớp trên phải được xây dựng trên
lớp trực tiếp bên dưới nó. Ví dụ, các ứng dụng SaaS có thể được triển khai trực
tiếp trên IaaS, thay vì PaaS. Ngoài ra, một số dịch vụ có thể được coi như một
phần củanhiều hơn một lớp. Ví dụ, dịch vụ lưu trữ dữ liệu có thể được xem như
là một trong IaaS hoặc PaaS. Vì vậy, người dùng có thể sử dụng các dịch vụ linh
hoạt và hiệu quả.
2.3 Các ưu điểm của điện toán đám mây di động
Điện toán đám mây được biết đến như là một giải pháp đầy hứa hẹn cho điện
toán di động do nhiều lý do (ví dụ, khả năng thông tin liên lạc, tính di động). Sau đây,
chúng tôi sẽ mô tả đám mây có thể được sử dụng như thế nào để vượt qua những trở
ngại trong tính toán di động, từ đó chỉ ra các lợi thế của MCC.
2.3.1 Mở rộng đời pin
Pin là một trong những mối quan tâm chính cho các thiết bị di động. Một số giải pháp
đã được đề xuất để nâng cao hiệu suất của CPU [14], [15] và để quản lý đĩa và màn
hìnhmột cách thông minh [16], [17] để giảm tiêu thụ điện năng. Tuy nhiên, các giải
pháp này yêu cầu thay đổitrong cấu trúc của thiết bị di động, hoặc họ yêu cầu một phần
cứng mới mà kết quả có thể làm gia tăng chi phívà có thể không khả thi cho tất cả các

thiết bị di động. Kỹ thuật dỡ tải tính toán (computation offloading) được đề xuất để di
chuyển các tính toán lớn và phức tạp từ các thiết bị có nguồn lực hạn chế (tức là,các
thiết bị di động) cho các máy tính tháo vát (tức là, các máy chủ trong các đám mây).
Điều này tránh được một ứng dụng có thời gian thực hiện lâu trên các thiết bị di động
làm cho chúng tiêu hao một số lượng lớn điện năng tiêu thụ.[18] [19] đánh giá hiệu quả
của kỹ thuật giảm tải thông qua một số thí nghiệm. Các kết quả chứng minh rằng việc
thực hiện ứng dụng từ xa có thể tiết kiệm năng lượng đáng kể. Đặc biệt, [18] đánh giá
số tính toán quy mô lớn và cho thấy có đến 45% năng lượng tiêu thụ cho tính toán ma
trận lớn có thể được giảm. Ngoài ra, nhiều ứng dụng di động tận dụng lợi thế từ di
chuyển nhiệm vụ và xử lý từ xa. Ví dụ, giảm tải cho chương trình tối ưu hóa trình biên
dịch [20] cho xử lý hình ảnh có thể làm giảm41% tiêu thụ năng lượng của một thiết bị
di động. Ngoài ra, sử dụng bộ nhớ số học đơn vị (memory arithmetic unit) và giao diện
(MAUI - memory arithmetic unit and interface)để di chuyển các thành phần trò chơi di
động [21] đến các máy chủ trong các đám mây có thể tiết kiệm 27% tiêu thụ năng
lượngcho các trò chơi máy tính và 45% cho các trò chơi cờ vua.
2.3.2 Cải thiện khả năng lưu trữ dữ liệu và sức mạnh xử lý
Dung lượng lưu trữ cũng là một hạn chế cho thiết bị di động. MCC được phát triển để
cho phép người sử dụng di động có thể lưu trữ / truy cập dữ liệu lớn trên đám mây
thông qua mạng không dây. Ví dụ đầu tiên là Amazon Simple Storage Service
(Amazon S3) [22], dịch vụ hỗ trợ lưu trữ tập tin. Một ví dụ khác là Image Exchange sử
dụng không gian lưu trữ lớn trong các đám mây cho người sử dụng di động [31]. Dịch
vụ chia sẻ anh trên di động cho phép người sử dụng di động để tải hình ảnh lên những
đám mây ngay lập tức sau khi chụp. Người dùng có thể truy cập tất cả các hình ảnh từ
bất kỳ thiết bị nào. Với đám mây,người dùng có thể tiết kiệm số tiền đáng kể cho năng
lượng và không gian lưu trữ trên các thiết bị di động của họ vì tất cả các hình ảnhđược
gửi đi và xử lý trên những đám mây. Flickr [23] và ShoZu [24] cũng thành công trong
việc cung cấp các ứng dụng chia sẻ ảnh qua di độngdựa trên MCC. Facebook [25] là
thành công nhất cho ứng dụng mạng xã hộingày hôm nay, và nó cũng là một ví dụ điển
hình của việc sử dụng điện toán đám mây trong chia sẻ hình ảnh. MCC cũng giúp giảm
chi phí hoạt động cho các ứng dụng tính toán chuyên sâu mà phải mất thời gian dài và

tiêu hao số lượng lớn năng lượng khi thực hiện trên các thiết bị hạn chế tài nguyên.
Điện toán đám mây có thể hiệu quảtrong viêc hỗ trợ các nhiệm vụ khác nhau cho kho
dữ liệu, quản lý và đồng bộ hóa nhiều tài liệu trực tuyến. Ví dụ, những đám mây có thể
được sử dụng để chuyển mã (transcoding) [26], chơi cờ vua [21], [27], hoặc dịch vụ
phát thanh truyền hình đa phương tiện [28] với các thiết bị di động. Trong những
trường hợp này, tất cả các tính toán phức tạp để chuyển mã hoặc cung cấp một cờ di
chuyển tối ưu mà phải mất một thời gian dài khi thực hiện trên các thiết bị di động sẽ
được xử lý một cách nhanh chóng trên các đám mây. Ứng dụng di động cũng không bị
hạn chế bởi dung lượng lưu trữ trên các thiết bị bởi vì dữ liệu được lưu trữ trên đám
mây.
2.3.3 Cải thiện độ tin cậy
Lưu trữ dữ liệu hoặc chạy các ứng dụng trên đám mây là một cách hiệu quả để cải
thiện độ tin cậy vì các dữ liệu và ứng dụng được lưu trữ và sao lưu trên nhiều máy tính.
Điều này làm giảm nguy cơ bị mất dữ liệu và ứng dụng trên các thiết bị di động. Ngoài
ra, MCC có thể được thiết kế như là một mô hình bảo mật toàn diện dữ liệu cho các
nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng. Ví dụ, các đám mây có thể được sử dụng để
bảo vệ bản quyền nội dung số (ví dụ, video, clip, và âm nhạc) không bị lạm dụng và
phân phối trái phép [29]. Ngoài ra, các đám mây từ xa có thể cung cấp cho người sử
dụng di động với dịch vụ bảo vệ chẳng hạn như quét virus, phát hiện mã độc hại, và
xác thực [30]. Ngoài ra, bảo mật dựa trên dịch vụ đám mây có thể nâng cao hiệu quả
các dịch vụ bằng việc sử dụng hiệu quả các dữ liệu thu thập được từ nhiều người dùng
khác nhau.
Ngoài ra, MCC cũng được thừa hưởng một số ưu điểm của các đám mây cho các dịch
vụ di động như sau:
 Khả năng cung cấp động: động trong việc cung cấp theo yêu cầu các nguồn tài
nguyên, dịch vụlà một cách linh hoạt cho các nhà cung cấp dịch vụ và người sử
dụng di động để chạy các ứng dụng của họ.
 Khả năng mở rộng: Việc triển khai các ứng dụng di động có thể được thực hiện
và mở rộng để đáp ứng nhu cầu số lượng yêu cầu không đoán trước được của
người dùng do cung cấp nguồn tài nguyên rất linh hoạt. Các nhà cung cấp dịch

vụ có thể dễ dàng thêm và mở rộng một ứng dụng và dịch vụ không có hoặc có
ít hạn chế về việc sử dụng tài nguyên.
 Đa sở hữu: nhà cung cấp dịch vụ (ví dụ, nhà điều hành mạng và chủ sở hữu
trung tâm dữ liệu) có thể chia sẻ lại nguồn và chi phí để hỗ trợ một loạt các ứng
dụng và số lượng lớn người sử dụng.
 Dễ dàng tích hợp: Nhiều dịch vụ từ các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau có thể
được tích hợp dễ dàng thông qua các đám mây và Internet để đáp ứng nhu cầu
người dùng.
2.4 Ứng dụng của MMC
Ứng dụng di động được chia sẻ trong thị trường di động toàn cầu ngày càng tăng. Các
ứng dụng di động khác nhau đã thừa hưởng những lợi thế của MCC. Trong phần này,
một số ứng dụng MCC điển hình được giới thiệu.
2.4.1 Thương mại di động (Mobile Commerce)
Bảng 2. Các
l
ớp ứng dụng của m-commerce
Thương mại di động (m-commerce) là một mô hình kinh doanh thương mại bằng
cách sử dụng các thiết bị di động. Ứng dụng m-commerce thường thực hiện một số
nhiệm vụ đòi hỏi tính di động (ví dụ, giao dịch vàthanh toán qua di động, nhắn tin di
động và bán vé qua di động). Các ứng dụng m-commerce có thể được phân loại
thànhmột vài lớp bao gồm quảng cáo, tài chính và mua sắm (Bảng 2).
Các ứng dụng m-commerce phải đối mặt với những thách thức khác nhau (ví dụ, băng
thông thấp, cấu hình thiết bị di động mang tính phức tạp cao, và an ninh). Vì vậy, các
ứng dụng m-commerce được tích hợp vào môi trường điện toán đám mây để giải quyết
những vấn đề này, đề xuất một nền tảng thương mại điện tử 3G dựa trên điện toán đám
mây. Mô hình này kết hợp những lợi thế của cả hai mạng 3G và điện toán đám mây
giúp tăng tốc độ xử lý dữ liệu và mức độ bảo mật dựa trên PKI (cơ sở hạ tầng khóa
công khai - public key infrastructure). Các PKI sử dụng cơ chế điều khiển truy cập dựa
trên mã hóa (encryption-based access control) và over- encryption để đảm bảo sự riêng
tư của người dùng khi truy cập vào các dữ liệu bên ngoài.

2.4.2 Học tập di động (Mobile learning)
Học tập qua di động (m-learning) được thiết kế dựa trên học tập điện tử (e-
learning) và di động. Tuy nhiên, các ứng dụng m-learning truyền thống có những hạn
chế về chi phí cao của các thiết bị và mạng, mạng lưới truyền dẫn tốc độ thấp, và các
nguồn lực giáo dục hạn. Các ứng dụng m-learning dựa trên đám mây được giới thiệu
để giải quyết những hạn chế đó. Ví dụ, sử dụng một đám mây với không gian lưu trữ
lớn, năng lực và khả năng xử lý mạnh mẽ, các ứng dụng cung cấp cho người học với