Điện toán đám mây và các ứng dụng đa phương tiện

z
 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀ TĨNH
KHOA KỸ THUẬT CÔNG – NGHỆ

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
Đề tài: Tìm hiểu về điện toán đám mây và các ứng dụng đa phương tiện
Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Quốc Dũng.
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đình Bắc.
Lớp : K19 – CNTT.
Khóa : 2014 – 2015
Hà Tĩnh, tháng 2, năm 2015
2
Mục lục Trang
3
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay công nghệ thông tin ngày càng phát triển, máy vi tính đã trở thành một
phần tất yếu của cuộc sống. Chúng ta cần máy tính ở khắp mọi nơi, có thể là do công việc
nghiên cứu hoặc trong bất cứ lĩnh vực nào. Khi sử dụng máy tính hằng ngày của chúng ta
tăng lên thì nguồn tài nguyên máy tính của chúng ta cũng cần tăng lên. Vậy chúng ta đã
giải quyết vấn đề này như thế nào? Đối với các công ty lớn như Google, Microsoft thì
việc khai thác nguồn tài nguyên lớn như vậy cũng không phải là vấn đề lớn. Nhưng đối
với các doanh nghiệp nhỏ hơn thì nguồn tài nguyên lớn như vậy tác động không nhỏ tới
kinh doanh. Với những vấn đề lớn về cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin (CNTT) như máy
hỏng, treo ổ cúng, lổi phần mềm.v.v Đây là một vấn đề đau đầu cho các chủ doanh
nghiệp. Giải pháp nào có thể đáp ứng nhu cầu trên? Điện toán đám mây ra đời đã cung
cấp một giải pháp cho tình trạng này.
Điện toán đám mây là một kiểu tính toán mà ở đó các công việc CNTT được cung
cấp như một dịch vụ trên Internet đến nhiều khách hàng bên ngoài và khách hàng được
tính tiền theo sựu ủng hộc của họ. Nhiều nhà cung cấp điện toán đám mây đã xuất hiên và
có một sự tang trưởng đáng kể trong công việc sữ dụng dịch vụ này. Google, Microsoft,

Yahoo, IBM, và Amazon đã bắt dầu cung cấp dịch vụ điện toán đám mây. Trong đó
Amazon là nhà tiên phong trong lĩnh vực này. Các công ty nhỏ như SmugMug, một trang
web lưu trử hình ảnh trực tuyến, có sữ dụng dịch vụ điện toán đám mây để lưu trử tất cả
dữ liệu và thực hiện một số dịch vụ của mình.
Không nằm ngoài xu thế chung của ngành công nghệ thông tin thế giới, Việt Nam
đang dần tiếp cận dịch vụ đám mây thông qua các dự án của một số doanh nghiệp nước
ngoài như Microsoft, Intel, IBM… Công nghệ này được coi là giải pháp cho những vấn
đề mà nhiều công ty đang gặp phải như thiếu năng lực công nghệ thông tin, chi phí đầu tư
hạn chế… Hầu hết các nhà lãnh đạo công nghệ thông tin đều khá kỳ vọng khi nhận định
về công nghệ này. Với những sự kì vọng to lớn như vậy đối với công nghệ điện toán đám
mây. Việc nghiên cứu và triển khai các dịch vụ sao cho có hiệu quả về chi phí cũng như
chất lượng và đem lại nhiều tiện ích cho người sử dụng đang là yêu cầu được đặt ra bức
thiết đối với các nhà cung cấp dịch vụ.
4
Điện toán đám mây được sữ dụng trong các lĩnh vực khác nhau như web hosting,
lập trình song song, dựng hình đồ họa, mô hình tài chính (IBM Clounds), các phương
pháp duyệt và tìm kiếm trên web (web spider), phân tích gen (Amazon Clounds),
Để tìm hiểu về điện toán đám mây em đã làm đề tài nghiên cứu này để tìm hiểu về
sự ra đời, phát triển của điện toán đám mây. Cho mọi người có thể hiểu sâu hơn về công
nghệ điện toán đám mây. Một xu hướng công nghệ đang được các nhà doanh nghiệp cũng
như người “tiêu dùng” để ý. Đề tài nghiên cứu này được thực hiện bằng sự tìm hiểu của
bản thân qua hệ thống thông tin trên mạng Internet, dựa trên những phần mềm em tìm
hiểu về công nghệ điện toán đám mây. Mong rằng qua đề tài nghiên cứu về điện toán đám
mây này sẽ giúp mọi người hiểu hơn về công nghệ điện toán đám mây.
Trong quá trình làm đề tài này còn nhiều thiếu sót về nội dung và cách trình bày,
mong các thầy cô cùng các bạn có thể đóng góp ý kiến để có thể hoàn thiện đề tài nghiên
cứu này một cách hoàn chỉnh hơn.
Em xin trân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Quốc Dũng đã hướng dẫn, giúp đỡ em
trong quá trình học tập cũng như làm bài tập lớn môn học.
5

CHƯƠNG I: Điện Toán Đám Mây
I. Tổng quan về điện toán đám mây
1. Đặt vấn đề
Ngày nay, đối với các công ty, doanh nghiệp, việc quản lý tốt, hiệu quả dữ liệu của
riêng công ty cũng như dữ liệu khách hàng, đối tác là một trong những bài toán được ưu
tiên hàng đầu và đang không ngừng gây khó khăn cho họ. Để có thể quản lý được nguồn
dữ liệu đó, ban đầu các doanh nghiệp phải đầu tư, tính toán rất nhiều loại chi phí như chi
phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí cho quản trị viên, chi phí bảo trì, sửa
chữa,.vv… Ngoài ra họ còn phải tính toán khả năng mở rộng, nâng cấp thiết bị, phải kiểm
soát việc bảo mật dữ liệu cũng như tính sẵn sàng cao của dữ liệu.
Từ một bài toán điển hình như vậy, chúng ta thấy được rằng nếu có một nơi tin cậy
giúp các doanh nghiệp quản lý tốt nguồn dữ liệu đó, các doanh nghiệp sẽ không còn quan
tâm đến cơ sở hạ tầng, công nghệ mà chỉ tập trung chính vào công việc kinh doanh của họ
thì sẽ mang lại cho họ hiệu quả và lợi nhuận ngày càng cao hơn.
Thuật ngữ “cloud computing” còn được bắt nguồn từ ý tưởng đưa tất cả mọi thứ như
dữ liệu, phần mềm, tính toán, … lên trên mạng Internet. Chúng ta sẽ không còn trông thấy
các máy PC, máy chủ của riêng các doanh nghiệp để lưu trữ dữ liệu, phần mềm nữa mà
chỉ còn một số các “máy chủ ảo” tập trung ở trên mạng. Các “máy chủ ảo” sẽ cung cấp
các dịch vụ giúp cho doanh nghiệp có thể quản lý dữ liệu dễ dàng hơn, họ sẽ chỉ trả chi
phí cho lượng sử dụng dịch vụ của họ, mà không cần phải đầu tư nhiều vào cơ sở hạ tầng
cũng như quan tâm nhiều đến công nghệ. Xu hướng này sẽ giúp nhiều cho các công ty,
doanh nghiệp vừa và nhỏ mà không có cơ sở hạ tầng mạng, máy chủ để lưu trữ, quản lý
dữ liệu tốt.
Vậy “cloud computing” là gì? Nó có thể giải quyết bài toán trên như thế nào và có
những đặc điểm nổi bật gì? Chúng ta sẽ đi qua các phần sau để nắm rõ vấn đề này.
2. Định nghĩa
“Điện toán đám mây (cloud computing) là một khái niệm rộng, 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

6
và phần mềm. Điều này sẽ làm thay đổi cách thức các ứng dụng được viết ra và cung
cấp” – Cisco System
“Điện toán đám mây là một mô hình để hỗ trợ truy cập qua mạng thuận tiện, theo
nhu cầu vào một kho tài nguyên điện toán có thể định cấu hình được (như là tài nguyên
mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng và dịch vụ) có thể được cung cấp và thu hồi nhanh
chóng với công sức quản lý hoặc tương tác của nhà quản trị ở mức độ tối thiểu. Mô hình
điện toán đám mây đảm bảo độ sẵn sàng và được cấu thành từ năm đặc tính cần thiết, ba
mô hình cung cấp và bốn mô hình triển khai” – NIST (Viện tiêu chuẩn và Công nghệ
Quốc gia, Mỹ). Mô hình điện toán đám mây theo NIST được minh họa ở hình vẽ dưới
đây.
Hình 1.1: Mô hình điện toán đám mây của NIST
3. Ưu và nhược điểm của cloud computing:
a) Ưu điểm : Những ưu điểm và thế mạnh dưới đây đã góp phần giúp "điện toán
đám mây" trở thành mô hình điện toán được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới.
• Tính linh động: Người dùng có thể thoải mái lựa chọn các dịch vụ phù hợp với nhu
cầu của mình, cũng như có thể bỏ bớt những thành phần mà mình không muốn.
(Thay vì phải bỏ ra hàng trăm USD cho 1 bộ Ms office, ta có thể mua riêng lẻ từng
phần hoặc chỉ trả 1 khoản phí rất nhỏ mỗi khi sử dụng 1 phần nào đó của nó).
7
• Giảm bớt phí: Người dùng không chỉ giảm bớt chi phí bản quyền mà còn giảm
phần lớn chi phí cho việc mua và bảo dưỡng máy chủ. Việc tập hợp ứng dụng của
nhiều tổ chức lại 1 chỗ sẽ giúp giảm chi phí đầu tư ban đầu, cũng như tăng hiệu
năng sử dụng các thiết bị này một cách tối đa.
• Tạo nên sự độc lập: Người dùng sẽ không còn bị bó hẹp với 1 thiết bị hay 1 vị trí
cụ thể nào nữa. Với điện toán đám mây, phần mềm, dữ liệu có thể được truy cập và
sử dụng từ bất kì đâu, trên bất kì thiết bị nào mà không cần phải quan tâm đến giới
hạn phần cứng cũng như địa lý.
• Tăng cường độ tin cậy: Dữ liệu trong mô hình điện toán đám mây được lưu trữ 1
cách phân tán tại nhiều cụm máy chủ tại nhiều vị trí khác nhau. Điều này giúp tăng

độ tin cậy, độ an toàn của dữ liệu mỗi khi có sự cố hoặc thảm họa xảy ra.
• Bảo mật: Việc tập trung dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau sẽ giúp các chuyên gia
bảo mật tăng cường khả năng bảo vệ dữ liệu của người dùng, cũng như giảm thiểu
rủi ro bị ăn cắp toàn bộ dữ liệu. (Dữ liệu được đặt tại 6 máy chủ khác nhau →
trong trường hợp hacker tấn công, bạn cũng sẻ chỉ bị lộ 1/6. Đây là 1 cách chia sẻ
rủi ro giữa các tổ chức với nhau)
• Bảo trì dễ dàng: Mọi phần mềm đều nằm trên server, lúc này, người dùng sẽ không
cần lo lắng cập nhật hay sửa lỗi phần mềm nữa. Và các lập trình viên cũng dễ dàng
hơn trong việc cài đặt, nâng cấp ững dụng của mình.
b) Nhược điểm :
Tuy nhiên, mô hình điện toán này vẫn còn mắc phải một số nhược điểm sau:
• Tính riêng tư: Các thông tin người dùng và dữ liệu được chứa trên điện toán đám
mây có đảm bảo được riêng tư, và liệu các thông tin đó có bị sử dụng vì một mục
đích nào khác?
• Tính sẵn dùng: Liệu các dịch vụ đám mây có bị “treo” bất ngờ, khiến cho người
dùng không thể truy cập các dịch vụ và dữ liệu của mình trong những khoảng thời
gian nào đó khiến ảnh hưởng đến công việc?
• Mất dữ liệu: Một vài dịch vụ lưu trữ dữ liệu trực tuyến trên đám mây bất ngờ
ngừng hoạt động hoặc không tiếp tục cung cấp dịch vụ, khiến cho người dùng phải
8
sao lưu dữ liệu của họ từ “đám mây” về máy tính cá nhân. Điều này sẽ mất nhiều
thời gian. Thậm chí một vài trường hợp, vì một lý do nào đó, dữ liệu người dùng bị
mất và không thể phục hồi được.
• Tính di động của dữ liệu và quyền sở hữu: Một câu hỏi đặt ra, liệu người dùng có
thể chia sẻ dữ liệu từ dịch vụ đám mây này sang dịch vụ của đám mây khác? Hoặc
trong trường hợp không muốn tiếp tục sử dụng dịch vụ cung cáp từ đám mây, liệu
người dùng có thể sao lưu toàn bộ dữ liệu của họ từ đám mây? Và làm cách nào để
người dùng có thể chắc chắn rằng các dịch vụ đám mây sẽ không hủy toàn bộ dữ
liệu của họ trong trường hợp dịch vụ ngừng hoạt động.
• Khả năng bảo mật : Vấn đề tập trung dữ liệu trên các “đám mây” là cách thức hiệu

quả để tăng cường bảo mật, nhưng mặt khác cũng lại chính là mối lo của người sử
dụng dịch vụ của điện toán đám mây. Bởi lẽ một khi các đám mây bị tấn công hoặc
đột nhập, toàn bộ dữ liệu sẽ bị chiếm dụng.
• Các quy định pháp luật cho các dịch vụ, giữa khách hàng và nhà cung cấp.
9
4. 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.
5. Các loại hình đám mây
a,Đám mây công cộng
Đám mây công cộng là các dịch vụ đám mây được một bên thứ ba (người bán) cung
cấp. Chúng tồn tại ngoài tường lửa công ty và chúng được lưu trữ đầy đủ và được nhà
cung cấp đám mây quản lý.
10
Các đám mây công cộng cố gắng cung cấp cho người tiêu dùng với các phần tử công
nghệ thông tin tốt nhất. Cho dù đó là phần mềm, cơ sở hạ tầng ứng dụng hoặc cơ sở hạ
tầng vật lý, nhà cung cấp đám mây chịu trách nhiệm về cài đặt, quản lý, cung cấp và bảo
trì. Khách hàng chỉ chịu phí cho các tài nguyên nào mà họ sử dụng, vì thế cái chưa sử
dụng được loại bỏ.
Tất nhiên điều này liên quan đến chi phí. Các dịch vụ này thường được cung cấp với
"quy ước về cấu hình," nghĩa là chúng được phân phối với ý tưởng cung cấp các trường
hợp sử dụng phổ biến nhất. Các tùy chọn cấu hình thường là một tập hợp con nhỏ hơn so

với những gì mà chúng đã có nếu nguồn tài nguyên đã được người tiêu dùng kiểm soát
trực tiếp. Một điều khác cần lưu ý là kể từ khi người tiêu dùng có quyền kiểm soát một
chút trên cơ sở hạ tầng, các quy trình đòi hỏi an ninh chặt chẽ và tuân thủ quy định dưới
luật không phải lúc nào cũng thích hợp cho các đám mây chung.
b, Đám mây riêng
Đám mây riêng là các dịch vụ đám mây được cung cấp trong doanh nghiệp. Những
đám mây này tồn tại bên trong tường lửa công ty và chúng được doanh nghiệp quản lý.
Các đám mây riêng đưa ra nhiều lợi ích giống như các đám mây chung thực hiện với
sự khác biệt chính: doanh nghiệp có trách nhiệm thiết lập và bảo trì đám mây này. Sự khó
khăn và chi phí của việc thiết lập một đám mây bên trong đôi khi có thể có chiều hướng
ngăn cản việc sử dụng và chi phí hoạt động liên tục của đám mây có thể vượt quá chi phí
của việc sử dụng một đám mây chung.
Các đám mây riêng đưa ra nhiều lợi thế hơn so với loại chung. Việc kiểm soát chi tiết
hơn trên các tài nguyên khác nhau đang tạo thành một đám mây mang lại cho công ty tất
cả các tùy chọn cấu hình có sẵn. Ngoài ra, các đám mây riêng là lý tưởng khi các kiểu
công việc đang được thực hiện không thiết thực cho một đám mây chung, do đúng với các
mối quan tâm về an ninh và về quản lý.
c, Đám mây lai
Đám mây lai là một sự kết hợp của các đám mây công cộng và riêng. Những đám
mây này thường do doanh nghiệp tạo ra và các trách nhiệm quản lý sẽ được phân chia
giữa doanh nghiệp và nhà cung cấp đám mây công cộng. Đám mây lai sử dụng các dịch
vụ có trong cả không gian công cộng và riêng.
Các đám mây lai là câu trả lời khi một công ty cần sử dụng các dịch vụ của cả hai
đám mây riêng và công cộng. Theo hướng này, một công ty có thể phác thảo các mục tiêu
11
và nhu cầu của các dịch vụ và nhận được chúng từ đám mây công cộng hay riêng, khi
thích hợp. Một đám mây lai được xây dựng tốt có thể phục vụ các quy trình nhiệm vụ-tới
hạn, an toàn, như nhận các khoản thanh toán của khách hàng, cũng như những thứ là
không quan trọng bằng kinh doanh, như xử lý bảng lương nhân viên.
Hạn chế chính với đám mây này là sự khó khăn trong việc tạo ra và quản lý có hiệu

quả một giải pháp như vậy. Phải có thể nhận được và cung cấp các dịch vụ lấy từ các
nguồn khác nhau như thể chúng có nguồn gốc từ một chỗ và tương tác giữa các thành
phần riêng và chung có thể làm cho việc thực hiện thậm chí phức tạp hơn nhiều. Do đây
là một khái niệm kiến trúc tương đối mới trong điện toán đám mây, nên cách thực hành và
các công cụ tốt nhất về loại này tiếp tục nổi lên và bất đắc dĩ chấp nhận mô hình này cho
đến khi hiểu rõ hơn.
d, Đám mây cộng đồng
Đám mây cộng đồng là đám mây liên quan đến việc chia sẻ cơ sở hạ tầng giữa các tổ
chức, các nhóm đối tượng có mục đích chia sẻ cùng một nội dung. Ví dụ như các tổ chức
hay một nhóm đối tượng thuê những đám mây riêng để chia sẻ chung những nôi dung về
âm nhạc, phim ảnh, công nghệ, quân sự…
6. 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:
12
- 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.
7. 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.
13

• 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 1.3: Minh họa về dịch vụ của điện toán đám mây
14
8. So sánh điện toán đám mây và điện toán truyền thống
Sự khác nhau giữa điện toán đám mây và điện toán truyền thống được thể hiện trong
bảng dưới đây:
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
Bảng : Sự khác nhau giữa Điện toán truyền thống và điện toán Đám mây
15
II. Hiện thực hóa điện toán đám mây
Một số khó khăn, thách thức trong quá trình hiện thực hóa cloud computing:

- Bảo mật:
• Sở hữu trí tuệ (Intellectual property)
• Tính riêng tư (Privacy)
• Độ tin cậy (Trust)
- Khả năng không kiểm soát dữ liệu
- Độ trễ dữ liệu
- Tính sẵn sàng của dịch vụ, dữ liệu
- Các dịch vụ kèm theo
- Các quy định pháp luật cho các dịch vụ, giữa khách hàng và nhà cung cấp
Hình 1.4: Phân lớp điện toán đám mây
16
Hình 1.4 mô tả ba phần của một mô hình đám mây. Hình này phản ánh chính xác qui
mô của khối công nghệ thông tin khi nó liên quan đến chi phí, yêu cầu không gian vật lý,
bảo trì, quản lý, giám sát quản lý và sự lỗi thời.
1. Các dịch vụ của đám mây
a, Dịch vụ cơ sở hạ tầng - IaaS
Những kiến trúc ảo xếp chồng là một ví dụ của xu hướng mọi thứ là dịch vụ và có
cùng những điểm hơn hẳn một máy chủ cho thuê. Không gian lưu trữ và các thiết bị mạng
tập trung, máy trạm thay vì đầu tư mua nguyên chiếc thì có thể thuê đầy đủ dịch vụ bên
ngoài. Những dịch vụ này thông thường được tính chi phí trên cơ sở tính toán chức năng
và lượng tài nguyên sử dụng (và từ đó ra chi phí) sẽ phản ảnh được mức độ của hoạt
động. Đầy lầ một sự phát triển của những giải pháp lưu trữ web và máy chủ cá nhân ảo.
Tên ban đầu được sử dụng là dịch vụ phần cứng (HaaS) và được tạo ra bởi một nhà
kinh tế học Nichlas Car vào thang 3 năm 2006, nhưng điều này cần thiết. Nhưng từ này
đã dần bị thay thế bởi khái niệm dịch vụ hạ tầng vào khoảng cuối năm 2006.
Những đặc trưng tiêu biểu:
- Cung cấp tài nguyên như là dịch vụ: bao gồm cả máy chủ, thiết bị mạng, bộ
nhớ, CPU, không gian đĩa cứng, trang thiết bị trung tâm dữ liệu.
- Khả năng mở rộng linh hoạt
- Chi phí thay đổi tùy theo thực tế

- Nhiều người thuê có thể cùng dùng chung trên một tài nguyên
- Cấp độ doanh nghiệp: đem lại lợi ích cho công ty bởi một nguồn tài nguyên
tích toán tổng hợp.
b, Dịch vụ nền tảng - PaaS
Cung cấp nền tảng tính toán và một tập các giải pháp nhiều lớp. Nó hỗ trợ việc triển
khai ứng dụng mà không quan tâm đến chi phí hay sự phức tạp của việc trang bị và quản
lý các lớp phần cứng và phần mềm bên dưới, cung cấp tất cả các tính năng cần thiết để hỗ
trợ chu trình sống đầy đủ của việc xây dựng và cung cấp một ứng dụng và dịch vụ Web
sẵn sàng trên Internet mà không cần bất kì thao tác tải hay cài đặt phần mềm cho những
người phát triển, quản lý tin học, hay người dùng cuối. Nó còn được biết đến với một tên
khác là cloudware.
17
Cung cấp dịch vụ nền tảng (PaaS) bao gồm những điều kiện cho qui trình thiết kế
ứng dụng, phát triển, kiểm thử, triển khai và lưu trữ ứng dụng có giá trị như là dịch vụ
ứng dụng như cộng tác nhóm, sắp xếp và tích hợp dịch vụ Web, tích hợp cơ sở dữ liệu,
bảo mật, khả năng mở rộng, quản lý trạng thái, phiên bản ứng dụng, các lợi ích cho cộng
đồng phát triển và nghiên cứu ứng dụng. Những dịch vụ này được chuẩn bị như là một
giải pháp tính hợp trên nền Web.
Những đặc trưng tiêu biểu:
- Phục vụ cho việc phát triển, kiểm thử, triển khai và vận hành ứng dụng giống
như là môi trường phát triển tích hợp
- Các công cụ khởi tạo với giao diện trên nền Web.
- Kiến trúc đồng nhất
- Tích hợp dịch vụ Web và cơ sở dữ liệu
- Hỗ trợ cộng tác nhóm phát triển
- Công cụ hỗ trợ tiện tích
Các yếu tố:
- Thuận lợi:
• Dịch vụ nền tảng (PaaS) đang ở thời kì đầu và được ưa chuộng ở những tính
năng vốn được ưa thích bởi dịch vụ phần mềm, bên cạnh đó có tích hợp các

yếu tố về nền tảng hệ thống.
• Ưu điểm trong những dự án tập hợp những công việc nhóm có sự phân tán
về địa lý.
• Khả năng tích hợp nhiều nguồn của dich vụ Web
• Giảm chi phí ngoài lề khi tích hợp các dịch vụ về bảo mật, khả năng mở
rộng, kiểm soát lỗi…
• Giảm chi phí khi trừu tượng hóa công việc lập trình ở mức cao để tạo dục vụ,
giao diện người dùng và các yếu tố ứng dụng khác.
• Mong đợi ở người dùng có kiến thức có thể tiếp tục hoàn thiện và hỗ trợ
tương tác với nhiều người để giúp xác định mức đô khó khăn của vấn đề
chúng ta gặp phải.
• Hướng việc sử dụng công nghệ để đạt được mục đích tạo điều kiện dễ dàng
hơn cho việc phát triển ứng dụng đa người dùng cho những người không chỉ
trong nhóm lập trình mà có thể kết hợp nhiều nhóm cùng làm việc.
18
- Khó khăn:
• Ràng buộc bởi nhà cung cấp: do giới hạn phụ thuộc và dịch vụ của nhà cung
cấp.
• Giới hạn phát triển: độ phức tạp khiến nó không phù hợp với yêu cầu phát
triển nhanh vì những tính năng phức tạp khi hiện thực trên nền tảng web.
c, Dịch vụ phần mềm-SaaS
Dịch vụ phần mềm (SaaS) là một mô hình triển khai ứng dụng mà ở đó người cung
cấp cho phép người sử dụng dịch vụ theo yêu cầu. Những nhà cung cấp SaaS có thể lưu
trữ ứng dụng trên máy chủ của họ hoặc tải ứng dụng xuống thiết bị khách hàng, vô hiệu
hóa nó sau khi kết thúc thời hạn. Các chức năng theo yêu cầu có thể được kiểm soát bên
trong để chia sẻ bản quyền của một nhà cung cấp ứng dụng thứ ba.
Những đặc trưng tiêu biểu:
- Phần mềm sẵn có đòi hỏi việc truy xuất, quản lý qua mạng.
- Quản lý các hoạt động từ một vị trí tập trung hơn là tại mỗi nơi của khách hàng,
cho phép khách hàng truy xuất từ xa thông qua Web.

- Cung cấp ứng dụng thông thường gần gũi với mô hình ánh xạ từ một đến nhiều
hơn là mô hình 1:1 bao gồm cả các đặc trưng kiến trúc, giá cả và quản lý.
- Những tính năng tập trung nâng cấp, giải phóng người dùng khỏi việc tải các
bản vá lỗi và cập nhật.
- Thường xuyên tích hợp những phần mềm giao tiếp trên mạng diện rộng
2. Ảo hóa
a. 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.
19
- 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.
b. 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.
20
c. 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
d. 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.
21
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.
3. Mô hình điện toán đám mây
Với những tiến bộ của xã hội con người hiện đại, những dịch vụ thiết yêu được cung
cấp rộng rãi để mọi người đều có thể tiếp cận như điện, nước, ga và điện thoại đã đóng
vai trò quan trọng trong cuộc sống hằng ngày. Những dịch vụ tiện ích này có thể được sử
dụng thường xuyên cần được sẵn sàng ở mọi nơi mà người dùng mong muốn vào mọi lúc.
Khách hàng sau đó có thể trả cho nhà cung cấp dịch vụ dựa trên lượng sử dụng các dịch

vụ tiện ích đó. 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).
22
Hình 1.6: Kiến trúc đám mây hướng thị trường
Khách hàng phụ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ Cloud cung cấp tất cả năng lực tính
toán họ cần, họ yêu cầu về chất lượng dich vụ QoS phải được duy trì bởi nhà công cấp để
phù hợp với mục tiêu và đảm bảo hoạt động của họ. Nhà cung cấp Cloid se cẫn xem xét
để đáp ứng các yêu cầu về dịch vụ của mỗi khách hàng để thương lượng với SLA cụ thể.
Để đạt được điều này, nhà cung cấp dịch vụ Cloud không thể tiếp tục triển khai trên mô
hình quản lý tài nguyên tập trung mà ở đó không cung cấp cho họ khả năng chia sẻ tài
nguyên mà vẫn đáp ứng được tất cả các yêu cầu về dịch vụ. Thay vào đó, mô hình quản lý
market-oriented được đề cập để đạt được sự cân đối giữa nhà cung cấp và khách hàng.
Kiến trúc bao gồm 4 thành phần chủ yếu:
23
- Người dùng/ Nhà môi giới (User/Broker): Người dùng hay nhà phân phối sử
dụng quền ủy thác để gửi yêu cầu dịch vụ từ bất kì đâu trên thế giới tới Data
center (trung tâm dữ liệu) hay Cloud để được xử lý.
- Bộ phân phối tài nguyên SLA (SLA Resource Allocator): Đóng vai trò như
một trung gian giữa các nhà cung cấp Data center và Cloud với người dùng/
nhà môi giới bên ngoài.
• Điều khiển vào ra và kiểm tra yêu cầu dịch vụ (Service Request
Examiner and Admission Control): Khi một yêu cầu dịch vụ được gửi
lên lần đầu sẽ được phiên dịch thành các yêu cầu về chất lượng dịch vụ
QoS trước khi xác định xem nó sẽ được chấp nhận hay từ chối. Do vậy,
điều đó đảm bảo rằng không có tình trạng quá tải dịch vụ khi mà các yêu
cầu dịch vụ không the được đáp ứng đầy đủ vì giới hạn tài nguyên hệ
thống sẵn sàng. Nó cung cần thông tin về trạng thái cuối cùng về tình
trạng sẵn sàng của tài nguyên (từ cơ chế VM Monitor) và khả năng xử lý
tải (từ cơ chế Service Request Monitor) theo thứ tự để quyết định việc

phân phối tài nguyên một cách hiệu quả. Sau đó nó sẽ phân yêu cầu cho
các máy ảo VM và xác định đặc tả tài nguyên cho máy ảo được phân.
• Tính cước (Pricing): Cung cấp cơ chế quyết định cách các yêu cầu dịch
vụ được tính tiền. Ví dụ như yêu cầu có thể được tính tiền dựa theo thời
gian các nhiệm vụ, tỷ lệ giá cả (cố định/thay đổi) hay tính sẵn sàng của
tài nguyên (sẵn có/yêu cầu). Cơ chế định giá phục vụ như nề tảng cho
cung vâp và yêu cầu tài nguyên tính toán trong trung tâm dữ liệu và các
trang thiết bị trong việc cấp phát tài nguyên hiệu quả.
• Tài Khoản (Accounting): Cung cấp cơ chế để thao tác trên lưu lượng
dùng tài nguyên được yêu cầu do đó chi phí cuối cùng có thể được tính
toán và tính phí cho người dùng. Thêm vào đó, lịch sử sử dụng có thể
được dùng để tối ưu bởi Service Request Examiner and Admission
Control.
• Giám sát máy ảo (VM Monitor): Cung cấp cơ chế lưu vết những máy ảo
sẵn sàng và các thông tin về tài nguyên của chúng.
• Điều phối (Dispatcher): Cung cấp cơ chế bắt đầu thực thi việc cấp phát
máy ảo VM của những yêu cầu dịch vụ đã được chấp nhận.
24
• Giám sát yêu cầu dịch vụ (Service Request Monitor): Cung cấp cơ chế
lưu vết tiến trình của yêu cầu dịch vụ.
- Các máy ảo (VMs): Nhiều máy ảo có thể được mở và tắt động trên một máy
vật lý để phù hợp với yêu cầu dịch vụ, do đó việc chuẩn bị tối đa để có thể chia
nhỏ tài nguyên để có thể đáp ứng các yêu cầu cụ thể của yêu cầu dịch vụ. Thêm
vào đó, nhiều máy ảo VM có thể chạy đồng thời ứng dụng trên những môi
trường hệ điều hành khác nhau trên một máy vật lý duy nhât do các máy ảo
VM tách biệt hoàn toàn vói các máy khác trên cùng máy vật lý.
- Các máy vật lý (Physical Machines): Những trung tâm dữ liệu bao gồm nhiều
máy chủ có thể cung cấp tài nguyên phù hợp với yêu cầu.
4. Cách tính chi phí trong điện toán đám mây
Định giá cố định: Nhà cung cấp sẽ xác định rõ đặc tả về khả năng tính toán cố

định (dung lượng bộ nhớ được cấp phát, loại CPU và tốc độ .v.v…)
Định giá theo đơn vị: Được áp dụng phổ biến cho lượng dữ liệu truyền tải, dung
lượng bộ nhớ được cấp phát và sử dụng…
Định giá theo thuê bao: Ứng dụng phần lớn trong mô hình dịch vụ phần mềm
(SaaS) người dùng sẽ tiên đoán trước định mức sử dụng ứng dụng cloud
III. Cấu trúc và cách hoạt động của “Điện toán đám mây”
1. Cấu trúc phân lớp của mô hình Điện toán đám mây
25