Tiểu luận môn tính toán lưới Exploring the Technical Foundation for Scaling

Cloud Computing for Dummies
Exploring the Technical Foundation for Scaling
Computer Systems
1
Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Quốc Gia TP.HCM
Khoa Mạng Máy Tính & Truyền Thông
Lớp : MMT03
GVHD: TS. Đàm Quang Hồng Hải
Nhóm 6:
Nguyến Hữu Ru 08520582
Nguyễn Thành 08520347
Trần Minh Kỳ 08520558
Trần Quang Khánh 08520552
Nội Dung Chính
•
So sánh trung tâm dữ liệu truyền thống với điện toán
đám mây:
+ Chi phí hoạt động
+ Chi phí công nghệ
•
Qui mô kinh tế đạt được
•
Các vấn đề mấu chốt để tiết kiệm chi phí
2
Các Thành Phần Cần Đầu Tư
•
Phần cứng, bao gồm các
máy chủ, hệ thống lưu
trữ,…
•
Điện năng cung cấp tổng

thể cho trung tâm dữ
liệu.
3
Các thành phần của trung tâm dữ liệu điện
toán đám mây
Các Thành Phần Cần Đầu Tư (tt)
•
Nguồn năng lượng cung cấp cho các thành phần của hệ
thống và cách thức duy trì, vận hành các thiết bị, đảm
bảo hệ thống vận hành tốt.
•
Mạng và các thiết bị truyền thông để hệ thống có thể
hoạt động.
4
Chi Phí Hoạt Động Của Trung Tâm Dữ
Liệu Truyền Thống
•
Chi phí lớn nhất là hệ thống phần cứng: server, hạ tầng
phần cứng lưu trữ, chiếm 36% kinh phí.
•
Năng lượng cho hệ thống làm mát chiếm 20% kinh phí,
là thành phần có kinh phí lớn thứ hai.
•
Cơ sở hạ tầng mạng và các thiết bị điện, mỗi yếu tố
chiếm 12% tổng kinh phí.
•
Nâng cấp phần cứng và hệ thống làm mát chiếm 56%
chi phí công nghệ.
5
Các Phần Cứng Trong Server

•
Chi phí cho phần cứng sẽ khác nhau đáng kể, phụ thuộc
vào các công việc mà hệ thống xử lí.
•
Nếu trung tâm dữ liệu cung cấp video như You TuBe
thì nhu cầu lưu trữ và hạ tầng lưu trữ cũng lớn.
•
Nếu trung tâm lưu trữ tin nhắn, văn bản như Twitter thì
không đòi hỏi nhiều không gian lưu trữ và hạ tầng lưu
trữ cũng không lớn.
6
So Sánh Trung Tâm Dữ Liệu Truyền
Thống Và Điện Toán Đám Mây
•
Trung tâm dữ liệu truyền thống:
+ Xác định kế hoạch mua phần cứng theo nhu cầu
+ Cần mua thêm thiết bị hàng năm để nâng cấp
+ Không có qui mô về mặt kinh tế
•
Trung tâm dữ liệu điện toán đám mây:
+ Mua thiết bị tùy thuộc vào mục đích công việc
+ Các phần cứng được thiết kế riêng
+ Dịch vụ theo nhu cầu, có qui mô kinh tế
7
So Sánh Trung Tâm Dữ Liệu Truyền
Thống Và Điện Toán Đám Mây (tt)
•
Trung tâm dữ liệu điện toán đám mây cung cấp dịch vụ
theo yêu cầu một cách kinh tế còn các trung tâm dữ liệu
truyền thống không có cùng một qui mô kinh tế.

•
Các máy chủ, mainframes hoặc các board mạch server
được thiết kế theo đặc trưng chung của khách hàng nên
không đáp ứng các yêu cầu của một trung tâm dữ liệu
điện toán đám.
8
Phần Cứng Trong Trung Tâm Điện Toán
Đám Mây
•
Hệ thống làm mát: làm mát thiết bị và phải thỏa các
điều kiện về không khí và cũng tốn nhiều năng lượng.
Hệ thống làm mát bằng nước có hiệu quả hơn 3000 lần
các hệ thống làm mát bên trong thiết bị.
•
CPU, bộ nhớ, đĩa cứng: các trung tâm truyền thống có
xu hướng bị đầy thiết bị. Đối với điện toán đám mây thì
tài nguyên chỉ được thêm vào khi cần.
9
Phần Cứng Trong Trung Tâm Điện Toán
Đám Mây (tt)
•
Hệ thống lưu trữ, hạ tầng mạng: được quản lí chung và
rất phức tạp trong các trung tâm dữ liệu truyền thống.
Đối với điện toán đám mây, dữ liệu được quản lí hiệu
quả cho các công việc khác nhau.
•
Dự phòng: khó khăn trong các trung tâm dữ liệu truyền
thống. Trong điện toán đám mây, dữ liệu được quản lí,
sao lưu dự phòng một cách thống nhất, tự động nên tiết
kiệm chi phí.

10
Phần Mềm Trong Trung Tâm Dữ Liệu
•
Cần cân nhắc số lượng phần mềm liên kết ở mức hệ
thống vì số lượng càng nhiều thì càng tiêu tốn tài
nguyên.
•
Trung tâm dữ liệu điện toán đám mây có ít thành phần
hơn, chi phí phần mềm phụ thuộc vào mô hình và doanh
thu sẽ được tối đa hóa theo mô hình.
11
IaaS, PaaS, SaaS Và Chi Phí Phần Mềm
•
IaaS : xây dựng môi
trường cho các ứng
dụng khác thực thi, cần
được quản lí và bảo
mật.
12
Kiến trúc điện toán đám mây
IaaS, PaaS, SaaS Và Chi Phí Phần Mềm(tt)
•
PaaS : cung cấp một bộ phần mềm nên chi phí sẽ cao
hơn IaaS. Để giảm giá thì các nhà cung cấp sẽ chia
thành các gói phần mềm nhỏ hơn.
•
SaaS: cung cấp các ứng dụng phần mềm cho khách
hàng và thường tận dụng những thành phần mã nguồn
mở để giảm chi phí.
13

Ứng Dụng Mã Nguồn Mở
•
Điện toán đám mây là một mô hình kinh doanh, kinh tế
và công nghệ. Các phần mềm mã nguồn mở chất lượng
cao được ứng dụng để tiết kiệm chi phí.
•
Là một yếu tố kinh doanh của các nhà cung cấp, có thể
hỗ trợ các chức năng nâng cao, cung cấp các nền tảng
và tối ưu hóa để thực hiện các công việc.
14
Ứng Dụng Mã Nguồn Mở (tt)
•
Các phần mềm cũng ảnh hưởng đến chi phí vận hành
của hệ thống vì nó cung cấp nhiều tiến trình với các
chức năng nên sẽ tiêu tốn tài nguyên.
•
Trong trung tâm điện toán đám mây, các tiến trình
không cần thiết sẽ bị xóa và các tác vụ sẽ được viết lại.
Vì vậy, phần mềm mã nguồn mở đóng một vai trò quan
trọng.
15
Quy Mô Kinh Tế Và Lợi Ích
•
Quy mô kinh tế của điện toán đám mây khác với trung
tâm dữ liệu truyền thống và không phải mọi công việc
đều phù hợp với mô hình điện toán đám mây.
•
Nếu các khối lượng công việc phù hợp với mô hình này
thì sẽ có nhiều lợi ích về mặt kinh tế.
16

Lợi ích của điện toán đám mây
Quy Mô Kinh Tế Và Lợi Ích(tt)
•
Các lệnh thi hành CPU và các phần mềm trên đám mây
cần được tối ưu để hệ thống hoạt động tốt hơn.
•
Ảo hóa mạng: góp phần tăng lợi ích về quy mô kinh tế.
17
Mô hình ảo hóa của Microsoft
Quy Mô Kinh Tế Và Lợi Ích(tt)
•
Giá cả truyền thông tốt hơn: mua nhiều băng thông với
giá thành hợp lí. Giá thành và băng thông không tăng
theo tỉ lệ.
•
Có thể dự đoán lưu lượng mạng: khó khăn hơn nếu hoạt
động ở mức IaaS hoặc PaaS vì các công việc ít đồng
nhất.
18
Tối Ưu Hóa Các Thành Phần Khác
•
Nhằm giữ chi phí lưu lượng thực của hệ thống ở mức
thấp nhất có thể.
•
Giảm chi phí thực hiện các tác vụ bao gồm cả IaaS,
PaaS và SaaS.
•
Các thông số về chi phí cần được tính toán kỹ lưỡng
như việc lưu trữ hay vận chuyển các bytes thông tin
trong hệ thống.

19
Tối Ưu Hóa Các Thành Phần Khác (tt)
•
Sao lưu và khắc phục sự cố:
+ Xây dựng mô hình 3 trung tâm
dữ liệu với việc ánh xạ, đồng
bộ dữ liệu lẫn nhau.
+ Tiết kiệm được chi phí khắc
phục sự cố
+ Có thể cấu hình cân bằng tải
trên 3 trung tâm dữ liệu.
20
Mô hình sao lưu và khắc phục sự cố
điện toán đám mây
Tối Ưu Hóa Các Thành Phần Khác (tt)
•
Quản lí hệ thống:
+ Cần có chiến lược rõ ràng để quản lí hệ thống.
+ Phân tích, bảo trì trước khi hệ thống có sự cố.
+ Cần có một cơ sở dữ liệu quản lí cấu hình cho hệ
thống đang hoạt động.
+ Đảm bảo tính đồng nhất của các phần mềm và có thể
nâng cấp hệ thống ở các trung tâm dữ liệu một cách
đồng nhất.
21
Tối Ưu Hóa Các Thành Phần Khác (tt)
•
Bảo mật:
+ Cần kiểm soát chặt chẽ cơ chế truyền tải và thực thi các ứng dụng.
22

Mô hình kiểm soát truy cập của
điện toán đám mây
Tối Ưu Hóa Các Thành Phần Khác (tt)
•
Bảo mật:
+ Ngoài việc quan tâm đến các quyền truy cập, cần phải
xét đến các tiến trình xấu, xâm hại hệ thống có
thể phát tán bên trong hoặc bên ngoài hệ thống.
+ Tích hợp các cơ chế kiểm soát, bảo mật an ninh
vào các ứng dụng cũng như trong các hoạt động
ủa PaaS và SaaS.
23
Tối Ưu Hóa Các Thành Phần Khác (tt)
•
Bộ nhớ đệm của client:
+ Thiết lập việc xử lí trên các thiết bị client (PC,
MAC, Smartphone,…) nhiều nhất có thể để giảm
tải trên trung tâm dữ liệu.
24
Bộ nhớ đệm trên client
Tối Ưu Hóa Các Thành Phần Khác (tt)
•
Bộ nhớ đệm của client:
+ Cần thiết lập các giao diện trên client hoặc có thể thiết
kế kiến trúc để tối đa hóa khả năng xử lí của client.
+ Khách hàng không cần bận tâm đến quá trình thực thi
vì nó được thiết kế trong suốt đối với khách hàng.
25