Tiểu luận môn tính toán lưới ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ NHỮNG NỀN TẢNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN MỚI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
LỚP CAO HỌC QUA MẠNG – KHÓA 6
TIỂU LUẬN
MÔN HỌC: ĐIỆN TOÁN LƯỚI
ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ NHỮNG NỀN
TẢNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN MỚI
Giảng viên: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
Học viên thực hiện: Nguyễn Hoàng Hạc
MSHV: CH1101081
TP. HCM, 06/2013
Điện toán Lưới
MỤC LỤC
Trang 2 |
Điện toán Lưới
1. Giới thiệu
Máy tính đang được chuyển đổi sang một mô hình bao gồm các dịch vụ thương
mại và cung cấp dịch vụ tương tự như các tiện ích truyền thống như điện, nước, gaz và
điện thoại. Trong mô hình này, người dùng truy cập các dịch vụ dựa trên yêu cầu của họ
mà không cần quan tâm đến nơi lưu trữ các dịch vụ hoặc họ được giao như thế nào. Một
số mô hình tính toán hứa hẹn sẽ cung cấp viễn cảnh điện toán tiện ích này và bao gồm các
cụm máy tính, điện toán lưới và gần đây nhất là điện toán đám mây. Thuật ngữ điện toán
đám mây biểu thị cơ sở hạ tầng như một “đám mây” (Cloud) từ đó các doanh nghiệp và
người sử dụng theo nhu cầu có thể truy cập các ứng dụng từ bất cứ nơi nào trên thế giới.
Như vậy, thế giới máy tính đang nhanh chóng chuyển hướng sang phát triển phần mềm
cho hàng triệu người tiêu thụ như một dịch vụ chứ không phải để chạy trên các máy tính
cá nhân.
Hiện nay, người ta thường truy cập nội dung qua mạng Internet một cách độc lập
mà không cần xét đến các cơ sở hạ tầng lưu trữ cơ bản. Cơ sở hạ tầng này bao gồm các
trung tâm dữ liệu được theo dõi và duy trì đều đặn bởi các nhà cung cấp. Điện toán đám
mây là một phần mở rộng của mô hình này trong đó khả năng của các ứng dụng kinh

doanh với các dịch vụ phức tạp có thể được truy cập qua mạng. Cung cấp dịch vụ điện
toán đám mây được khuyến khích bởi lợi nhuận từ người dùng trả phí để truy cập các
dịch vụ này. Người dùng, chẳng hạn như các doanh nghiệp, bị thu hút bởi cơ hội để giảm
hoặc loại bỏ chi phí. Tuy nhiên, vì các ứng dụng đám mây có thể rất quan trọng cho các
hoạt động kinh doanh chủ yếu của người dùng nên điều quan trọng là người dùng có được
sự đảm bảo từ các nhà cung cấp dịch vụ. Thông thường, chúng được cung cấp thông qua
Service Level Agreements (SLA) làm trung gian giữa các nhà cung cấp và người dùng.
Các nhà cung cấp như Amazon, Google, Salesforce, IBM, Microsoft và Sun
Microsystems đã bắt đầu thiết lập các trung tâm dữ liệu mới để lưu trữ các ứng dụng điện
toán đám mây tại các địa điểm khác nhau trên thế giới để cung cấp phong phú các dịch vụ
và đảm bảo độ tin cậy trong trường hợp hư hỏng. Do yêu cầu người sử dụng dịch vụ điện
toán đám mây rất đa dạng nên các dịch vụ cung cấp phải đảm bảo linh hoạt trong khi vẫn
giữ cho người sử dụng tách biệt với các cơ sở hạ tầng cơ bản. Tiến bộ gần đây trong công
nghệ vi xử lý, phần mềm và khả năng ngày đáp ứng của các phần cứng để chạy các ứng
Trang 3 |
Điện toán Lưới
dụng trong máy ảo (VM) hiệu quả. Máy ảo cho phép cả hai: sự tách biệt của các ứng dụng
với phần cứng cơ bản và các máy ảo khác; các tuỳ biến của nền tảng cho phù hợp với nhu
cầu của người sử dụng cuối. Các nhà cung cấp có thể đưa ra các ứng dụng chạy trên máy
ảo, hoặc cung cấp quyền truy cập vào máy ảo mình như một dịch vụ (ví dụ như Amazon
Elastic Compute Cloud) cho phép người dùng cài đặt các ứng dụng riêng của họ. Cùng
với sự thuận tiện này làm cho việc sử dụng các máy ảo phát sinh thách thức khác chẳng
hạn như việc phân phối thông minh các nguồn tài nguyên vật lý để quản lý nhu cầu sử
dụng tài nguyên của người dùng.
Ngoài ra, người dùng dịch vụ doanh nghiệp với hoạt động toàn cầu đòi hỏi thời
gian đáp ứng nhanh hơn và do đó thời gian được tiết kiệm bằng cách phân phối các yêu
cầu, khối lượng công việc trên nhiều đám mây tại các địa điểm khác nhau cùng lúc. Điều
này dẫn đến cần thiết phải thiết lập một không gian máy tính cho kết nối linh hoạt và cung
cấp đám mây từ các lĩnh vực bên trong và giữa các doanh nghiệp. Có nhiều thách thức
liên quan đến việc tạo ra đám mây và mối liên kết đám mây như vậy.

Vì vậy, bài viết này thảo luận về các xu hướng hiện tại trong không gian của Điện
toán đám mây và các ý tưởng để cải tiến trong tương lai của công nghệ này. Bài viết này
chủ yếu được chia thành hai phần. Phần đầu, xem xét các vấn đề nghiên cứu hiện tại và
phát triển bao gồm các nội dung:
 Mục 2: Trình bày tầm nhìn trong thế kỷ 21, triển vọng của máy tính và mô
tả mô hình tính toán khác nhau sẽ cung cấp góc nhìn tổng quát.
 Mục 3: Điện toán đám mây khác biệt với hai mô hình tính toán khác: Điện
toán gom cụm và Điện toán lưới.
 Mục 4: Tập trung vào các dịch vụ đám mây, máy ảo trung tâm đám mây
(VM-centric Cloud) và trình bày một kiến trúc để tạo thị trường đám mây
theo hướng sử dụng máy ảo.
 Mục 5: Cung cấp những hiểu biết về chiến lược quản lý tài nguyên dựa vào
thị trường bao gồm cả quản lý dịch vụ khách hàng theo hướng quản lý rủi ro
tính toán để duy trì sự phân bổ nguồn lực SLAoriented.
Trang 4 |
Điện toán Lưới
 Mục 6: Đưa ra những suy nghĩ ban đầu của chúng tôi kết nối trên đám mây
để tự động tạo ra trao đổi Điện toán đám mây toàn cầu và thị trường Điện
toán đám mây.
 Mục 7: So sánh một số nền tảng Điện toán đám mây tiêu biểu, đặc biệt là
những phát triển trong ngành công nghiệp cùng với các doanh nghiệp công
nghệ Điện toán đám mây Aneka.
Phần thứ hai giới thiệu công việc hiện tại trên điện toán đám mây bao gồm:
 Mục 8: Nhận thức rõ định hướng thị trường phân phối tài nguyên cho đám
mây cũng như hiểu rõ công nghệ Điện toán đám mây trong Aneka và làm rõ
sự khác biệt giữa khối lượng công việc dùng cho Tính toán hiệu năng cao
(High Performance Computing - HPC) và khối lượng dịch vụ dựa trên
Internet.
 Mục 9: Kết hợp hợp lý một cơ sở hạ tầng để quản lý QoS thiết lập trao đổi
Điện toán đám mây toàn cầu và thị trường Điện toán đám mây.

 Mục 10: Tạo ra các dịch vụ đám mây cho bên thứ 3 dựa trên phân phối nội
dung hiệu suất cao hơn các dịch vụ lưu trữ đám mây thương mại.
2. Tầm nhìn cho máy tính trong thế kỷ 21
Với sự tiến bộ của xã hội hiện đại, các dịch vụ thiết yếu cơ bản (tiện ích) thường
được cung cấp để tất cả mọi người có thể dễ dàng tiếp cận. Ngày nay, các dịch vụ tiện ích,
chẳng hạn như nước, điện, khí đốt và điện thoại là nhu cần thiết để cho thói quen cuộc
sống hàng ngày. Các dịch vụ tiện ích được truy cập thường xuyên như vậy cần phải có
sẵn bất cứ khi nào người dùng đòi hỏi. Người dùng sau đó chi trả cho các dịch vụ dựa vào
cách sử dụng của họ về các dịch vụ này.
Năm 1969, Leonard Kleinrock, một trong những nhà khoa học hàng đầu của dự án
Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET) dự án đặt nền móng cho
Internet sau này, cho biết: “Hiện tại, mạng máy tính vẫn còn trong giai đoạn khởi đầu,
nhưng khi mạng máy tính phát triển và mở rộng, có lẽ chúng ta sẽ thấy sự phổ biến của
“tiện ích máy tính” (computer ultilites), giống như các công ty điện và điện thoại hiện tại,
sẽ phục vụ đến từng nhà và văn phòng trên khắp các quốc gia”. Viễn cảnh của các tiện ích
máy tính dựa trên mô hình cung ứng dịch vụ sẽ làm chuyển đổi lớn của toàn bộ ngành
Trang 5 |
Điện toán Lưới
công nghiệp máy tính trong thế kỷ 21, theo đó dịch vụ máy tính có sẵn theo yêu cầu, như
các dịch vụ tiện ích khác có sẵn trong xã hội ngày nay. Tương tự, người sử dụng dịch vụ
điện toán (người dùng) phải trả phí cho nhà cung cấp khi họ truy cập vào dịch vụ điện
toán. Ngoài ra, người dùng không cần phải đầu tư nhiều hoặc gặp khó khăn trong việc xây
dựng và duy trì cơ sở hạ tầng Công nghệ thông tin phức tạp. Do đó, các phần mềm đang
đối mặt với nhiều thách thức mới trong việc tạo ra phần mềm cho hàng triệu người dùng
sử dụng như một dịch vụ chứ không phải để chạy trên các máy tính cá nhân.
Sự ra đời của Internet đã đánh dấu một mốc quan trọng cho viễn cảnh trong thế kỷ
21 là “tiện ích của máy tính” hình thành một hệ thống trên toàn thế giới của các mạng
máy tính cho phép các máy tính cá nhân để giao tiếp với các máy tính khác trên phạm vi
toàn thế giới. Nối mạng máy tính của máy tính độc lập cho thấy tiềm năng đầy hứa hẹn
cho việc sử dụng dường như vô tận của nguồn tài nguyên tính toán phân tán thuộc sở hữu

của những người khác nhau. Trong những năm gần đây, mô hình điện toán mới (hình 1)
được đề xuất và ứng dụng để tiến tới gần hơn viễn cảnh quan trọng này. Các ứng dụng khi
sử dụng những hệ thống máy tính theo hướng tiện ích (utility-oriented) xuất hiện chỉ đơn
giản như chất xúc tác hoặc tạo ra thị trường gồm người mua và người bán. Ngành công
nghiệp điện toán tiện ích sẽ tạo ra giá trị vài nghìn tỷ USD, như nhận định của Bill Joy,
đồng sáng lập Sun Microsystems. Ông cũng chỉ ra rằng: “Cần có thời gian để tạo ra các
các thị trường này lớn mạnh để tạo ra các giá trị này. Để các công ty sẽ nắm bắt được giá
trị ngay là không thể. Các công ty hiện tại còn chưa được hình thành.”
Trang 6 |
Điện toán Lưới
Hình 1: Các mô hình khác nhau hứa hẹn sẽ cung cấp dịch vụ IT.
Điện toán lưới cho phép chia sẻ, lựa chọn và tập hợp của một loạt các nguồn tài
nguyên phân tán theo địa lý gồm các siêu máy tính, hệ thống lưu trữ, nguồn dữ liệu và các
thiết bị chuyên ngành của các tổ chức khác nhau để giải quyết vấn đề tài nguyên tâp trung
trên quy mô lớn trong khoa học, kỹ thuật và thương mại. Lấy cảm hứng từ sức mạnh lan
tỏa của lưới điện, dễ sử dụng và tính tin cậy. Điện toán lưới ban đầu có động lực thúc đẩy
từ các ứng dụng khoa học có quy mô lớn, tài nguyên tập trung (tính toán và dữ liệu) với
yêu cầu nhiều tài nguyên hơn so với một máy tính (máy tính, máy trạm, siêu máy tính)
được cung cấp trong một miền quản trị duy nhất. Với tiềm năng của Điện toán lưới sẽ tác
động lớn đến thế kỷ 21 như điện đã làm trong thế kỷ 20, Điện toán lưới đã được ca ngợi
là cuộc cách mạng tiếp theo sau Internet và World Wide Web.
Điện toán Peer-to-Peer (P2P) cho phép các nút (máy tính) ngang hàng để chia sẻ
nội dung trực tiếp với nhau một cách phi tập trung. Trong điện toán P2P thuần túy, không
có khái niệm client hoặc server bởi vì tất cả các nút ngang nhau, đồng thời vừa là client
vừa là server. Mục tiêu của điện toán P2P bao gồm chia sẻ hoặc giảm thiểu chi phí, tổng
hợp và khả năng tương tác tài nguyên, nâng cao khả năng mở rộng và độ tin cậy, tăng
quyền tự chủ, ẩn danh hoặc tính riêng tư, năng động, giao tiếp và cộng tác không dự tính.
Các điện toán dịch vụ tập trung vào mối liên kết giữa quá trình kinh doanh và dịch
vụ công nghệ thông tin để quy trình kinh doanh có thể liên tục tự động sử dụng các dịch
Trang 7 |

Điện toán Lưới
vụ công nghệ thông tin. Ví dụ về các công nghệ điện toán dịch vụ bao gồm Service-
Oriented Architecture (SOA) và Web Services. SOA tạo sự dễ dàng tương thích cho các
dịch vụ trong các hệ thống phân tán để giao tiếp và trao đổi dữ liệu với nhau, do đó cung
cấp một phương tiện thống nhất cho người sử dụng dịch vụ và nhà cung cấp để phát triển
và cung cấp dịch vụ tương ứng. Web Services cung cấp khả năng kinh doanh khép kín
dựa trên Internet.
Điện toán theo hướng thị trường (market-oriented) xem các tài nguyên điện toán
trong quan hệ kinh tế như là tài nguyên mà người dùng phải trả cho nhà cung cấp tài
nguyên cho việc sử dụng các tài nguyên máy tính. Do đó, nó có thể đem lại lợi ích, chẳng
hạn như các nhà cung cấp tài nguyên cung cấp tài nguyên của mình cho người khác sử
dụng và hưởng lợi từ nó, điều tiết cung và cầu vể tài nguyên máy tính luôn ở trạng thái
cân bằng, khuyến khích sử dụng tài nguyên của người dùng khi cần thiết, loại bỏ sự cần
thiết của trung tâm điều phối (trong quá trình thỏa thuận giữa người dùng và nhà cung cấp
để thiết lập chất lượng của dịch vụ và giá dịch vụ) và cho phép người dùng và các nhà
cung cấp đưa ra quyết định độc lập để tối đa hóa tiện ích và lợi nhuận tương ứng.
Ngày nay, các mô hình Điện toán đám mây mới nhất xuất hiện hứa hẹn mang tới
dịch vụ đáng tin cậy cung cấp thông qua các trung tâm dữ liệu thế hệ tiếp theo được xây
dựng trên tính toán ảo hóa và công nghệ lưu trữ. Dịch vụ điện toán cần phải có độ tin cậy,
khả năng mở rộng và tự động hỗ trợ truy cập mọi nơi, khai thác và tương thích linh hoạt.
Đặc biệt, người dùng chỉ ra mức độ cần thiết dịch vụ thông qua các thông số Chất lượng
dịch vụ (Quality of Service - QoS) được ghi trong SLAs. Trong tất cả các mô hình, mô
hình điện toán đám mây xuất hiện mới đây dường như là một trong những mô hình hứa
hẹn nhất để sử dụng và xây dựng từ những từ mô hình khác.
3. Định nghĩa, đặc điểm và xu hướng
Để hiểu rõ ràng và chính xác về những gì là điện toán đám mây, chúng ta so sánh
Điện toán đám mây với hai mô hình khác gần đây là: Điện toán gom cụm và điện toán
mạng lưới. Trước tiên, chúng ta xem xét các định nghĩa tương ứng của ba mô hình. Sau
đó phân biệt các đặc điểm cụ thể của nó và cuối cùng là làm rõ xu hướng tìm kiếm trên
web gần đây của của các mô hình này.

3.1. Định nghĩa
Trang 8 |
Điện toán Lưới
Một số nhà nghiên cứu máy tính đã thử đưa ra nhiều định nghĩa khác nhau về
Cluster, Grid và Cloud. Dưới đây là một số định nghĩa phổ biến và tồn tại theo thời gian.
Pfister và Buyya của định nghĩa Cluster như sau:
 “Cluster là một loại hệ thống song song và phân tán trong đó bao gồm một
tập hợp các máy tính độc lập liên kết với nhau làm việc cùng nhau như một
nguồn tài nguyên máy tính tích hợp duy nhất”.
Buyya đưa ra một trong những định nghĩa phổ biến cho Grid, tại hội nghị Grid
Planet, 2002, San Jose, Hoa Kỳ như sau:
 “Grid là một loại hệ thống song song và phân tán cho phép chia sẻ, lựa
chọn và tập hợp linh động các nguồn tài nguyên độc lập, phân tán theo địa
lý ngay lúc thực thi phụ thuộc vào sự sẳn có, khả năng, hiệu suất, chi phí và
chất lượng dịch vụ của người sử dụng yêu cầu''.
Trên cơ sở quan sát về bản chất của những gì Cloud hứa hẹn sẽ, Cloud có thể được
định nghĩa sau đây:
 “Cloud là một loại hệ thống song song và phân tán bao gồm tập hợp các
máy tính được kết nối và ảo hóa, tự động cung cấp và thể hiện như là một
nguồn tài nguyên tính toán thống nhất dựa trên các thỏa thuận về mức độ
dịch vụ được thiết lập thông qua thỏa thuận giữa nhà cung cấp dịch vụ và
người dùng.''
Thoáng nhìn, Cloud xuất hiện như là sự kết hợp của Cluster và Grid. Tuy nhiên,
thực tế trường hợp này là không đúng. Cloud rõ ràng là trung tâm dữ liệu thế hệ tiếp theo
với các nút “ảo” thông qua công nghệ ảo hóa như máy ảo, linh động “cung cấp” theo yêu
cầu từ một tập hợp nguồn tài nguyên riêng lẻ để đáp ứng về mức độ dịch vụ (service-
level) cụ thể, được hình thành dưới một “thỏa thuận” và truy cập thông qua công nghệ
dịch vụ Web như SOAP và REST.
3.2. Đặc điểm
Các đặc điểm giúp phân biệt Cluster, Grid và Cloud được liệt kê trong Bảng 1. Các

nguồn tài nguyên trong Cluster được đặt trong một miền quản trị duy nhất và bởi một
thực thể duy nhất. Trong khi đó, hệ thống Grid, các tài nguyên được phân bố theo địa lý
trên nhiều miền quản trị với các chính sách và mục tiêu quản lý khác nhau. Một khác biệt
Trang 9 |
Điện toán Lưới
quan trọng giữa hệ thống Cluster và Grid phát sinh từ cách lập danh mục ứng dụng được
thực hiện. Lập danh mục (schedulers) trong hệ thống Cluster có trách nhiệm tập trung vào
nâng cao tổng thể hiệu suất hệ thống và tiện ích đối với toàn bộ hệ thống. Ngược lại, lập
danh mục trong hệ thống Grid được gọi là resource brokers, tập trung vào nâng cao hiệu
suất của một ứng dụng cụ thể đáp ứng yêu cầu của người dùng.
Nền tảng điện toán đám mây bao gồm đặc điểm của Cluster và Grid cùng với các
đặc tính riêng và khả năng đặc biệt hỗ trợ mạnh mẽ đối với ảo hóa, khả năng kết hợp các
dịch vụ linh hoạt với giao diện Web và hỗ trợ mạnh mẽ cho người dùng các giá trị dịch vụ
xây dựng trên Cloud như: tính toán, lưu trữ và dịch vụ ứng dụng. Vì vậy, Cloud hứa hẹn
sẽ cung cấp dịch vụ cho người sử dụng mà không cần tham chiếu đến các cơ sở hạ tầng
mà chúng được lưu trữ.
Bảng 1: Những đặc điểm chính của hệ thống Cluster, Grid và Cloud.
3.3. Xu hướng tìm kiếm trên Web
Các mô hình phổ biến khác nhau thay đổi theo thời gian. Sự phổ biến này được đo
bằng các xu hướng tìm kiếm trên Google trong vòng 12 tháng qua với các cụm từ “cluster
computing”, “Grid computing” và “Cloud computing” như thể hiện trong hình 2. Từ xu
Trang 10 |
Điện toán Lưới
hướng này, ta có thể quan sát và thấy rằng “cluster computing” là một thuật ngữ phổ biến
trong những năm 1990, từ đầu năm 2000 “Grid computing” trở nên phổ biến và gần đây
“Cloud computing”.
Hình 2: xu hướng tìm kiếm trên Google trong vòng 12 tháng
Các điểm trong hình 2 cho biết các tin tức liên quan đến điện toán đám mây như
sau:
• A IBM Introduces “Blue Cloud” Computing, CIO Today - Nov 15 2007.

• B IBM, EU Launch RESERVOIR Research Initiative for Cloud Computing,
IT News Online - Feb 7 2008.
• C Google and Salesforce.com in Cloud computing deal,
Siliconrepublic.com - Apr 14 2008.
• D Demystifying Cloud Computing, Intelligent Enterprise - Jun 11 2008.
• E Yahoo realigns to support Cloud computing, “core strategies”, San
Antonio Business Journal - Jun 27 2008.
• F Merrill Lynch Estimates “Cloud Computing” To Be $100 Billion Market,
SYS-CON Media - Jul 8 2008.
Các tin khác bao gồm:
• Yahoo, Intel and HP form Cloud computing labs, Reseller News - Jul 29
2008.
Trang 11 |
Điện toán Lưới
• How Cloud Computing Is Changing The World, Pittsburgh Channel.com -
Aug 4 2008.
• SIMtone Corporation Takes Cloud Computing to the Next Level with
Launch of First Wireless, “Zero-Touch” Universal Cloud Computing
Terminal, TMCnet - Sep 8 2008.
4. Kiến trúc Điện toán đám mây theo hướng thị trường
Khi người dùng dựa vào các nhà cung cấp Điện toán đám mây để đáp ứng nhiều
hơn các yêu cầu tính toán, họ sẽ yêu cầu QoS cụ thể sẽ được duy trì bởi các nhà cung cấp
để đáp ứng các mục tiêu và duy trì hoạt động của họ. Các nhà cung cấp Điện toán đám
mây cần phải xem xét và đáp ứng các thông số QoS khác nhau cho mỗi người dùng cá
nhân như thỏa thuận cụ thể trong SLA. Để đạt được điều này, các nhà cung cấp Điện toán
đám mây không thể tiếp tục triển khai kiến trúc quản lý tài nguyên dựa vào hệ thống trung
tâm như truyền thống nữa, vì vậy nhà cung cấp điện toán đám mây không khuyến khích
chia sẻ tài nguyên của họ và họ coi tất cả các yêu cầu dịch vụ có tầm quan trọng ngang
nhau. Thay vào đó, quản lý tài nguyên theo hướng thị trường là cần thiết để điều tiết cung
cầu nguồn tài nguyên trên điện toán đám mây nhằm đạt được trạng thái cân bằng (cung =

cầu), điều này sẽ mang lại lợi ích kinh tế cho cả người dùng và các nhà cung cấp điện
toán đám mây. Thúc đẩy phân phối tài nguyên dựa trên cơ chế QoS để phân biệt yêu cầu
về dịch vụ dựa trên tiện ích của người dùng. Ngoài ra, khách hàng có thể hưởng lợi từ
tiềm năng giảm chi phí của các nhà cung cấp, dẫn đến một thị trường cạnh tranh hơn và
giá cả thấp hơn.
Hình 3 cho thấy kiến trúc chi tiết (high-level) hỗ trợ phân phối tài nguyên theo
hướng thị trường trong Trung tâm dữ liệu và Đám mây (Data Center và Clouds). Về cơ
bản có bốn thực thể chính tham gia:
• Users/Brokers: Người sử dụng (user) hoặc nhà môi giới (broker) đại diện cho người
dùng gửi yêu cầu dịch vụ từ bất cứ nơi nào trên thế giới đến Trung tâm dữ liệu và Đám
mây để dữ liệu được xử lý.
• SLA Resource Allocator: SLA Resource Allocator hoạt động như giao diện giữa các
Trung tâm dữ liệu/nhà cung cấp dịch vụ đám mây với người dùng bên ngoài/người môi
giới. Nó đòi hỏi cơ chế tương tác sau đây để hỗ trợ SLA theo hướng quản lý tài nguyên:
Trang 12 |
Điện toán Lưới
o Service Request Examiner và Admission Control: Khi một yêu cầu dịch
vụ được đưa ra, cơ chế Service Request Examiner và Admission Control
diễn giải các yêu cầu này gửi cho QoS trước khi xác định chấp nhận
hoặc từ chối yêu cầu. Do đó, cơ chế này nhằm đảm bảo không làm quá
tải các nguồn tài nguyên với nhiều yêu cầu dịch vụ không thể thực hiện
thành công do tài nguyên có giới hạn. Nó cũng cần thông tin trạng thái
mới nhất liên quan đến tài nguyên sẵn có (từ cơ chế VM Monitor) và xử
lý khối lượng công việc (từ cơ chế Service Request Monitor) để đưa ra
quyết định phân phối tài nguyên một cách hiệu quả. Sau đó, nó chỉ định
các yêu cầu cho các máy ảo thực hiện và xác định quyền được phép sử
dụng tài nguyên cho máy ảo được phân phối.
o Giá (Pricing): Cơ chế giá quyết định yêu cầu dịch vụ nào được miễn
phí. Ví dụ, yêu cầu có thể được tính dựa trên thời gian đăng nhập (giờ
cao điểm/ngoài giờ cao điểm), tỷ lệ giá cả (cố định/thay đổi) hoặc tài

nguyên sẵn có (cung/cầu). Giá là cơ sở để quản lý việc cung cấp và nhu
cầu tài nguyên máy tính trong Trung tâm dữ liệu và tạo điều kiện ưu tiên
trong phân phối tài nguyên một cách hiệu quả.
o Kế toán (Accouting): Các cơ chế kế toán duy trì yêu cầu sử dụng tài
nguyên thực tế để tính toán chi phí cuối cùng và tính phí cho người sử
dụng. Ngoài ra, thông tin về lịch sử sử dụng có thể được cơ chế Service
Request Examiner và Admission Control tận dụng để cải thiện các quyết
định phân phối tài nguyên.
o Virtual Machine Monitor: Cơ chế VM Monitor theo dõi sự sẵn có của
các máy ảo và các quyền sử dụng tài nguyên của các máy ảo.
o Điều phối (Dispatcher): Cơ chế điều phối tiến hành thực thi các yêu cầu
dịch vụ được chấp nhận trên các máy ảo được phân phối.
o Service Request Monitor: Cơ chế Service Request Monitor theo dõi tiến
độ thực thi các yêu cầu dịch vụ.
• Virtual Machines: Nhiều máy ảo có thể bắt đầu và dừng lại theo yêu cầu trên máy vật lý
để đáp ứng yêu cầu dịch vụ đã được chấp nhận, vì thế cần phải có sự linh hoạt tối đa cho
Trang 13 |
Điện toán Lưới
cấu hình các phân vùng tài nguyên trên một máy tính vật lý theo từng yêu cầu cụ thể của
yêu cầu về dịch vụ
• Physical Machines: Trung tâm dữ liệu bao gồm nhiều máy chủ cung cấp các tài nguyên
để đáp ứng nhu cầu dịch vụ.
Hình 3: Kiến trúc điện toán đám mây theo hướng thị trường
Để Điện toán đám mây như là dịch vụ thương mại trong hoạt động kinh doanh
quan trọng của công ty, các chỉ số QoS trở nên quan trọng để xem xét trong một yêu cầu
dịch vụ, chẳng hạn như thời gian, chi phí, độ tin cậy và chứng thực/bảo mật. Đặc biệt, các
yêu cầu QoS không thể giữ nguyên và cần phải thay đổi theo thời gian do sự thay đổi liên
tục trong hoạt động kinh doanh và môi trường hoạt động. Tóm lại, QoS trở nên quan
trọng hơn với khách hàng do họ phải trả phí cho việc truy cập các dịch vụ Điện toán đám
mây. Ngoài ra, state-of-theart trong Điện toán đám mây không có hoặc hỗ trợ hạn chế

thỏa thuận linh hoạt trong SLA giữa người dùng và cơ chế phân phối tự động các tài
Trang 14 |
Điện toán Lưới
nguyên cho nhiều yêu cầu cùng lúc. Gần đây, chúng tôi đã phát triển các cơ chế thỏa
thuận trên cơ sở luân phiên cung cấp giao thức cho việc thiết lập SLA. Cơ chế này có
tiềm năng chấp thuận cao với người dùng trong hệ thống điện toán đám mây được xây
dựng sử dụng máy ảo.
Dịch vụ thương mại của của điện toán đám mây theo hướng thị trường có các khả
năng sau:
• Hỗ trợ khách hàng theo hướng quản lý dịch vụ dựa trên hồ sơ khách hàng và yêu cầu về
dịch vụ được yêu cầu;
• Vạch rõ phương pháp tính toán quản lý rủi ro để xác định, đánh giá và quản lý rủi ro bao
gồm trong việc thực thi các ứng dụng liên quan đến các yêu cầu dịch vụ và nhu cầu khách
hàng;
• Rút ra các chiến lược thích hợp quản lý tài nguyên dựa vào thị trường bao gồm cả quản lý
dịch vụ theo nhu cầu của khách hàng và quản lý tính toán rủi ro để duy trì sự phân phối
tài nguyên SLAoriented;
• Kết hợp chặt chẽ mô hình quản lý tài nguyên độc lập có hiệu quả với tự quản lý thay đổi
trong các yêu cầu dịch vụ để đáp ứng cả hai đó là yêu cầu dịch vụ mới và nghĩa vụ dịch
vụ hiện có;
• Tận dụng công nghệ máy ảo để tự động chia sẽ tài nguyên theo yêu cầu dịch vụ.
5. Chiến lược quản lý tài nguyên cho Điện toán đám mây theo hướng thị trường
Vì sự hài lòng của khách hàng là yếu tố đế đánh giá sự thành công trong ngành
công nghiệp dịch vụ, các nhà cung cấp dịch vụ máy tính phải nhận thức được rằng người
sử dụng là trung tâm và mục tiêu thỏa mãn nhu cầu của khách hàng. Tuy nhiên, nhiều yếu
tố chất lượng dịch vụ có thể ảnh hưởng đến sự hài lòng của khách hàng. Do đó, chúng ta
cần phải xây dựng chiến lược quản lý tài nguyên SLAoriented cho Trung tâm dữ liệu và
Điện toán đám mây điều này mang đến sự chú ý của cho khách hàng cá nhân, chẳng hạn
như thông báo và lấy ý kiến của khách hàng, tăng cường tiếp cận và hiểu biết nhu cầu cụ
thể của khách hàng. Những chiến lược này cũng mang lại niềm tin cho khách hàng bằng

cách nhấn mạnh vào các biện pháp bảo mật được thực hiện nhằm chống lại rủi ro và sự
nghi ngờ, độ tin cậy của các nhà cung cấp.
Trang 15 |
Điện toán Lưới
Các yếu tố khác nhau dựa trên tiện ích, quản lý tài nguyên có thể được coi là rủi ro,
từ đó xác định phân tích rủi ro từ các lĩnh vực kinh tế như một giải pháp có thể xảy ra để
đánh giá các rủi ro này. Tuy nhiên, toàn bộ quá trình quản lý rủi ro bao gồm nhiều bước
và cần phải được nghiên cứu kỹ lưỡng để thực thi đầy đủ, hiệu quả trong việc quản lý rủi
ro. Do đó, trước tiên chúng ta cần phải thiết lập các tình huống để quản lý rủi ro trong
Trung tâm dữ liệu và Đám mây, và sau đó xác định các rủi ro liên quan. Mỗi rủi ro được
xác định sẽ được đánh giá kỹ trước khi đưa ra chiến lược thích hợp để quản lý những rủi
ro này.
Ngoài ra, yêu cầu dịch vụ của người dùng có thể thay đổi theo thời gian. Do đó,
người dùng có thể yêu cầu thay đổi các yêu cầu dịch vụ ban đầu. Như vậy, chiến lược
quản lý tài nguyên ở đây có thể tự quản lý quá trình giành chỗ liên tục (reservation
process continuously) bằng cách giám sát các yêu cầu dịch vụ hiện hành, cải thiện yêu
cầu dịch vụ trong tương lai, điều chỉnh lịch trình và giá cả cho phù hợp với các yêu cầu về
dịch vụ mới và dịch vụ sửa đổi. Do đó, chúng ta cần phải nghiên cứu tỉ mỉ các thành phần
tự cấu hình để đáp ứng các yêu cầu dịch vụ mới. Vì vậy, Trung tâm dữ liệu và Đám mây
phải có độ tự chủ hơn và thông minh hơn để có thể quản lý tốt hơn nguồn tài nguyên có
giới hạn với yêu cầu thay đổi dịch vụ linh hoạt. Đối với người dùng, có thể có các hệ
thống môi giới (broker systems) đại diện cho họ để chọn nhà cung cấp phù hợp và thỏa
thuận với nhà cung cấp để đạt được một hợp đồng dịch vụ lý tưởng. Do đó, các nhà cung
cấp đòi hỏi cũng phải quản lý tài nguyên độc lập để chọn lọc yêu cầu thích hợp nhằm
chấp nhận và thực thi tùy thuộc vào số lượng các yếu tố hoạt động, chẳng hạn như là sự
sẵn có và yêu cầu của các dịch vụ (cả hiện tại và tương lai) và nghĩa vụ dịch vụ hiện có.
Gần đây, công nghệ ảo hóa đã cho phép một máy tính vật lý có thể hoạt động như
một bộ gồm nhiều máy ảo. Một lợi ích quan trọng của máy ảo là khả năng tích hợp nhiều
môi trường hệ điều hành hoàn toàn riêng biệt trên một máy vật lý. Một lợi ích khác nữa là
khả năng cấu hình cho máy ảo sử dụng phân vùng khác nhau trên các nguồn tài nguyên

của một máy vật lý. Ví dụ, trên một máy vật lý, một máy ảo có thể được phân bổ 10% sức
mạnh xử lý, trong khi một máy ảo khác có thể được phân bổ 20% sức mạnh xử lý. Do đó,
chúng ta cần phải tận dụng các công nghệ hiện có máy ảo để máy ảo có thể được khởi
động hay dừng lại nhằm linh hoạt đáp ứng nhu cầu thay đổi sử dụng tài nguyên của người
Trang 16 |
Điện toán Lưới
dùng với nguồn tài nguyên hạn chế trên một máy vật lý. Đặc biệt, chúng ta cần tìm hiểu
cách thức quản lý tài nguyên như thế nào trên máy ảo nhằm cung cấp cho nhu cầu người
dùng khác nhau và yêu cầu hỗ trợ tốt hơn việc thực thi theo hướng SLA phân phối tài
nguyên cho Trung tâm dữ liệu và Đám mây.
6. Trao đổi điện toán đám mây toàn cầu và thị trường
Các doanh nghiệp hiện đang sử dụng dịch vụ Đám mây để nâng cao khả năng mở
rộng dịch vụ của họ và đối phó với sự bùng nổ nhu cầu về tài nguyên. Tuy nhiên, hiện
nay, giá cả của các nhà cung cấp dịch vụ không linh hoạt, thường giới hạn theo tỷ lệ cố
định hoặc bảng giá dựa trên ngưỡng sử dụng và tại một thời điểm người dùng bị hạn chế
sử dụng các dịch vụ từ một nhà cung cấp riêng lẽ. Ngoài ra, nhiều nhà cung cấp thường
giữ độc quyền với các dịch vụ của họ, do đó hạn chế khả năng chuyển đổi của người dùng
từ nhà cung cấp này đến nhà cung cấp khác.
Để Điện toán đám mây thành công thì nó đòi hỏi các dịch vụ phải theo giao diện
chuẩn. Điều này sẽ cho phép các dịch vụ trở thành hàng hoá. Do đó, sẽ mở đường cho
việc tạo ra một cơ sở hạ tầng thị trường kinh doanh dịch vụ. Ví dụ về một hệ thống thị
trường như vậy, theo mô hình sàn giao dịch thực tế, được thể hiện như Hình 4. Chỉ dẫn thị
trường cho phép người tham gia xác định vị trí nhà cung cấp và người dùng để cung cấp
đúng các dịch vụ Hệ thống ngân hàng đảm bảo rằng các giao dịch tài chính liên quan
đến các thỏa thuận giữa các thành viên được thực hiện.
Trang 17 |
Điện toán Lưới
Hình 4: Trao đổi đám mây toàn cầu và cơ sở hạ tầng của thị trường cho dịch vụ thương mại
Nhà môi giới (Broker) thực hiện các chức năng tương tự như họ làm trong thị
trường thực tế: họ làm trung gian giữa người dùng và nhà cung cấp bằng cách mua “khả

năng” (capacity) từ các nhà cung cấp và cho người dùng thuê lại. Một nhà môi giới có thể
chấp nhận yêu cầu từ nhiều người dùng, có thể lựa chọn gửi yêu cầu của người dùng cho
người môi giới khác. Người dùng, nhà môi giới và nhà cung cấp bị ràng buộc để yêu cầu
cung cấp dịch vụ và vấn đề bồi thường liên quan đến thông qua SLA. Một SLA quy định
chi tiết các dịch vụ được cung cấp với sự thoả thuận của tất cả các bên, hình thức phạt đối
với các vi phạm.
Thị trường như vậy có thể kết nối nhiều Đám mây khác nhau cho phép người dùng
lựa chọn một nhà cung cấp phù hợp với yêu cầu của họ bằng cách thực hiện SLA từ trước
hay khả năng mua ngay tại chỗ. Các nhà cung cấp có thể sử dụng thị trường để thực hiện
hoạch định khả năng sao cho hiệu quả. Nhà cung cấp đặt ra cơ chế giá với những mức giá
cho tài nguyên dựa trên điều kiện thị trường, nhu cầu người dùng và mức giá này là để sử
dụng các nguồn tài nguyên. Giá cả có thể cố định hoặc thay đổi tùy thuộc vào các điều
kiện thị trường. Một cơ chế kiểm soát trả phí để vào nơi giao dịch chung (admission-
control mechanism) đối với một nhà cung cấp sẽ được chọn sau cùng thông qua đấu giá
để tham gia hoặc các nhà môi giới thỏa thuận với nhau dựa trên ước tính ban đầu của các
tiện ích. Quá trình tiến hành thỏa thuận cho đến khi SLA được thành lập hoặc những
người tham gia quyết định chấm dứt. Cơ chế giao tiếp với các hệ thống quản lý tài nguyên
của nhà cung cấp sẽ đảm bảo việc phân phối tài nguyên được cung cấp hoặc thu hồi, do
đó vi phạm SLA không xảy ra. Hệ thống quản lý tài nguyên cũng cung cấp chức năng
như: đặt trước, cho phép trích lập dự phòng đảm bảo khả năng tài nguyên.
Các nhà môi kiếm được lợi nhuận thông qua sự khác biệt giữa giá khách hàng
thanh toán để sự dụng tài nguyên và chi phí nhà môi giới chi trả cho các nhà cung cấp cho
thuê tài nguyên. Do đó, nhà môi giới sẽ lựa chọn những người dùng sử dụng những ứng
dụng để có thể cung cấp tiện ích tối đa nhằm thu lợi nhuận cao nhất. Một nhà môi giới
tương tác với các nhà cung cấp tài nguyên hay nhà môi giới khác để đạt được sự chia sẽ
tài nguyên hoặc thông qua giao dịch để có được sự chia sẽ tài nguyên. Nhà môi giới được
Trang 18 |
Điện toán Lưới
trang bị một mô-đun thỏa thuận qua đó xác định các điều kiện hiện tại của tài nguyên và
nhu cầu để làm cơ sở cho quyết định của mình.

Người dùng có các chức năng tiện ích của riêng mình bao gồm các yếu tố như thời
hạn, độ trung thực của kết quả và thời gian xoay vòng của các ứng dụng. Họ cũng bị hạn
chế số lượng tài nguyên mà họ có thể yêu cầu bất kỳ lúc nào, thường là do nguồn tài
nguyên hạn chế. Người dùng cũng có giới hạn cơ sở hạ tầng CNTT riêng của họ. Vì vậy,
một người dùng tham gia vào thị trường tiện ích thông qua sự ủy quyền quản lý tài
nguyên để chọn các nhà môi giới dựa trên dịch vụ họ cung cấp. Và người dùng sẽ thỏa
thuận các điều khoảng trong SLA với các nhà môi giới nhằm ràng buộc sau này để đảm
bảo cung cấp tài nguyên. Người dùng sau đó triển khai ứng dụng trên môi trường riêng
của mình dựa trên các nguồn tài nguyên cho thuê hoặc sử dụng giao diện của nhà cung
cấp để mở rộng các ứng dụng của mình.
Ý tưởng của thị trường tiện ích cho tài nguyên máy tính đã xuất hiện trong một
thời gian dài. Gần đây, nhiều dự án nghiên cứu như của: SHARP, Tycoon, Bellagio và
Shirako đã đưa ra cấu trúc thị trường kinh doanh phân phối tài nguyên. Những dự án này
đặc biệt tập trung vào kinh doanh nguồn tài nguyên phân chia dựa vào Máy ảo trên cơ sở
hạ tầng mạng như PlanetLab. Dự án Gridbus cho phép một nhà môi giới tài nguyên mà có
thể thỏa thuận với các nhà cung cấp tài nguyên. Như vậy, công nghệ cho thị trường tiện
ích đã có mặt và sẵn sàng để được triển khai.
Tuy nhiên, những thách thức lớn vẫn còn tồn tại trong các ứng dụng phổ biến của
thị trường này. Các doanh nghiệp hiện đang sử dụng các chiến lược CNTT bảo thủ và
không muốn chuyển đổi môi trường có kiểm soát truyền thống. Sự chấp nhận điện toán
đám mây vừa mới bắt đầu và các hệ thống đang trong giai đoạn chứng thực khái niệm
(proof-of-concept). Áp lực điều chỉnh cũng có nghĩa là doanh nghiệp phải cẩn thận với
nơi dữ liệu của họ được xử lý và do đó, không thể sử dụng dịch vụ đám mây từ thị trường
mở. Điều này có thể được giảm nhẹ thông qua SLA nhằm ràng buộc chi tiết về vị trí của
các nguồn tài nguyên. Tuy nhiên, một vấn đề mở là cách những người tham gia trong một
thị trường như vậy có thể được bồi thường trong trường hợp SLA bị vi phạm. Điều này
thúc đẩy nhu cầu về một khuôn khổ pháp lý cho những hợp đồng trong các thị trường như
vậy.
Trang 19 |
Điện toán Lưới

7. Điện toán đám mây – nền tảng mới
Các nhà phân tích đã dự báo lạc quan về cách Điện toán đám mây sẽ thay đổi toàn
bộ ngành công nghiệp máy tính. Theo Merrill Lynch nghiên cứu gần đây, điện toán đám
mây được trong đợi: “Thị trường sẽ mang đến lợi nhuận 160 tỷ USD, trong đó kinh doanh
ứng dụng và hiệu suất của các ứng dụng chiếm 95 tỷ USD và 65 tỷ USD trong quảng cáo
trực tuyến”. Nghiên cứu của Morgan Stanley cũng chỉ ra rằng Điện toán đám mây là một
trong những xu hướng công nghệ nổi bật. Bởi vì, ngành công nghiệp máy tính chuyển
hướng sang cung cấp Platform as a Service (PaaS) và Software as a Service (SaaS) cho
người dùng và doanh nghiệp tiếp cận theo yêu cầu bất kể thời gian và địa điểm do đó sẽ
có sự gia tăng trong số lượng các nền tảng Điện toán đám mây có sẵn. Gần đây, một số tổ
chức khoa học và công nghiệp đã bắt đầu nghiên cứu, phát triển công nghệ và cơ sở hạ
tầng điện toán đám mây. Nỗ lực nghiên cứu bao gồm: Virtual Workspaces, OpenNebula
và Reservoir. Trong phần này, chúng ta so sánh 6 nền tảng Điện toán đám mây đại diện
như trong Bảng 2.
Bảng 2: So sánh các nền tảng Điện toán đám mây
Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) cung cấp một môi trường máy tính ảo cho
phép người dùng chạy các ứng dụng dựa trên Linux. Người dùng có thể tạo mới Amazon
Machine Image (AMI) có chứa các ứng dụng, thư viện, dữ liệu và các thiết lập cấu hình
có liên quan, hoặc chọn từ một thư viện các AMI sẵn trên toàn cầu. Người dùng sau đó
cần phải upload để tạo ra hoặc lựa chọn AMI từ Amazon Simple Storage Service (S3),
trước khi người dùng có thể bắt đầu, dừng lại và theo dõi thể hiện của AMI đã tải lên.
Trang 20 |
Điện toán Lưới
Amazon EC2 tính phí người sử dụng khi một thể hiện là tồn tại trong thời gian này, trong
khi Amazon S3 tính phí cho bất kỳ việc truyền dữ liệu nào (cả upload và download).
Google App Engine cho phép người dùng chạy các ứng dụng web được viết bằng
ngôn ngữ lập trình Python. Ngoài hỗ trợ các thư viện chuẩn của Python, Google App
Engine cũng hỗ trợ giao diện lập trình ứng dụng (Application Programming Interfaces -
API) cho các kho dữ liệu, Google Accounts, lấy về URL, xử lý ảnh và các dịch vụ email.
Google App Engine cũng cung cấp Administration Console dựa trên web cho người sử

dụng dễ dàng quản lý các ứng dụng web của mình. Hiện tại, Google App Engine miễn phí
sử dụng dung lượng lưu trữ lên đến 500MB và khoảng 5 triệu lượt truy cập mỗi tháng.
Mục đích Microsoft Azure nhằm cung cấp một sự phát triển tích hợp, hosting và
kiểm soát môi trường điện toán đám mây để phát triển phần mềm có thể dễ dàng tạo lập,
host, quản lý và phạm vi sử dụng cho cả web và các ứng dụng web không thông qua trung
tâm dữ liệu của Microsoft. Để đạt được mục tiêu này, Microsoft Azure hỗ trợ tập hợp
toàn diện của các công cụ phát triển độc quyền và các giao thức bao gồm dịch vụ Live,
Microsoft NET Services, Microsoft SQL Services, Microsoft SharePoint Services và
Microsoft Dynamics CRM Services. Microsoft Azure cũng hỗ trợ API Web như SOAP và
REST để cho phép các nhà phát triển phần mềm giao tiếp giữa các công cụ và công nghệ
của Microsoft hoặc không phải của Microsoft.
Sun network.com (Sun Grid) cho phép người dùng chạy hệ điều hành Solaris,
Java, C, C++ và các ứng dụng dựa trên FORTRAN. Đầu tiên, người dùng phải xây dựng
và gỡ lỗi các ứng dụng của mình và các runtime scripts trong môi trường phát triển cục bộ
(local) được cấu hình tương tự như trên Sun Gird. Sau đó, người dùng cần phải tạo ra một
kho lưu trữ zip đi kèm (có chứa tất cả các script có liên quan, thư viện, những chương
trình thực thi và dữ liệu đầu vào) và tải nó lên Sun Grid. Cuối cùng, người dùng có thể
thực hiện và giám sát các ứng dụng bằng cách sử dụng trang web của Sun Grid hoặc API.
Sau khi hoàn thành các ứng dụng, người dùng sẽ cần phải tải về kết quả thực hiện về môi
trường phát triển cục bộ của mình để xem.
Aneka, hiện đang được thương mại hóa thông qua Manjrasoft, là một nền tảng
quản lý tài nguyên hướng dịch vụ dựa trên công nghệ .NET. Nó được thiết kế để hỗ trợ
nhiều mô hình ứng dụng, có tính bền bỉ, các giải pháp bảo mật và các giao thức giao tiếp
Trang 21 |
Điện toán Lưới
Điều này giúp cho sự lựa chọn có thể thay đổi bất cứ lúc nào mà không ảnh hưởng đến hệ
sinh thái Aneka hiện có. Để tạo ra một đám mây Aneka, nhà cung cấp dịch vụ chỉ cần bắt
đầu thiết lập cấu hình Aneka container hosting dịch vụ cần thiết trên máy tính để bàn
được chọn. Mục đích của các container Aneka là để khởi tạo dịch vụ và hoạt động như
một điểm duy nhất để tương tác với phần còn lại của Đám mây Aneka. Aneka cung cấp

hỗ trợ SLA, như vậy người dụng có thể xác định các yêu cầu QoS như thời hạn (khoảng
thời gian tối đa mà ứng dụng cần phải được hoàn thành) và ngân sách (chi phí tối đa mà
người dùng sẵn sàng trả tiền). Người sử dụng có thể truy cập Đám mây Aneka từ xa thông
qua các nhà môi giới Gridbus. Nhà môi giới Gridbus cũng cho phép người dùng thoa
thuận và thống nhất các yêu cầu QoS được cung cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ.
8. Aneka: Từ điện toán lưới đến điện toán đám mây theo hướng thị trường
Aneka là dịch vụ điện toán đám mây theo hướng thị trường sử dụng công nghệ
.NET dựa trên nền tảng quản lý tài nguyên theo hướng dịch vụ. Aneka ban đầu được phát
triển như một công nghệ điện toán lưới cho doanh nghiệp thế hệ thứ 3. Gần đây, nhiều
khả năng mới đã được thêm vào để bổ sung tính chất và tiềm năng của các mô hình điện
toán đám mây. Điện toán lưới trong doanh nghiệp khai thác tài nguyên tính toán của máy
tính để bàn (kết nối qua mạng nội bộ hoặc Internet) trong một doanh nghiệp mà không
ảnh hưởng đến hiệu suất của người dùng trong doanh nghiệp. Do đó, nó làm tăng số
lượng tài nguyên máy tính có sẵn trong một doanh nghiệp để thúc đẩy hiệu suất ứng
dụng. Khả năng này có thể được kết hợp với các nguồn tài nguyên chuyên dụng khác
trong doanh nghiệp để nâng cao khả năng tổng thể của hệ thống và độ tin cậy.
Để hỗ trợ khả năng mở rộng, Aneka container được thiết kế gọn nhẹ thông qua
cách cung cấp các chức năng cần thiết tối thiểu cho một nút Aneka Cloud. Nó cung cấp
cơ sở hạ tầng cơ sở bao gồm các dịch vụ có tính bền bỉ, bảo mật (ủy quyền, chứng thực và
kiểm toán) và truyền thông (xử lý tin nhắn và gửi đi). Aneka container có thể chứa bất kỳ
số lượng tùy chọn các dịch vụ có thể được thêm vào để tăng thêm khả năng của nút
Aneka Cloud. Ví dụ về các dịch vụ tùy chọn được lập chỉ mục, lập kế hoạch, thực thi và
các dịch vụ lưu trữ. Điều này cung cấp một sự riêng lẽ, linh hoạt và có thể mở rộng nền
tảng (framework) cho việc bố trí mô hình ứng dụng khác nhau.
Trang 22 |
Điện toán Lưới
8.1. Giá cả tài nguyên theo hướng thị trường và sự phân bố trong Aneka
Cloud
Để tạo Aneka Cloud, Aneka thực hiện một cơ chế đặt trước gồm hai cấp với
Reservation Service tại nút chính (master) phối hợp thực thi các nút khác và Allocation

Service thực thi tại mỗi nút để theo dõi sự đặt chổ tại nút đó. Kiến trúc này trước đây đã
được giới thiệu. Để sử dụng Aneka Cloud, người sử dụng tài nguyên (hoặc một nhà môi
giới đại diện của nó) đầu tiên ưu tiên cho đặt chổ nhằm xác định các tài nguyên cần thiết
sẽ được sử dụng trong tương lai. Nếu giai đoạn đặt chổ thành công, người sử dụng /môi
giới sau đó có thể gửi các ứng dụng vào giai đoạn thực thi khi thời gian chỉ định đã đến.
Hình 5 cho thấy quá trình phân bổ đặt chổ tiên tiến xảy ra trong hai cấp độ:
Allocation Service tại mỗi nút thực thi và Reservation Service tại nút chính. Cả hai dịch
vụ được thiết kế để hỗ trợ pluggable policies để nhà cung cấp có sự linh hoạt, dễ dàng tùy
chỉnh và thay thế chính sách hiện hành cho các mức độ khác nhau mà không can thiệp
đến kiến trúc quản lý tài nguyên tổng thể.
Hình 5: Sự tương tác giữa các dịch vụ trong Aneka Cloud
Trong suốt giai đoạn đặt chổ, người sử dụng/người môi giới gửi yêu cầu đặt chổ
thông qua Reservation Service tại nút chính. Reservation Service phát hiện ra các nút thực
Trang 23 |
Điện toán Lưới
thi có sẵn trong Aneka Cloud bằng cách tương tác với Allocation Service. Allocation
Service tại mỗi nút thực thi việc theo dõi tất cả các sự đặt chổ đã được xác nhận cho các
nút và do đó có thể kiểm tra xem một yêu cầu mới có thể đáp ứng được hay không.
Allocation Service xác định làm thế nào để sắp xếp một chổ mới tại nút thực thi.
Để đơn giản, tại tất cả các nút thực thi sẽ áp dụng cùng chính sách lựa chọn khe thời gian
(time slot) cho các Allocation Service. Allocation Service sẽ phân phối khe thời gian
được yêu cầu nếu có sẵn. Nếu không, nó sẽ gán các khe thời gian tiếp theo có sẵn sau thời
gian bắt đầu được yêu cầu, điều này có thể đáp ứng thời gian yêu cầu. Bằng cách phân
phối việc đặt chổ tại mỗi nút thực thi thay vì tại nút chính, chi phí tính toán phát sinh từ
việc ra quyết định phân bổ được phân phối trên nhiều nút do đó giảm thiểu so với tổng chi
phi tích lũy tại một nút chính.
Reservation Service thực hiện lựa chọn nút bằng cách chọn số yêu cầu của các khe
thời gian có sẵn từ các nút thực thi và thực hiện kiểm soát việc đăng nhập bằng cách chấp
nhận hay từ chối một yêu cầu đặt chổ. Nó cũng tính toán giá cho một chổ đã xác nhận dựa
trên các chính sách giá cả. Khả năng khe thời gian được lựa chọn có tính đến các yêu cầu

ứng dụng của người dùng.
Yêu cầu ứng dụng được xem xét như là tiến trình song song để thực thi một ứng
dụng. Một ứng dụng tuần tự chỉ có một tiến trình duy nhất và do đó chỉ cần một bộ xử lý
để chạy, trong khi một ứng dụng song song cần nhiều bộ vi xử lý để đồng thời chạy cùng
lúc.
Với một ứng dụng tuần tự, lựa chọn các khe thời gian không cần phải có sự bắt đầu
và kết thúc cùng thời điểm. Do đó, các khe thời gian có sẵn với các mức giá thấp nhất
được lựa chọn đầu tiên. Nếu có nhiều khe thời gian có sẵn với cùng một mức giá thì
những khe thời gian có thời gian bắt đầu trước có thể được lựa chọn. Điều này đảm bảo
rằng các khe thời gian theo yêu cầu với giá rẻ nhất được phân bổ đầu tiên nếu nó có sẵn.
Lựa chọn các khe thời gian có sẵn với các mức giá thấp nhất trước tiên là công bằng và
thực tế. Trong thực tế, yêu cầu đặt chổ được xác nhận trước sẽ được hưởng các đặc
quyền, giá rẻ hơn so với yêu cầu đặt chổ đến sau.
Nhưng đối với một ứng dụng song song, tất cả các khe thời gian được lựa chọn
phải có sự bắt đầu và kết thúc cùng thời điểm. Một lần nữa, các khe thời gian sớm nhất
Trang 24 |
Điện toán Lưới
(với sự bắt đầu và kết thúc cùng thời gian) được phân bổ trước để đảm bảo yêu cầu khe
thời gian được phân bổ đầu tiên nếu có. Nếu có nhiều khe thời gian có sẵn (với sự bắt đầu
và kết thúc cùng thời gian) so với số lượng yêu cầu của các khe thời gian thì những khe
thời gian có mức giá thấp nhất được lựa chọn trước.
Kiểm soát việc đăng nhập có hiệu lực theo yêu cầu dịch vụ của người sử dụng.
Xem xét chi tiết các yêu cầu dịch vụ đó là thời hạn và ngân sách để hoàn thành một ứng
dụng. Chúng tôi giả định cả hai: thời hạn và ngân sách là những ràng buộc khó khăn (bắt
buộc). Do đó, một xác nhận đặt chổ không phải kết thúc sau thời hạn cuối cùng hoặc chi
phí nhiều hơn ngân sách. Vì vậy, một yêu cầu đặt chổ không được chấp nhận nếu không
có đủ số lượng các khe thời gian có sẵn trên các nút thực thi, kết thúc trong thời hạn cho
phép và giá tổng cộng các chi phí đặt chổ nhiều hơn ngân sách.
Trong giai đoạn thực thi, người sử dụng/người môi giới đưa ra các ứng dụng được
thực thi trên Scheduling Service tại nút chính. Đầu tiên Scheduling Service kiểm tra cho

dù ứng dụng được đưa ra (yêu cầu) đáp ứng thời gian bắt đầu, thời gian kết thúc và
khoảng thời gian duy trì đã đặt chổ của người sử dụng/người môi giới trong giai đoạn đặt
chổ. Nếu việc đặt chổ vẫn hợp lệ thì sau đó Scheduling Service xác định xem các nút thực
thi dự trữ có sẵn trước khi cho phép ứng dụng được thực thi, nếu không ứng dụng được
xếp vào hàng đợi để chờ cho các nút thực thi có sẵn tiếp theo. Execution Service tại mỗi
nút thực thi bắt đầu thực hiện ứng dụng sau khi nhận được từ Scheduling Service và cập
nhật sự thay đổi của Scheduling Service trong lúc thực thi. Do đó, Scheduling Service có
thể theo dõi quá trình thực thi của một ứng dụng và thông báo cho người sử dụng/người
môi giới sau khi hoàn thành.
8.2. Đánh giá hiệu suất
Hệ thống máy tính cao cấp (hi-end) như Cloud được sử dụng để chứa (hosting) các
ứng dụng có tiến trình xử lý trong thời gian ngắn (short-lived) hoặc dài (long-lived). Các
ứng dụng cung cấp dịch vụ Internet thường có tiến trình ngắn và được thiết kế để phục vụ
hàng triệu người dùng đồng thời. Ví dụ: công cụ tìm kiếm (như Google), các trang web
thương mại điện tử (như Amazon.com cửa hàng mua sắm trực tuyến) và các trang web
mạng xã hội (như Facebook). Nhiều ứng dụng trong kinh doanh hay ứng dụng trong khoa
học như phân tích rủi ro đầu tư, quản lý chuỗi cung ứng, mô phỏng chuyến bay hay mô
Trang 25 |