Tiểu luận môn điện toán lưới và đám mây GRID COMPUTING VS CLOUD COMPUTING

Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
1
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
TÊN ĐỀ TÀI:
GRID COMPUTING VS CLOUD COMPUTING
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÀI TIỂU LUẬN MÔN
ĐIỆN TOÁN LƯỚI VÀ ĐÁM MÂY
Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Phi Khứ
Họ tên học viên: Đặng Thị Mỹ Hạnh
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
CHƯƠNG 1
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ ĐIỆN TOÁN LƯỚI –
GRID COMPUTING
1. Định nghĩa về Grid
“Grid là một loại hệ thống song song, phân tán cho phép chia sẻ, lựa chọn,
kết hợp các tài nguyên phân tán theo địa lý, thuộc nhiều tổ chức khác nhau dựa
trên tính sẵn sàng, khả năng, chi phí của chúng và yêu cầu về chất lượng dịch vụ
(QoS) của người dùng để giải quyết các bài toán, ứng dụng có quy mô lớn trong
khoa học, kỹ thuật và thương mại. Từ đó hình thành nên các “tổ chức ảo” (Virtual
Organization - VO)), các liên minh tạm thời giữa các tổ chức và tập đoàn, liên kết
với nhau để chia sẻ tài nguyên hoặc kỹ năng nhằm đáp ứng tốt hơn các cơ hội kinh
doanh hoặc các dự án có nhu cầu lớn về tính toán và dữ liệu, toàn bộ việc liên
minh này dựa trên các mạng máy tính”. (Tiến sỹ Ian Foster)
2. Đặc trưng
- Có sự kết hợp, chia sẻ các tài nguyên không được quản lý tập trung.
- Sử dụng các giao diện và giao thức chuẩn, mang tính mở, đa dụng.
- Đáp ứng yêu cầu cao về chất lượng dịch vụ.
3. Tài nguyên của Grid

3.1. Tài nguyên tính toán
Đây là tài nguyên phổ biến nhất, là các chu kỳ tính toán (computing cycles)
được cung cấp bởi bộ vi xửlý của các thiết bị trong Grid. Các bộ vi xử lý không
cần phải cùng loại mà có thể có tốc độ, kiến trúc, chạy phần mềm khác nhau.
Có 3 cách để khai thác tài nguyên tính toán của Grid:
- Cách đơn giản nhất là chạy các ứng dụng hiện có trên một node của Grid
thay vì chạy trên máy tính cục bộ.
- Thiết kế ứng dụng, tách các công việc thành các phần riêng rẽ để có thể thực
thi song song trên nhiều bộ xử lý khác nhau.
- Chạy ứng dụng thực thi nhiều lần trên nhiều node khác nhau trong Grid.
3.2. Tài nguyên lưu trữ (phần cứng)
Tài nguyên phổ biến thứ nhì trong Grid là tài nguyên lưu trữ. Mỗi thiết bị
trong Grid thường cung cấp một số dung lượng lưu trữ phục vụ cho việc thực thi
ứng dụng trên Grid. Tài nguyên lưu trữ có thể là bộ nhớ trong, ổ đĩa cứng hoặc các
2
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
thiết bị lưu trữ khác. Bộ nhớ trong thường dùng để lưu trữ dữ liệu tạm thời cho ứng
dụng, trong khi các thiết bị lưu trữ ngoài có thể được sử dụng để tăng không gian
lưu trữ, tăng hiệu suất, khả năng chia sẻ và đảm bảo tính tin cậy của dữ liệu.
3.3. Tài nguyên phương tiện liên lạc
Khả năng liên lạc giữa các máy tính phát triển nhanh chóng đã giúp cho công
nghệ Grid trở nên hiện thực, do đó đây cũng là một tài nguyên quan trọng. Ở đây
bao gồm việc liên lạc, trao đổi dữ liệu giữa các thành phần trong Grid và giao tiếp
giữa Grid với bên ngoài. Một số công việc đòi hỏi một lượng dữ liệu lớn nhưng
các dữ liệu này thường không nằm trên máy đang thực thi công việc. Khả năng về
băng thông trong những trường hợp như vậy là một tài nguyên then chốt, ảnh
hưởng đến khả năng của Grid.
Việc giao tiếp với bên ngoài được thực hiện thông qua mạng Internet. Grid có
thể sử dụng các kết nối Internet để liên lạc giữa các node. Vì các kết nối này không

chia sẻ một đường truyền nên làm tăng băng thông truy cập Internet.
Các đường truyền dự phòng đôi khi cần thiết để giải quyết tốt hơn các vấn đề
về hư hỏng mạng và truyền dữ liệu lớn.
3.4. Tài nguyên phần mềm, ứng dụng
Grid có thể được cài đặt các phần mềm mà có thể quá mắc để cài trên tất cả
mọi máy tính trong Grid. Các phần mềm này chỉ cần được cài trên một số node.
Thông qua Grid, khi một công việc cần đến chúng, nó sẽ gửi dữ liệu đến node đã
được cài đặt phần mềm và cho thực thi. Đây có thể là một giải pháp tốt để tiết kiệm
chi phí về bản quyền phần mềm.
3.5. Tài nguyên các thiết bị đặc biệt
Là các thiết bị dùng trong khoa học, kỹ thuật như kính viễn vọng, các bộ cảm
biến (sensor),… Các thiết bị này chủ yếu thu thập các dữ liệu khoa học, phục vụ
cho các bước phân tích, xử lý sau này.
Ví dụ
Một ví dụ về grid được biết đến là ACEnet (Atlantic Computational
Excellence Network). Có 9 thành viên tham gia, 9 thành viên này là các trường đại
học trong vùng Atlantic có sự phân tán về vị trí địa lý.
- Memorial University of Newfoundland, NL
- Saint Francis Xavier University, NS
- Saint Mary’s University, NS
3
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
- University of New Brunswick, NB
- Dalhousie University, NB
- Mount Allison University, NB
- University of Prince Edward Island, PE
- Acadia University, NS
- Cape Breton University, NS
Tài nguyên phần cứng

Tài nguyên phần cứng ACE-net được đặt tại nhiều trường đại học bao gồm
những clusters sau:
- Brasdor (brasdor.ace-net.ca) tại AtFX
- Fundy (fundy.ace-net.ca) tại UNB
- Mahone (mahone.ace-net.ca) tại Saint Mary’s
- Placenctia (placentia2.ace-net.ca) tại MUN
- Glooscap (glooscap.ace-net.ca) tại Dal
- Courtenay (courtenay.ace-net.ca) tại UNBSJ
Mỗi một cluster bao gồm một số máy tính (gọi là nút), và mỗi một nút có
nhiều CPUs với nhiều lõi. Có máy AMD Opteron-based chạy trên Red Hat
Enterprise Linux AS 4 (RHEL4) hoặc Avance Platform 5 (RHEL5).
Chi tiết
4
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
Tài nguyên phần mềm
Một lượng lớn các phần mềm khác nhau được cài đặt trên lưới ACE-net. Dưới
đây là một vài ví dụ:
- Scientific Computing Packages (Phần mềm tính toán khoa học kỹ thuật):
DiVinE-mc, GAUSSIAN, Maple, MATLAB (MATLAB là một môi trường tính
toán số và lập trình, được thiết kế bởi công ty MathWorks. MATLAB cho phép
tính toán số với ma trận, vẽ đồ thị hàm số hay biểu đồ thông tin, thực hiện thuật
toán, tạo các giao diện người dùng và liên kết với những chương trình máy tính
viết trên nhiều ngôn ngữ lập trình khác. Với thư viện Toolbox, MATLAB cho phép
mô phỏng tính toán, thực nghiệm nhiều mô hình trong thực tế và kỹ thuật),
Mathematica, Octave, Spin, v.v…
- Graphics và Visualization (Phần mềm đồ họa): feh, ferret, Molden, NCAR
graphics, VTK.
- Scientific Libraries (Thư viện khoa học kỹ thuật): ACML, PGI, BLAS,
FFTW, GMP, GSL, HDF4, HDF5, NetCDF, Sun Performance Library (Sun

Performance Library là một bộ tối ưu hóa, các bài toán con với lời giải tối ưu để
giải quyết trong đại số tuyến tính và các vấn đề liên quan đến số học khác. Sun
Performance Library dựa trên tập hợp các ứng dụng có sẵn từ Netlib tại địa chỉ
5
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
. Sun đã tăng cường các ứng dụng phổ biến và đóng gói
chúng lại thành Sun Performance Library), SS12 và szip.
- Parallel APIs: BSPonMPI, MPI, OpenMP, pyMPI, BLACS
- Compilers và Languages: Portland Group Compilers (C, C++, Fortran), Sun
Studio 12 Compilers (C, C++, Fortran), GNU compilers (C, C++, Fortran, Java),
Java, 64 bit VM, Mono (.NET), Perl, Python và Ruby.
4. Các thành phần trong kiến trúc Grid tổng quát
Tổ chức ảo (VO): là đơn vị cơ bản quan trọng trong hệ thống Grid. Việc thiết
lập, quản lý, khai thác các quan hệ chia sẻ tài nguyên giữa các tổ chức ảo đòi hỏi
phải có kiến trúc hệ thống mới, kiến trúc Grid.
Kiến trúc Grid phải là kiến trúc dựa chuẩn, hướng mở để dễ sử dụng, liên kết
hoạt động tốt, có tính khả chuyển (portability) cao. Những protocol chuẩn sẽ giúp
định nghĩa các service chuẩn, nhờ đó có thể xây dựng các service cao cấp hơn một
cách dễ dàng.
6
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
Kiến trúc Grid tổng quát
4.1. Tầng Fabric
Là tầng thấp nhất của kiến trúc lưới, đại diện cho các thiết bị vật lý và toàn bộ
tài nguyên của lưới mà các tổ chức, người dùng muốn chia sẻ, sử dụng. Các tài
nguyên có thể tồn tại dưới dạng vật lý như các máy tính, hệ thống lưu trữ, các danh
mục, tài nguyên mạng, các loại sensor, cũng có thể là các thực thể logic đại diện
cho một tập các tài nguyên vật lý, như hệ thống file phân tán, các cluster…

4.2. Tầng Connectivity
Định nghĩa các giao thức liên lạc và chứng thực cơ bản cần thiết cho các giao
dịch mạng đặc trưng của lưới. Các giao thức liên lạc cho phép trao đổi dữ liệu giữa
các tài nguyên tầng Fabric. Các giao thức chứng thực xây dựng trên những dịch vụ
liên lạc nhằm cung cấp cơ chế mã hóa, bảo mật, xác minh và nhận dạng người
dùng và tài nguyên. Hiện nay, Grid được xây dựng trên các giao thức có sẵn của bộ
TCP/IP protocol stack, cụ thể là các tầng Netword (IP và ICMP), Transport (TCP,
UDP) và Application (DNS, OSPF,…)
4.3. Tầng Resource
Dựa trên các giao thức liên lạc và chứng thực của tầng Connectivity để xây
dựng các giao thức, API, và SDK nhằm hỗ trợ việc thương lượng, khởi tạo, theo
dõi, điều khiển, tính toán chi phí và chi trả cho các hoạt động chia sẻ trên từng tài
nguyên riêng lẻ một cách an toàn. Bản cài đặt các giao thức của tầng Resource sẽ
gọi các chức năng của tầng Fabric để truy cập và điều khiển các tài nguyên cục bộ.
4.4. Tầng Collective
7
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
Trong khi tầng Resource tập trung vào các tài nguyên đơn lẻ, tầng Collective
chứa các giao thức, dịch vụ, API, SDK không liên hệ đến bất kỳ một tài nguyên cụ
thể nào mà thực hiện quản lý toàn cục, tập trung vào các giao tác giữa các tập tài
nguyên.
4.5. Tầng Application
Tầng trên cùng của kiến trúc lưới bao gồm các ứng dụng của người dùng chạy
trong môi trường VO.
5. Kiến trúc Grid trong thực tế
Trong thực tế, kiến trúc Grid tổng quan đã được cài đặt và xây dựng gồm 4
tầng tương ứng với các tầng của kiến trúc tổng quát như sau:
Kiến trúc Grid trong thực tế với các thành phần
8

Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
5.1. Tầng Fabric (tầng Fabric)
Giống như tầng Fabric trong kiến trúc tổng quát.
5.2. Tầng Core Middleware (Connectivity và Resource và nửa dưới của
Collective)
Cung cấp các dịch vụ như quản lý tiến trình ở xa, kết hợp, phân phối các tài
nguyên, quản lý truy cập không gian lưu trữ, đăng ký và tìm kiếm thông tin, bảo
mật và các khía cạnh của QoS như đặt trước, mua bán và trao đổi tài nguyên,…
Các dịch vụ này là sự trừu tượng hoá tính phức tạp và đa dạng của các tài nguyên
bằng cách cung cấp một phương pháp chung để truy cập tài nguyên.
5.3. Tầng User-level Middleware (Collective)
Tận dụng các giao diện ở tầng Core Middleware để cung cấp các dịch vụ có
mức độ trừu tượng cao hơn. Tầng này bao gồm các môi trường phát triển phần
mềm, công cụ lập trình, resource broker, bộ lập lịch,…
5.4. Tầng Application và Portal (Application)
Giống như tầng Fabric trong kiến trúc tổng quát.
6. Grid Middleware
Grid middleware là gói phần mềm nằm giữa lớp ứng dụng và hệ điều hành.
Grid middleware quản lý security, truy cập và trao đổi thông tin:
+ Cung cấp khả năng kết nối số lượng người dùng lớn.
+ Che giấu tài nguyên chia sẻ như máy tính, trung tâm dữ liệu, những thiết bị
cần thiết khác…
+ Cung cấp các công cụ để quản lý, khởi tạo các liên kết trao đổi thông tin.
9
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
6.1. Mục đích và lợi ích của Grid Middleware
a. Mục đích
- Xây dựng các giao tiếp và các giao thức có tính mục đích chung, tính mở và

tính chuẩn. Vì hệ thống lưới được xây dựng trên những giao tiếp và giao thức với
rất nhiều mục đích khác nhau. Những giao tiếp và giao thức này đều chỉ ra được
những kết quả cơ bản mang tính nền tảng như việc xác thực, khám phá tài nguyên,
truy xuất tài nguyên. Do đó, việc xây dựng các giao tiếp, giao thức chuẩn và mở là
rất quan trọng, nếu không chỉ xây dựng được những ứng dụng mang tính đặc thù
mà thôi.
- Định nghĩa những giao thức chuẩn: grid middleware định nghĩa nội dung và
chuỗi các sự kiện trao đổi thông điệp sử dụng các thao tác yêu cầu từ xa. Điều này
rất quan trọng và cấp thiết để thực hiện tính interoperability (khả năng mà 2 thực
thể khác nhau có thể làm việc với nhau và được thực hiện bởi các giao thức thông
thường) mà hệ thống lưới phụ thuộc vào.
- Cung cấp các API chuẩn: đó là các giao diện lập trình ứng dụng chuẩn, định
nghĩa những giao tiếp chuẩn để viết mã thư viện, và cấu trúc các thành phần của
Grid bằng cách cho phép những thành phần mã nguồn được sử dụng lại.
b. Lợi ích của Grid Middleware
- Tránh cho các nhà phát triển ứng dụng không phải lập trình ở mức thấp,
tránh được các error-prone flatform như việc lập trình mạng mức socket.
- Giảm chi phí thời gian phát triển phần mềm khi tập trung phát triển chuyên
môn trước rồi mới phát triển ứng dụng bằng cách tái sử dụng framework chứ
không cần xây dựng lại từ đầu.
- Cung cấp các trừu tượng hướng mạng ở mức cao gần với yêu cầu ứng dụng
cho việc phát triển hệ thống rời rạc.
- Cung cấp nhiều dịch vụ phát triển, như đăng nhập và bảo mật giúp cho việc
hoạt động hiệu quả trong môi trường mạng.
6.2. Kiến trúc Grid Middleware
Grid Middleware nằm giữa 2 tầng là tầng ứng dụng (Applications) và tầng
thiết bị (Fabric). Grid middleware gồm 2 tầng chính:
a. Tầng các dịch vụ tập hợp (Collective services)
Có khả năng quản lý một tập các tài nguyên trong khi lớp tài nguyên chỉ tập
trung vào việc tương tác giữa các tài nguyên đơn lẻ. Và nó dựa trên lớp kết nối và

10
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
lớp tài nguyên để hiện thực rất nhiều hành vi chia sẻ mà không cần phải thay thế
những yêu cầu mới ứng với mỗi tài nguyên được chia sẻ. Ví dụ:
- Directory service cho phép các thành viên tham gia vào tổ chức ảo có thể
khám phá ra tài nguyên hay các thuộc tính của tài nguyên. Nó cho phép người
dùng truy vấn về tài nguyên bằng tên hoặc các thuộc tính như kiểu, sự sẵn sàng,
hay tải.
- Coallocation-allocation, scheduling, and brokering services cho phép các
thành viên của tổ chức ảo yêu cầu việc định vị cho một hay nhiều tài nguyên và
phân bổ nhiệm vụ cho những tài nguyên thích hợp.
- Monitoring and diagnotics services hỗ trợ việc theo dõi các tài nguyên của
tổ chức ảo về lỗi, việc tấn công hay việc quá tải.
- Data replication services hỗ trợ quản lý việc lưu trữ tài nguyên để tối đa hiệu
quả truy xuất như thời gian đáp ứng, khả năng tin cậy, chi phí,…
- Grid-enabled programming systems cho phép các mô hình lập trình thân
thiện, chẳng hạn như MPI (Message-passing Interfaces),…
+ Workload management systems and collaboration frameworks
+ Software discovery service
+ Community authorization servers
+ Community accounting and payment services
+ Collaboratory services
b. Tầng các giao thức kết nối tài nguyên Resource and Connectivity Protocols
Đây là tầng có chức năng giao tiếp một cách dễ dàng và an toàn. Tầng kết nối
định nghĩa giao thức giao tiếp (communication) và giao thức xác thực
(authentication). Giao thức giao tiếp cho phép các thông điệp có thể được trao đổi
với nhau giữa các tài nguyên của lớp Fabric. Giao thức xác thực xây dựng trên các
dịch vụ giao tiếp bằng cách cung cấp cơ chế bảo mật mã hóa cho việc xác định
người dùng và tài nguyên.

Các giải pháp xác thực cho môi trường tổ chức ảo (VO – Virtual
Organization) có thể có 4 đặc tính sau:
- Single sign-on: Người dùng có thể được xác thực chỉ 1 lần bằng cách đăng
nhập vào hệ thống và có thể truy xuất vào nhiều tài nguyên lưới.
11
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
- Việc ủy quyền: Người dùng có khả năng ủy quyền cho 1 chương trình khác
để thực thi giống như những hành vi của người dùng khi người dùng đã được
xác thực. Đến lượt chương trình có thể ủy quyền cho nhưng chương trình khác 1
cách tùy chọn.
- Việc tích hợp với nhiều giải pháp bảo mật cục bộ: Đó là việc mỗi tổ chức,
mỗi tài nguyên đã có nhưng giải pháp bảo mật riêng cho mình. Do đó, các giải
pháp bảo mật của hệ thống lưới sẽ tận dụng các giải pháp bảo mật cục bộ có sẵn
này mà không cần phải thay thế 1 giải pháp bảo mật mới, và chỉ cần cho phép ánh
xạ vào môi trường cục bộ.
- Mối quan hệ đáng tin cậy dựa trên người dùng: Để người dùng có khả
năng truy xuất vào tài nguyên từ nhiều nhà cung cấp khác nhau, thì hệ thống bảo
mật không cần phải yêu cầu các nhà cung cấp tài nguyên phải liên lạc với nhau để
cấu hình cho môi trường mạng. Chẳng hạn, nếu người dùng có quyền truy xuất
vào tài nguyên của tổ chức A và B, thì người dùng có thể truy xuất vào cả 2 tài
nguyên của tổ chức A và B với nhau mà không cần sự liên lạc giữa những nhà
quản trị bảo mật của tổ chức A và B .
Cũng trong lớp này, các tài nguyên đơn lẻ có khả năng chia sẻ. Nó định nghĩa
các giao thức về sự thương lượng an toàn, khởi tạo, theo dõi, điều khiển, tài khoản
và sự trả chi phí cho việc chia sẻ các thao tác trên những tài nguyên đơn lẻ. Lớp tài
nguyên sẽ được hiện thực bởi các giao thức để truy xuất và điều khiển các tài
nguyên cục bộ, bao gồm 2 lớp chính:
- Giao thức thông tin (Information protocol) được sử dụng để rút ra thông tin
về cấu trúc và trạng thái của tài nguyên chẳng hạn như cấu hình của tài nguyên, tải

hiện thời, hay chính sách sử dụng,…
- Giao thức quản lý (Management protocol) được sử dụng để thỏa thuận việc
truy xuất vào tài nguyên chia sẻ, chẳng hạn về yêu cầu tài nguyên (bao gồm việc
đặt chỗ và chất lượng dịch vụ) và các thao tác thực hiện như khởi tạo, truy xuất tài
nguyên,…
7. Các Grid middleware phổ biến
Middleware
Thuộc tính
UNICORE GLOBUS LEGION GRIDBUS
Tập trung Mô hình lập trình
cấp cao
Các dịch vụ cấp
thấp
Mô hình lập trình cấp
cao
Trừu tượng hóa
và các mô hình
thị trường tính
toán
Lĩnh vực Tập trung vào Mô hình tính toán Mô hình tính toán Mô hình tính toán
12
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
thực thi và kiểm
soát công việc
chung, tổng quát chung, tổng quát chung, tổng quát
Kiến trúc Hệ thống đa tầng
theo chiều sau
Bộ toolkit có phân
tầng và module

hóa
Hệ thống tích hợp theo
chiều sâu
Hệ thống các
thành phân tầng
Chuẩn Mới bắt đầu áp
dụng OGSA,
OGSI vào phiên
bản hiện đang
phát triển
OGSA, OGSI Không có Không có. OGSA,
OGSI nếu sử dụng
với Globus
Mô hình triển
khai
Abstract Job
Object
Mô hình đồng hồ
cát ở mức độ hệ
thống
Siêu hệ thống hướng
đối tượng
Mô hình đồng hồ
cát ở mức độ hệ
thống
Công nghệ cài
đặt
Java C và Java C++ C, Java, C# và
Perl
Nền tảng thực

thi
Unix Unix Unix Unix và Windows
với .NET
Môi trường
lập trình
Môi trường
workload
Thay thế các thư
viện của Unix và C.
Các thư viện MPI
đặc biệt (MPICH-
G), CoG
(Commondity Grid)
kits với Java,
Python, CORBA,
Matlab, Java Server
Pages, Perl và Web
Services
Legion API và các
công cụ command line
Broker Java API,
Ngôn ngữ tham sô
dựa trên XML.
Mô hình Grid
Thread trong
Alchemi.
Mô hình phân
phối
Mã nguồn mở Mã nguồn mở Mã nguồn đóng, có
các phiên bản thương

mại
Mã nguồn mở
Sử dụng trong
một số ứng
dụng
+ Euro Grid
+ Grid
Interoperability
Project (GRIP)
+ OpenMolGrid
+ Japanese
NAREGI
+ AppLeS
+ Ninf
+ Nimrod-G
+ NASA IPG
+ Condor – G
+ Gridbus Broker
+ UK eScience
Project
+ GriPhyN
+ EU Data Grid
+ NPACI Testbed
+ Nimrod-L
+ NCBioGrid
+ ePhysics Portal
+ Belle Analysis
Data Grid
+ Neuro Grid
+ Natural

Language
Engineering
+ HydroGrid
+ Amsterdam
Private Grid
Quản lý tài
nguyên
Không có Có broker service Có broker service Gridbus broker
Cách thức liên
lạc
Mô hình AJO,
không hỗ trợ
chuyển tin nhắn
đồng bộ
Thư viện Nexus Hỗ trợ nhiều loại giao
tiếp RMI thông qua
LOID
Không có thông
tin
Bảo mật Sử dụng Secure
Socket Layer
(SSL) protocol và
chứng chỉ chứng
Thông qua GSI,
cũng dựa trên SSL
và X.509V3
Không có thông tin + Dựa trên GSI
của Globus.
+ Sử dụng các
chức năng bảo mật

13
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
thực X.509V3. của Microsoft.
NET Framework
(Alchemi).
8. Ưu điểm và hạn chế của Grid
8.1. Ưu điểm
- Có thể giải quyết các bài toán lớn hơn và phức tạp hơn trong khoảng thời
gian ngắn.
- Dễ dàng tạo mối liên kết giữa các tổ chức khác nhau.
- Việc sử dụng các phần cứng hiện tại tốt hơn.
- Không cần phải mua các máy chủ lớn SMP cho các ứng dụng, mà có thể sử
dụng các máy chủ loại nhỏ hơn. Kết quả sau đó sẽ được kết nối lại và phân tích khi
công việc hoàn thành.
- Hiệu quả hơn trong việc sử dụng các tài nguyên bị lãng phí.
- Môi trường lưới chứa nhiều mô-đun. Nếu một trong các máy chủ/máy tính
để bàn trong lưới bị lỗi thì sẽ không có nhiều tài nguyên khác có thể được chọn để
tải. Công việc có thể tự động khởi động lại nếu thất bại xảy ra.
- Các quy định chung có thể được quản lý bởi các phần mềm lưới. Phần mềm
này thực sự là bộ trung tâm đằng sau lưới.
- Mô hình này quy mô rất tốt. Chỉ cần cài đặt lưới client vào máy tính để bàn
hoặc máy chủ bổ sung.
- Việc nâng cấp có thể được thực hiện dễ dàng mà không cần nhiều thời gian
chết để lập kế hoạch. Vì có rất nhiều tài nguyên nên một số có thể được thực hiện
offline. Bằng cách này việc nâng cấp có thể tiến hành để không ảnh hưởng đến các
dự án đang diễn ra.
- Công việc có thể được thực hiện trong hoạt động song song. Môi trường
lưới phù hợp để chạy các công việc có thể được chia thành những phần nhỏ hơn và
chạy đồng thời trên nhiều nút.

8.2. Hạn chế
- Phần mềm Grid và các chuẩn vẫn đang trong giai đoạn phát triển.
- Không có sự tương tác trong quá trình gửi tin.
14
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
- Đối với những ứng dụng mà không thể tận dụng lợi thế của MPI thì bắt buộc
phải chạy trên một SMP lớn.
- Cần phải có đường truyền mạng tốc độ siêu nhanh giữa các tài nguyên tính
toán (gigabit ethernet ở mức tối thiểu).
- Một số ứng dụng có thể cần phải được điều chỉnh để tận dụng lợi thế đầy đủ
của các mô hình mới.
- Việc cấp giấy phép trên nhiều máy chủ có thể ảnh hưởng đối với một số ứng
dụng.
- Môi trường lưới bao gồm nhiều máy chủ nhỏ hơn trên các miền quản trị
khác nhau. Những công cụ tốt dùng để quản lý sự thay đổi và duy trì sự đồng bộ
của các cấu hình có thể gặp nhiều thử thách trong môi trường lớn. Công cụ hiện tại
bao gồm systemimager, cfengine, Opsware, Bladelogic, pdsh, CSSH.
- Những thách thức về các quy định liên quan đến chia sẻ tài nguyên (đặc biệt
là trên miền quản trị khác nhau). Nhiều tổ chức miễn cưỡng với các nguồn tài
nguyên được chia sẻ ngay cả khi nó mang lại lợi ích tất cả mọi người tham gia.
Những lợi ích cho tất cả các nhóm cần phải được xác định rõ ràng.
15
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
CHƯƠNG 2
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY –
CLOUD COMPUTING
1. Định nghĩa về Cloud
Theo Ian Foster: Cloud Computing là một mô hình điện toán phân tán có tính

co giãn lớn mà hướng theo co giãn về mặt kinh tế, là nơi chứa các sức mạnh tính
toán, kho lưu trữ, các nền tảng và các dịch vụ được trực quan, ảo hóa và co giãn
linh động, sẽ được phân phối theo nhu cầu cho các khách hàng bên ngoài thông
qua Internet (“A large-scale distributed computing paradigm that is driven by
economies of scale, in which a pool of abstracted, virtualized, dynamically
scalable, managed computing power, storage, platforms, and services are
delivered on demand to external customers over the Internet”).
Theo Rajkumar Buyya: Cloud là một loại hệ thống phân bố và xử lý song
gồm các máy tính ảo kết nối với nhau và được cung cấp động cho người dùng như
một hoặc nhiều tài nguyên đồng nhất dựa trên sự thỏa thuận dịch vụ giữa nhà cung
cấp và người sử dụng. (“A Cloud is a type of parallel and distributed system
consisting of a collection of interconnected and virtualised computers that are
dynamically provisioned and presented as one or more unified computing
resources based on service-level agreements established through negotiation
between the service provider and consumers”).
Cả hai định nghĩa trên đều định nghĩa Cloud Computing là một hệ phân bố,
cung cấp các dạng tài nguyên ảo dưới dạng dịch vụ một cách linh động theo nhu
cầu của người dùng trên môi trường internet. Hay ta có thể hiểu một cách đơn giản
hơn bằng các từ khóa chủ yếu sau: delivered over internet (web 2.0), resource on
demand (scalable, elastic, usage-based costing), virtualised, everything as a
service, location independent.
16
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
2. Đặc trưng
- Tự phục vụ theo nhu cầu (On-demand self-service)
- Truy xuất diện rộng (Broad network access)
- Dùng chung tài nguyên (Resource pooling)
- Khả năng co giãn (Rapid elasticity)
- Điều tiết dịch vụ (Measured service)

3. Các mô hình Coud Computing
3.1. Mô hình dịch vụ
a. Infrastructure as a Service – IaaS
Trong loại dịch vụ này, khách hàng được cung cấp những tài nguyên máy tính
cơ bản (như bộ xử lý, dung lượng lưu trữ, các kết nối mạng…). Khách hàng sẽ cài
hệ điều hành, triển khai ứng dụng và có thể nối các thành phần như tường lửa và
bộ cân bằng tải. Nhà cung cấp dịch vụ sẽ quản lý cơ sở hạ tầng cơ bản bên dưới,
khách hàng sẽ phải quản lý hệ điều hành, lưu trữ, các ứng dụng triển khai trên hệ
thống, các kết nối giữa các thành phần.
b. Platform as a Service – PaaS
Nhà cung cấp dịch vụ sẽ cung cấp một nền tảng (platform) cho khách hàng.
Khách hàng sẽ tự phát triển ứng dụng của mình nhờ các công cụ và môi trường
phát triển được cung cấp hoặc cài đặt các ứng dụng sẵn có trên nền platform đó.
Khách hàng không cần phải quản lý hoặc kiểm soát các cơ sở hạ tầng bên dưới bao
gồm cả mạng, máy chủ, hệ điều hành, lưu trữ, các công cụ, môi trường phát triển
ứng dụng nhưng quản lý các ứng dụng mình cài đặt hoặc phát triển.
c. Software as a Service – SaaS
Đây là mô hình dịch vụ mà trong đó nhà cung cấp dịch vụ sẽ cung cấp cho
khách hàng một phần mềm dạng dịch vụ hoàn chỉnh. Khách hàng chỉ cần lựa chọn
ứng dụng phần mềm nào phù hợp với nhu cầu và chạy ứng dụng đó trên cơ sở hạ
tầng Cloud. Mô hình này giải phóng người dùng khỏi việc quản lý hệ thống, cơ sở
hạ tầng, hệ điều hành… tất cả sẽ do nhà cung cấp dịch vụ quản lý và kiểm soát để
đảm bảo ứng dụng luôn sẵn sàng và hoạt động ổn định.
17
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
3.2. Mô hình triển khai
a. Public Cloud
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.
Mô hình Public Cloud
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
18
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
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.
b. Private Cloud
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.
Private Cloud và Public Cloud
c. Hybrid Cloud
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.
19

Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
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.
Triển khai ứng dụng trên Hybrid Cloud
20
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
4. Lợi ích của Cloud
- Giảm chi phí
- Sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn
- Tính linh hoạt
5. Sự khác nhau giữa Grid và Cloud
21
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012
Grid Computing vs Cloud Computing GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ
22
Đặng Thị Mỹ Hạnh – CH1301012