Tiểu luận môn điện toán lưới và đám mây MỘT SỐ NỀN TẢNG PHÁT TRIỂN CLOUD COMPUTING

Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
Lời nói đầu
Trước hết, em xin chân thành cảm ơn PGS. TS Nguyễn Phi Khứ đã tận tình truyền đạt
các kiến thức về điện toán lưới và điện toán đám mây cho chúng em.
Trong qua các bài giảng của thầy và tự tìm hiểu thêm, em thấy rằng điện toán đám mây là
một mô hình có nhiều ứng dụng to lớn và đang thay đổi cách thức phát triển, triển khai
phần mềm và dịch vụ công nghệ thông tin và đã, đang mang lại nhiều lợi ích cho người
dùng.
Tuy vậy trong điện toán đám mây, còn nhiều vấn đề cấn phải được hoàn thiện để tăng
tích hiệu quả của mô hình này như vấn đề an ninh thông tin trên điện toán đám mây, vấn
đề cấp phát tài nguyên, vấn đề cân bằng tải trên điện toán đám mây.
Trong bài tiểu luận này, em trình bầy các vấn đề liên quan đến điện toán lưới và điện toán
đám mây bao gồm các phần chính sau:
+ Trình bầy cơ bản về điện toán lưới và điện toán đám mây
+ Tìm hiểu một số nền tảng phát triển trên điện toán đám mây
+ Tìm hiểu vấn đề an ninh thông tin trên điện toán đám mây
+ Tìm hiểu tình hình ứng dụng điện toán đám mây tại Việt Nam, một số khuyến nghị để
áp dụng điện toán đám mây ở Việt Nam và một số dự báo sự phát triển của điện toán đám
mây
+ Giới thiệu sơ lược về thuật toán tối ưu đàn kiến
+ Tìm hiểu, phân tích, nhận xét 2 bài báo khoa học về việc ứng dụng thuật toán tối ưu
đàn kiến trong việc lập lịch tài nguyên và cân bằng tải trong điện toán đám mây.
1
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU
1. Giới thiệu Grid computing – điện toán lưới
a. Nguồn gốc điện toán lưới
Cũng giống như các công nghệ tính toán khác, điện toán lưới xuất phát từ nhu cầu
tính toán của con người. Thực tiễn ngày càng đặt ra những bài toán phức tạp hơn và do
vậy các tổ chức cũng cần phải có năng lực tính toán mạnh mẽ hơn. Các tổ chức giải quyết
vấn đề này bằng hai cách:

Đầu tư thêm trang thiết bị, cơ sở hạ tầng tính toán(mua thêm máy chủ, máy trạm,
siêu máy tính, cluster…). Tuy nhiên cách làm này cómột nhược điểm là tốn kém tiền của,
số trang thiết bị sẽ tỉ lệ thuận với độ phức tạp của bài toán.
Có một cách làm khác hiệu quả hơn đó là phân bố lại tài nguyên hợp lý trong tổ
chức hoặc thuê thêm các nguồn tài nguyên từ bên ngoài (tất nhiên là việc thuê này sẽ có
chi phí ít hơn nhiều so với việc đầu tư mới trang thiết bị).
Cách giải quyết thứ hai này chính là mục tiêu và lànguồn gốc yêu cầu cho sự hình
thành của tính toán lưới. Các nhà khoa học tại Argone National Labs thuộc đại
học Chicago (Mỹ) là những người đầu tiên đề xuất ý tưởng về điện toán lưới. Cũng như
nhiều ý tưởng cách mạng khác trong tin học như World Wide Web, siêu máy tính … điện
toán lưới được hình thành bởi nhu cầu thực tế là mong muốn đạt tới giới hạn của khả
năng tính toán.
b. Khái niệm điện toán lưới
Hiện nay tồn tại khá nhiều định nghĩa khác nhau về điện toán lưới và vẫn chưa có
được một định nghĩa nào được coi là chuẩn. Khóa luận trình bày định nghĩa về tính toán
lưới của Ian Foster, đây là định nghĩa sớm và chuẩn nhất về điện toán lưới, định nghĩa
này được ông đưa ra trong một bài báo được mang tên “What is Grid ?”.
2
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
“Grid là một loại hệ thống tính toán song song, phântán 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”
Ta cũng có thể hiểu rằng: điện toán lưới là một cơ sở hạ tầng tin học cụ thể báo
gồm và phần cứng và phần mềm cho phép người sử dụngkhai thác các tài nguyên trên cá
máy trạm hay máy chủ với tốc độ cao với độ tin cậy, giá thành chấp nhận được và hệ

thống có xu hướng trong suốt với người dùng. Điện toán lưới chính là bước phát triển
tiếp theo của tính toán phân tán. Mục đích làtạo ra một máy tính ảo với người sử dụng, nó
có khả năng tính toán lớn, thậm chí trên cả một siêu máy tính.
Ý tưởng về điện toán lưới rất có ý nghĩa thực tế. Bởi lẽ, hiện nay theo các nghiên
cứu thì các máy tính cá nhân thường chỉ sử dụng từ 5-10% năng lực tính toán còn các
máy chủ, siêu máy tính cũng chỉ sử dụng đến 20% năng lực tính toán, đây là sự phí phạm
một nguồn tài nguyên tính toán rất lớn. Việc tận dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên này
có thể mạng lại một sức mạnh tính toán khổng lồ. Điện toán lưới sẽ là một giải pháp hữu
hiệu khi mà mục đích sử dụng của nó tập trung vào sử dụng tốt hơn và có hiệu quả hơn
các nguồn tài nguyên nhằm chia sẻ các ứng dụng và tăng cường sự hợp tác trong các
dự án. Thuật ngữ “lưới” ở đây xuất phát từ lưới điện (electricity grid), ngụ ý rằng
bất cứ một thiết bị tương thích nào đều có thể gắn vào trong lưới và được xếp ở một mức
tài nguyên nào đó mà không cần quan tâm đến nguồn gốc của tài nguyên đó. Trong tương
lai, điện toán lưới có thể cung cấp cho người sử dụng các dịch vụ đóng vai trò như là dịch
vụ cơ sở hạ tầng mà chúng ta có thể sử dụng hàng ngày như: điện, nước, giao thông, …
Các nghiên cứu về điện toán lưới đã và đang được tiến hành là nhằm tạo ra một cơ
sở hạ tầng lưới, cho phép dễ dàng chia sẻ và quản lý các tài nguyên đa dạng và phân tán
trong môi trường lưới. Các thách thức mà công nghệ lưới hướng tới giải quyết bao gồm:
Sự đa dạng và không đồng nhất của các tài nguyên
Tài nguyên ở đây được hiểu theo nghĩa tổng quát, đó có thể là các tài nguyên phần
cứng: tài nguyên tính toán, tài nguyên lưu trữ, các thiết bị đặc biệt khác, …; các tài
nguyên phần mềm: các CSDL, các phần mềm đặc biệt bản quyền đắt giá, các đường
truyền mạng, Các tài nguyên này có thể khác nhauvề mặt kiến trúc, giao diện, khả năng
3
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
xử lý,…Việc tạo ra một giao diện thống nhất cho phép khai thác và sử dụng hiệu quả các
nguồn tài nguyên này là hoàn toàn không dễ dàng.
Sự đa dạng về chính sách quản lý tài nguyên
Các tài nguyên không chỉ phụ thuộc về một tổ chức mà thuộc về nhiều tổ chức cùng tham
gia vào lưới. Các tổ chức này phải tuân thủ một số quy định chung khi tham gia vào lưới

còn nhìn chung là hoạt động độc lập tức làcác tài nguyên này đều có quyền tự trị. Các tổ
chức khác nhau thường có chính sách sử dụng hay cho thuê tài nguyên của họ khác
nhau, do vậy cũng gây khó khăn cho việc quản lý.
Sự phân tán của các tài nguyên
Dễ nhận thấy rằng các tài nguyên khi tham gia vào lưới là không tập trung, có thể
ở nhiều tổ chức nhiều vùng lãnh thổ khác nhau, miễn là các tài nguyên này có thể kết nối
được với nhau vì vậy phải có cơ chế quản lý sự phântán tài nguyên trong lưới.
Vấn đề an toàn, bảo mật thông tin
Môi trường lưới là một môi trường rất phức tạp, tuy rằng khi các tổ chức
cá nhân cùng tham gia vào một mạng lưới thì sẽ có các quy định áp dụng cho họ nhưng
cũng cần phải quan tâm đến việc bảo vệ an toàn thông tin cho các tổ chức khi tham gia
vào lưới, đây phải là một ưu tiên hàng đầu cho những người xây dựng hệ thống lưới.
Trong bài báo “What Is Grid ?” Ian Foster cũng đã đưa ra ba đặc điểm của một
hệ thống điện toán lưới:
Kết hợp chia sẻ các nguồn tài nguyên không đượcquản lý tập trung Grid tích hợp
và phối hợp các tài nguyên, người dùng thuộc nhiều vùng quản lý khác nhau, nhiều đơn
vị khác nhau trong một tổ chứcvà nhiều tổ chức khác nhau.
Công nghệ Grid tập trung giải quyết một số vấn đề bảo vệ tài nguyên, chính sách quản
trị, chi phí, thành viên, …nảy sinh trong quá trìnhchia sẻ và sử dụng tài nguyên.
Sử dụng các giao diện và giao thức chuẩn mang tính mở :
Điện toán lưới sử dụng các chuẩn mở để chia sẻ qua mạng những tài nguyên
phức tạp (trên các nền tảng kiến trúc phần mềm, phần cứng và ngôn ngữ lập trình khác
nhau), nằm tại những điểm khác nhau tùy vào khu vựchành chính. Nói cách khác nó “ảo
hóa” các tài nguyên tính toán.
4
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
Điện toán lưới thường bị nhầm với tính toán phân cụm, tuy nhiên có sự khác nhau
giữa hai kiểu tính toán này: cụm tính toán là một tập đơn các nút tính toán tập trung trên
một khu vực địa lý nhất định. Lưới tính toán gồm nhiều cụm tính toán và những tài
nguyên khác (như mạng, các thiết bị lưu trữ).

Cung cấp các dịch vụ có chất lượng cao
Điện toán lưới tạo ra một mô hình để giải quyết cácbài toán tính toán lớn bằng
cách sử dụng những tài nguyên rỗi (CPU, thiết bị lưu trữ) của một loạt các máy tính riêng
rẽ, thường là máy để bàn. Hệ thống này được coi là một cụm “máy ảo”, nhúng trong một
môi trường liên lạc phân tán.
Giới thiệu Cloud computing
Điện toán đám mây là một giải pháp toàn diện cung cấp công nghệ thông tin như
một dịch vụ. Nó là một giải pháp điện toán dựa trên Internet ở đó cung cấp tài nguyên
chia sẻ giống như dòng điện được phân phối trên lưới điện. Các máy tính trong các đám
mây được cấu hình để làm việc cùng nhau và các ứng dụng khác nhau sử dụng sức mạnh
điện toán tập hợp cứ như thể là chúng đang chạy trên một hệ thống duy nhất.
Tính linh hoạt của điện toán đám mây là một chức năng phân phát tài nguyên theo
yêu cầu. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng các tài nguyên tích lũy của hệ
thống, phủ nhận sự cần thiết phải chỉ định phần cứng cụ thể cho một nhiệm vụ. Trước
điện toán đám mây, các trang web và các ứng dụng dựa trên máy chủ đã được thi hành
trên một hệ thống cụ thể. Với sự ra đời của điện toán đám mây, các tài nguyên được sử
dụng như một máy tính gộp ảo. Cấu hình hợp nhất này cung cấp một môi trường ở đó các
ứng dụng thực hiện một cách độc lập mà không quan tâm đến bất kỳ cấu hình cụ thể nào.
Tại sao lại đổ xô vào đám mây?
Có các lý do có cơ sở và quan trọng về kinh doanh và công nghệ thông tin đối với sự
dịch chuyển sang mẫu hình điện toán đám mây. Việc coi thuê ngoài như một giải pháp có
những điểm cơ bản được xem là các lý do ấy.
- Chi phí giảm: Điện toán đám mây có thể làm giảm cả chi phí vốn (CapEx) lẫn chi
phí vận hành (OpEx) vì các tài nguyên chỉ được mua khi cần và chỉ phải trả tiền
khi sử dụng.
- Cách sử dụng nhân viên được tinh giản: Việc sử dụng điện toán đám mây giải
phóng đội ngũ nhân viên quý giá cho phép họ tập trung vào việc cung cấp giá trị
hơn là duy trì phần cứng và phần mềm.
5
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây

- Khả năng mở rộng vững mạnh: Điện toán đám mây cho phép khả năng điều
chỉnh quy mô ngay lập tức hoặc tăng lên hoặc giảm xuống, bất cứ lúc nào mà
không cần giao kết dài hạn.
2. Sự khác nhau giữa cloud computing và grid computing
Sự khác nhau giữa Grid Computing và Cloud Computing
Grid computing Cloud computing
Sức mạnh tính toán Tính toán mạnh hơn Grid
Computing; sử dụng khả
năng tính toán của internet
Sử dụng khả năng tính
toán trong nội bộ của
Cloud.
Lưu trữ Lưu trữ nhiều hơn Cloud
Computing; dùng các giao
thức để tìm kiếm các tài
nguyên thích hợp trên
mạng để lưu trữ.
Khả năng lưu trữ ít hơn
Grid Computing; dùng
các data center trong
việc lưu trữ
Tốc độ truyền dữ liệu
(trao đổi các resource
trong lúc thực thi)
Tốc độ chậm hơn Cloud
Computing; tốc độ của
đưởng truyền sử dụng
đường truyền internet, tốc
độ thường là mega byte.
Nhanh hơn Grid

Computing, việc trao
đổi resource thường
thực hiện bằng đường
truyền nội bộ, được xây
dựng để kết nối giữa các
data center. Tốc độ có
thể lên đến hàng giga
byte.
Khả năng mở rộng Có khả năng mở rộng.
Việc mở rộng được thực
hiện trên đường truyền
internet (khi có như cầu
sử dụng thêm resource thì
hệ thống sẽ tìm trên mạng
xem hiện có resource nào
đáp ứng nhu cầu của mình
phù hợp không).
Có khả năng mở rộng,
co lại dễ dàng và nhanh
(theo nhu cầu sử dụng).
Ví dụ: nếu trong một
thời điểm đang có 10
máy nhưng muốn có 20
máy thì Cloud
Computing có thể cung
cấp, hoặc muốn giảm
6
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
xuống chỉ sử dụng còn 5
máy; Cloud hổ trợ cho

việc này nhanh chóng.
Phạm vi Chủ yếu hướng tới khoa
học.
Chủ yếu hướng tới
thương mại, quan tâm
đến việc phục vụ nhu
cầu của khách hàng
thông qua việc cung cấp
các dịch vụ theo nhu
cầu của khách hàng.
Resource Việc sử dụng resource
thông qua việc tìm kiếm
các resource trên internet,
người dùng không thể cấu
hình tài nguyên theo ý
muốn của người dùng.
Cung cấp resource theo
dạng unified resource,
người dùng được phép
cấu hình resource theo
nhu cầu của người sử
dụng.
Phần này tập trung so sánh giữa Grids và Clouds ngang qua nhiều khía cạnh từ kiến trúc ,
mô hình bảo mật, mô hình thương mại, mô hình lập trình, ảo hóa, mô hình dữ liệu, mô
hình tính toán đến “nguồn gốc (provenance)” và ứng dụng. Cả hai mô hình tính toán về
mặt tổng quát thì giống nhau nhưng trong cụ thể thì có một số điểm khác biệt.
a Mô hình thương mại (Business Model)
Mô hình thương mại truyền thống trong các phần mềm trước đây là các hình thức
tính phí theo một máy tính. Trong Clouds mô hình thanh toán phí linh hoạt hơn nhiều,
người khách hàng chỉ cần trả theo nhu cầu sử dụng như các loại phí sinh hoạt hàng ngày

mà họ phải trả: điện, nước, gas v.v. Ngoài ra Clouds còn hỗ trợ khả năng mở rộng hệ
thống mang tính kinh tế, tức là người sử dụng có thể triển khai với hệ thống ngày một lớn
hơn với chi phí phù hợp. Các tiềm năng hiện có là các trung tâm dữ liệu lớn của các tập
đoàn Amazon, IBM, Sun, google v.v.
Người dùng trong tương lai chỉ cần một thẻ tín dụng đã có thể truy cập theo nhu
cầu đến hàng 100 000 bộ xử lý ngang qua hàng chục trung tâm dữ liệu trải khắp thế giới.
Mô hình thương mại của Grids là hướng đến các dự án nghiên cứu trong môi
trường học thuật như các đại học, viện nghiên cứu, phòng thí nghiệm của chính phủ.
TeraGrid làm một ví dụ điển hình cho hình thức thương mại của Grid, nó sử dụng hàng
7
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
chục Grid khác nhau từ các viện nghiên cứu trong cùng một quốc gia. Khi một tổ chức
nào đó gia nhập vào TeraGrid thì sẽ có thể truy cập đến các Girds khác và đồng thời có
thể sử dụng tài nguyên, kết quả thí nghiệm … trên hệ thống Grid này. Mô hình này đã
được ứng dụng rộng rải nhiều nơi trên thế giới. Có nhiều nỗ lực để xây dựng một Grid
kinh tế cho cở sở hạ tầng Grid toàn cầu, nó hỗ trợ thương mại, đàm phán, cung cấp dịch
vụ theo nhu cầu sử dụng, khả năng rủi ro, chi phí và sở thích của người sử dụng. Nếu như
các cố gắng này mang đến kết quả khả quan thì mô hình thương mại của Grids và Clouds
thật khó phân biệt trong tương lai.
c. Kiến trúc (Architecture)
Phần này trình bày mô hình kiến trúc của Grids và Clouds để làm nổi bật sự khác
biệt trong hướng tiếp cận của cả hai. Trong khi Grids tập trung trên việc tích hợp các tài
nguyên sẵn có gồm cả phần cứng, hệ điều hành, cở sở hạ tầng an ninh của các hệ thống
thì Clouds hướng đến các cấp độ khác nhau của dịch vụ nhằm đáp ứng tối đa nhu cầu
người sử dụng như SaaS, IaaS, PaaS.
Để hỗ trợ cho việc tạo ra các tổ chức ảo (Virtual Organizations) – một thực thể
luận lý mà bên trong nó các tài nguyên phân bố có thể được khám phá và chia sẻ như thể
trong cùng một tổ chức, Grids đã định nghĩa và cung cấp một tập các giao thức chuẩn,
phần mềm cơ sở (middleware), bộ công cụ và các dịch vụ được xây dựng trên tập giao
thức này. Khả năng hoạt động liên kết và tính an toàn là những vấn đề chính được quan

tâm cho cơ sở hạ tầng Grids bởi vì các tài nguyên có thể đến từ các miền quản trị khác
nhau, có cả chính sách sử dụng tài nguyên cục bộ và toàn cục khác nhau, các nền và cấu
hình phần cứng và phần mềm cũng khác nhau về khả năng sử dụng và tính sẵn sàng của
chúng.
Grids cung cấp các giao thức và dịch vụ ở 5 lớp khác nhau như được minh họa bởi hình
sau:
8
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
Hình 1 Kiến trúc Grid computing
Lớp connectivity định nghĩa các giao tiếp và chứng thực cốt lõi cho quá trình giao
tác an toàn và dễ dàng qua mạng. Lớp resource định nghĩa các giao thức công bố, khám
phá, đàm phán, giám sát, kế toán và thanh toán chi phí cho các hoạt động trên các tài
nguyên riêng biệt. Lớp collective nắm giữ sự tương tác ngang qua các tập tài nguyên,
dịch vụ thư mục cho phép giám sát và khám phá ra các tài nguyên tổ chức ảo. Cuối cùng
là lớp application bao gồm các ứng dụng người dùng được xây dựng trên đầu của các
giao thức.
Clouds được phát triển để giải quyết những bài toán tính toán mở rộng qua
Internet trong đó một số giả thiết là khác biệt so với Grids. Clouds thường được xem như
là một “hồ” tính toán và lưu trữ có thể được truy cập thông qua các giao thức chuẩn và
qua một giao tiếp trừu tượng. Thật ra Clouds có thể được hiện thực trên nhưng công nghệ
Grids đã tồn tại hàng thập niên nhưng hướng vào kiến trúc 4 lớp sau:
Lớp Fabric gồm các tài nguyên phần cứng, lớp Unified Resource chứa các tài
nguyên được trừu tượng hóa để có thể xuất hiện đồng nhất với người dùng, lớp Platform
thêm vào một tập các công cụ, phần mềm và dịch vụ trên lớp Unified Resource, lớp
Application là lớp chứa các ứng dụng chạy trên Clouds. Hình 2 minh họa một kiến trúc
của Clouds.
9
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
Hình 2: Kiến trúc Clouds computing
Kiến trúc của Clouds nhằm hướng đến ba mô hình dịch vụ sau: Software as a Service –

SaaS, Platform as a Service – PaaS, Infrastructure as a Service – IaaS.Tuy nhiên người sử
dụng có thể yêu cầu đan xen hay tổng hợp các loại hình dịch vụ này.
Infrastructure as a Service: Mô hình này cho phép cung cấp phần cứng, phần mềm
và thiết bị với hình thức chi trả dựa trên tài nguyên sử dụng. Cơ sở hạ tầng
(infrastructure) có thể mở rộng hay thu nhỏ một cách linh hoạt tùy theo nhu cầu.
Các ví dụ tiêu biểu là Amazon EC2 (Elastic Cloud Computing), S3 (Simple Storage
Service).
Platform as a Service: đưa ra môi trường tích hợp cấp cao để xây dựng, kiểm tra,
và triển khai các ứng dụng tùy ý. Một cách tổng quát các nhà phát triển ứng dụng sẽ phải
chấp nhận một số hạn chế trên các kiểu phần mềm mà họ có thể viết đổi lại tính mở rộng
gắn liền với ứng dụng. Ví dụ điển hình là Google App Engine.
Sofware as a Service: hướng tới việc phân phối phần mềm với yêu cầu cụ thể,
trong mô hình này người sử dụng có thể truy cập từ xa thông qua Internet và chi trả theo
mức độ sử dụng. Salesforce là một trong những nhà tiên phong cung cấp mô hình dịch vụ
này. Ngoài ra còn có Live Mesh của Microsoft cũng cho phép chia sẻ tập tin, thư mục
đồng thời qua nhiều thiết bị.
10
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
Từ kiến trúc của Clouds và Grids cho thấy do mục tiêu hướng đến khác nhau nên
chúng có cách giải quyết vấn đề và tổ chức hệ thống khác nhau.
d. Quản lý tài nguyên (Resource Management)
Quảng lý tài nguyên là vấn đề quyết định khả năng hoạt động của hệ thống và
đương nhiên nó không thể thiếu trong các hệ thống lớn như Grids và Clouds. Trong phần
này, đề cập đến những thách thức chính mà cả Grids và Clouds phải đối mặt để thấy được
điểm tương đồng và khác biệt trong hai mô hình.
Mô hình tính toán (Compute Model): Hầu hết các Grids sử dụng mô hình tính toán
bó batch-scheduled compute model) cùng với một bộ quản lý tài nguyên cục bộ như PBS,
SGE, Condor để quản lý tài nguyên tại các vị trí khác nhau. Với phương thức quản lý
này. Grids không thể phục vụ tốt cho các chương trình yêu cầu nhiều bộ xử lý và thực thi
trong thời gian dài. Chẳng hạn trong trường hợp một chương trình cần 100 bộ xử lý và

thực thi trong 60 phút, nó phải đợi đến khi hệ thống có đủ 100 bộ xử lý và rảnh trong 60
phút. Mô hình tính toán trong Clouds hoàn toàn khác, các người dùng được sử dụng tài
nguyên đồng thời mặc dù phải đảm bảo được chất lượng dịch vụ cho người sử dụng. Đây
cũng là một trong những thách thức của Clouds về khả năng mở rộng và khi số lượng
người dùng lớn.
Mô hình dữ liệu (Data Model): Mô hình dữ liệu có khuynh hướng trong tương lai
là mô hình tương tác tam giác như chỉ ra trong hình sau.
11
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
Tính toán Internet sẽ xoay quanh mô hình dữ liệu ở trên do các nguyên nhân
khách quan từ thực tiễn. Người khách hàng không muốn đưa các dữ liệu nhạy cảm hoặc
tối quan trọng lên xử lý và lưu trữ trên Clouds. Đồng thời, người dùng cũng muốn truy
cập đến dữ liệu riêng tư của họ ngay khi các giao tiếp mạng chậm hay hư hỏng. Ngoài ra,
công nghệ đa nhân (multicore - technology) cũng mang đến cho người dùng nhiều hệ
thống con mạnh mẽ trong tương lai.
Đối với Grids, thì mô hình tính toán tập trung vào dữ liệu đa được quan tâm từ
sớm, chẳng hạn như Data Grid đã được thiết kế dành riêng cho các ứng dụng tập trung
lớn trên dữ liệu. Do đó, Grids không cần thiết đưa ra định hướng phát triển mô hình dữ
liệu như Clouds thay vào đó nó đã có mô hình chuyên biệt để sử dụng.
Tính cục bộ của dữ liệu (Data Locality): Một thách thức chính trong vấn đề mở
rộng ứng dụng một cách hiệu quả là vị trí dữ liệu liên quan đối với các tài nguyên đã sẵn
sàng. Việc di dời dữ liệu ở xa về các bộ xử lý một cách liên tục là một hạn chế rõ rệt, hơn
nữa quá trình nhập xuất (I/O) dữ liệu từ xa có khác biệt lớn với I/O trên dữ liệu cục bộ
và ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của hệ thống. Đây là một định hướng được Clouds
quan tâm giải quyết. Quá trình xử lý dữ liệu là kết hợp dữ liệu liên quan và tiến trình
(process) xử lý nó trong cùng một nút (node), do đó vấn đề “data locality” sẽ được giải
quyết một cách hiệu quả. Về phía Grids,
dữ liệu được lưu trữ dựa trên các hệ thống file chia sẻ như NFS, GPFS, PVFS v.v. Nơi
mà tính “data locality” không dễ dàng áp dụng, đây cũng là một điểm yếu của Grids so
với Clouds.

Kết hợp tính toán và quản lý dữ liệu(Combining compute and data management):
Tính cục bộ của dữ liệu chỉ hiệu quả khi mà số lượng người dùng và qui mô chưa thực sự
lớn. Khi hệ thống ngày càng mở rộng thì vấn đề kết hợp tính toán và quản lý dữ liệu trở
thành yếu tố quan trọng cho việc cải thiện hiệu suất. Đó là bài toán định thời công việc
(job) gần với dữ liệu mà nó sử dụng trong suốt quá trình thực thi tránh tối đa hoạt động di
dời dữ liệu qua mạng. Girds đã có các mô hình tập trung cho các ứng dụng dữ liệu khổng
lồ còn Clouds thì sẽ phải đối mặt với vấn đề này trong tương lai.
Ảo hóa (Virtualization): Đây là công nghệ được khai thác mạnh mẽ trong hầu hết các
Clouds. Không giống như mô hình tính toán của Grids, Clouds đòi hỏi chạy nhiều ứng
dụng người dùng và tất cả các ứng dụng này phải được thực hiện một cách đồng thời đối
với người sử dụng. Bên cạnh đó mỗi người dùng có cảm giác như là họ đại sở hữu toàn
bộ tài nguyên sẵn có. Công nghệ ảo hóa cung cấp mức trừu tượng thiết yếu cho việc hợp
nhất tài nguyên nhằm đạt được mục tiêu này. Đồng thời ảo hóa còn cho phép mỗi ứng
12
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
dụng có thể được đóng gói(encapsulate) để có thể cấu hình, triển khai, bắt đầu, di chuyển,
tạm dừng, tiếp tục, dừng hẳn, v.v. và vì vậy cung cấp tính độc lập, khả năng quản lý,
bảo mật tốt hơn. Grids không dựa vào công nghệ ảo hóa nhiều như Clouds, nhưng để
đảm bảo được tính riêng tư cho các tổ chức ảo trên tài nguyên thì công nghệ ảo hóa cũng
được sử dụng trong lưới chẳng hạn như Nimbus.
Giám sát (Monitoring): Một thách thức khác mà công nghệ ảo hóa mang lại cho Clouds
đó là việc giám sát tài nguyên. Vấn đề giám sát tài nguyên trên Clouds chưa được tổ chức
trực tiếp như Grids. Grids đề ra các mô hình tin cậy khác nhau để người dùng được ủy
quyền có thể truy cập các tài nguyên khác nhau trên các Grid khác nhau và quá tình duyệt
tài nguyên này được đảm bảo an toàn. Hơn nữa, Grids không có độ trừu tượng cao và tận
dụng ảo hóa như Clouds, ví dụ công cụ giám sát Ganglia có thể theo dõi các cluster và
Grids phân tán một cách khá hiệu
quả và được chấp nhận rộng rải trong cộng đồng Grids. Khả năng giảm sát tài nguyên của
Clouds gặp nhiều thách thức do mục tiêu đề ra của nó về việc cân bằng quá trình giám sát
các ứng dụng thương mại, quản lý máy chủ xí nghiệp, giám sát máy ảo, bảo trì phần

cứng v.v. Do đó trong tương lai gần Clouds sẽ hướng đến việc cung cấp khả năng tự bào
trì, cấu hình và quản lý về phía người dùng.
Nguồn gốc dữ liệu(Provenance): Đây là quá trình hướng dẫn về nguồn gốc, lai lịch của
các sản phẩm dữ liệu bao gồm tất cả các dữ liệu nguồn, sản phẩm dữ liệu trung gian, và
các thủ tục được ứng dụng vào trong sản phẩm dữ liệu. Thông tin này là cần thiết để hiểu,
khám phá, hợp lệ và chia sẻ các sản phẩm dữ liệu cũng như các ứng dụng, chương trình
dẫn xuất từ nó. Trong Grids “provenance” đã được triển khai thành các hệ thống
workflow và được sử dụng hiệu quả. Ngược lại, Clouds còn chưa khai thác lĩnh vực này
và có nhiều thách thức trong việc theo
vết dữ liệu ngang qua các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau, ngang qua các phần mềm
khác nhau và các lớp phần cứng trừu tượng thuộc một nhà cung cấp.
e. Mô hình lập trình (Programming Model)
Mặc dù mô hình lập trình trong môi trường Grids không có các khác biệt về cơ
bản so với các môi trường lập trình song song và phân bố truyền thống. Nó có một số vấn
đề phức tạp như nhiều miền quản trị, tài nguyên bất đồng bộ, hiệu suất và tính ổn định,
điểu khiển ngoại lệ trong môi trường có tính linh động cao v.v. Mục đích chính của
Grids là các ứng dụng khoa học đòi hỏi khả năng mở rộng cao, mở rộng đến khối lượng
tài nguyên lớn và thực thi vừa nhanh vừa hiệu quả, do dó các chương trình cần phải hoàn
13
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
tất một cách chính xác nên phải xem xét đến độ tin cậy và khả năng kháng lỗi trong môi
trường Grids.
Ngoài các môi trường lập trình truyền thống như MPI, Globus Toolkit, còn có một
một mô hình lập trình được quan tâm gần đây là MapReduce. MapReduce thật ra chỉ là
một mô hình lập trình song song khác nhằm vào các hệ thống với khối lượng dữ liệu lớn.
Nó được xây dựng dựa trên hai từ khóa chính là “map” và “reduce” mượn từ ngôn ngữ tự
nhiên. Chức năng “map” là cung cấp thao tác cụ thể lên một tập dữ liệu và sinh ra một tập
dữ liệu mới. Thao tác “reduce” ngược lại sẽ thu gom các dữ liệu lại. Một hiện thực mã
mở của mô hình này là Hadoop và đang được quan tâm trong Clouds.
Clouds về khái quát chấp nhận các Web Services APIs, nơi mà người dùng cấu

hình và lập trình dịch vụ Cloud dựa trên các API được trình bày trong Web Services. Các
giao thức HTTP và SOAP là những giao thức chuẩn được chọn trong các dịch vụ này.
Mặc dù Clouds chấp nhận một số giao thức tổng quát như HTTP và SOAP, khả năng tích
hợp và liên kết giữa các dịch vụ lẫn ứng dụng vẫn là một thách thức lớn khi người sử
dụng làm việc với các nhà cung cấp Clouds khác nhau.
f. Mô hình ứng dụng (Application Model)
Grids một cách tổng quát hỗ trợ nhiều loại ứng dụng khác nhau và hỗ trợ tốt cho
các ứng dụng hiệu suất cao (high performance computing - HPC). HPC là các ứng dụng
song song chạy trên một hệ thống cục bộ không phải qua internet. Mặt khác Clouds
Computing cũng hỗ trợ các loại ứng dụng tương tự Grids nhưng không đạt được tính hiệu
quả đối với các ứng dụng HPC. Bởi vì Clouds còn trong quá trình sơ khai, nó còn nhiều
vấn đề cần giải quyết.
g. Mô hình bảo mật (Security Model)
Clouds hầu như bao gồm các trung tâm dữ liệu (data center) chuyên dụng thuộc về
cùng một tổ chức, nó mang tính đồng nhất khác biệt hoàn toàn với môi trường Grids. Mô
hình bảo mật của Clouds hiện tại đơn giản và ít an toàn hơn các mô hình sẵn có của
Grids. Tiêu biểu là Clouds dựa trên Web tạo ra tài khoản người dùng, cho phép họ đặt lại
mật khẩu và nhận mật khẩu mới thông qua email trong một môi trường không mã hóa và
không an toàn. Chú ý rằng, người dùng có thể dễ dàng sử dụng Clouds ngay lập tức với
chỉ một thẻ tín dụng hay địa chỉ email. Ngược lại hoàn toàn, Grids hạn chế hơn về tính
bảo mật. Chẳng hạn, mặc dù thông qua Web để tạo tài khoản người dùng, thông tin nhạy
cảm về tài khoản, mật khẩu được yêu cầu giao tiếp giữa người với người để xác nhận rõ
ràng người dùng được ủy quyền.
14
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
Tính bảo mật là một vấn đề quan trọng được quan tâm trong Cloud Computing.
Có 7 điểm chính mà một người dùng Clouds cần chú ý khi quyết định sử dụng:
- Truy cập bởi người dùng có quyền hạn: Việc dữ liệu nhạy cảm được xử lý bên ngoài
xí nghiệp cần đảm bảo rằng nó chỉ truy cập và lan truyền bởi người sử dụng có đặc
quyền.

- Đồng thuận về điều chỉnh : Người khách hàng cần phải biết được nhà cung cấp Clouds
có thực hiện các thao tác ngoài luồng trên dữ liệu của họ hay không.
-Vị trí dữ liệu: Do người dùng không biết nơi lưu trữ dữ liệu của họ, nhà cung cấp
Clouds phải đảm bảo lưu trữ và xử lý dữ liệu đúng theo thỏa thuận pháp lý ban đầu và
phải tuân thủ yêu cầu về tính riêng tư của người khách hàng.
- Sự tách biệt về dữ liệu: Dữ liệu giữa các người sử dụng khác nhau phải được lưu trữ
riêng biệt.
- Khôi phục: Nhà cung cấp Clouds phải có cơ chế nhân bản và khôi phục dữ liệu trong
trường hợp có hỏng hóc xảy ra.
- Hỗ trợ kiểm tra: Các dịch vụ Clouds rất khó kiểm tra, nếu như điều đó là quan trọng
với khách hàng thì nhà cung cấp dịch vụ cũng phải có có chế hỗ trợ.
- Tính lâu dài: Dữ liệu trên Clouds phải tồn tại lâu dài bền vững ngay khi nhà cung cấp
Clouds bị thu mua bởi một tập đoàn khác.
Việc so sánh giữa Grids và Clouds trong thời điểm hiện tại chỉ phản ánh được phần nào
các ưu và khuyết điểm hiện có của chúng. Nhưng cả hai cộng đồng này vẫn đang không
ngừng phát triển để hoàn thiện. Để hiểu rõ hơn vể chúng cần có những tài liệu chuyên sâu
hơn và không ngừng cập nhật không thuộc phạm vi của báo cáo, dưới đây là một số bài
báo đã tham khảo
15
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
CHƯƠNG II. CLOUD COMPUTING
1 Định Nghĩa
Thuật ngữ “cloud” được sử dụng như một phép ẩn dụ cho mạng Internet, dựa trên
cách vẽ đám mây thể hiện cho một mạng lưới nào đó. Còn thuật ngữ “computing” là các
hoạt động hướng mục tiêu từ việc sử dụng công nghệ thông tin, bao gồm các hệ thống
phần cứng và phần mềm được sử dụng cho một phạm vi mục đích rộng như: xử lý, cấu
trúc, và quản lý nhiều dạng thông tin khác nhau.Theo Viện Tiêu Chuẩn và Công Nghệ
Mỹ (NIST):“Điện toán đám mây là một mô hình cho phép truy cập mạng theo nhu cầu,
thuận tiện, sẵn có tới một luồng dùng chung các tài nguyên máy tính có thể cấu hình
được (như mạng lưới, máy chủ, kho lưu trữ, ứng dụng, dịch vụ) mà có thể nhanh chóng

cung cấp và giải phóng với nỗ lực quản lý hay tương tác nhà cung cấp dịch vụ tối thiểu.”
Theo Wikipedia:
“Điện toán đám mây là điện toán dựa trên mạng Internet, theo đó các tài nguyên, phần
mềm và thông tin chia sẻ được cung cấp cho các máy tính và các thiết bị khác theo yêu
cầu, giống như mạng lưới điện.”
3. Tính chât cơ bản của Cloud Computing
Tự dịch vụ theo nhu cầu (On-demand self-service): Một người dùng có thể đơn
phương cung cấp các khả năng tính toán như thời gian sử dụng máy chủ và kho lưu trữ
mạng, khi cần mà không cần yêu cầu tác động nhiều từ nhà cung cấp dịch vụ.
Truy cập mạng khắp nơi (Ubiquitous network access): Khả năng này là sẵn có qua
mạng và được truy cập qua các cơ chế tiêu chuẩn thúc đẩy việc sử dụng bởi các nền tảng
hoặc dày hoặc mỏng không đồng nhất khác nhau (ví dụ, điện thoại di động, laptop, và
PDA).
Tổng hợp tài nguyên độc lập vị trí (Location independent resource pooling): Tài
nguyên máy tính của nhà cung cấp được tổng hợp để phục vụ người dùng sử dụng mô
hình đa người dùng (multi-tenant), với các tài nguyên ảo và vật lý khác nhau được bàn
giao và thu hồi tự động theo nhu cầu của người sử dụng.
Khả năng đàn hồi nhanh (Rapid elasticity): Khả năng này có thể được cung ứng
nhanh để mở rộng và giải phóng nhanh để thu hẹp.
Chi trả theo việc sử dụng (Pay per use): Khả năng này được thanh toán bằng cách
sử dụng mô hình lập hoá đơn theo quảng cáo, phí dịch vụ, hay việc đo đạc để thúc đẩy
16
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
việc tối ưu hoá việc sử dụng tài nguyên. Ví dụ, đo đạc kho lưu trữ, băng thông, và tài
nguyên máy tính đã sử dụng và thanh toán cho những tài khoản người dùng đã kích hoạt
theo từng tháng.
4. Các mô hình cloud computing
a Mô hình dịch vụ
• Infrastructure as a Service – IaaS ( Hạ tầng như một dịch vụ):
Là mô hình cung cấp dịch vụ mà khách hàng sử dụng việc xử lý, kho lưu trữ, mạng

lưới, và các tài nguyên máy tính khác. IaaS có khả năng cung cấp nhanh và đàn hồi,
cùng với việc kiểm soát tài nguyên. Trong mô hình này khách hàng có thể triển khai,
thực thi phần mềm và các dịch vụ mà không cần quản lý hay điều khiển các tài
nguyên cơ sở (máy chủ, mạng, kho lưu trữ). Dịch vụ IBM Research Compute Cloud
(RC2), Amazon EC2 là những ví dụ điển hình về loại hình dịch vụ này.
• Platform as a Service – PaaS (Nền tảng như một dịch vụ):
Là mô hình cung cấp dịch vụ mà khách hàng có thể sử dụng ngôn ngữ lập trình, công
cụ, nền tảng để phát triển và triển khai ứng dụng trên nền tảng dùng chung với khả
năng kiểm soát môi trường và ứng dụng đã triển khai. IBM Workload Deployer,
Google App Engine, Windows Azure, Force.com từ Salesforce là những ví dụ về
PaaS
• Software as a Service – SaaS (Phần mềm như một dịch vụ ):
Là mô hình phổ biến mà khách hàng sử dụng các ứng dụng chuyên môn từ các thiết bị
khác khác nhau qua một trình duyệt Web trên nền tảng dùng chung mà không cần
quản lý hay kiểm soát tài nguyên cơ sở. Ví dụ, Gmail, Google Docs, IBM LotusLive.
• Business Process as a Service-BPaaS (Quy trình nghiệp vụ như một dịch vụ ):
Là một mô hình mới nổi mà khách hàng có thể sử dụng các kết quả kinh doanh bằng
cách truy cập các dịch vụ nghiệp vụ qua giao hiện trung tâm Web trên nền tảng dùng
chung. Ví dụ nghiệp vụ quản lý phúc lợi nhân viên, dịch vụ du lịch, dịch vụ đấu thầu,
vân vân.
17
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
Hình 4: Mô hình triển khai Điện toán đám mây
h. Mô hình triển khai
• Đám mây tư nhân (Private Cloud)
Là hệ thống CNTT được sở hữu và quản lý trong mạng nội bộ của một doanh nghiệp
phía sau tường lửa. Truy cập vào đám mây tư nhân được giới hạn đối với người dùng.
Đám mây tư nhân điều khiển sự hiệu quả, sự chuẩn hoá và các thực hành tốt nhất
trong khi vẫn duy trì sự tuỳ biến và kiểm soát cùng với tổ chức. Trong môi trường
đám mây tư nhân, tất cả tài nguyên, nguồn lực là thuộc nội bộ doanh nghiệp. Việc

quản lý đám mây cũng thuộc nội bộ doanh nghiệp.
• Đám mây công cộng(public cloud):
Là hệ thống CNTT được cung cấp trên mạng Internet, được sở hữu và quản lý bởi nhà
cung cấp dịch vụ. Người dùng cần đăng ký để được cấp quyền truy cập vào đám mây
công cộng. Đám mây công cộng cung cấp một tập hợp các quy trình thương mại, ứng
dụng, dịch vụ hạ tầng được chuẩn hoá theo mức giá linh hoạt dựa trên việc sử dụng.
Mô hình đa người thuê là đặc điểm chính của dịch vụ đám mây công cộng.
• Đám mây lai:
Là sự kết hợp những đặc điểm của cả đám mây công cộng và đám mây tư nhân, mà ở
đó các phương thức cung cấp dịch vụ trong và ngoài được kết hợp. Ví dụ trong trường
18
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
hợp đám mây tư nhân ngoài mặt bằng doanh nghiệp, tài nguyên thì được dành riêng,
nhưng nó lại không phải là tài sản của doanh nghiệp đó. Doanh nghiệp quản lý danh
mục dịch vụ và các quy tắc, còn nhà cung cấp dịch vụ đám mây vận hành và quản lý
hạ tầng đám mây và luồng tài nguyên.
5. Lợi ích và khó khăn khi triển khai cloud
a Cloud có phải là giải pháp tối ưu cho các doanh nghiệp?
Điều đó phụ thuộc vào quy mô của công ty, và tính chất kinh doanh mà doanh
nghiệp đó theo đuổi. Đối với các doanh nghiệp hoạt động mà dữ liệu của công ty mang
tính chất là sống còn trong việc kinh doanh thì công ty đó sẽ xây dựng nên một hệ thống
riêng trong công ty của mình vận hành như hệ thống lưu trữ của các ngân hàng. Nhưng
đối với các doanh nghiệp nhỏ thì Cloud có lẽ là giải pháp tối ưu do họ không phải đầu tư
vào cơ sở hạ tầng và cũng không cần phải có phòng để quản lý, bảo trì vận hành hệ thống
(như vấn đề về việc thay thế các thiết bị lưu trữ, phải bảo đảm nhiệt độ của hệ thống làm
việc tốt, ngoài ra còn vấn đề về năng lượng tiêu thụ của hệ thống), và dữ liệu của công ty
thì có lẽ không quan trọng lắm.
Ngoài ra với các dịch vụ PaaS, thì vấn đề phụ thuộc vào nền tảng của nhà cung
cấp dịch vụ là rất nhiều. Ví dụ với Google và dịch vụ Google App Engine thì khi khách
hành phát triển một ứng dụng trên đó thì sẽ phụ thuộc vào Google, vì hiện nay vấn đề

API chưa được chuẩn hóa giữa các nhà cung cấp dịch vụ theo dạng này trong Cloud
Computing. Vì vậy nếu hệ thống của Google có trục trặc hay có vấn đề khác. Nếu những
điều đó làm ứng dụng của mình không chạy được thì ứng dụng của mình cũng không thể
chạy ở nơi khác vì nền tảng bên dưới mà nhà cung cấp dịch vụ đã che dấu và cũng không
phải là mã nguồn mở.
i. Những thuận lợi và khó khăn của cloud computing
• Tính sẵn sàng
Hiện nay, việc sử dụng các dịch vụ của cloud computing làm cho người sử dụng lo
lắng đến tính sẵn sàng của dịch vụ mà họ sử dụng. Nên đây là một lý do có thể làm cho
người sử dụng ngại sử dụng các dịch vụ của Cloud Computing. Nhưng hiện tại, những
người sử dụng dịch vụ của Cloud Computing có thể an tâm về chất lượng dịch vụ. Ví dụ
như trong SaaS có dịch vụ tìm kiếm của Google, hiện tại khi người dùng truy cập vào
trang web sử dụng dịch vụ tìm kiếm này thì có thể an tâm rằng mình luôn được đáp ứng
nếu mình truy cập không được thì có thể đó là vấn đề do kết nối đường truyền mạng.
Năm 2008, có một cuộc khảo sát về chất lượng dịch vụ thì có hai hãng hàng đầu đạt chất
lượng phục vụ tốt về tích sẵn sàng của dịch vụ.
19
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
Hình 5. Bảng khảo sát chất lượng dịch vụ
Ngoài ra sự đe dọa đến tính sẵn sàng của dịch vụ còn nằm ở chổ, khi dịch vụ bị tấn công
bằng cách DDOS (distributed denial of service attacks).Với kiểu tấn công này làm cho
các nhà cung cấp dịch vụ tốn một khoảng tiền lớn để đối phó với cách tấn công này.
• Data lock-in
Hiện nay các phần mềm đã được cải thiện khả năng tương tác giữa các nền tảng
khác nhau, nhưng các hàm API của Cloud Computing vẫn còn mang tính đôc quyền,
chưa được chuẩn hóa. Do đó khi một khách hàng viết một ứng dụng trên một nền tảng do
một nhà cung cấp dịch vụ thì ứng dụng đó sẽ chỉ được sử dụng trên các dịch đó, nếu đem
ứng dụng đó qua một nền tảng khác do một nhà cung cấp dịch vụ khác cung cấp thì có
thể không chạy được. Điều này dẫn đến người sử dụng phụ thuộc vào nhà cung cấp dịch
vụ. Ngoài ra nhà cung cấp dịch vụ cũng sẽ tập trung hơn để phát triển dịch vụ của mình

để phục vụ nhu cầu người sử dụng tốt hơn.
Ngoài ra việc sử dụng các dịch vụ của cloud computing cũng gây ra một vấn đề,
khi dữ liệu của người sử dụng dịch vụ lưu trữ trên hệ thống của nhà cung cấp dịch vụ thì
có điều gì đảm bảo cho người sử dụng là dữ liệu của mình sẽ an toàn, không bị rò rỉ ra
bên ngoài. Hiện nay, về mặt kỹ thuật thì vẫn chưa có cách nào hiệu quả để giải quyết vấn
đề trên. Điều này dẫn đến việc thực hiện hay sử dụng thường xảy ra đối với các nhà cung
cấp dịch vụ có tiếng, uy tín.
Ví dụ: tháng 8 năm 2008 khi dịch vụ lưu trữ dữ liệu trực tuyến của Linkup bị
hỏng, sau khi phục hồi lại hệ thống thì phát hiện ra mất 45% dữ liệu của khách hàng. Sau
sự cố này thì uy tín và doanh thu của công ty hạ xuống. Khoãng 20.000 người dùng dịch
vụ của Linkup đã từ bỏ nhà cung cấp nay để tìm đến một nhà cung cấp dịch vụ mới. Và
sau đó dịch vụ này phải dựa trên một dịch vụ lưu trữ trực tuyến khác để tồn tại là
Nirvanix, và hiện nay hai công ty này đã kết hợp với nhau trong việc cung cấp dịch vụ
lưu trữ trực tuyến.
Từ ví dụ trên ta thấy nếu các các nhà cung cấp dịch vụ có cơ chế chuẩn hóa các
API thì các nhà phát triển dịch vụ có thể triển khai dịch vụ trên nhiều nhà cung cấp dịch
20
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
vụ, khi đó một nhà cung cấp dịch vụ nào đó bị hỏng, thì dữ liệu của các nhà phát triển
không mất hết mà có thể nằm đâu đó trên các nhà cung cấp dịch vụ khác. Nếu như cách
này được các nhà cung cấp dịch vụ thể hiện thì sẽ dẫn đến cuộc cạnh tranh về giá của nhà
cung cấp. Hai tham số ảnh hưởng đến việc lựa chọn một dịch vụ lúc đó là:
Tham số thứ nhất là chất lượng dịch vụ tương xứng với giá mà người sử dụng trả
cho nhà cung cấp dịch vụ. Hiện nay có một số nhà cung cấp dịch vụ có giá cao gấp 10 lần
so với các nhà cung cấp khác, nhưng nếu nó có chất lượng tốt cộng thêm các tính năng hỗ
trợ người dùng như: tính dễ dùng, một số tính năng phụ khác…
Tham số thứ hai, ngoài việc giảm nhẹ data lock – in, thì việc chuẩn hóa các API sẽ
dẫn đến một mô hình mới: cơ sở hạ tầng cùng phần mềm có thể chạy trên private cloud
hay public cloud.
• Bảo mật và kiểm tra dữ liệu

Như đã phân tích ở phần trước đó, khi đưa dữ liệu lên cloud thì một câu hỏi đặt ra
là: dữ liệu của mình có an toàn không? Do đó các dữ liệu nhạy cảm của các công ty
thường không để lên cloud lưu trữ. Việc để dữ liệu lên đó sẽ làm cho khả năng bị nhiều
khác truy xuất hơn. Và vấn đề này đang là một thách thức thực sự đối với công nghệ hiện
đại trong việc việc bảo mật dữ liệu. Hiện nay có một giải phát là những người dùng dịch
vụ Cloud phải mã hóa dữ liệu trước khi đưa lên hệ thống cloud, và khi muốn sử dụng dữ
liệu này thì phải thực hiện công việc giải mã này ở máy local. Ví dụ việc mã hóa dữ liệu
trước khi đưa lên cloud sẽ bảo mật hơn so với đem dữ liệu lên cloud mà không có mã
hóa. Mô hình này đã có những thành công nhất định đối với đối với việc sử dụng TC3,
đây là công ty về chăm sóc sức khỏe (công ty này sử dụng hệ thống TC3), dữ liệu của họ
là những thông tin nhạy cảm ( dữ liệu của họ chủ yếu là về các thông tin bệnh của các
bệnh nhân).
Ngoài ra, còn có thể thêm vào việc ghi nhận lại các thộng tin mà hệ thống đã làm, và sử
dụng các hệ điều hành ảo khi cung cấp dịch vụ IaaS sẽ làm cho ứng dụng của mình khó
bị tấn công hơn.
Việc bảo mật dữ liệu ngoài các vấn đề về kỹ thuật thì nó còn liên quan đến các vấn
đề khác như con người, các đạo luật… Việc sử dụng các luật bảo vệ người sử dụng dịch
vụ cloud khi họ đưa dữ liệu của mình lưu trữ trên Cloud, thì các nhà cung cấp dịch vụ
phải bảo đảm dữ liệu của khách hàng không bị rò rỉ ra bên ngoài.
Thêm vào đó các nhà cung cấp dịch vụ SaaS còn cung cấp cho người dùng cơ chế
lựa chọn vị trí mà người dùng muốn lưu trữ dữ liệu cũa mình. Ví dụ: Amazon cung cấp
21
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
dịch S3, khi sử dụng dịch vụ này người dùng có thể lưu trữ dữ liệu vật lý của mình ở
châu Âu hay ở Mỹ.
• Việc gây ra thắc cổ trai trong việc truyền dữ liệu
Đối với các ứng dụng, mà lúc đầu ứng dụng bắt đầu chạy thường thì dữ liệu ít, và
càng về sau thì dữ liệu càng nhiều. Và ngoài ra có thể có ứng dụng chạy trên Cloud mà
dữ liệu có thể lưu ở các vị trí khác nhau. Khi lúc ứng dụng này chạy có thể dẫn đến việc
vận chuyển giữa các dữ liệu (việc vận chuyển dữ liệu giữa các data center). Hiện nay giá

của việc vận chuyển dữ liệu là 100$ đến 150$ cho mỗi terabyte vận chuyển. Khi ứng
dụng chạy càng về sau thì chi phí này có thể càng tăng lên, làm cho chi phí truyền tải dữ
liệu là một vấn đề quan trọng trong chi phí vận hành ứng dụng. Và vấn đề này cũng đã
được các nhà cung cấp dịch vụ Cloud và những người sử dụng Cloud suy nghĩ đến. Và
vấn đề này đã được giải quyết trong dịch vụ Cloudfront mà công ty Amazon đã phát
triển.
• Khó tiên đoán trong hiệu suất thực thi của máy tính
Khi nhiều máy ảo chạy cùng chạy, thì vấn đề chia sẽ về CPU hay bộ nhớ đạt hiệu
quả cao, nhưng vấn đề giao tiếp IO của các máy ảo này gây ra nhiều vấn đề về hiệu suất.
Hình 6. Biểu đồ so sánh hiệu xuất chạy 72 máy ảo trên EC2 giữa các máy chia sẻ bộ nhớ
(a) và máy chia sẻ ổ cứng (b)
22
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
Để giảm ảnh hưởng của việc truy xuất vào ổ cứng. Ta có thể dùng flash để hạn chế trong
giảm hiệu suất này.
• Đáp ứng nhu cầu khả năng lưu trữ của người dùng
Đây là một tính năng khá tốt của Cloud Computing, phục vụ theo nhu cầu người
dùng: khi người dùng muốn mở rộng khả năng lưu trữ do nhu cầu tăng lên thì hệ thống
có nhiệm vụ cung cấp đủ dung lượng cho người sử dụng, khi người dùng muốn giảm khả
năng lưu trữ thì hệ thống có nhiệm vụ thu hồi dung lượng đã cấp cho người sử dụng.
Điều này gây ra khó khăn trong việc quản lý hệ thống lưu trữ (khi một người sử
dụng mua một khoảng dung lượng thì phải cung cấp cho người đó bao nhiêu? vừa đủ cho
người sử dụng yêu cầu hay nhiều hơn yêu cầu?), tăng độ phức tạp cấu trúc dữ liệu (cấu
trúc dữ liệu làm sao hổ trợ vấn đề lưu trữ, vấn đề duyệt, vấn đề mở rộng ), hiệu suất truy
xuất dữ liệu trong ổ cứng không cao (nếu phục vụ nhu cầu của người sử dụng thì hệ
thống lưu trữ của mình có thể dễ bị hiện tượng phân mảnh trong lưu trữ). Điều này dẫn
đến vần đề nghiên cứu tạo ra một hệ thống lưu trữ sao cho tiện lợi trong phục vụ nhu cầu
khả năng lưu trữ của người sử dụng.
• Khả năng tự co giãn của hệ thống
Hiện nay, Google triển khai platform Google App Engine giúp đỡ các developer

phát triển web application. Khi người sử dụng dùng dịch vụ này của Google khi triển
khai ứng dụng, nếu ứng dụng của mình sử dụng hết tài nguyên mua của Google nếu mình
chọn ở mức mua dữ liệu (Google còn cung cấp thêm một mức là sử dụng miễn phí không
có chức năng này) thì khi đó google tự động cung cấp thêm tài nguyên (dung lượng lưu
trữ, số clock mà CPU chạy cho ứng dụng) cho ứng dụng ta chạy đồng thời tính thêm tiền
cần. Đây cũng là một thách thức trong việc nhận ra khi nào tài nguyên người sử dụng đã
dùng ở mức quá hạn và cung cấp thêm tài nguyên người dùng (đây là vấn đề cần thiết
nếu nhà cung cấp dịch vụ không cung cấp kịp tài nguyên thì hệ thống người dùng triển
khai trên nên tảng của nhà cung cấp dịch vụ có thể gây ra tình trạng hỏng).
Ngoài ra nếu giải quyết được bài toán tự co giãn tài nguyên của người sử dụng
thuê thì nhà cung cấp dịch vụ cũng sẽ tiết kiệm được một khoảng tiền. Theo nghiên cứu
của của trường đại học California thì khi một hệ thống hoạt động ở trạng thái hoạt động
nhiều nhất, cũng chỉ sử dụng 2/3 công suất của hệ thống. Vậy nếu giải quyết tốt thì khi
nhà cung cấp dịch vụ cho thuê 2 máy, có thể điều chỉnh hiệu suất của 2 máy này đạt hiệu
quả hơn. Giả sử hệ thống ta có thể cung cấp 100%, giả sử rằng ta cho 2 người dùng thuê
tài nguyên và cả 2 không bao giờ sử dụng tài nguyên này hết 100%. Nếu bài toán co giãn
23
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
tài nguyên được giải quyết thì ta có thể bán 100% hệ thống của ta cho 2 người sử dụng
này.
• Bản quyền phần mềm
Hiện tại các máy tính nếu không có phần mềm thì máy tính cũng chỉ là các linh
kiện không có khả năng hoạt động tốt. Nếu máy tính có thêm các phần mềm thì các máy
tính sẽ hoạt động hết tất cả khả năng của nó. Nhưng bản quyền phần mềm cũng là một
vấn đề đối với các nhà cung cấp dịch vụ và những người sử dụng dịch vụ điện toán đám
mây, ngoài ra còn tiền vận hành và bảo trì phần mềm. Ví dụ: theo như hãng SAP công bố
thì chi phí để bảo trì vận hành phần mềm hằng năm chíếm ít nhất 22% giá trị của phần
mềm. Đây cũng là cơ hội cho sự phát triển của các phần mềm mã nguồn mở cũng như
cách tính phí của các phần mềm mã nguồn đóng, vì dụ giống như nhà cung cấp Amazone
và Microsoft có sự kết hợp với nhau trong phục vụ khách hàng, về cách tính phí phần

mềm và việc sử dụng dịch vụ EC2 của người sử dụng. Nếu khách hàng dùng EC2 để
chạy các phần mềm có bản quyền của Microsoft như Window Server hay Window SQL
Server thì bị tính phí là 0,15$ còn ngược lại nếu dùng dịch vụ EC2 mà sử dùng phần
mềm mã nguồn mở thì chỉ phải trả 0,1$.
j. Lợi ích của Cloud Computing đối với doanh nghiệp
Ưu việt của Cloud Computing so với những công nghệ có trước là nó cho phép
người dùng một khả năng sử dụng tài nguyên hiệu quả, với chi phí thấp, người dùng chỉ
trả chi phí cho nhà cung cấp những gì đã sử dụng.
• Giảm chi phí
Khi doanh nghiệp sử dụng dịch vụ Cloud Computing, đặc biệt là Public Cloud, thì
chi phí đầu tư ban đầu rất thấp. Nếu doanh nghiệp tự xây dựng một hệ thống quy mô lớn
cho mình thì chi phí đầu tư rất lớn (mua phần cứng, quản lý nguồn điện, hệ thống làm
mát, nguồn nhân lực vận hành hệ thống…). Và các dự án tốn kém như vậy thường cần rất
nhiều thời gian để được phê chuẩn. Việc xây dựng một hệ thống như vậy cũng đòi hỏi
nhiều thời gian. Giờ đây, nhờ Cloud Computing, mọi thứ đã được nhà cung cấp dịch vụ
chuẩn bị sẵn sàng, doanh nghiệp chỉ cần thuê là có thể sử dụng được ngay mà không phải
tốn chi phí đầu tư ban đầu.
24
Báo cáo Điện Toán Lưới và Đám Mây
Hình 7. Cloud Computing giúp doanh nghiệp giảm chi phí đầu tư
Một yếu tố giúp giảm chi phí nữa là khách hàng chỉ trả phí cho những gì họ thật sự
dùng (Usage-based costing). Với những tài nguyên đã thuê nhưng chưa dùng đến (do nhu
cầu thấp) thì khách hàng không phải trả tiền. Đây thật sự là một lợi ích rất lớn đối với
doanh nghiệp khi sử dụng dịch vụ Cloud Computing.
• Sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn
Nhờ khả năng co giãn (elasticity) nên tài nguyên luôn được sử dụng một cách hợp
lý nhất, theo đúng nhu cầu của khách hàng, không bị lãng phí hay dư thừa. Đối với nhà
cung cấp dịch vụ, công nghệ ảo hóa giúp cho việc khai thác tài nguyên vật lý hiệu quả
hơn, phục vụ nhiều khách hàng hơn.
Một yếu tố khác ảnh hưởng đến việc sử dụng tài nguyên đó là cách “gán” (cấp

phát) tài nguyên cho khách hàng. Các mô hình truyền thống hiện thực cấp phát tài
nguyên theo kiểu single-tenant: một tài nguyên được cấp phát “tĩnh” trực tiếp cho một
khách hàng, như vậy một tài nguyên chỉ có thể phục vụ cho một khách hàng dù cho
khách hàng đó có những lúc không có nhu cầu sử dụng thì tài nguyên đó sẽ ở trạng thái
rảnh, dư thừa chứ không được thu hồi lại.
25