Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây

GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU

Cách đây vài năm, lượng dữ liệu truyền trên hệ thống mạng toàn cầu nếu lưu
trữ trên DVD thì số lượng đĩa này xếp hàng sẽ có chiều dài bằng 2 quãng đường tới
mặt trăng. Dự kiến lượng dữ liệu này sẽ tăng thêm 44 lần vào năm 2020.
Sự phát triển của điện toán đám mây là một trong những yếu tố chính thúc đẩy
sự tăng trưởng của lưu lượng truyền dữ liệu với hơn 5 tỷ người đang sử dụng các thiết
bị di động. Người dùng di động ngày nay ngoài các thao tác truyền thống như gọi
điện, nhắn tin thì việc sử dụng các ứng dụng hỗ trợ trong công việc và đời sống
nhiều hơn. Hiện nay, hơn 60% lưu lượng truy cập dữ liệu thời gian thực đến từ các
kênh truyền thông phổ biến và tỉ lệ này còn tăng trong tương lai.
1 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
Theo ABI- một công ty nghiên cứu thị trường cho hay (7/2012) việc sử dụng
dữ liệu trên di động hàng tháng dự kiến sẽ tăng 8 lần trong 5 năm tới. Vào năm 2015,
lưu lượng truyền dữ liệu sẽ tăng hơn 50%, mỗi năm thế giới sẽ truyền một lượng dữ
liệu khổng lồ là 107 Exabytes(=1.23362601 × 1020 bytes) thông qua mạng di động.
Điện toán đám mây ra đời cho phép các ứng dụng bớt lệ thuộc vào mạng hạ
tầng, tiết kiệm cho người dùng khi không quá đầu tư vào hệ thống phần cứng.
DANH SÁCH HÌNH VẼ
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
1.1 Khái niệm:
Điện toán đám mây (Thuật ngữ tiếng Anh: Cloud Computing, hay còn biết
đến với tên gọi “Điện toán máy chủ ảo”) là mô hình máy tính dựa trên nền tảng phát
triển của Internet.
2 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
Điện toán đám mây là sự nâng cấp từ mô hình máy chủ mainframe sang mô
hình cleint-server. Cụ thể, người dùng sẽ không còn phải có các kiến thức về chuyên

mục để điều khiển các công nghệ, máy móc và cơ sở hạ tầng, mà các chuyên gia trong
“đám mây” của các hãng cung cấp sẽ giúp thực hiện điều đó.
Thuật ngữ "đám mây" ở đây là lối nói ẩn dụ chỉ mạng Internet (dựa vào cách
được bố trí của nó trong sơ đồ mạng máy tính) và như một liên tưởng về độ phức tạp
của các cơ sở hạ tầng chứa trong nó. Ở mô hình điện toán này, mọi khả năng liên quan
đến công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", cho phép người
sử dụng truy cập các dịch vụ công nghệ từ một nhà cung cấp nào đó "trong đám mây"
mà không cần phải có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ đó, cũng như không
cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó.
Ví dụ nếu một website được chứa trên một máy chủ, người dùng phải lựa chọn
hệ điều hành để cài đặt (Linux/Windows/Mac), tiến hành các thiết lập để máy chủ và
website có thể hoạt động. Tuy nhiên, nếu trang web được chứa trên “đám mây”, người
dùng sẽ không cần phải thực hiện thêm bất cứ điều gì khác. Điều này cũng đảm bảo
yếu tố đầu tư về phần cũng được giảm tải ở mức tối đa.
Hình 1. Sơ đồ điện toán đám mây
Tài nguyên, dữ liệu, phần mềm và các thông tin liên quan đều được chứa trên
các server (chính là các “đám mây”). Nói một cách đơn giản nhất “ứng dụng điện toán
đám mây” chính là những ứng dụng trực tuyến trên Internet. Trình duyệt là nơi ứng
dụng hiện hữu và vận hành còn dữ liệu được lưu trữ và xử lý ở máy chủ của nhà cung
cấp ứng dụng đó.
Thuật ngữ cloud computing ra đời giữa năm 2007 không phải để nói về một
trào lưu mới, mà để khái quát lại các hướng đi của cơ sở hạ tầng thông tin vốn đã và
đang diễn ra từ mấy năm qua. Quan niệm này có thể được diễn giải một cách đơn
giản: các nguồn điện toán khổng lồ như phần mềm, dịch vụ và các dịch vụ sẽ nằm tại
các máy chủ ảo (đám mây) trên Internet thay vì trong máy tính gia đình và văn phòng
(trên mặt đất) để mọi người kết nối và sử dụng mỗi khi họ cần. Với các dịch vụ sẵn có
trên Internet, doanh nghiệp không phải mua và duy trì hàng trăm, thậm chí hàng nghìn
3 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
máy tính cũng như phần mềm. Họ chỉ cần tập trung vào kinh doanh lĩnh vực riêng của

mình bởi đã có người khác lo cơ sở hạ tầng và công nghệ thông tin thay họ.
1.2 Lịch sử của điện toán đám mây
Thuật ngữ điện toán đám mây xuất hiện bắt nguồn từ ứng dụng điện toán lưới
(grid computing) trong thập niên 1980, tiếp theo là điện toán theo nhu cầu (utility
computing) vàphần mềm dịch vụ (SaaS).
Điện toán lưới đặt trọng tâm vào việc di chuyển một tải công việc (workload)
đến địa điểm của các tài nguyên điện toán cần thiết để sử dụng. Một lưới là một nhóm
máy chủ mà trên đó nhiệm vụ lớn được chia thành những tác vụ nhỏ để chạy song
song, được xem là một máy chủ ảo.
Với điện toán đám mây, các tài nguyên điện toán như máy chủ có thể được
định hình động hoặc cắt nhỏ từ cơ sở hạ tầng phần cứng nền và trở nên sẵn sàng thực
hiện nhiệm vụ, hỗ trợ những môi trường không phải là điện toán lưới như Web ba lớp
chạy các ứng dụng truyền thống hay ứng dụng Web 2.0.
Điện toán đám mây là cuộc cách mạng lần 3 trong công nghiệp IT tiếp sau cuộc
cách mạng PC thập kỷ 80 và Internet thập kỷ 90
Hình 2. Các cuộc cách mạng trong công nghiệp IT
1.3 Các đặc điểm của điện toán đám mây
Điện toán đám mây có những đặc điểm chính sau đây:
 Tránh phí tổn cho khách hàng.
 Độc lập thiết bị và vị trí: cho phép khách hàng truy cập hệ thống từ bất kỳ nơi
nào hoặc bằng bất kỳ thiết bị gì.
 Nhiều người sử dụng: giúp chia sẻ tài nguyên và giá thành, cho phép tập trung
hóa cơ sở hạ tầng, tận dụng hiệu quả các hệ thống.
 Phân phối theo nhu cầu sử dụng
 Quản lý được hiệu suất
 Tin cậy
 Khả năng mở rộng.
4 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
 Cải thiện tài nguyên.

 Khả năng duy trì.
1.4 Ưu, nhược điểm của mô hình điện toán đám mây
1.4.1 Ưu điểm
a. Tốc độ xử lý nhanh, cung cấp cho người dùng những dịch vụ nhanh chóng và
giá thành rẻ dựa trên nền tảng cơ sở hạ tầng tập trung (đám mây).
b. Chi phí đầu tư ban đầu về cơ sở hạ tầng, máy móc và nguồn nhân lựa của
người sử dụng điện toán đám mây được giảm đến mức thấp nhất.
c. Không còn phụ thuộc vào thiết bị và vị trí địa lý, cho phép người dùng truy
cập và sử dụng hệ thống thông qua trình duyệt web ở bất kỳ đâu và trên bất kỳ
thiết bị nào mà họ sử dụng (chẳng hạn là PC hoặc là điện thoại di động…)
d. Chia sẻ tài nguyên và chi phí trên một địa bàn rộng lớn, mang lại các loại ích
cho người dùng như:
• Tập trung cơ sở hạ tầng tại một vị trí giúp người dùng không tốn nhiều giá
thành đầu tư về trang thiết bị.
• Công suất xử lý nhanh hơn do tài nguyên được tập trung. Ngoài ra, người
dùng không cần phải đầu tư về nguồn nhân lực quản lý hệ thống.
• Khả năng khai thác và hiệu suất được cài thiện hơn 10-20% so với hệ thống
máy tính cá nhân thông thường.
e. Với độ tin cậy cao, không chỉ giành cho người dùng phổ thông, điện toán
đám mây phù hợp với các yêu cầu cao và liên tục của các công ty kinh doanh
và các nghiên cứu khoa học. Tuy nhiên, một vài dịch vụ lớn của điện toán đám
mây đôi khi rơi vào trạng thái quá tải, khiến hoạt động bị ngưng trệ. Khi rơi
vào trạng thái này, người dùng không có khả năng để xử lý các sự cố mà phải
nhờ vào các chuyên gia từ đám mây tiến hành xử lý.
f. Khả năng mở rộng được, giúp cải thiện chất lượng các dịch vụ được cung
cấp trên “đám mây”.
g. Khả năng bảo mật được cài thiện do sự tập trung về dữ liệu.
h. Các ứng dụng của điện toán đám mây dễ dàng để sửa chữa hơn bởi lẽ chúng
không được cìa đặt cố định trên một má tính nào. Chúng cũng dễ dàng hỗ trợ
và cài thiện về tính năng.

i. Tài nguyên sử dụng của điện toán đám mây luôn được quản lý và thống kê
trên từng khách hàng và ứng dụng, theo từng ngày, từng tuần, từng tháng. Điều
này đảm bảo cho việc định lượng giá cả của mỗi dịch vụ do điện toán đám mây
cung cấp để người dùng có thể lựa chọn phù hợp.
1.4.2 Nhược điểm
a. Tính riêng tư:
Các thông tin người dùng và dữ liệu được chứa trên điện toán đám mây có đảm
bảo được riêng tư, và liệu các thông tin đó có bị sử dụng vì một mục đích nào
khác?
b. Tính sẵn dùng:
Liệu các dịch vụ đám mây có bị “treo” bất ngờ, khiến cho người dùng không thể
truy cập các dịch vụ và dữ liệu của mình trong những khoảng thời gian nào đó
khiến ảnh hưởng đến công việc?
5 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
c. Mất dữ liệu:
Một vài dịch vụ lưu trữ dữ liệu trực tuyến trên đám mây bất ngờ ngừng hoạt
động hoặc không tiếp tục cung cấp dịch vụ, khiến cho người dùng phải sao lưu
dữ liệu của họ từ “đám mây” về máy tính cá nhân. Điều này sẽ mất nhiều thời
gian. Thậm chí một vài trường hợp, vì một lý do nào đó, dữ liệu người dùng bị
mất và không thể phục hồi được.
d. Tính di động của dữ liệu và quyền sở hữu:
Một câu hỏi đặt ra, liệu người dùng có thể chia sẻ dữ liệu từ dịch vụ đám mây
này sang dịch vụ của đám mây khác? Hoặc trong trường hợp không muốn tiếp
tục sử dụng dịch vụ cung cáp từ đám mây, liệu người dùng có thể sao lưu toàn
bộ dữ liệu của họ từ đám mây? Và làm cách nào để người dùng có thể chắc chắn
rằng các dịch vụ đám mây sẽ không hủy toàn bộ dữ liệu của họ trong trường
hợp dịch vụ ngừng hoạt động.
e. Khả năng bảo mật:
Vấn đề tập trung dữ liệu trên các “đám mây” là cách thức hiệu quả để tang

cường bảo mật, nhưng mặt khác cũng lại chính là mối lo của người sử dụng dịch
vụ của điện toán đám mây. Bởi lẽ một khi các đám mây bị tấn công hoặc đột
nhập, toàn bộ dữ liệu sẽ bị chiếm dụng. Tuy nhiên, đây không thực sự là vấn đề
của riêng “điện toán đám mây”, bởi lẽ tấn công đánh cắp dữ liệu là vấn đề gặp
phải trên bất kỳ môi trường nào, ngay cả trên các máy tính cá nhân.
1.5 Các loại hình dịch vụ điện toán đám mây
• IaaS (Infrastructure as a Service): cung cấp các dịch vụ cho thuê hạ tầng như:
máy chủ, thiết bị mạng, thiết bị lưu trữ,…
• PaaS (Platform as a Service): cho thuê các hệ thống nền tảng OS, Database,
middleware, application server,…: Oracle, WebSphere,…
• SaaS (Software as a Service): cho thuê các ứng dụng như:Mail, Chat, Office,
CRM, HRM, ….
• BPaaS(Business Process as a Service): thuê sử dụng toàn bộ dịch vụ: chuyển
phát nhanh, call center,…
6 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
Hình 3. Các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây hang đầu
CHƯƠNG II. HOẠT ĐỘNG CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
2.1 Kiến trúc của ứng dụng điện toán đám mây
7 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
Hình 4. Kiến trúc điện toán đám mây
Chúng ta biết rằng điện toán đám mây là một tổ hợp tính toán dựa trên các thiết
bị hạ tầng phần cứng trong một đám mây của nhà cung cấp dịch vụ. Hạ tầng phần
cứng bao gồm các sản phẩm máy chủ chứa dữ liệu nhỏ được kết nối lại với nhau như
một hệ thống phục vụ cho việc lưu trữ và xử lý dữ liệu và các ứng dụng tính toán trên
các tài nguyên khác. Điện toán đám mây gọi một ứng dụng chạy trên máy chủ ảo như
là nó đang chạy tại chỗ trên hạ tầng phần cứng phân tán trong đám mây. Những máy
chủ ảo được tạo ra theo những cách mà ở đó những thỏa thuận dịch vụ (SLA) khác
nhau và sự tin cậy đều được đảm bảo. Có thể có nhiều thực thể khác nhau của cùng

một máy chủ ảo truy cập vào những phần sẵn sàng của cơ sở hạ tầng phần cứng. Điều
này đảm bảo rằng có nhiều bản sao của các ứng dụng, để khi xảy ra lỗi chúng sẵn sàng
khắc phục. Máy chủ ảo phân tán quá trình xử lý vào cơ sở hạ tầng phần cứng và sau
khi quá trình tính toán được hoàn thành chúng sẽ trả về kết quả. Quá trình này cần có
một phần mềm hoặc hệ điều hành xử lý công việc quản lý hệ thống phân tán, giống
như kỹ thuật tính toán lưới, giúp quản lý các yêu cầu khác nhau đến máy chủ ảo. Cơ
chế này sẽ đảm bảo việc tạo ra nhiều bản sao và cả việc bảo vệ sự thống nhất dữ liệu
được lưu trên cơ sở hạ tầng. Đồng thời hệ điều hành đó cũng có thể tự điều chỉnh như
là khi gặp quá tải các tiến trình, phân chia xử lý để hoàn thành đáp ứng yêu cầu. Hệ
thống quản lý công việc như vậy được che dấu với người dùng, hay nói các khác là ẩn
với người dùng. Sự độc lập với người dùng thể hiện ở chỗ nó xử lý và trả về kết quả
đạt được, chứ không cần phải quan trọng nó ở đâu và nó thực hiện điều đó bằng cách
nào. Người dùng trả tiền trên lưu lượng sử dụng hệ thống, như đã nói dịch vụ được
tính bằng chu kỳ của CPU hoặc byte. Thực tế số tiền mà khách hàng phải trả thường
được tính dựa vào lưu lượng dùng CPU trên một giờ hoặc số Gb dữ liệu di chuyển
trong một giờ.
8 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
Hình 5. Mô hình điện toán đám mây
2.2 Kiến trúc máy chủ
Điện toán đám mây được tạo thành bằng cách sử dụng tài nguyên vật lý lớn từ
nhiều máy chủ trong đám mây của nhà cung cấp dịch vụ. Đây là một ứng dụng của
nguyên tắc kết hợp vào trong bài toán cần một hệ thống tính toán lớn mà thiết bị hoặc
cơ sở vật chất không cho phép nên chúng ta cần phải ghép những thiết bị, những hệ
thống nhỏ lại với nhau để trở thành một hệ thống lớn đáp ứng những nhu cầu lớn hơn
cho người sử dụng trong những hệ thống yêu cầu tính toán và lưu trữ lớn. Như đã nói
bên trên, dịch vụ và ứng dụng của điện toán đám mây dựa trên máy chủ ảo được thiết
kế từ tài nguyên góp lại này. Có hai ứng dụng (hoặc hệ điều hành) sẽ giúp quản lý các
thể hiện trên máy trong đám mây, cũng như quản lý tất cả các tài nguyên của các thể
hiện máy chủ ảo. Đây là một ứng dụng nguyên lý tách khỏi vào trong hệ thống điện

toán đám mây nhằm tách biệt phần cứng phức tạp của hệ thống vói giao diện bên
ngoài. Nhằm tạo ra một giao diện người dùng đơn giản, dễ sử dụng hơn so với phần
cứng phức tạp bên dưới và cũng là để tách biệt giao diện người dùng với hệ thống
phần cứng, khi đó người dùng chỉ cần quan tâm đến những ứng dụng mà học cần chứ
không cần quan tâm đến phần cứng bên dưới được thực hiện như thế nào. Ứng dụng
thứ nhất là Xen hypervisor cung cấp các lớp trừu tượng giữa phần cứng và hệ điều
hành ảo, nhờ vậy sự phân tán của các tài nguyên và tiến trình được quản lý giống như
là đang thực hiện trên một máy. Ứng dụng thứ hai cũng được sử dụng rộng rãi là hệ
thống quản lý máy chủ ảo Enomalism, nó được sử dụng để quản lý hạ tầng phần cứng
nền tảng.
2.3 Các khối xây dựng của điện toán đám mây
Mô hình điện toán đám mây gồm có một mặt trước (front end) và một mặt sau
(back end). Hai thành phần này được kết nối thông qua một mạng, trong đa số trường
hợp là Internet. Phần mặt trước là phương tiện chuyên chở qua đó người dùng tương
tác với hệ thống; phần mặt sau chính là đám mây. Phần mặt trước gồm có một máy
tính khách hoặc mạng máy tính của doanh nghiệp và các ứng dụng được sử dụng để
truy cập vào đám mây. Phần mặt sau cung cấp các ứng dụng, các máy tính, các máy
chủ và lưu trữ dữ liệu để tạo ra đám mây của các dịch vụ.
2.3.1 Các tầng
Khái niệm điện toán đám mây được xây dựng trên các tầng, mỗi tầng cung cấp
một mức chức năng riêng. Sự phân tầng này của các thành phần đám mây đã cung cấp
một phương tiện cho các tầng của điện toán đám mây để trở thành một loại hàng hóa
như điện, dịch vụ điện thoại hoặc khí tự nhiên. Hàng hóa mà điện toán đám mây bán
là khả năng tính toán với chi phí và phí tổn thấp hơn cho người dùng. Điện toán đám
mây đã sẵn sàng để trở thành dịch vụ siêu tiện ích tiếp theo.
Trình giám sát máy ảo (VMM- virtual machine monitor) cung cấp phương tiện
để sử dụng đồng thời các tiện ích điện toán đám mây (xem Hình 1). VMM là một
chương trình trên một hệ thống máy tính chủ cho phép một máy tính hỗ trợ nhiều môi
trường thi hành giống hệt nhau. Từ quan điểm của người dùng, hệ thống này là một
máy tính độc lập, hoàn toàn cách biệt với những người dùng khác. Trong thực tế, các

người dùng đang được phục vụ bởi cùng một máy tính. Một máy ảo là một hệ điều
9 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
hành (OS) đang được quản lý bởi một chương trình điều khiển nằm dưới cho phép nó
xuất hiện giống như là nhiều hệ điều hành. Trong điện toán đám mây, VMM cho phép
những người dùng giám sát và do đó quản lý các khía cạnh của quá trình như là truy
cập dữ liệu, lưu trữ dữ liệu, mã hóa, đánh địa chỉ, cấu trúc liên kết và di chuyển tải
công việc.
Hình 6. Các trình giám sát máy ảo hoạt động như thế nào
Đây là các tầng đám mây được cung cấp:
Tầng cơ sở hạ tầng là nền tảng của đám mây. Nó gồm có các tài sản vật lý —
các máy chủ, các thiết bị mạng, các ổ đĩa lưu trữ, v.v Cơ sở hạ tầng là một dịch vụ
(IaaS) có các nhà cung cấp như IBM® Cloud. Khi sử dụng IaaS bạn thực tế không
kiểm soát cơ sở hạ tầng nằm dưới, nhưng bạn có quyền kiểm soát các hệ điều hành,
lưu trữ, triển khai các ứng dụng và ở một mức độ hạn chế, có quyền kiểm soát việc lựa
chọn các thành phần mạng.
Dịch vụ in theo yêu cầu (POD) là một ví dụ về các tổ chức có thể hưởng lợi từ
IaaS. Mô hình POD được dựa trên việc bán sản phẩm có khả năng tùy chỉnh. Các
POD cho phép các cá nhân mở cửa hàng và bán thiết kế các sản phẩm. Các chủ cửa
hàng có thể tải lên nhiều hay ít thiết kế tùy theo khả năng sáng tạo của họ. Có hàng
ngàn lần tải lên. Với các khả năng lưu trữ đám mây, một POD có thể cung cấp không
gian lưu trữ không hạn chế.
Tầng giữa là nền tảng hệ thống. Nó cung cấp cơ sở hạ tầng của ứng dụng. Nền
tảng hệ thống là một dịch vụ (PaaS) cung cấp sự truy cập đến các hệ điều hành và các
dịch vụ có liên quan. Nó cung cấp một cách để triển khai các ứng dụng lên đám mây
bằng cách sử dụng các ngôn ngữ lập trình và các công cụ do nhà cung cấp hỗ trợ. Bạn
không cần phải quản lý hoặc kiểm soát cơ sở hạ tầng nằm dưới, nhưng bạn có quyền
điều khiển các ứng dụng đã triển khai và ở một mức độ nào có quyền điều khiển ứng
dụng sử dụng các cấu hình môi trường trên máy tính chủ.
PaaS có các nhà cung cấp như là Elastic Compute Cloud (EC2) của Amazon.

Nhà phần mềm doanh nhân nhỏ là một hoạt động kinh doanh lý tưởng đối với PaaS.
Với nền tảng hệ thống đã chọn lọc kỹ, có thể tạo ra các sản phẩm đẳng cấp thế giới mà
không thêm gánh nặng cho hệ thống đang chạy trong công ty.
Tầng trên cùng là tầng ứng dụng, tầng mà hầu hết mọi người xem như là đám
mây. Các ứng dụng chạy ở đây và được cung cấp theo yêu cầu của những người dùng.
Phần mềm là một dịch vụ (SaaS) có các nhà cung cấp như Google Pack. Google Pack
bao gồm các ứng dụng, các công cụ có thể sử dụng được qua Internet, như Calendar,
Gmail, Google Talk, Docs và nhiều hơn nữa.
10 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
Hình 7. Các tầng điện toán đám mây được nhúng trong các thành phần "là một dịch vụ"
2.3.2 Các cách hình thành đám mây
Có ba kiểu hình thành đám mây: riêng tư (theo giả thuyết), công cộng và lai.
 Các đám mây công cộng có sẵn cho công chúng hoặc một nhóm ngành nghề
lớn và do một tổ chức bán các dịch vụ đám mây sở hữu và cung cấp. Một đám
mây công cộng là cái mà người ta hình dung là đám mây theo nghĩa thông
thường; đó là, các tài nguyên được cung cấp động trên Internet bằng cách sử
dụng các ứng dụng web từ một nhà cung cấp bên thứ ba bên ngoài cung cấp
các tài nguyên chia sẻ và gửi hóa đơn tính cước trên cơ sở tính toán việc sử
dụng.
 Các đám mây riêng tư tồn tại bên trong tường lửa của công ty bạn và do tổ
chức của bạn quản lý. Chúng là các dịch vụ đám mây do bạn tạo ra và kiểm
soát trong doanh nghiệp của mình. Các đám mây riêng tư cũng cung cấp nhiều
lợi ích tương tự như các đám mây công cộng — sự khác biệt chủ yếu là tổ chức
của bạn chịu trách nhiệm thiết lập và duy trì đám mây đó.
 Các đám mây lai là một sự kết hợp của đám mây công cộng và riêng tư khi sử
dụng các dịch vụ có trong cả hai vùng công cộng và riêng tư. Các trách nhiệm
quản lý được phân chia giữa các nhà cung cấp dịch vụ đám mây công cộng và
chính doanh nghiệp. Khi sử dụng một đám mây lai, các tổ chức có thể xác định
các mục tiêu và các yêu cầu của các dịch vụ được tạo ra và có được chúng dựa

vào sự lựa chọn thích hợp nhất.
11 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
2.4 Tìm hiểu đám mây điện toán của Google
Hình 8. Điện toán đám mây của Google
Google có cách xây dựng trung tâm dữ liệu thực dụng hơn nhiều, họ chỉ mua
những máy chủ tầm trung (mid-range). Cách đầu tư này giúp cho việc sửa chữa và
thay thế rẻ hơn rất nhiều, những nhà quản trị trung tâm dữ liệu lớn đều biết chi phí
duy tu và sửa chữa máy chủ sẽ rất lớn với các trung tâm dữ liệu có hàng nghìn mày
chủ. Điều này càng đặc biệt quan trọng với một công ty như Google, các dịch vụ do
Google cung cấp đương nhiên phải luôn online với hàng triệu người dùng. Vì thế,
Google phải sử dụng rất nhiều máy chủ để đảm bảo một chức năng hoạt động ổn định.
Bất cứ một máy chủ nào bị hỏng hóc, lập tức sẽ có chiếc khác thay thế và hầu như
không có sự gián đoạn dịch vụ nào diễn ra.
Google giữ cho hệ thống của họ đơn giản nhất có thể, bởi vì, khi hệ thống càng
trở nên phức tạp thì càng nhiều lỗi xảy ra. Nền tảng của đám mây Google là hệ thống
với tên gọi Google File System. Đó là một hệ thống máy tính phân tán xử lý các yêu
cầu thông tin nhờ các lệnh xử lý tập tin cơ bản như open, read và write (mở, đọc và
ghi).
Toàn bộ hệ thống file này bao gồm những mạng lưới được gọi là clusters.
Google File System sẽ dựa vào các máy chủ chính (master server) để điều phối các
yêu cầu dữ liệu (data request) – mỗi một cluster sẽ bao gồm một máy chủ chính.Khi
bạn tương tác với thông tin lưu trữ trên đám mây, các hành động của bạn sẽ được
chuyển thành các yêu cầu dữ liệu. Có thể là các yêu cầu đơn giản, như xem một file,
hoặc lưu file mới lên đám mây. Máy tính của bạn lúc này được coi là một client (máy
trạm) – là thiết bị gửi yêu cầu dữ liệu tới các máy khác trong đám mây của Google.
Cuối cùng, một máy chủ master sẽ nhận các yêu cầu này và gửi một bản tin tới những
cỗ máy chứa dữ liệu của Google – những cỗ máy này được Googe gọi là
chunkservers. Chunkserver sẽ gửi dữ liệu trực tiếp cho máy client – thông tin không
bao giờ chạy qua máy chủ master.

12 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
Hình 9. Google File System
Google lưu trữ nhiều bản copy của dữ liệu nhằm mục đích dự phòng (đề phòng
mất dữ liệu khi hỏng phần cứng). Vì thế, thay đổi dữ liệu trong đám mây sẽ phức tạp
hơn. Ví dụ chúng ta muốn lưu một dữ liệu mới, quá trình này diễn ra như sau.Đầu
tiên, yêu cầu ghi dữ liệu của chúng ta sẽ được gửi tới máy chủ master. Máy chủ này sẽ
chọn một chunkserver lưu trữ dữ liệu tích hợp để phản hồi lại yêu cầu của chúng ta –
chunkserver này sẽ được gọi là primary replica chunkserver. Máy chủ master sẽ cho
máy client biết vị trí của các replica chunkserver lưu trữ tập tin của chúng ta. Khi
chúng ta thay đổi nội dung tập tin, sự thây đổi này sẽ gửi tới replica chunkserver đầu
tiên mà máy của chúng ta kết nối tới. Yêu cầu ghi dữ liệu này sẽ được lặp lại trong hệ
thống tới tất cả repleca chunkserver còn lại, bao gồm cả primary replica. Lúc này,
primary replica mới ghi dư liệu thực sự và gửi một bản tin tới các replica khác để các
replica này cùng ghi dữ liệu. Khi tất cả các replica ghi dữ liệu thành công và gửi bản
tin xác nhận lại cho primary replica, thì primary replica mới thông báo tới máy client.
2.5 Google Cloud Connect
Thách thức lớn nhất khi làm việc với các tài liệu điện tử, đó là làm sao tìm ra
phương thức hiệu quả nhất để cùng chia sẻ, cùng sử dụng tài liệu với những người
khác. Phương thức truyền thống ai cũng biết là, mở ứng dụng trên máy tính của chúng
ta, tạo một tập tin, lưu trữ lại rồi gửi cho những người khác. Hẳn chúng ta cũng đã trải
qua những bất tiện của phương thức này.

13 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
Đầu tiên, là rất dễ bị trùng lặp hai hoặc nhiều bản khác nhau của cùng một tìa
liệu. Nếu ta thay đổi tập tin trên máy tính, đồng thời đồng nghiệp của ta cũng thêm
một nội dung nào đó trên máy tính khác, làm sao ta có thể cùng cập nhật hai sự thay
đổi này. Phiên bản nào sẽ là phiên bản chuẩn nhất? Sẽ thế nào nếu một người trong
nhóm của ta cập nhật thông tin vào một phiên bản cũ, trong khi lại có một phiên bản

khác mới hơn cũng đã tồn tại. Quản lý tập tin trở nên vô cùng phức tạp khi nhiều
người cùng làm việc.
Hình 10. Google Cloud Connect
Google Cloud Connect giải quyết vấn đề này bằng các kết hợp đám mây điện
toán và API (application programming interface) của Microsoft Office. Sauk hi cài
một plug-in cho bộ Microsoft Office, ta có thể lưu tập tin của ta lên đám mây. Tập tin
này sẽ trở thành tập tin chính cho tất cả mọi người trong nhóm sử dụng. Google Cloud
Connect sẽ gán cho mỗi file một địa chỉ URL duy nhất. Bạn có thể chia sẻ địa chỉ
URL này với những người khác để họ có thể xem được tài liệu. Nếu ai đó trong nhó
có thể chỉnh sửa tài liệu này, thì người đó có thể download và mở tập tin bằng
Microsoft Office.
Nếu ta thay đổi nội dung tập tin, sự thay đổi này sẽ hiển thị cho tất cả mọi
người. Nếu những người khác ghi thêm nội dung mới vào, ta sẽ thấy nội dung mới
này trong tập tin của ta. Khi có nhiều người cùng thay đổi một phần nào đó trong tài
liệu, Cloud Conect cho phép ta chọn những thay đổi nào sẽ được thực hiện.
Làm thế nào những việc trên thực hiện được? Khi ta upload một tài liệu lên
Google Cloud Connect, dịch vụ này sẽ chèn vào một số metadata vào tập tin.
Metadata là thông tin về các thông tin khác. Trong trường hợp này, metadata xác định
tập tin mà sự thây đổi sẽ được kiểm soát giữa tất cả các phiên bản. Đằng sau hoạt
động này, nguyên tắc hoạt động giống như Google File System đã được mô tả ở trên
và dựa vào hạ tầng Google Docs. Theo cách này, toàn bộ các phiên bản tài liệu sẽ
được đồng bộ với tập tin master, Google Cloud Connect gửi thông tin cập nhật tới tất
14 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
cả các phên bản đã được download của tài liệu và sử dụng metadata để cập nhật chính
xác.
Microsoft cũng đưa ra ứng dụng cộng tác online của họ, đó là SharePoint.
Nhưng không giống Google Cloud Connect, SharePoint không hề miễn phí. Người
dùng muốn sử dụng SharePoint phải mua license. Tuy nhiên SharePoint cũng có lợi
thế nhất định, vì nó cùng là sản phẩm của Microsoft nên tích hợp rất tốt với Microsoft

Office.
2.6 Google Cloud Print
Thông thường, để ra lệnh cho máy in, thì máy tính của ta phải kết nối trực tiếp
với máy in hoặc thông qua mạng cục bộ (mạng LAN). Google Cloud Print là dịch vụ
cho phép ta thực hiện việc in ấn qua mạng Internet, dù ta đang đi công tác, ta vẫn có
thể thực hiện lệnh in với chiếc máy in ở nhà.
Để sử dụng Google Cloud Print, ta cần có
 Một tài khoản Google.
 Một ứng dụng, phần mềm hoặc trang web tương thích với dịch vụ Google
Cloud Print.
 Một máy in có tính năng cloud-ready (sẵn sàng với khả năng in qua đám mây
điện toán), hoặc một máy in nối với máy tính kết nối vào internet.
Hình 11. Google Cloud Print
Khi chúng ta dùng Google Cloud Print thông qua một ứng dụng hoặc một Web
site, lệnh in sẽ được gửi tới máy chủ Google. Google sẽ chuyển tiếp yêu cầu này tới
máy in đã được chúng ta khai báo trong tài khoản Google của bạn. Nếu đăng ký nhiều
máy in, chúng ta sẽ chỉ định một máy in thực hiện lệnh in này. Dịch vụ này không giới
hạn số lượng máy in chúng ta khai báo trong tài khoản của mình. Nếu máy in kết nối
đúng, có giấy và mực sẵn sàng thì sẽ có khả năng thực hiện được việc in ấn từ nửa
vòng trái đất. Chúng ta có thể cho phép những người khác gửi tài liệu đã được in ấn
thông qua dịch vụ Google Cloud Print.
15 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
Hiện nay hầu hết máy in chưa có tính năng cloud-ready, người dùng Google
Cloud Print thường cần một máy tính nối vào máy in để sử dụng dịch vụ này. Google
Cloud Print là một tính năng cộng thêm được tích hợp sẵn trong trình duyệt Google
Chrome nhưng tính năng này chúng ta phải kích hoạt (enable) thì mới sử dụng được.
Khi này một đoạn code (mã máy tính) sẽ được kích hoạt, đoạn code này được gọi là
connector. Nhiện vụ của connector chính là giao diện kết nối giữa máy in và thế giới
bên ngoài. Connector sẽ dùng phần mềm điều khiển máy in cài trên máy của chúng ta

để gửi lệnh in tới máy in.
Với một máy in có tính năng cloud-ready, chúng ta có thể kết nối máy in trực
tiếp vào internet. Những máy in này có thể đăng ký với dịch vụ Google Cloud Print,
so với những máy in thông thường, máy in có tính năng cloud-ready lợi thế hơn. Vì
chúng ta không cần một máy tính, lúc nào cũng phải bật sẵn, kết nối với internet và
log sẵn vào tài khoản Google của chúng ta.
Google cho phép lập trình web site và phần mềm tương thích Google Cloud
Print, không có tiêu chuẩn nào cho dịch vụ này. Vì vậy chúng ta sẽ thấy giao diện sử
dụng dịch vụ này rất khác nhau ở các phần mềm và các website khác nhau, và tất
nhiên là có nhiều phần mềm và website chưa tương thích với dịch vụ này. Tất nhiên
các dịch vụ khác của Google thì tương thích tuyệt đối với Google Cloud Print.
2.7 Google Cloud Music
Nghe nhạc trên điện thoại di động không còn được gọi là một xu thế mới.
Chúng ta đã biết đến radio trên xe hơn hoặc máy nghe nhạc cầm tay hàng chục năm
nay. Rồi đến thời của máy nghe nhạc MP3. Với mỗi thế hệ sản phẩm chúng ta lại có
thêm nhiều cách để nghe nhạc khi đang di chuyển. Nhưng các cách nghe nhạc truyền
thống đều bị giới hạn số lượng bài hát, hoặc khó khăn khi chia sẻ dữ liệu giữa các
thiết bị nghe nhạc.
16 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
Hình 12. Google Cloud Music
Ở mức đơn giản nhất, Google Music là dịch vụ lưu trữ đám mây kết hợp với
giao diện nghe nhạc đơn giản. Chúng ta có thể tải các bài hát lên tài khoản Google
Music và nghe chúng thông qua bất kỳ thiết bị kết nối internet nào sử dụng phần mềm
Google Music. Google cho phép upload tới 20.000 bài hát miễn phí, mỗi bài có kích
thước tối đa 250 megebyte (*). Điều này có thể ngăn cản chúng ta chuyển những bản
nhạc sang file chất lượng quá cao.
Google Music hỗ trợ định dạng MP3, AAC với tất cả các hệ điều hành. Với hệ
điều hành Window Google hỗ trợ thêm file dạng WMA và OGG cho các máy tính
chạy Linux. Nếu chúng ta upload file dạng FLAC lên dịch vụ Google Music, Google

sẽ chuyển mã (transcode) thành file dạng MP3 với định dạng 320kbps. Quá trình nén
sang MP3 có thể ảnh hưởng đôi chút đến chất lượng âm thanh.
Để ngăn chặn việc phát hành trái phép trên mạng, Google chỉ cho phép một
người truy xuất vào một bài hát cùng một lúc với một tài khoản. Mặc dù có những nỗ
lực như vậy, ngày công nghiệp âm nhạc không thích thú với dịch vụ Google Music, có
lẽ vì vậy dịch vụ được triển khai rất chậm. Cuối cùng, Google cũng quyết định thực
hiện phiên bản beta test của Google Music mà không có bản quyền các bài hát. Theo
quan điểm của Google, Google Music chỉ là một dạng hệ thống lưu trữ. Nếu chúng ta
đã mua bài hát, thì chúng ta có quyền chuyển sang định dạng MP3 hoặc ghi vào máy
điện thoại của chúng ta. Chúng ta tất nhiên có quyền copy vào máy tính, và vì thế
Google Music cũng chỉ là một phương tiện lưu trữ các bài hát đặc biệt, mà người dùng
có thể ở xa hàng nghìn km.
Dù sao Google cũng đang cố gặp làm việc với các phát hành âm nhạc. Vì vậy,
hiện nay cách duy nhất sử dụng dịch vụ này là chúng ta tự phải tải các bài hát lên. Nếu
kết nối internet của chúng ta chậm, và chúng ta cần tải nhiều bài hát việc đó có thể tốn
hàng giờ đồng hồ. Trong tương lai, nếu Google thỏa thuận được về vấn đề bản quyền,
chúng ta có thể mua nhạc trực truyền và tự động lưu trữ trên tài khoản google của
chúng ta.
2.8 Các công nghệ ảo hóa trong điện toán đám mây
2.8.1 Công nghệ ảo hóa (virtualization)
Ảo hoá là công nghệ tiên tiến nhất trong một loạt các cuộc cách mạng công
nghệ nhằm tăng mức độ ảo hóa hệ thống cho phép tăng hiệu suất làm việc của máy
tính lên một cấp độ chưa từng có.
Ở mức đơn giản nhất, ảo hóa cho phép bạn sử dụng ít nhất một máy tính hoạt động
trong nhiều môi trường khác nhau trên một phần cứng duy nhất. Ví dụ, với ảo hóa,
bạn có thể đồng thời sử dụng một máy Linux và một máy Windows cùng trên một hệ
thống. Hay bạn có thể dùng một máy bàn Windows 2003 và một máy bàn Windows
XP trên một trạm máy như hình dưới đây:
17 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]

Hình 13. Máy ảo Window server 2003 chạy trên Window XP
Ưu điểm lớn nhất mà ảo hóa mang lại cho chúng ta là khả năng hợp nhất hàng
loạt các server dịch vụ vào một server duy nhất. Thông thường, các server chỉ sử dụng
rất ít tài nguyên của hệ thống, trong đó phần lớn là bộ vi xử lý và bộ nhớ. Điều đó
cũng có nghĩa là chúng ta đang lãng phí tài nguyên và tăng chi phí cho những gì mà ta
không cần. Việc triển khai hàng loạt các máy ảo (mỗi máy áo tương ứng với 1 dịch
vụ) trên một server duy nhất sẽ nâng cao hiệu suất sử dụng tài nguyên hệ thống.
Chính vì những tính năng trên mà điện toán đám mây sử dụng công nghệ ảo hóa sẽ có
hiệu năng và tính linh hoạt cao hơn nhờ khả năng chia sẻ các tài nguyên ảo trên qua hệ
thống mạng. Giúp cho chi phí triển khai hệ thống giảm đáng kể và nâng cao hiệu quả
trong việc sử dụng các tài nguyên trên máy tính.
Đặc điểm nổi bật của công nghệ ảo hóa:
+ Tối ưu hóa công suất sử dụng phần cứng: hệ thống máy chủ ở các trung tâm dữ liệu
thường hoạt động với 10 hoặc 15% tổng hiệu suất. Nói cách khác, 85% hoặc 90%
công suất của máy không được dùng đến. Tuy nhiên, một máy chủ dùng chưa hết
công suất vẫn chiếm diện tích sử dụng và hao tổn điện năng, vì vậy chi phí hoạt động
của một máy không được sử dụng đúng mức có thể gần bằng với chi phí khi chạy hết
công suất. Công suất của làm việc của máy tương ứng với tỷ lệ sử dụng và đó là
những gì mà ảo hóa có thể làm được – bằng việc dùng một phần cứng duy nhất để hỗ
trợ cùng một lúc nhiều hệ thống. Ứng dụng ảo hóa, các công ty có thể nâng cao đáng
kể hiệu suất sử dụng phần cứng và sử dụng vốn hiệu quả hơn.
+ Giảm chi phí nâng cấp trung tâm lưu trữ dữ liệu: cùng với sự phát triển của công
nghệ thông tin, kho tài liệu giấy từ trước đến nay đã và đang được chuyển thành tài
liệu số để thực hiện việc số hóa văn bản, việc này đã khiến cho khả năng lưu trữ của
18 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
các trung tâm dữ liệu ngày càng cạn kiệt. Phương pháp ảo hóa lưu trữ giúp cho việc
mở rộng dung lượng trung tâm dữ liệu dễ dàng hơn và tốn ít chi phí hơn nhiều.
+ Giảm chi phí vận hành, bảo trì hệ thống: khi ứng dụng công nghệ ảo hóa, hàng loạt
các máy chủ sẽ được cắt giảm, dẫn đến kinh phí bảo trì và vận hành định kỳ cho máy

chủ ngày càng thấp.
+ Giảm chi phí quản lý hệ thống: để cho hệ thống luôn hoạt động, đòi hỏi phải có
nhiều nhân lực để quản trị hệ thống. Ảo hóa đã giúp cho chi phí quản lý hệ thống có
thể giảm thiểu tối đa cho việc thuê nhân viên quản trị hệ thống.
Các ứng dụng ảo hóa phổ biến như:
+ Ảo hóa máy chủ: có 3 phương pháp ảo hóa: ảo hóa hệ điều hành, mô phỏng phần
cứng và ảo hóa song song (paravirtualization).
Ảo hóa hệ điều hành: Một hệ điều hành được vận hành ngay trên một hệ điều hành
chủ đã tồn tại và có khả năng cung cấp một tập hợp các thư viện tương tác với các ứng
dụng, khiến cho mỗi ứng dụng được hỗ trợ cảm thấy như đang chạy trên một máy chủ
vật lý. Từ phối cảnh của ứng dụng, nó được nhận thấy và tương tác với các ứng dụng
chạy trên hệ điều hành ảo, và tương tác với hệ điều hành ảo mặc dù nó kiểm soát tài
nguyên hệ điều hành ảo. Nói chung, không thể thấy các ứng dụng này hoặc các tài
nguyên hệ điều hành đặt trong hệ điều hành ảo khác. Phương pháp ảo hóa này đặc biệt
hữu dụng nếu nhà cung cấp muốn mang lại cho cộng đồng người sử dụng khác nhau
các chức năng khác nhau của hệ thống trên một máy chủ duy nhất.
Mô phỏng phần cứng: Phương pháp ảo hóa này được hiểu là các ứng dụng
chạy trên một hệ điều hành khách hoàn toàn biệt lập với ít nhất một hệ điều hành
khách đang hoạt động, một hệ điều hành chạy trên mỗi VMM. Các VMM đều lưu trú
trên một hypervisor ảo. Phương pháp này không chỉ hỗ trợ nhiều hệ điều hành, nó còn
hỗ trợ nhiều hệ điều hành khác nhau. Những hệ điều hành này có thể khác nhau về
phiên bản thậm chí là các hệ điều hành hoàn toàn khác như Windows và Linux có thể
chạy đồng thời trên phần mềm ảo hóa phần cứng. Một số công ty cung cấp như
VMWare, Xen, Hyper-V.
Ảo hóa song song (paravirtualization): Là một phương pháp ảo hóa máy chủ
khác. Với phương pháp ảo hóa này, thay vì mô phỏng một môi trường phần cứng hoàn
chỉnh, phần mềm ảo hóa này là một lớp mỏng dồn các truy cập các hệ điều hành máy
chủ vào tài nguyên máy vật lý cơ sở, sử dụng một kernel đơn để quản lý các server ảo
và cho phép chúng chạy cùng một lúc (có thể ngầm hiểu, một server chính là giao
diện người dùng được sử dụng để tương tác với hệ điều hành – hay nói cách khác: đây

là cách để ta cảm nhận được hệ điều hành). Paravirtualization đem lại tốc độ cao hơn
so với Full Virtualization và hiệu quả sử dụng các nguồn tài nguyên cũng cao hơn.
+ Ảo hóa lưu trữ: việc tăng quá nhanh về dữ liệu số đã gây ra tình trạng hết khả năng
lưu trữ vật lý trên máy chủ. Vì vậy, dữ liệu cần được ảo hóa và lưu trữ dữ liệu tập
trung. Do đó, sẽ giúp giảm được chi phí và tăng hiệu quả quản lý dữ liệu.
+ Ảo hóa ứng dụng: Mục tiêu của ảo hóa ứng dụng chính và cung cấp các lớp tương
thích (compatibility layers), nó có thể giúp người sử dụng có thể chạy các phần mềm
19 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
của Windows trên Linux chẳng hạn. Dự án mã nguồn mở Wine chính là một ví dụ tiêu
biểu của ảo hóa ứng dụng, chẳng hạn: chúng ta có thể chạy ứng dụng MS Office và IE
trên Linux.
Một cách rõ ràng hơn, ảo hóa ứng dụng như một công nghệ phần mềm giúp
tăng sự mềm dẻo trong quản lý và tương thích của các ứng dụng bằng cách tách chúng
ra khỏi hệ điều hành chủ. Một ứng dụng không tương thích với hệ điều hành chủ, sau
khi được kích hoạt để chạy sẽ bị “lừa” để nó lầm tưởng là đang chạy và tương tác trên
một hệ điều hành tương thích.
2.8.2 Công nghệ Web service và Service Oriented Architecture
Công nghệ Web service và Service Oriented Architecture (SOA) không phải là
ý tưởng mới nhưng chúng là công nghệ cơ sở chính cho tính toán đám mây. Các dịch
vụ của đám mây được thiết kế điển hình như Web service tuân theo các chuẩn WSDL,
SOAP, UDDI. Một SOA tổ chức và quản lý các Web services trong đám mây.
Hình 14. Mô hình tương tác giữa các thành phần Web services
a. Service Oriented Architecture (SOA) là gì
SOA - viết tắt của thuật ngữ Service Oriented Architecture (kiến trúc hướng dịch vụ)
là khái niệm về hệ thống trong đó mỗi ứng dụng được xem như một nguồn cung cấp
dịch vụ. SOA phát triển dựa trên hai nguyên tắc thiết kế quan trọng:
+ Mô-đun: đó là tách các vấn đề lớn thành nhiều vấn đề nhỏ hơn, dễ dàng tái sử dụng
và khả năng tương tác cao.
+ Đóng gói : Che đi dữ liệu và lô-gic trong từng mô-đun đối với các truy cập từ bên

ngoài.
+ Dịch vụ nhận dạng và phân loại, cung cấp và phân phối, giám sát và theo dõi.
20 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
SOA là kiểu kiến trúc dễ dàng mở rộng và tích hợp. Kiến trúc này bao gồm các
service được nối kết lỏng lẻo, dễ dàng sử dụng lại, có thể tương tác và không phụ
thuộc vào kỹ thuật hiện thực.
Ưu và nhược điểm của SOA:
+ Ưu: Hệ thống uyển chuyển và lâu dài, dễ dàng và nhanh chóng tạo ra các Bussiness
process từ các service đã có, có khả năng tương tác của các service khác.
+ Nhược: Hệ thống phức tạp, khó miêu tả dữ liệu không cấu trúc trong header của
message.
Lợi ích khi sử dụng SOA:
+ Độc lập hệ thống: những service không phụ thuộc vào hệ thống và mạng cụ thể.
+ Có khả năng tái sử dụng.
+ Khả năng hồi đáp thích nghi tốt và nhanh hơn để đáp ứng với sự thay đổi về yêu cầu
giao dịch.
+ Cho phép dễ dàng triển khai chương trình, môi trường chạy và quản lý service dễ
dàng hơn.
+ Kiến trúc kết nối lỏng lẻo cho phép dễ dàng tích hợp thành phần những chương
trình, tiến trình hay những service phức tạp từ những service đơn giản.
+ Cho phép Service Consumers tìm kiếm và kết nối với những service động khác.
+ Những sự xác nhận và chứng minh của Service consumer về những tính năng
security dựa trên giao tiếp Service tốt hơn cơ chế kết nối chặt chẽ.
b. Web service là gì?
Web service là một công nghệ triệu gọi từ xa có tính khả chuyển cao, mang tính
độc lập nền và độc lập ngôn ngữ. Các chương trình code bằng các ngôn ngữ lập trình
khác nhau, chạy trên các nền tảng (phần cứng & OS) khác nhau đều có thể trao đổi
với nhau thông qua công nghệ này. Tầng transport của Web Service thường dùng
những công nghệ truyền tải phổ dụng nhất như HTTP, SMPT, (tuy hiện nay thường

chỉ dùng HTTP) nên khả năng phân tán trên diện rộng như Internet là rất thuận tiện.
Web service liên quan mật thiết đến SaaS, web service cung cấp giao diện lập trình
ứng dụng (API - Application Programming Interface), như API của Google Maps, qua
Internet để các chuyên gia phát triển phần mềm có thể khai thác tính năng.
Đặc điểm của Web service:
+ Web Services được truy xuất thông qua Web bằng cách dùng URL.
+ Web Services liên lạc với thế giới bên ngoài dùng thông điệp XML gửi trực tiếp qua
Web protocols.
21 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
+ Web Services được đăng kí tại nơi chung, và được đặc tả tất cả các chức năng.
Ưu điểm của Web service:
+ Web service là độc lập với nền tảng và ngôn ngữ vì sử dụng ngôn ngữ chuẩn XML.
Ví dụ: chương trình ứng dụng được lập trình bằng C++ và chạy trên hệ điều hành
Windows, trong khi Web service được viết bằng Java và chạy trên hệ điều hành Linux.
+ Web service dùng giao thức HTTP cho phép xây dựng các ứng dụng dùng Internet
làm phương tiện truyền thông do không bị các hạn chế về tường lửa.
Mối liên hệ giữa Web service và Grid:
+ Grid có nhiều lợi ích khi sử dụng Web Service.
+ Web Service hướng tới các hệ thống phân tán liên kết lỏng, trong khi các công nghệ
khác như CORBA và EJB phát triển trên các hệ thống phân tán liên kết chặt trong đó
client và server phụ thuộc vào nhau.
+ Đối với Web Service , client không cần phải duy trì liên kết với Web Service cho tới
khi nó thực sự cần tới dịch vụ này.
+ Đây chính là thế mạnh của Web Services, vì thế nó được chọn để phát triển dịch vụ
Grid.
c. Universal Description, Discovery and Integration (UDDI)
UDDI là phần chứa các thông tin của web service, được miêu tả bởi ngôn ngữ
WSDL, giao tiếp thông qua giao thức SOAP và được xây dựng trên Microsoft.NET
platform. UDDI là phần mô tả dịch vụ Web chuẩn.

Nhiệm vụ của UDDI: tìm đúng dịch vụ, biết thông tin về cách sử dụng dịch vụ và đối
tượng cung cấp dịch vụ, đồng thời xác định một đăng ký dịch vụ Web.
22 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
Hình 15. Mô hình tương tác của UDDI
d. Giao thức Simple Object Access Protocol (SOAP)
SOAP là một protocol giao tiếp dùng trong Web service được xây dựng dựa
trên XML. Giao thức SOAP là giao thức được Web Service sử dụng để truyền dữ liệu
qua Internet. SOAP dùng XML để trao đổi thông tin qua môi trường phân tán. Nó hỗ
trợ nhiều kiểu thông tin khác nhau như: mô hình trao đổi thông tin sau khi gọi thủ tục
từ xa hoặc mô hình trao đổi thông tin trong một cơ chế hướng thông báo.
Hình trên mô tả giao tiếp của một ứng dụng với một web service được thực hiện qua
thông điệp SOAP sử dụng network protocol HTTP, SMTP, FTP. Ứng dụng sẽ đặc tả
yêu cầu trong SOAP message và thông qua network protocol gởi đến cho web service.
Web service sẽ nhận và phân tích yêu cầu sau đó trả về kết quả thích hợp.
e. Web service Description Language (WSDL)
WSDL Là ngôn ngữ định nghĩa các dịch vụ web. Việc đặc tả chức năng,
interface giao tiếp của một web service và cách API được thực hiện dựa vào WSDL.
23 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
Việc đặc tả này bao gồm protocol được sử dụng, cấu trúc và định dạng dữ liệu dùng
để giao tiếp WSDL có thể xem là một tài liệu viết bằng XML.
Hình 16. Mô hình WSDL
Kiểu (Types): kiểu cơ bản khi trao đổi giữa client và server
Thông điệp (Message): các thông điệp gửi nhận giữa client và server
Dạng thức Port (input, output) (Port Type): tổng hợp các message để đinh nghĩa quá
trình giao tiếp giữa client và server
Kết nối (Binding): cách thức giao tiếp giữa client và server (HTTP, SMTP, RPC,…)
Dịch vụ (Service): định nghĩa tên cùng với các chú thích (documentation), và địa chỉ
của service

2.8.3 Service flows và workflows
Ý tưởng về service flows and workflow muốn nói đến một sự tích hợp của các
hoạt động trên nền dịch vụ (service-based activities) được cung cấp trên đám mây.
Workflows đã trở thành một trong số những lĩnh vực nghiên cứu quan trọng của cơ sở
dữ liệu và hệ thống thông tin.
2.8.4 Web 2.0
Web 2.0 là thế hệ Web mới, là một ý tưởng mới với nội dung là sử dụng công
nghệ Web và thiết kế Web để nâng cao sự sáng tạo, chia sẻ thông tin và hợp tác giữa
những người dùng.
Mashup là một ứng dụng Web kết hợp dữ liệu từ một vài nguồn thành một
công cụ lưu trữ tích hợp duy nhất (single integrated storege tool).
Cả hai công nghệ này là công cụ hữu ích cho điện toán đám mây.
24 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây
GS.TSKH Hoàng Kiếm [PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC]
Hình 17. Kiến trúc tính toán đám mây sử dụng các components (theo Hutchinson and Ward, 2009)
2.9 Ứng dụng điện toán đám mây tại Việt Nam
Hiện nay, điện toán đám mây tại Việt Nam vẫn còn khá mới mẽ. IBM là doanh
nghiệp đầu tiên triển khai trung tâm điện toán đám mây tại Việt Nam vào tháng
09/2008, tiếp đó Microsoft cũng thực hiện phát triển thử nghiệm tại Việt Nam.
Tiếp đến, điện toán đám mây ở Việt Nam bắt đầu có những tín hiệu khả quan
khi FPT - nhà công nghệ hàng đầu của Việt Nam đã khẳng định vị thế tiên phong của
mình trong công nghệ bằng lễ ký kết với Microsoft châu Á-Trend Micro để hợp tác
phát triển "đám mây" ở châu Á. Nhận định về hợp tác này, đại diện Trend Micro cho
rằng, điện toán đám mây sẽ đem lại cơ hội cho Việt Nam bởi công nghệ hoàn toàn mới
sẽ giúp giới trẻ Việt Nam vốn rất năng động sẽ có thêm điều kiện sáng tạo và phát huy
tài năng của mình. Đồng thời, với tiềm năng về nhân lực, cơ sở hạ tầng và nhất là
"tính sẵn sàng" của FPT hai bên sẽ không chỉ dừng lại ở cung cấp dịch vụ về điện toán
đám mây ở Việt Nam mà sẽ vươn ra toàn cầu.
Sau đó, FPT tiếp tục hợp tác cùng Microsoft vào tháng 05/2010. Tâm điểm của
hợp tác này là một thỏa thuận nhằm phát triển nền tảng điện toán đám mây dựa trên

công nghệ của Microsoft. Hai bên đều cùng hướng đến việc phát triển nền tảng cho
các dịch vụ đám mây bao gồm truyền thông, hợp tác, lưu trữ dữ liệu và các dịch vụ hạ
tầng, nhằm phục vụ nhu cầu của đông đảo khách hàng.
Điện toán đám mây là giải pháp tối ưu để các doanh nghiệp nước ta giảm thiểu
chi phí cũng như tăng hiệu suất làm việc ở mức tối đa. Về thực trạng ứng dụng điện
25 Nguyễn Hữu Lộc | CH1301023 Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây