ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

Điện toán đám mây
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
KHOA: KỸ THUẬT MÁY TÍNH
--------- ---------
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
MÔN : NHẬP MÔN CÔNG TÁC KỸ SƯ
ĐỀ TÀI : ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
GVHD: ThS. Nguyễn Văn Lợi
SVTH: Phan Đình Duy 06520111
Trần Ngọc Đức 06520091
Lê Phước Phát Đạt Đức 06520089
Hoàng Thị Thúy Trà 06520496
Hồ Chí Minh – 2009
Tiểu luận môn học
1
Điện toán đám mây
MỤC LỤC
TÓM TẮT NỘI DUNG VÀ GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
.................................................................................................................
3
1. Điện toán đám mây.
.................................................................................................................
4
2. Các đặc điểm của điện toán đám mây.
.................................................................................................................
5
3. Sự cần thiết của điện toán đám mây
.................................................................................................................
8
4. Hoạt động của điện toán đám mây

.................................................................................................................
9
4.1. Kiến trúc của ứng dụng điện toán đám mây
...........................................................................................................
9
4.2. Kiến trúc của máy chủ
...........................................................................................................
11
4.3. Map Reduce
Tiểu luận môn học
2
Điện toán đám mây
...........................................................................................................
13
4.4. Google file system
...........................................................................................................
20
4.5. Hadoop
...........................................................................................................
22
5. Tổng kết
.................................................................................................................
23
TÀI LIỆU THAM KHẢO
.................................................................................................................
24
Tiểu luận môn học
3
Điện toán đám mây
TÓM TẮT NỘI DUNG VÀ GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Đề tài “Điện toán đám mây ” tìm hiểu các định nghĩa, chức năng, nguyên tắc hoạt
động và các ứng dụng của điện toán đám mây trong thực tế cuộc sống.
Máy vi tính ngày nay đã trở thành một phần tất yếu của cuộc sống. Chúng ta
cần máy tính ở khắp mọi nơi, có thể là cho công việc, nghiên cứu hoặc trong bất kỳ lĩnh
vực nào. Khi việc sử dụng máy tính trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta tăng lên,
các nguồn tài nguyên máy tính mà chúng ta cũng cần tăng lên. Đối với các công ty lớn
như Google và Microsoft, khai thác các nguồn tài nguyên như vậy khi họ cần không
phải là một vấn đề lớn. Nhưng khi nói đến doanh nghiệp nhỏ hơn, các nguồn tài nguyên
lớn như vậy trở thành một yếu tố rất lớn tác động đến kinh doanh. Với những vấn đề lớn
về cơ sở hạ tầng CNTT như máy hỏng, treo ổ cứng, lỗi phần mềm, v.v.. Đó thật sự là
những vấn đề rất đau đầu cho các doanh nghiệp. Điện toán đám mây cung cấp một giải
pháp cho tình trạng này.
Điện toán đám mây là một cuộc dịch chuyển cách mạng trong đó việc tính toán sẽ
được chuyển từ máy tính cá nhân và thậm chí cả các máy chủ ứng dụng doanh nghiệp,
cá nhân đến một đám mây máy tính. Đám mây là một hình tượng để chỉ đến tập các
máy chủ ảo hóa có thể cung cấp các nguồn tài nguyên của máy tính khác nhau cho
khách hàng của họ. Người sử dụng của hệ thống này chỉ cần được quan tâm tới các dịch
vụ máy tính đang được yêu cầu. Cái chi tiết bên dưới hệ thống của nó như thế nào thì
được ẩn khỏi người dùng. Các dữ liệu và các dịch vụ cung cấp nằm trong các trung tâm
dữ liệu của đám mây có khả năng mở rộng lớn và có thể được truy cập ở bất kỳ đâu, từ
bất kỳ thiết bị được kết nối trên thế giới.
Điện toán đám mây là một kiểu tính toán mà ở đó các công việc CNTT được cung
cấp như một dịch vụ trên internet đến nhiều khách hàng bên ngoài và khách hàng được
tính tiền theo sự sử dụng dịch vụ của họ. Nhiều nhà cung cấp điện toán đám mây đã
xuất hiện và có một sự tăng trưởng đáng kể trong việc sử dụng dịch vụ này. Google,
Microsoft, Yahoo, IBM và Amazon đã bắt đầu cung cấp dịch vụ điện toán đám mây.
Trong đó Amazon là nhà tiên phong trong lĩnh vực này. Các công ty nhỏ hơn như
SmugMug, một trang web lưu trữ hình ảnh trực tuyến, có sử dụng dịch vụ điện toán
đám mây để lưu trữ tất cả các dữ liệu và thực hiện một số dịch vụ của mình.
Tiểu luận môn học

4
Điện toán đám mây
Điện toán đám mây được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau như web
hosting, lập trình song song, dựng hình đồ hoạ, mô hình tài chính(IBM Clouds), các
phương pháp duyệt và tìm kiếm trên web(web spider), phân tích gen(Amazon Clouds),
v.v..
1. Điện toán đám mây
Một điều đang xảy ra ngày hôm nay tại thế giới máy tính, dữ liệu và các chương
trình đang được chuyển dịch từ máy tính để bàn và văn phòng công ty lên các máy chủ
và được cài đặt trong "những đám mây tính toán", nói chung, đang có một chuyển dịch
địa lý của việc tính toán.
Điện toán đám mây chính xác là gì? Chúng ta sẽ bắt đầu bằng một định nghĩa:
"Một mô hình máy tính mới, nơi đó dữ liệu và các dịch vụ cư trú tại các trung tâm
dữ liệu trong đám mây và có thể được truy cập từ bất kỳ thiết bị kết nối nào qua internet
".
Điện toán đám mây là một mô hình mới trong ngành công nghiệp máy tính, nơi việc
tính toán và lưu trữ dữ liệu được chuyển đến một đám mây máy tính. Nó đã trở thành
một trong công nghệ được chú ý của ngành công nghiệp. Khái niệm cốt lõi của điện
toán đám mây, là nguồn tài nguyên điện toán to lớn mà chúng ta cần sẽ được đặt trong
các đám mây và chúng ta sẽ kết nối với chúng và sử dụng chúng khi cần thiết.
Điện toán có thể được mô tả là bất kỳ hoạt động nào của việc sử dụng và phát triển
phần cứng hay phần mềm máy tính, nghĩa là tất cả mọi thứ từ sức mạnh tính toán đến
khả năng lưu trữ. Đám mây điện toán quan hệ cùng tất cả các thực thể của nó để làm
cho chúng như một thực thể tích hợp duy nhất bằng sự quản lý tinh vi.
Đám mây(cloud) là một thuật ngữ được sử dụng như là một ẩn dụ cho các mạng
diện rộng (như Internet) hoặc bất cứ môi trường mạng lớn như vậy. Nó bắt nguồn từ
biểu tượng giống đám mây được sử dụng để đại diện cho những mạng phức tạp trong sơ
đồ nguyên lý(schematic). Nó đại diện cho tất cả những phức tạp của mạng có thể bao
gồm mọi thứ từ cáp, router, máy chủ, trung tâm dữ liệu và tất cả các thiết bị khác như
vậy.

Tính toán bắt đầu với thời đại máy tính mainframe. Đã có những mainframe lớn
và tất cả mọi người kết nối với chúng thông qua thiết bị đầu cuối câm (dumb terminal).
Mô hình cũ của doanh nghiệp máy tính là gây nên sự bất tiện và gò bó cho người ngồi ở
các thiết bị đầu cuối câm, vì họ chỉ có thể làm những gì họ được "ủy quyền" để làm. Họ
Tiểu luận môn học
5
Điện toán đám mây
bị lệ thuộc vào quản trị viên máy tính. Những nguời quản trị viên máy tính, chứ không
phải họ, sẽ cho phép họ làm việc hoặc sửa chữa những vấn đề của họ. Họ có không có
cách nào để ở lại đó làm việc cho đến khi những sáng kiến mới nhất nảy ra.
Các máy tính cá nhân là một cuộc cách mạng nhằm thay đổi áp đặt và bất tiện của
hoạt động tính toán tập trung. Có một loại tự do trong việc sử dụng máy tính cá
nhân. Nhưng điều này sau đó được thay thế bởi các kiến trúc máy chủ, với các máy chủ
doanh nghiệp và những loại khác được thực hiện trong ngành công nghiệp. Điều này đã
làm cho chắc chắn là tính toán được hoàn tất và nó sẽ không làm trùng lắp các nguồn
lực đã có. Tất cả các máy tính đã được thực hiện tại các máy chủ. Internet đã tăng
trưởng mạnh mẽ trong rất nhiều vòng của những máy chủ này. Với Điện toán đám mây
chúng ta đã đến một sự giải quyết cho những vấn đề trên một cách đầy đủ hơn. Chúng ta
trở lại cơ sở hạ tầng điện toán tập trung. Nhưng ở trong môi trường được cải tiến đó tại
thời điểm này chúng ta có thể dễ dàng truy cập thông qua internet và nắm toàn quyền
điều khiển qua truy cập mạng đó.
2. Đặc điểm của điện toán đám mây
Một định nghĩa cho điện toán đám mây có thể được đưa ra như là một mô hình máy
tính mới mà ở đó dữ liệu và các dịch vụ được đặt tại các trung tâm dữ liệu có thể mở
rộng trong các đám mây và có thể được truy cập từ bất kỳ thiết bị nào qua internet.
Đám mây điện toán là một cách để cung cấp các dịch vụ khác nhau trên các máy
ảo được cấp phát trong một tập hợp các máy tính vật lý lớn nằm trong đám mây. Điện
toán đám mây trở nên tập trung chỉ khi chúng ta suy nghĩ về cái mà CNTT đã luôn luôn
mong muốn - một cách để tăng năng lực hoặc thêm các khả năng khác nhau vào thiết
lập hiện tại mà không cần đầu tư vào cơ sở hạ tầng mới, đào tạo nhân viên mới hoặc cấp

giấy phép mới phần mềm. Và đám mây điện toán đã cung cấp một giải pháp tốt hơn.
Chúng ta có khả năng tính toán lớn và khả năng lưu trữ ở trong môi trường phân tán
của đám mây. Điện toán đám mây phải làm thế nào để khai thác khả năng của các tài
nguyên và làm cho các tài nguyên sẵn sẵn sàng như một thực thể duy nhất mà có thể
được thay đổi để đáp ứng các nhu cầu hiện tại của người dùng. Cơ sở của Điện toán
đám mây là tạo ra một tập các máy chủ ảo rộng lớn và khách hàng sẽ truy cập chúng.
Bất thiết bị truy cập web nào cũng có thể được sử dụng để truy cập vào các nguồn tài
nguyên thông qua các máy chủ ảo. Căn cứ vào tính toán nhu cầu của khách hàng, cơ sở
hạ tầng được phân bổ cho khách hàng có thể được tăng lên hoặc hạ xuống.
Nhìn từ quan điểm kinh doanh, điện toán đám mây là một phương pháp để giải
Tiểu luận môn học
6
Điện toán đám mây
quyết khả năng mở rộng và những mối quan tâm cho các ứng dụng quy mô lớn, trong
đó bao gồm việc chi phí ít hơn. Bởi vì tài nguyên được phân bổ cho khách hàng có thể
dựa trên nhu cầu khác nhau của khách hàng và có thể được thực hiện mà không phiền
phức nào, các nguyên cần thiết là rất ít.
Một trong những thành tựu quan trọng của điện toán đám mây có thể khái quát là
xử lý dữ liệu lớn gấp 1000 lần không nhất thiết phải thực hiện với sự phức tạp hơn 1000
lần thông thường. Khi số lượng dữ liệu tăng, các đám mây dịch vụ điện toán có thể
được sử dụng để quản lý việc tải một cách hiệu quả và làm cho công việc xử lý dễ dàng
hơn. Trong thời đại của máy chủ doanh nghiệp và máy tính cá nhân, phần cứng là tiêu
chuẩn chính cho khả năng xử lý, chúng phụ thuộc vào cấu hình phần cứng của máy chủ.
Nhưng với sự ra đời của đám mây máy tính, các hàng hóa đã thay đổi với chu kỳ và
byte - tức là trong dịch vụ điện toán đám mây, người dùng được tính dựa trên số lượng
các chu trình được thực hiện hay là số lượng byte được dịch chuyển.
Các phần cứng hoặc các máy mà các ứng dụng được chạy thì được ẩn khỏi người
sử dụng. Số lượng phần cứng cần thiết cho tính toán được thực hiện bởi trình quản lý và
nói một cách khái quát là khách hàng được tính chi phí dựa trên cách ứng dụng sử dụng
các nguồn tài nguyên.

Những Đặc Điểm Của Điện Toán Đám Mây:
2.1. Tự Sửa Chữa:
Bất kỳ ứng dụng hoặc dịch vụ nào đang chạy trong một môi trường điện toán đám
mây có một tính chất tự sửa chữa. Trong trường hợp ứng dụng thất bại, luôn luôn có
một dự phòng tức thời của ứng dụng sẵn sàng để cho công việc không bị gián đoạn. Có
nhiều bản sao của cùng một ứng dụng - mỗi bản cập nhật chính nó thường xuyên vì vậy
ở những lần thất bại, có ít nhất một bản sao của ứng dụng có thể lấy lên hoạt động mà
thậm chí không cần thay đổi nhỏ nào trong trạng thái chạy của nó.
2. 2. Nhiều người sử dụng:
Với điện toán đám mây, bất kỳ ứng dụng nào cũng hỗ trợ đa người dùng - đó
là khái niệm dùng để chỉ nhiều người sử dụng đám mây trong cùng thời gian. Hệ thống
cho phép một số khách hàng chia sẻ cơ sở hạ tầng được phân bổ cho họ mà không
ai trong họ nhận biết về sự chia sẻ này. Điều này được thực hiện bởi việc ảo hóa các
máy chủ trong một dải các máy tính và sau đó cấp phát các máy chủ đến nhiều người sử
dụng. Điều này được thực hiện theo cách mà trong đó sự riêng tư của người sử dụng và
bảo mật của dữ liệu của họ không bị tổn hại.
Tiểu luận môn học
7
Điện toán đám mây
2.3. Khả năng mở rộng tuyến tính:
Dịch vụ điện toán đám mây có khả năng mở rộng tuyến tính. Hệ thống có khả
năng phân chia các luồng công việc thành phần nhỏ và phục vụ nó qua cơ sở hạ tầng.
Một ý tưởng chính xác của khả năng mở rộng tuyến tính có thể được lấy từ thực tế là
nếu một máy chủ có thể xử lý 1000 giao dịch trong một giây, thì hai máy chủ có thể xử
lý 2.000 giao dịch trong một giây.
2.4. Hướng dịch vụ:
Hệ thống Điện toán đám mây là tất cả các dịch vụ theo định hướng – những dịch vụ
như vậy được tạo ra từ những dịch vụ rời rạc khác. Rất nhiều dịch vụ rời rạc như vậy là
sự kết hợp của nhiều dịch vụ độc lập khác với nhau để tạo dịch vụ này. Điều này cho
phép việc tái sử dụng các dịch vụ khác nhau sẵn có và đang được tạo ra. Bằng việc sử

dụng các dịch vụ đã được tạo ra trước đó, những dịch vụ khác có thể được tạo ra từ đó.
2.5. Điều khiển SLA(Service level agreement):
Thông thường các doanh nghiệp có thỏa thuận về số lượng dịch vụ. Khả năng mở
rộng và các vấn đề có sẵn có thể làm cho các thỏa thuận này bị phá vỡ. Tuy nhiên, các
dịch vụ điện toán đám mây là hướng SLA, như việc khi hệ thống có kinh nghiệm đạt
đỉnh của tải, nó sẽ tự động điều chỉnh chính nó để tuân thủ các thỏa thuận ở cấp độ dịch
vụ. Các dịch vụ sẽ tạo ra thêm những thực thể của ứng dụng trên nhiều server để cho
việc tải có thể dễ dàng quản lý.
2.6. Khả năng ảo hóa:
Các ứng dụng trong điện toán đám mây hoàn toàn tách rời khỏi
phần cứng nằm bên dưới. Môi trường điện toán đám mây là một môi trường ảo hóa đầy
đủ.
2.7. Linh hoạt:
Một tính năng khác của các dịch vụ điện toán đám mây là chúng linh hoạt. Chúng
có thể được dùng để phục vụ rất nhiều loại công việc có khối lượng khác nhau từ tải nhỏ
của một ứng dụng nhỏ cho đến tải rất nặng của một ứng dụng thương mại.
3. Sự cần thiết của điện toán đám mây.
Một câu hỏi được đặt ra là làm cách nào để có thể tăng năng lực tính toán và lưu trữ
dữ liệu lên hàng nghìn lần so với chỉ dùng phần cứng tại chỗ? Câu hỏi đã từng làm đau
đầu các nhà phát triển hệ thống, và với sự ra đời của mạng internet vấn đề đã được giải
Tiểu luận môn học
8
Điện toán đám mây
quyết bởi sự xuất hiện của dịch vụ điện toán đám mây. Điện toán đám mây là một dịch
vụ tính toán và lưu trữ do nhà cung cấp dịch vụ cung cấp cho khách hàng, vì vậy năng
lực tính toán và lưu trữ dữ liệu có khả năng tăng lên hàng nghìn lần so với việc chỉ dùng
hệ thống tính toán truyền thống của khách hàng, và điều này phụ thuộc vào năng lực của
nhà cung cấp dịch vụ chứ không phụ thuộc vào hệ thống tại chỗ của khách hàng, mà
thường là các máy của các nhà cung cấp dịch vụ thường là những máy có năng lực tính
toán rất lớn để có thể cung cấp cho nhiều người.

So với các hệ thống máy tính truyền thống thì điện toán đám mây có nhiều ưu điểm
vượt trội hơn. Ưu điểm đầu tiên là về tài nguyên hệ thống, giả sử với một công ty khi
trang bị hệ thống tính toán truyền thống cần phải xây dựng một hệ thống mạnh đủ để
phục vụ công việc cho một công ty. Điều đó đồng nghĩa với việc chi phí lắp đặt hệ
thống ban đầu tốn kém, và đối với hệ thống của công ty cần phải có người quản trị hệ
thống tốn thêm tài nguyên và nhân lực, và chi phí cho năng lượng tiêu thụ của hệ thống
cũng rất cao. Thêm vào đó là sự lãng phí tài nguyên khi mà hệ thống không được sử
dụng hết công suất của nó. Điều đó cho thấy rằng đầu tư vào một hệ thống máy tính
theo kiểu truyền thống thì có thể là tốn kém và lãng phí. Và nếu công ty sử dụng điện
toán đám mây thì khi đó không phải tốn một người quản trị, năng lượng tiêu thụ cho hệ
thống cũng không còn là vấn đề, đặc biệt là tài nguyên không sử dụng sẽ không bị lãng
phí vì khi đó công ty chỉ trả tiền cho phần tài nguyên mà họ sử dụng, phần tài nguyên
còn lại sẽ được người cung cấp dịch vụ cung cấp cho một công ty khác.
Một ưu điểm nữa của điện toán đám mây là khả năng truy cập và sử dụng tài
nguyên ở mọi lúc mọi nơi khi mà ta có một máy tính bình thường được nối mạng
internet, khi đó ta có thể thực hiện một phép tính khổng lồ hoặc có thể sử dụng một khối
lượng dữ liệu lớn chỉ với một máy tính đơn giản.
Vấn đề về bản quyền phần mềm cũng là một vấn đề hết sức nan giải đối với các
công ty khi mà các phần mềm đó có giá quá cao. Với điện toán đám mây thì chỉ cần nhà
cung cấp dịch vụ bỏ tiền ra mua bản quyền thì tất cả các khách hàng của họ đều có thể
sử dụng nó như một phần mềm có bản quyền thật sự mà không phải bỏ ra một số tiền
lớn để mua bản quyền mà họ chi phải trả tiền cho những gì họ dùng.
Tiểu luận môn học
9
Điện toán đám mây
Bên cạnh đó điện toán đám mây cũng có những nhược điểm cố định của nó. Với
điện toán đám mây người dùng không thực sự an tâm về dữ liệu của họ vì khi đó tài
nguyên thật sự không còn là của riêng họ mà nằm trong đám mây của nhà cung cấp dịch
vụ. Theo đó thì sự bảo mật dữ liệu cũng là vấn đề làm lo lắng cho người dùng. Và khi
có sự cố về mạng internet thì người dùng không thể làm việc với dữ liệu của chính họ

được nữa.
4. Công nghệ.
Tiểu luận môn học
10