TÌM HIỂU về CLOUD COMPUTING và các DỊCH vụ TRÊN CLOUD COMPUTING

TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thiện bài báo cáo thực tập này đầu tiên em gửi lời cảm ơn đến lãnh
đạo khoa Khoa Công Nghệ Thông Tin Trường Đại Học Hải Phòng,cùng toàn thể
các thầy cô giáo đã tận tình giảng dạy trang bị cho em những kiến thức quý báu
trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường.
Đặc biệt em gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.S Đào Ngọc Tú – Giảng viên
đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành tốt bài báo cáo, và đã luôn cung
cấp các tài liệu tham khảo cho em.
Qua đây em xin cảm ơn Công ty Cổ Phần Thương Mại và Dịch vụ KTD đã tạo
điều kiện cho em thực tập, cung cấp các thiết bị để em hoàn thành cuốn đồ án. Em
cũng xin cảm ơn thầy Đào Ngọc Tú – Giảng viên hướng dẫn em thực tập tại trường
và toàn thể các thầy, cô trong Khoa Công Nghệ Thông Tin đã giúp đỡ và tạo điều
kiện cho em.
Em xin cám ơn sự đóng góp ý kiến của thầy cô và bạn bè trong suốt quá trình
học tập và thực tập, để em hoàn thành tốt bài báo cáo này.
Xin chân thành cảm ơn !
Hải Phòng, tháng 06 năm 2016
Sinh viên

Hoàng Thị Nhung

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13Page 1


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13Page 2


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

NIST

National Institute of Standards and Technology

SaaS

Software as a Service

SOA

Service Oriented Architecture

PaaS

Platform as a Service

IaaS

Instructure as a Service

WAN

Wide Area Network

VM

Virtual Machine

API

Application programming interface

SAN

Storage Area Network

SSH

Secure Shell

AWS

Amazon Web Services

API

Application Programming Interface

QoS

Quality of Service

VMM

Virtual Machine Monitor

HTML

HyperText Markup Language

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13Page 3


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

MỞ ĐẦU
1.

Lý do chọn đề tài
Trên thế giới ngày càng có nhiều công ty đang chuyển dịch theo hướng các

giải pháp công nghệ thông tin bao gồm điện toán đám mây. Trước hết, điện toán
đám mây có thể cắt giảm các chi phí liên quan đến việc cung cấp các dịch vụ công
nghệ thông tin. Có thể giảm cả vốn và chi phí vận hành bằng cách nhận được tài
nguyên chỉ khi sử dụng chúng và chỉ trả tiền cho những gì sử dụng.
Ngoài ra điện toán đám mây, làm giảm một số các khoản chi tiêu bắt buộc
kết hợp với việc quản lý nguồn tài nguyên khác nhau trên toàn doanh nghiệp. Cuối
cùng, các mô hình điện toán đám mây cung cấp sự linh hoạt trong kinh doanh. Nhờ
khả năng điều chỉnh hoặc mở rộng các doanh nghiệp có thể đáp ứng dễ dàng hơn
khi nhu cầu về hạ tầng thay đổi.
Hiểu theo cách khác, điện toán đám mây là sự thực hiện kết hợp nhiều công

nghệ hiện có (SOA-Service Oriented Architecture, ảo hóa) với những ý tưởng mới
để tạo ra một giải pháp công nghệ thông tin đầy đủ.
Với những ưu điểm trên việc áp dụng mô hình điện toán đám mây là một hướng
lựa chọn tất yếu trong tương lai.
2. Mục đích nghiên cứu
Tìm hiểu về điện toán đám mây.
Triển khai công nghệ điện toán đám mây trên môi trường giả lập sử dụng phần
mềm CloudStack.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu mô hình cung cấp dịch vụ truyền thống và mô hình điện toán đám
mây.
Nghiên cứu triển khai các ứng dụng trên mô hình điện toán đám mây.
4. Phương pháp nghiên cứu
Tìm hiểu các tài liệu liên quan về điện toán đám mây và các dịch vụ được
cung cấp trên nên điện toán đám mây.
Triển khai thực nghiệm trên môi trường ảo VMware để kiểm chứng lý thuyết
đã nghiên cứu được.

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 4


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
1.1 Lịch sử
Khái niệm về điện toán đám mây xuất hiện từ những năm 1960 trở lại đây, khi
John McCarthy phát biểu rằng “một ngày nào đó tính toán được tổ chức như một
tiện ích công cộng”. Các đặc điểm của điện toán đám mây tạo ra như khả năng co
giản, cung cấp như một tiện ích trực tuyến, với khả năng xem như vô hạn.
Thuật ngữ “đám mây” lấy trong kỹ thuật điện thoại tại các công ty viễn thông.

Các học giả đầu tiên sử dụng thuật ngữ ‘điện toán đám mây” là thuật ngữ trong một
bài giảng năm 1997 bởi Ramnath Chellappa.
Amazon đã góp vai trò quan trọng trong sự phát triển của điện toán đám mây
bằng cách hiện đại hóa trung tâm dữ liệu. Hầu hết các mạng máy tính được tạo ra
khi sử dụng ít nhất là 10% năng lực của nó tại một thời điểm. Với kiến trúc điện
toán đám mây giúp tối ưu năng lực làm việc của máy chủ. Amazon bắt đầu phát
triển sản phẩm để cung cấp điện toán đám mây cho khách hàng và tung ra dịch vụ
Web Amazon (AWS) như một tiện ích máy tính trong năm 2006.
Trong năm 2007, Google, IBM và một số trường đại học bắt tay vào nghiên
cứu dự án điện toán đám mây với quy mô lớn. Vào đầu năm 2008, Eucalyptus đã
trở thành mã nguồn mở đầu tiên cho AWS API, nên tảng tương thích cho việc triển
khai các đám mây riêng tư. Đầu năm 2008, OpenNebula tài trợ dự án kho lưu trữ và
trở thành phần mềm mã nguồn mở đầu tiên triển khai đám mây riêng, đám mây lai
và liên đoàn các đám mây. Trong năm đó, những nỗ lực đã được tập trung vào việc
cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) để đảm bảo đám mây hoạt động, thuộc dự án
của ủy ban IRMOS tài trợ. Đến giữa năm 2008, Gartner nhận thấy tiềm năng của
điện toán đám mây có thể được đưa ra làm dịch vụ cung cấp cho khách hàng.
1.2 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. Điện toán đám mây là sự nâng cấp từ mô hình máy chủ
mainframe sang mô hình client-server. Ở mô hình điện toán, mọi lĩnh vực liên quan
đến công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", nó cho phép
khác hàng truy cập vào các dịch vụ của một nhà cung cấp nào đó "trong đám mây"
Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 5


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

mà không cần phải có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ, cũng như không
cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng bên trong.Tài nguyên, dữ liệu, phần mềm và các
thông tin liên quan đều được quản lý trên các máy chủ (chính là các “đám mây”).
“Ứng dụng điện toán đám mây” 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.
Điện toán đám mây tính toán, sử dụng phần mềm, truy cập dữ liệu và dịch vụ
lưu trữ mà khách hàng không cần biết vị trí địa lý và cấu hình của hệ thống cung
cấp dịch vụ.
Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ (NIST) đã đưa ra nghĩa định nghĩa cụ thể:
“Điện toán đám mây là một mô hình cho phép truy cập mạng thuận tiện, theo
nhu cầu đến một kho tài nguyên điện toán dùng chung, có thể định cấu hình (ví dụ
như mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng) có thể được cung cấp và thu hồi một cách
nhanh chóng với yêu cầu tối thiểu về quản lý hoặc can thiệp của nhà cung cấp dịch
vụ.[1]”.
1.3 Các đặc trưng của điện toán đám mây
Điện toán đám mây nói chung và các dịch vụ và giải pháp cũng như nền tảng
chạy trên nền điện toán đám mây có các đặc trưng sau:
 Tính tự phục vụ theo nhu cầu

Điện toán đám mây có thể được định nghĩa một cách đơn giản như là sự sử
dụng tài nguyên tính toán có khả năng thay đổi theo nhu cầu được cung cấp giống
như một dịch vụ từ bên ngoài với chi phí phải trả cho mỗi lần sử dụng. Đám mây
được đánh giá cao và sẵn sàng đáp ứng cho các nhu cầu cần thiết của ứng dụng .
Điện toán đám mây cũng có thể được gọi là tính toán tiện ích hay là tính toán lưới
(grid computing).
Điện toán đám mây là mô hình dịch chuyển trong cách thức làm thế nào chúng
ta cung cấp kiến trúc và khả năng mở rộng củsa các ứng dụng. Trong quá khứ, các
công ty thành công thường dành thời gian quý báu và nguồn lực xây dựng để xây
dựng cơ sở hạ tầng[2].

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 6


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

 Tính truy suất diện rộng

Mọi thứ được xem như trong suốt với người sử dụng và họ có thể truy cập vào
mọi tài nguyên trên đám mây nếu được phép vào bất cứ lúc nào, bất cứ nơi đâu và
trên bất cứ phương tiện nào cho phép[3].
 Khả năng dùng chung tài nguyên

Để hiểu rõ hơn về khả năng dùng chung tài nguyên trên đám mây ta quan sát
hình dưới đây , mô tả cấu trúc đơn giản của một đám mây.
để xây dựng một cơ sở hạ tầng phục vụ cho một đám mây, nhà cung cấp dịch
vụ sử dụng rất nhiều những thiết bị phần cứng khác nhau, nhưng tất cả được sử
dụng chung và thống nhất trên cơ sở của công nghệ ảo hóa (Virtual technology) để
tạo ra một kiến trúc ảo hóa (Virtual Infrastructure) trên cơ sở đó xây dựng nên một
đám mây cung cấp dịch vụ.
Các kiến trúc phần cứng này là trong suốt đối với người sủ dụng và mọi dịch vụ,
mọi nền tảng triển khai trên 1 đám mây đều sủ dụng chung nguồn tài nguyên này.

Hình 1.1: Mô hình một kiến trúc ảo hóa sử dụng để xây dựng một đám mây

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 7


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

 Khả năng co dãn

Trong hầu hết các trường hợp thì cách tiếp cận tài nguyên mạng theo kiểu cũ
(cấp “cứng” một băng thông và dung lượng sử dụng nhất định trên server) thì sẽ
phát sinh những vấn đề sau::
•

Để lại một lượng lớn các tài nguyên tính toán không được sử dụng làm tiêu tốn
không gian trong các trung tâm dữ liệu lớn.

•

Bắt buộc một ai đó phải trông giữ các máy chủ.

•

Gắn liền với chi phí năng lượng.

-

Với điện toán đám mây, các máy tính dư thừa có thể được đưa vào sử dụng và được
sinh lời bằng cách bán cho khách hàng. Sự chuyển đổi của việc tính toán và cơ sở
hạ tầng công nghệ thông tin vào một tiện ích, nó có tác dụng trong các trường hợp
hoặc một số mức độ cho phép. Điều đó mang ý nghĩa nỗ lực cạnh tranh dựa trên ý

-

tưởng hơn là dựa trên các tài nguyên tính toán.
Các tài nguyên ứng dụng của bạn và các hệ thống công nghệ thông tin thì rất cần
thiết (để đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn cho lưu trữ, cho tài nguyên tính toán, cho

các hệ thống nhắn tin và cho các cơ sở dữ liệu). Bạn có thể trả chi phí hạ tầng cơ sở
này cho nhà cung cấp nào mà cung cấp giá và dịch vụ tốt nhất. Đó là một ý tưởng
đơn giản nhưng cuộc cách mạng về tư duy không phải là hoàn toàn mới. Điều này
bây giờ là đứng đầu trong các xu hướng công nghệ hiện đại bởi vì môi trường điện

toán đám mây được Amazon đưa ra đầu tiên.
 Khả năng điều tiết dịch vụ
Chính nhờ khả năng co giãn để cấp phát một cách hợp lý nguồn tài nguyên
dùng chung ở trên mà cách dịch vụ cũng nhờ đó được điều tiết sử dụng tài nguyên
một cách chính xác và phù hợp.
Lấy ví dụ một đám mây cung cấp 2 dịch vụ là A và B. Tại một thời điểm, dịch
vụ A được nhiều người sử dụng hơn dịch vụ B. Thì tại thời điểm đó đám mây sẽ tự
động điều tiết để dịch vụ A được ưu tiên sử dụng nguồn tài nguyên dùng chung hơn
so với dịch vụ B nhằm cung cấp dịch vụ một cách ổn định, tránh tình trạng nghẽn
xảy ra trên dịch vụ A và dư thừa tài nguyên trên dịch vụ B. Điều này là hoàn toàn
hợp lý và thông minh.

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 8


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

1.4 Các vấn đề có thể giải quyết bằng điện toán đám mây
 Vấn đề về lưu trữ dữ liệu

Dữ liệu được lưu trữ tập trung ở các kho dữ liệu khổng. Các công ty lớn
như Microsoft, Google có hàng chục kho dữ liệu trung tâm nằm rải rác khắp nơi
trên thế giới. Các công ty lớn này sẽ cung cấp các dịch vụ cho phép doanh nghiệp
có thể lưu trữ và quản lý dữ liệu của họ trên các kho lưu trữ trung tâm.
 Vấn đề về sức mạnh tính toán

Có 2 giải pháp chính:
-

Sử dụng các siêu máy tính (super-computer) để xử lý tính toán.

-

Sử dụng các hệ thống tính toán song song, phân tán, tính toán lưới (grid
computing).

 Vấn đề về cung cấp tài nguyên và phần mềm

Cung cấp các dịch vụ như IaaS (infrastructure as a service), PaaS (platform as
a service), SaaS (software as a service).

Hình 1.2: Các dịch vụ có thể được cung cấp trên nền điện toán đám mây
1.5 So sánh công nghệ điện toán đám mây với công nghệ khác
Dưới đây chúng ta có một bảng so sánh tổng thể về các loại hình tính toán hàng
khối để thấy được mục tiêu chính của các dạng tính toán lớn:

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 9


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

Tên hệ thống xử lý
Tính toán song song

Tính toán lưới

Điện toán đám mây

Mục tiêu hướng đến
Khai thác tối đa hiệu suất

Ghi chú
Thường là các hệ thống

của hệ thống ( về tốc độ

chia sẻ bộ nhớ

và tính hiệu quả )
Hợp tác và chia sẻ việc

Thường hỗ trợ các tổ

sử dụng tài nguyên khoa

chức bằng các tổ chức ảo

học, cung cấp các dịch

thông qua các ứng dụng

vụ các ứng dụng/bài toán

người dung cuối .

cụ thể .
Cung cấp tài nguyên ,

Hỗ trợ chủ yếu đến các

làm back – end cho hệ

cá nhân (bằng các dịch

thống Front – end thiếu

vụ cài đặt từ xa )

tài nguyên (bộ xử lí, bộ
nhớ , lưu trữ ) như smart
phone, tablet

1.6 Mô hình kiến trúc điện toán đám mây
1.6.1 Thành phần
Về cơ bản, “điện toán đám mây” được chia ra thành 5 lớp riêng biệt, có tác động
qua lại lẫn nhau[5]:
 Client (lớp khách hàng): Lớp Client của điện toán đám mây bao gồm phần cứng và

phần mềm, để dựa vào đó, khách hàng có thể truy cập và sử dụng các ứng
dụng/dịch vụ được cung cấp từ điện toán đám mây. Chẳng hạn máy tính và đường
dây kết nối Internet (thiết bị phần cứng) và các trình duyệt web (phần mềm)….
 Application (lớp ứng dụng): Lớp ứng dụng của điện toán đám mây làm nhiệm vụ

phân phối phần mềm như một dịch vụ thông qua Internet, người dùng không cần
phải cài đặt và chạy các ứng dụng đó trên máy tính của mình, các ứng dụng dễ dàng

được chỉnh sữa và người dùng dễ dàng nhận được sự hỗ trợ.
-

Các hoạt động được quản lý tại trung tâm của đám mây, chứ không nằm ở phía
khách hàng (lớp Client), cho phép khách hàng truy cập các ứng dụng từ xa thông
qua Website.

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 10


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

-

Người dùng không còn cần thực hiện các tính năng như cập nhật phiên bản, bản vá
lỗi, download phiên bản mới… bởi chúng sẽ được thực hiện từ các “đám mây”.

 Platform (lớp nền tảng): Cung cấp nền tảng cho điện toán và các giải pháp của dịch

vụ, chi phối đến cấu trúc hạ tầng của “đám mây” và là điểm tựa cho lớp ứng dụng,
cho phép các ứng dụng hoạt động trên nền tảng đó. Nó giảm nhẹ sự tốn kém khi
triển khai các ứng dụng khi người dùng không phải trang bị cơ sở hạ tầng (phần
cứng và phần mềm) của riêng mình.
 Infrastructure (lớp cơ sở hạ tầng): Cung cấp hạ tầng máy tính, tiêu biểu là môi

trường nền ảo hóa. Thay vì khách hàng phải bỏ tiền ra mua các server, phần mềm,
trung tâm dữ liệu hoặc thiết bị kết nối… giờ đây, họ vẫn có thể có đầy đủ tài
nguyên để sử dụng mà chi phí được giảm thiểu, hoặc thậm chí là miễn phí. Đây là
một bước tiến hóa của mô hình máy chủ ảo (Virtual Private Server).
 Server (lớp server - máy chủ): Bao gồm các sản phẩm phần cứng và phần mềm máy

tính, được thiết kế và xây dựng đặc biệt để cung cấp các dịch vụ của đám mây. Các
server phải được xây dựng và có cấu hình đủ mạnh để đám ứng nhu cầu sử dụng
của số lượng động đảo các người dùng và các nhu cầu ngày càng cao của họ.
1.6.2 Cách thức hoạt động của điện toán đám mây
Hai thành phần quan trọng của kiến trúc điện toán đám mây được biết đến là
front end và back end.
Front end là phần phía khách hàng dùng máy tính. Nó bao gồm hệ thống mạng
của khách hàng (hoặc máy tính) và các ứng dụng được sử dụng để truy cập vào đám
mây thông qua giao diện người dùng có thể là một trình duyệt web.
Back end chính là đám mây, bao gồm tất cả các tài nguyrn cần thiết cho các dịch
vụ của điện toán đám mây. Nó bao gồm Data Storage…..
1.7 Mô hình kiến trúc
Dịch vụ ĐTĐM rất đa dạng, bao gồm tất cả các lớp dịch vụ điện toán từ cung
cấp năng lực tính toán trên lưới áy chủ hiệu năng cao hay các máy chủ ảo, không
gian lưu trữ dữ liệu hay một hệ điều hành, một công cụ lập trình, hay một ứng dụng
kế toán.
Các mô hình dịch vụ ĐTĐM phổ biến nhất có thể phân chia thành 3 nhóm[5]:
1.7.1 Dịch vụ hạ tầng IaaS (Infrastructure as a Service)
Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 11


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

IAAS là một mô hình dịch vụ mà sẽ cung cấp dịch vụ cơ sở hạ tầng. . Các thiết
bị đó bao gồm kho dữ liệu, phần cứng, máy chủ (server) và các thành phần
networking. Nhà cung cấp sẽ làm chủ các thiết bị và chịu trách nhiệm cho việc hoạt
động và bảo trì hệ thống. Khách hàng sẽ trả tiền trên các dịch vụ đó.
Cũng như với các dịch vụ nền tảng, ảo hóa là một phương pháp thường được sử
dụng để tạo ra bản phân phối các nguồn tài nguyên theo yêu cầu. Các nhà sản xuất

lớn cung cấp cơ sở hạ tầng bao gồm IBM Bluehouse, VMware, Amazon EC2,
Microsoft Azure Platform, Sun ParaScale Cloud Storage.

Hình 1.3: IaaS cho phép nhà cung cấp dịch vụ thuê những tài nguyên phần cứng
Các dịch vụ cơ sở hạ tầng tập trung vào vấn đề trang bị cho các trung tâm dữ
liệu bằng cách đảm bảo công suất điện toán khi cần thiết. Trên thực tế các kỹ thuật
ảo hóa thường được sử dụng trong tầng này, nên có thể thấy rõ sự tiết kiệm chi phí
khi sử dụng tài nguyên hệ thống.

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 12


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

Hình vẽ bên dưới chứng minh cho mô hình phân lớp của kiến trúc IAAS :

Hình 1.4: Mô hình phân lớp của kiến trúc IAAS
Khi thực thi một yêu cầu từ người sử dụng, công việc đó có thể thực hiện song
song và chia sẽ tài nguyên để đáp ứng yêu cầu càng nhanh càng tốt. Hoặc là có thể
truy cập các kho dữ liệu khác nhau để có thể thỏa mãn nhu cầu của khách hàng.
IAAS trong cloud phải đảm bảo về performance và hiệu quả chi phí trong khi bảo
trì các điều khiển trung tâm và khả năng tăng tài nguyên để bảo đảm dịch vụ không
bị gián đoạn.
Có 03 thành phần chính trong kiến trúc của hệ thống cloud. Đó là: cloud
manager, cluster manager và computer manager.
-

Cloud manager là điểm truy cập vào cloud nơi mà các nhà thuê bao đăng ký tài
khoản, quản lý các tài nguyên mà họ thuê từ cloud và truy cập dữ liệu. Nó thực hiện
việc truy cập tài nguyên ở mức đầu tiên (top level). Nó quyết định có đủ tài nguyên

để đáp ứng yêu cầu khách hàng hay không và cluster manager sẽ thực hiện yêu cầu.
Cloud manager cũng thực hiện các luật trên cloud đối với yêu cầu từ khách hàng.

-

Cluster manager: chịu trách nhiệm vận hành các máy thông qua network. Cluster
manager sẽ nhận lệnh / queries truy cập tài nguyên từ cloud manager và xác định tài
nguyên nào có thể đáp ứng yêu cầu từ người sử dụng . Sau đó hiện thực truy cập tài
nguyên.

-

Computer manager: hợp tác với hypervisor chạy trên mỗi hệ thống máy tính trong
một cluster. Trong việc đáp ứng các queries từ Cluster manager. Cluster manager trả
Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 13


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

về thông tin trạng thái liên quan đến tài nguyên được sử dụng và có sẵn mà có thể
được sử dụng.
1.7.2 Dịch vụ hạ tầng PaaS (Platform Infrastructure as a Service)
Đây là tầng cung cấp dịch vụ nền tảng để chạy các ứng dụng. Các ứng dụng này
có thể đang chạy trong đám mây hay chạy trong một trung tâm dữ liệu truyền thống.
Để đạt được khả năng mở rộng cần thiết trong một đám mây, các dịch vụ thường
được ảo hóa. Việc ảo hóa được các nhà sản xuất lớn giới thiệu như IBM®
WebSphere® Application Server virtual images, Amazon Web Services, Boomi,
Cast Iron, và Google App Engine. Các dịch vụ nền tảng cho phép khách hàng chạy
các ứng dụng dựa trên cơ sở hạ tầng dịch vụ được bên thứ ba cung cấp.
Nền tảng là nơi cung cấp tất cả các nguồn lực cần thiết để xây dựng các ứng

dụng và dịch vụ hoàn toàn từ Internet, mà không cần phải tải về hay cài đặt phần
mềm.

Hình 1.5 :PaaS cho phép khách hàng truy cập vào một nền tảng trên nên điện toán đám
mây.
Dịch vụ nền tảng bao gồm thiết kế ứng dụng, phát triển, thử nghiệm, triển khai,
và hosting. Các dịch vụ khác bao gồm khả năng tích hợp dịch vụ web, cơ sở dữ liệu
tích hợp, bảo mật, khả năng mở rộng, lưu trữ, quản lý và phiên bản.
Một lỗi phía nhà cung cấp nên tảng dẫn tới không còn khả năng tương tác với
khách hành, buộc phải chuyển qua nhà cung cấp khác. Trường hợp người dùng tạo
một ứng dụng với một nhà cung cấp điện toán đám mây và quyết định chuyển đến
một nhà cung cấp khác, có thể ứng dụng không hoạt động được hoặc sẽ phải trả một
mức giá cao để ứng dụng có thể hoạt động lại. Nếu nhà cung cấp không còn cung
cấp dịch vụ thì ứng dụng và dữ liệu của khách hàng sẽ bị mất.
Nền tảng hướng dịch vụ thường cung cấp một giao diện người dùng dựa trên
HTML hoặc JavaScript.
Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 14


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

Nền tảng hướng dịch vụ hỗ trợ phát triển giao diện web như Simple Object
Access Protocol (SOAP) và REST(Representational State Tranfer), cho phép xây
dựng nhiều dịch vụ web.
Tùy chọn PaaS có ba loại khác nhau:
Add-on development facilities: Điều này cho phép các ứng dụng SaaS
được lựa chọn. Thông thường, các nhà phát triển PaaS và khách hàng được
yêu cầu đăng ký cho các tiện ích ứng dụng SaaS.
 Stand-alone environments : Những môi trường không cung cấp giấy phép, kỹ
thuật.

 Application delivery-only environments: Những môi trường hỗ trợ dịch vụ
lưu trữ theo cấp độ, như khả năng mở rộng theo nhu cầu bảo mật. Nhưng không bao
gồm nhiệm vụ phát triển, gỡ lỗi, và kiểm tra.
Ngoài ra, theo một cách nhìn khác, PaaS cho ta một môi trường tích hợp cao
cấp để build, test, deploy và cho thuê các ứng dụng có thể tùy chỉnh trên Internet.
Một cách khái quát, các nhà phát triển chấp nhận một số giới hạn để xây dựng loại
phần mềm mang tính khả chuyển cao. Các khách hàng sử dụng PaaS sẽ không quản
lý các hạ tầng kỹ thuật của các gói phần mềm như của các khách hàng thuê dịch vụ
SaaS. Tuy nhiên, họ sẽ quản lý các ứng dụng được deploy và các cấu hình về môi
trường hosting .
Có nhiều định nghĩa khác nhau, một số doanh nghiệp, như Keene, đã đưa ra các
tiêu chuẩn cần có để tuyên bố“kết luận: đó chính là một PaaS thực sự” như sau:
-

Tiêu chuẩn 1: Browser-based development studio – nghĩa là nếu người sử dụng sẽ
được cung cấp công cụ phát triển phần mềm trên nền tảng web.

-

Tiêu chuẩn 2: Seamless deployment to hosted runtime environment – người sử
dụng triển khai phần mềm mà không cần quan tâm đến các cấu hình, hoặc các
service pack liên quan đến phần mềm nền.

-

Tiêu chuẩn 3: Management and monitoring tools – các giải pháp cloud rất hiệu quả
với nhiều công cụ quản lý và giám sát ứng dụng.

-

Tiêu chuẩn 4: Pay as you go billing – tránh được các chi phí mua sắm phần mềm,
PaaS phải cung cấp cho chúng ta phương án thanh toán dựa trên việc sử dụng dịch
vụ.
Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 15


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

 Lợi ích khi sử dụng PaaS
-

Chi phí về phần mềm (up front cost): là chi phí ban đầu cần thiết để sở hữu một
phần mềm. Đối với PaaS, chi phí ban đầu mua phần mềm được phân phối cho nhiều
người thuê. Do đó, người sử dụng không cần đầu tư nhiều về phần mềm, phần cứng,
các thiết bị mạng, các phần mềm và thiết bị trung gian (middleware), cơ sở hạ tầng.

-

Chi phí vận hành phần mềm (operational cost): bao gồm các chi phí về nâng cấp
phần cứng và phần mềm, sự thích hợp của các gói. Với PaaS, những chi phí trên
được giảm thiếu hoặc người sử dụng chỉ chi trả trong thời gian dài thông qua hình
thức sử dụng.

-

Tính ổn định (reliability): PaaS cung cấp nhiều mức độ phát triển phần mềm khác
nhau. Mỗi mức độ đều có sự đảm bảo an toàn về thiết bị, và các cam kết theo các
tiêu chuẩn sử dụng thường trực.

-

Chi phí quản lý (management cost): các hệ thống được hỗ trợ và do đó người sử
dụng không cần quan tâm nhiều đến việc cập nhật và bảo trì phần mềm nền.

-

Mang lại lợi thế chiến lược (strategic advantage): PaaS cung cấp chính là chiến
lược phát triển dựa trên tiềm lực của từng doanh nghiệp.

-

Giảm thiểu rủi ro (lower risk): việc đầu tư CNTT là một đầu tư có rủi ro cao về sự
lạc hậu của công nghệ phần cứng và phần mềm. Với PaaS, càng nhiều người sử
dụng dịch vụ chứng tỏ dịch vụ theo kịp thời đại.
1.7.3 Dịch vụ phần mềm SaaS (Software as a Service )
Cung cấp dịch vụ phần mềm thực thi từ xa. Dịch vụ phần mềm (SaaS) là một
mô hình triển khai ứng dụng mà ở đó người cung cấp cho phép người sử dụng dịch
vụ theo yêu cầu. Những nhà cung cấp SaaS có thể lưu trữ ứng dụng trên máy chủ
của họ hoặc tải ứng dụng xuống thiết bị khách hàng, vô hiệu hóa nó sau khi kết thúc
thời hạn. Các chức năng theo yêu cầu có thể được kiểm soát bên trong để chia sẻ
bản quyền của một nhà cung cấp ứng dụng thứ ba. Những đặc trưng tiêu biểu như
phần mềm sẵn có đòi hỏi việc truy xuất, quản lý qua mạng. Quản lý các hoạt động
từ một vị trí tập trung hơn là tại mỗi nơi của khách hàng, cho phép khách hàng truy
xuất từ xa thông qua web. Những tính năng tập trung nâng cấp, giải phóng người
dùng khỏi việc tải các bản vá lỗi và cập nhật.Thường xuyên tích hợp những phần
mềm giao tiếp trên mạng diện rộng
Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 16


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

Hình 1.6: Mô hình dịch vụ SaaS
Như các tầng khác của điện toán đám mây, điều quan trọng là để đảm bảo rằng
các giải pháp SaaS trong thực tế phù hợp với định nghĩa được chấp nhận chung của
điện toán đám mây. Một số đặc điểm xác định của SaaS bao gồm:
-

Dùng phần mềm thương mại qua truy cập Web
Phần mềm được quản lý tập trung
Phần mềm được phân phối theo mô hình “một-nhiều”
Người dùng không cần thiết xử lý, nâng cấp phần mềm và các bản sửa lỗi
Giao diện lập trình ứng dụng (API) cho phép tích hợp giữa các phần khác nhau
của phần mềm

1.8 Các mô hình triển khai

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 17


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

Hình 1.7 Các mô hình điện toán đám mây.
1.8.1 Đám mây công cộng

Hình 1.8: Mô hình đám mây công cộng
Là các dịch vụ đám mây được một bên thứ ba (người bán) cung cấp. Chúng tồn
tại bên ngoài hệ thống công ty và được nhà cung cấp đám mây quản lý.
Các đám mây công cộng cung cấp cho khách hàng các dịch vụ công nghệ thông
tin tốt nhất. Có thể là phần mềm, cơ sở hạ tầng ứng dụng hoặc cơ sở hạ tầng vật lý.
Các nhà cung cấp đám mây chịu trách nhiệm cài đặt, quản lý, cung cấp và bảo trì.

Khách hàng tính phí cho các tài nguyên nào mà họ sử dụng.
Các dịch vụ thường được cung cấp với các quy ước về cấu hình, chúng được cung
cấp với những trường hợp sử dụng phổ biến nhất. Khách hàng chỉ có quyền truy cập
vào tài nguyên được cấp phát.

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 18


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

1.8.2 Đám mây riêng
Là các dịch vụ đám mây được cung cấp trong doanh nghiệp. Những đám mây này
tồn tại bên trong mô hình mạng công ty và chúng được doanh nghiệp quản lý.
Các đám mây riêng đưa ra nhiều lợi ích giống như các đám mây chung, điểm khác
biệt chính là doanh nghiệp chịu trách nhiệm thiết lập và bảo trì đám mây. Việc thiết
lập đám mây riêng đôi khi không còn chi phí cho việc sử dụng và duy trì hoạt động
liên tục của đám mây và có thể vượt quá chi phí khi sử dụng một đám mây chung.

Hình 1.9: Các thành phần trong đám mây riêng.
Các đám mây riêng có nhiều lợi thế hơn so với đám mây chung. Việc kiểm soát
chi tiết các tài nguyên khác nhau trên đám mây giúp công ty có các lựa chọn cấu
hình phù hợp. Các đám mây riêng sẽ rất lý tưởng khi công việc đang được thực hiện
không cần đến một đám mây chung và sẽ không lo ngại tới vấn đề an ninh, quản lý.

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 19


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

1.8.3 Đám mây lai

Hình 1.10 Mô hình đám mây lai
Là sự kết hợp của các đám mây công cộng và riêng. Những đám mây này
thường do doanh nghiệp tạo ra và chịu trách nhiệm quản lý. Nó được phân chia giữa
doanh nghiệp và nhà cung cấp đám mây công cộng. Đám mây lai sử dụng các dịch
vụ có trong cả trong đám mây công cộng và riêng.
Các đám mây lai được các công ty sử dụng dịch vụ trên đó. Công ty có thể
đưa ra những lợi ích khi sử dụng đám mây chung và riêng. Một đám mây lai được
xây dựng tốt để có thể phục vụ khách hàng tốt nhất, an toàn.
Hạn chế chính với đám mây lai là khó khăn trong việc tạo ra và quản lý
chúng. Giải pháp đặt ra là tiếp nhận và cung cấp các dịch vụ từ các nguồn khác
nhau như thể chúng có nguồn gốc từ một nơi và có thể tương tác giữa các đám mây
riêng và chung.

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 20


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

1.8.4 Đám mây cộng đồng

Hình 1.11: Mô hình đám mây cộng đồng
Các đám mây cộng đồng là các đám mây được chia sẻ bởi một số tổ chức và
hỗ trợ một cộng đồng cụ thể có mối quan tâm chung như: chung mục đích, yêu cầu
an ninh, chính sách. Nó có thể được quản lý bởi các tổ chức hoặc một bên thứ ba.
Một đám mây cộng đồng có thể được thiết lập bởi một số tổ chức có yêu cầu
tương tự và tìm cách chia sẻ cơ sở hạ tầng để thực hiện một số lợi ích của điện toán
đám mây.
Tùy chọn này là tốn kém hơn nhưng có thể đáp ứng về sự riêng tư, an ninh
hoặc tuân thủ các chính sách tốt hơn.

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 21


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

CHƯƠNG 2: NHỮNG VẤN ĐỀ TRONG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

2.1 Kỹ thuật trong đám mây
Kỹ thuật điện toán đám mây là kỹ thuật tập trung vào các dịch vụ đám mây
như SaaS, PaaS và IaaS. Đó là một giải pháp đa ngành từ nhiều lĩnh vực khác nhau
như hệ thống kỹ thuật, công nghệ phần mềm, kỹ thuật web, kỹ thuật thông tin, kỹ
thuật bảo mật, nền tảng kỹ thuật, kỹ thuật dịch vụ, kỹ thuật rủi ro, và kỹ thuật chất
lượng. Khả năng cung cấp các dịch vụ đám mây và những thách thức trong mô hình
điều khiển trong kinh doanh, cho kỹ thuật điện toán đám mây như là quá trình “thiết
kế các hệ thống cần thiết để tận dụng sức mạnh và kinh tế của điện toán đám mây
để giải quyết các vấn đề kinh doanh”.
Các yếu tố của kỹ thuật điện toán đám mây bao gồm:
 Nền tảng (Foundation): cơ sở, khái niệm, hướng dẫn và phân loại
 Thực hiện (Implementation): xây dựng khối và hướng dẫn thực hành trên
đám mây
 Vòng đời (Lifecycle): sự lặp lại tại đầu cuối giúp điện toán đám mây phát
triển và phân phối
 Quản lý (Management): thời gian thiết kế và quản lý đám mây thời gian chạy
từ nhiều vấn đề

Hình 2.1: Những thành phần của kỹ thuật trong đám mây.

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 22

TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

2.2 Lưu trữ trong đám mây
Đám mây lưu trữ là một mô hình kết nối mạng lưu trữ trực tuyến, nơi dữ liệu
được lưu trữ trên nhiều máy chủ ảo, thường được tổ chức bởi các bên thứ ba, thay
vì được lưu trữ trên máy chủ chuyên dụng. Công ty Hosting hoạt động là trung tâm
dữ liệu lớn, và những người yêu cầu dữ liệu của họ được tổ chức mua hoặc thuê
dung lượng lưu trữ từ họ và sử dụng nó cho các nhu cầu lưu trữ của họ. Các trung
tâm dữ liệu điều hành trên nền ảo hóa các nguồn lực theo yêu cầu của khách hàng
và được đưa vào trong kho lưu trữ, các khách hàng của nhà cung cấp có thể sử dụng
để lưu trữ các tập tin hoặc dữ liệu đối tượng. Về mặt vật lý, các nguồn tài nguyên có
thể được lấy qua nhiều máy chủ.
Dịch vụ lưu trữ trong đám mây có thể được truy cập thông qua một trình duyệt
web, giao diện lập trình ứng dụng (API). Công việc lưu trữ dữ liệu trên đám mây
lưu trữ sẽ tốt hơn là trên một hệ thống địa phương. Vì đám mây lưu trữ có một số
ưu điểm so với lưu trữ dữ liệu truyền thống. Nếu lưu trữ dữ liệu trên một đám mây,
có thể sử dụng nó từ bất kỳ vị trí có quyền truy cập Internet.
Cung cấp dịch vụ công nghệ thông tin trên nền điện toán đám mây
2.3 Kiến trúc hệ thống
Trong môi trường điện toán truyền thống, nhiều phần mềm và các quy trình
dựa vào hệ thống thiết bị tại chỗ. Trong một môi trường điện toán đám mây, hầu hết
mọi thứ được vận hành từ một máy chủ hoặc nhiều máy chủ trong trung tâm dữ liệu
nơi người dùng tương tác cụ thể với chúng qua một trình duyệt. Điều này đặt ra
ngày càng nhiều yêu cầu đối với hệ thống mạng hiện thời cũng như hạ tầng bảo
mật. Một trong những nguyên tắc căn bản của điện toán đám mây là ý tưởng chia sẻ
các nguồn lực như tính toán, lưu trữ, các ứng dụng và thậm chí là cả nền tảng phát
triển, nơi mà chúng có thể chia sẻ với hầu hết những người sử dụng trong một công ty
trong trường hợp các đám mây cá nhân (private clouds) hay với những người sử dụng
trên phạm vi toàn cầu trong trường hợp đám mây công cộng (public clouds). Việc

chia sẻ là khả thi nhờ công nghệ ảo hóa và một trung tâm dữ liệu gần như được ảo
hóa giống như trong một môi trường điện toán đám mây cần một hạ tầng mạng để hỗ
trợ những yêu cầu bổ sung.

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 23


TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

Hình 2.2: Kiến trúc mẫu điện toán đám mây.
Một ví dụ minh họa, trước đây một máy chủ vật lý chạy một tác vụ đặc thù
như: dịch vụ máy chủ WWW, máy chủ FTP, máy chủ Mail hoặc một máy chủ về cơ
sở dữ liệu và chúng triển khai cho một công ty hay doanh nghiệp. Nhưng giờ đây,
một máy chủ vật lý đơn nhất có thể chạy khoảng 20 máy chủ ảo và yêu cầu trên một
hệ thống mạng có thể tăng lên tới 20 lần. Bên cạnh đó, công nghệ ảo hóa tính đến
độ co giãn và linh hoạt nơi các máy chủ có thể được triển khai một cách nhanh
chóng nhờ việc di chuyển các máy ảo từ một máy chủ đến một máy chủ vật lý.
Ngược lại, việc di chuyển này cũng sẽ có tác động đến hệ thống mạng.
2.4 Hoạt động của hệ thống điện toán đám mây
Trên hệ thống đám mây, tài nguyên được quản lý trên nền ảo hóa từ tài
nguyên lưu trữ, bộ nhớ, CPU. Thông qua công cụ quản lý tài nguyên được quản lý
tập trung và chúng được cung cấp cho khách hàng theo các hình thức, có thể là cơ
sở hạ tầng, cung cấp nền tảng, và cuối cùng là dịch vụ phần mềm. Tại đây tài
nguyên của hệ thống sẽ được chia sẽ cho khách hàng sử dụng.
Là nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây thường có những vấn đề phức
tạp như sao lưu dữ liệu, nhân rộng, và nhu cầu phục hồi khi có sự cố, dịch vụ đã trở
thành phổ biến, đặc biệt là trong doanh nghiệp nhỏ và vừa.

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 24

TÌM HIỂU VỀ CLOUD COMPUTING VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN CLOUD COMPUTING

Hình 2.3: Khách hàng thuê một máy chủ ảo làm máy chủ cơ sở dữ liệu.
Về phía khách hàng để quản lý các máy chủ ảo khách hàng sử dụng phần
mềm client của phía nhà cung cấp để truy cập vào quản lý hoặc là thông qua trình
duyệt web.
Lợi thế lớn nhất phía khách hàng là tiết kiệm chi phí. Khách hàng chỉ tính phí
sử dụng, các phí yêu cầu khi sử dụng dịch vụ điện toán đám mây và chí phí này phụ
thuộc vào nhà cung cấp. Khách hàng không phải trả tiền cho cơ sở hạ tầng.
2.5 Sự an toàn trên điện toán đám mây
2.5.1 Vấn đề an toàn liên quan đến kiến trúc của điện toán đám mây
Một đám mây điện tử là một cụm máy tính kết nối nhau thông qua mạng cục
bộ hoặc mạng diện rộng trên cơ sở ảo hóa tài nguyên phần cứng nhờ chức năng ảo
hóa để cung cấp một cách trong suốt 3 dịch vụ cơ bản của điện toán đám mây là
SaaS, PaaS và IaaS. Mô hình triển khai đám mây có thể là công cộng, đám mây
riêng hoặc cộng đồng hay hỗn hợp. Các dịch vụ điện toán đám mây có kiến trúc
phân tầng (layer), mỗi tầng cung cấp các dịch vụ và tiện ích (chức năng) riêng của
nó trên cơ sở các dịch vụvà tiện ích của tầng thấp hơn .Vì vậy an ninh của hệ thống
phụ thuộc vào an ninh của mỗi tầng được thiết kếvà cài đặt kèm theo như là 1 dịch
vụ hay tiện ích[8].
 An ninh ở mức hạ tầng

An ninh của các dịch vụ ở tầng thấp như tầng vật lý hay hạ tầng (IaaS) phụ
thuộc vào nhà cung cấp, tức là chủ sở hữu của đám mây. Hiện tại, có một sốnhà
cung cấp dịch vụ IaaS nhưng chưa có chuẩn nào về an ninh cho các dịch vụ này.
Khách hàng thuê bao dịch vụ IaaS có thể áp đặt các chính sách an ninh của mình
bằng cách phát triển các dịch vụ hay tiện ích riêng thông qua các dịch vụcủa tầng
vật lý và các dịch vụ IaaS của nhà cung cấp. Chính sách về an toàn ở mức này là rất

Sinh viên: Hoàng Thị Nhung – CNTT K13 Page 25