Tiểu luận những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
KHOA HỌC
Đề tài: Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong
Điện Toán Đám Mây

Giảng viên: GS. TSKH. HOÀNG KIẾM
Thực hiện: VŨ THỊ PHƯƠNG
Mã số học viên: CH604801
Lớp: Cao học khóa 22

TP.HCM, THÁNG 11 NĂM 2012


TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA KHOA HỌC MÁY TÍNH


PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán
Đám Mây

Giảng viên: GS. TSKH. HOÀNG KIẾM
Thực hiện: VŨ THỊ PHƯƠNG
Mã số học viên: CH604801
Lớp: Cao học khóa 22

TP.HCM, THÁNG 11 NĂM 2012

Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012

LỜI NÓI ĐẦU
Sự phát triển của lịch sử xã hội loài người đã gắn liền với quá
trình sáng tạo. Đó là một quá trình sáng tạo lâu dài và liên tục, từ
việc chế tạo ra các công cụ thô sơ cho tới công cụ hiện đại hơn sử
dụng nhiệt năng và tới sự phát minh ra điện đã đánh dấu một
bước phát triển nhảy vọt trong sáng tạo, các máy tính khổng lồ
cho tới các máy tính cá nhân nhỏ gọn lần lượt xuất hiện.
Sự sáng tạo trở thành thành phần quan trọng trong việc xây
dựng xã hội hiện đại. Cùng với sự sáng tạo, con người ngày càng
đạt được những thành tựu vượt bậc trong khoa học công nghệ. Do
nhu cầu cải tiến sáng tạo trong công nghệ phục vụ cho cuộc sống
ngày càng cao đòi hỏi phải có một môn khoa học chuyên nguyên
cứu về phương pháp sáng tạo giúp cho việc sáng tạo được dễ
dàng và có cơ sở lý thuyết rõ ràng hơn. Vì thế các phương pháp
luận sáng tạo ra đời với mục đ ch trang bị cho người học hệ thống
các phương pháp các k năng thực hành về suy ngh để giải quyết
các vấn đề và ra quyết định một cách sáng tạo về l u dài tiến tới
điều khiển được tư duy sáng tạo của con người. Trong phạm vi
bài tiểu luận này, em sẽ tìm hiểu tổng quan về khái quát một xu
hướng của công nghệ thông tin hiện đại mà thế giới đang hướng
đến sự hoàn thiện đó là công nghệ điện toán đám m y. Kèm theo
đó em xin nêu ra và ph n t ch theo ý kiến chủ quan của mình,
những nguyên lý sáng tạo đã được ứng dụng trong công nghệ này,
sau đó giới thiệu một số ứng dụng sáng tạo gần sử dụng điện toán
đám m y.
Em xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Hoàng Kiếm người đã
tận tâm truyền đạt những kiến thức nền tảng cho chúng em trong

môn học “Phương nghiên cứu khoa học trong tin học”. Cùng với


kinh nghiệm nhiều năm trong sáng tạo của thầy đã giúp em có cái
nhìn tổng quan hơn trong sáng tạo và tầm quan trọng của sự sáng
tạo nhất là trong khoa học nghiên cứu và ứng dụng sáng tạo trong
thực tế.

Page 1


Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012

MỤC LỤC

I.

II.

Page 2


Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012

IV.
30

Một số ứng dụng sáng tạo mới với Cloud Computing.....................................

4.1. Thay máy tính bằng điện thoại thông minh (smartphone)

và máy tính bảng. .. 30

4.2. Giải pháp Iveda trong video giám sát ..........................................................
31

4.3. Phát triển các game thực tế ảo (MMO).........................................................
32

V. Kết luận................................................................................................................
33

TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................
34


Page 3


Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012

I.

Tổng quan về điện toán đám mây.

1.1.

Giới thiệu.

Để kiểm tra phản ứng nhanh nhạy của các ứng viên xin việc,
Google chỉ cần đặt ra một câu hỏi tưởng chừng đơn giản: "Bạn sẽ

làm gì nếu dữ liệu hiện có tăng gấp 1.000 lần?". Nếu người xin
việc bê nguyên những công thức được "lập trình sẵn" ở trường
vào tình huống này, họ sẽ biến máy chủ thành những chú ốc sên
khi nhận lượng video, ảnh, bản
đồ, thông tin mua sắm... lên 1.000.
Bởi thế để tìm được chỗ đứng ở Google, họ cần học cách làm
việc và cả ước mơ ở một cấp độ rộng lớn hơn. Họ phải biết cách
đưa khối lượng dữ liệu khổng lồ đó thoát khỏi phạm vi những
trung tâm dữ liệu chật chội và đặt chúng ở đ u đó ngoài kia- nơi
mà các chuyên gia của Google gọi là "cloud"- Những đám m y
ảo.
Trong thực tế hiện nay, với sự thay đổi và phát triển không
ngừng đến từng phút giây của xã hội xung quanh chúng ta thì nhu
cầu về khả năng lưu trữ được một lượng dữ liệu khổng lồ vượt ra
ngoài những “cỗ máy vật lý” Data center là vô cùng cấp thiết. Sự
phát triển như vũ bão của nền kinh tế thế giới đã đẩy các doanh
nghiệp, tập đoàn đa quốc gia lớn vào tình thế phải có được một
giải pháp công nghệ thông tin giúp họ lưu trữ được một khối
lượng khổng lồ các dữ liệu liên quan đến công việc kinh doanh
của họ.
Bên cạnh đó các giải pháp đó cũng phải thỏa mãn các tiêu ch
đơn giản, an toàn và dễ sử dụng vì không phải doanh nghiệp nào
cũng có khả năng đầu tư mạnh vào hạ tầng công nghệ thông tin


để phục vụ cho công việc kinh doanh của mình vì nhiều lý do
khách quan và chủ quan.
Không chỉ dừng lại ớ mức đó những “đòi hỏi” của con người
ngày một tăng lên như là một thách thức gửi đến sự phát triển của
khoa học công nghệ nói chung và công nghệ

Page 4


Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012

thông tin nói riêng. Ngày nay, khái niệm dịch vụ đã đang và sẽ trở
thành một khái niệm quen thuộc với con người. Tất cả đều được
chuyển hóa thành dịch vụ khi người dùng không muốn tự mình
phải thực hiện tất cả mọi việc. Họ muốn những gì đơn giản nhất,
dễ sử dụng nhất và không phải lúc nào cũng phải quản lý nó khi
không có nhu cầu sử dụng. Vai trò của dịch vụ trong cuộc sống
hàng ngày là không thể chối cãi.
Tất cả các nhu cầu nói trên đều dẫn đến hai câu hỏi ch nh
được đặt ra. Đó là làm thế nào để giải quyết bài toán lưu trữ một
khối lượng dữ liệu, ứng dụng khổng lồ và làm thế nào để biến
việc sử dụng các dữ liệu, ứng dụng thành các dịch vụ để đáp ứng
nhu cầu của người dùng. Và một câu trả lời chung cho cả cho hai
câu hỏi “hóc búa” trong nhiều năm qua này đã xuất hiện. Đó ch
nh là Điện toán đám m y (Cloud Computing ĐTĐM).

1.2.

Khái niệm điện toán đám mây.

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... sẽ nằm tại

các máy chủ ảo (đám m y) trên Internet thay vì trong máy t nh gia
đình và văn phòng (trên mặt đất) để mọi người kết nối và sử dụng
mỗi khi họ cần.


Page 5


Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012

Hình 1.1: Mô hình điện toán đám m y1.

Có thể điểm lại một số cách diễn giải định ngh a về ĐTĐM như
sau (được tham khảo từ [1]):
“ĐTĐM là khi tài nguyên và dịch vụ IT được xử lý tách rời
khỏi hạ tầng bên dưới và
được cung cấp theo nhu cầu của người dùng (người sử dụng,
NSD), với quy mô tùy biến và phục vụ cho môi trường nhiều
người dùng từ cùng một phiên bản triển khai” – diễn giải của
Cisco.

1

/>

Page 6


Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012

“ĐTĐM là một mô hình phát triển, triển khai IT mới, cho
phép cung cấp trong thời gian thực các sản phẩm, dịch vụ và giải
pháp qua mạng Internet ”- diễn giải của IDC.
“ĐTĐM là một hình thức điện toán mà ở đó các chức năng
liên quan đến IT với khả năng mở rộng cao được cung cấp đến
người dùng và khách hàng dưới dạng các dịch vụ thông qua các
công nghệ Internet ”- diễn giải của Gartner.
“Nói đến ĐTĐM là nói đến các ứng dụng được cung cấp dưới
dạng dịch vụ qua
Internet và được cung cấp bởi hệ thống phần cứng và phần mềm
trong các trung tâm dữ liệu. Các ứng dụng này cho đến nay được
gọi bằng tên Software-as-a- Service (SaaS). Hệ thống phần cứng
và phần mềm trong các trung tâm dữ liệu được gọi là đám mây” diễn giải (1) của giới khoa học.
“Đám mây là nguồn tài nguyên (phần cứng, nền tảng phát
triển, dịch vụ) đã được ảo hóa và có thể dễ dàng tiếp cận và sử
dụng. Nguồn tài nguyên này có thể dễ dàng được
điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu của người dùng để mang lại
hiệu suất sử dụng tối
đa, và phương thức “dùng bao nhiêu, trả bấy nhiêu” (pay-peruse) là cách mà người dùng sẽ dùng nguồn tài nguyên này với
chất lượng được đảm bảo thống nhất với nhà cung cấp dịch vụ
trong bản SLA giữa hai bên” - diễn giải (2) của giới khoa học.
“ĐTĐM là mô hình triển khai IT trên cở sở áp dụng ảo hóa,
trong đó tài nguyên (dưới dạng hạ tầng, hay ứng dụng, hay dữ
liệu) được đưa đến người dùng qua mạng


Internet như những ứng dụng được các nhà cung cấp dịch vụ
cung cấp. Các dịch vụ này có tính mềm dẻo, có thể mở rộng theo
nhu cầu của người dùng và được tính tiền theo phương thức
“dùng bao nhiêu, trả bấy nhiêu” (pay-per-use) - diễn giải (3) của

giới khoa học.

Page 7


Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012

Những diễn giải về ĐTĐM ở trên đều đã nhắc tới những tính
chất cơ bản của ĐTĐM từ nhiều khía cạnh khác nhau. Các từ
khóa cơ bản là “dịch vụ” “mạng Internet” “ảo hóa” “dùng bao
nhiêu trả bấy nhiêu”. Hiểu một cách ngắn gọn “điện toán đám
mây là một mô hình triển khai, dựa trên việc ảo hóa các tài
nguyên, về cơ sở hạ tầng, các ứng dụng và dữ liệu được triển
khai thông qua internet như là một dịch vụ phân phối bởi một
hoặc một số nhà cung cấp dịch vụ. Những dịch vụ này được mở
rộng theo yêu cầu và có thể cần phải tốn chi phí trả cho mỗi lần
sử dụng”.
Từ góc nhìn công nghệ, hai yếu tố công nghệ cơ bản nhất của
ĐTĐM là:
 Kết nối mạng mọi lúc mọi nơi cho người dùng.
 Ảo hóa hạ tầng CNTT được sử dụng để cung cấp dịch

vụ.

Các dịch vụ mà ĐTĐM mang lại cho người dùng được truyền
tải qua Internet và vì vậy kết nối mạng là nhân tố không thể tách
rời với ĐTĐM. Người dùng của dịch vụ
ĐTĐM trước hết phải được cung cấp khả năng nối mạng ổn định
và liên tục với tốc độ đủ lớn. Trong thời đại công nghệ mạng và
viễn thông đang có những bước tiến vựợt bậc như ngày nay, các

công nghệ mạng LAN, WAN, cùng với những công nghệ truy
nhập tốc độ cao như ADSL FTTH 3G 4G HSDPA (High-Speed
Downlink Packet Access) đều đã đạt mức chín muồi nhất định để
đáp ứng được nhân tố cốt lõi thứ nhất của dịch vụ
ĐTĐM.
Ảo hóa - nhân tố cốt lõi thứ hai của dịch vụ ĐTĐM là biện
pháp để hợp nhất nguồn tài nguyên hệ thống. Khi trong hệ thống


IT có nhiều thiết bị vật lý riêng rẽ độc lập với nhau về mặt vật lý
(ví dụ các máy chủ, các tủ lưu trữ, các thiết bị mạng), áp dụng ảo
hóa sẽ giúp cho người dùng nhìn thấy một nguồn tài nguyên
chung, duy nhất được hợp thành từ những thiết bị độc lập. Không
những chỉ nhìn thấy, Người dùng/ứng dụng còn được trao cho khả
năng chia sẻ theo ý muốn nguồn tài nguyên hợp nhất đó mà
không cần quan

Page 8


Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012

t m đến vị trí vật lý thật sự của nguồn tài nguyên. Nói cách khác
điều phối nguồn tài nguyên được tách rời khỏi hạ tầng vật lý và
có thể được xử lý linh hoạt theo yêu cầu.
Việc kết hợp công nghệ ảo hóa và hợp nhất giữa các trung tâm
dữ liệu để tạo thành nguồn tài nguyên chung cung cấp dịch vụ
cho người dùng thực ra đã được các nhà cung cấp dịch vụ như
Amazon Google IBM Microsoft áp dụng từ một số năm trở lại đ
y.

Khái niệm và xu hướng ảo hóa và hợp nhất, tối ưu hệ thống đã có
từ nhiều năm nay. Tuy nhiên đến ngày nay, những tiến bộ trong
công nghệ ảo hóa và hợp nhất tiếp tục mang lại những thành quả
mới trong dich vụ và vì thế góp phần làm cho ĐTĐM trở thành
một khái niệm chín muồi hơn. Một lần nữa, có thể thấy rằng, xét
trên khía cạnh công nghệ,
ĐTĐM thật ra không phải là một sự đột phá về mặt bản chất vì
ĐTĐM có thể coi là sự tổng hợp của những công nghệ đã và đang
tồn tại để cung cấp một số t nh năng mới.
Ngoài hai nhân tố cơ bản là kết nối mạng và ảo hóa, tất nhiên
còn có các công nghệ và giải pháp liên quan khác cũng cần được
quan tâm và phát triển cho các dịch vụ ĐTĐM.
Chất lượng dịch vụ thể hiện qua hiệu năng hoạt động
(performance), mức độ sẵn sàng của dịch vụ (service availability),
vấn đề bảo mật dữ liệu và thông tin của NSD khi họ tin tưởng
giao phó cho nhà cung cấp dịch vụ ĐTĐM là những điểm nóng
vẫn đang thu hút sự đầu tư phát triển giải pháp của các nhà cung
cấp dịch vụ hướng tới mảng thị trường
ĐTĐM.


AI.

Quá trình phát triển của điện toán đám mây.

Điện toán đám m y có thể được xem như là một sự đổi mới theo
những cách nhìn khác nhau. Theo quan điểm công nghệ, nó là
một tiến bộ của máy tính, áp dụng các khái niệm
ảo hóa để sử dụng phần cứng hiệu quả hơn. Tuy nhiên, một quan
điểm khác theo hướng triển khai công nghệ thông tin, điện toán

đám m y có ý ngh a là “có tiềm năng cách mạng hóa” làm thế nào
các tài nguyên máy tính và các ứng dụng được cung cấp cho các
mô

Page 9


Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012

hình kinh doanh mới [1]. Điện toán đám m y là một mô hình điện
toán mới, do đó cần phản ánh sự phát triển của nó trong bối cảnh
lịch sử máy tính. Trong phần này, sẽ cung cấp một bản tóm tắt
ngắn của lịch sử của điện toán đám m y, nêu ra những lợi ích của
điện toán đám m y. Đồng thời trong phần này cũng mô tả một mô
hình lớp của các thành phần cấu thành của điện toán đám m y.

2.1.

Từ máy tính đến điện toán đám mây.

Điện toán đám m y là xu hướng quan trọng nhất trong nền công
nghiệp công nghệ thông tin. Ngay cả những nhà phê bình lớn nhất
dường như đồng ý rằng: Điện toán đám m y là một trong những
thay đổi mô hình quan trọng nhất của thập kỷ qua. Nhưng đó là
tất cả và nó xuất phát từ đ u?

Hình 2.1: Những mốc quan trọng của quá trình hình thành điện
toán đám m y.

Điện toán đám m y đã phát triển thông qua một số giai đoạn

trong đó bao gồm lưới


điện và điện toán tiện ích, cung cấp dịch vụ ứng dụng
(Application Service Provider), và

Page 10


Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012

phần mềm như dịch vụ (Software as a Service). Nhưng khái niệm
bao quát về phân phối tài nguyên tính toán thông qua một mạng
lưới toàn cầu bắt nguồn từ những năm sáu mươi.
Các ý tưởng về một “mạng máy tính giữa các thiên hà” đã
được giới thiệu trong một bài viết của JCR Licklider người chịu
trách nhiệm tạo điều kiện cho sự phát triển của
ARPANET vào năm 1969. Tầm nhìn của ông đã cho phép mọi
người trên toàn cầu được kết nối với nhau các chương trình truy
cập và dữ liệu ở trang web nào, từ bất cứ nơi nào
Theo giải th ch Margaret Lewis giám đốc tiếp thị sản phẩm của
AMD. “Đó là một tầm nhìn có vẻ rất giống như những gì chúng
ta đang gọi điện toán đám m y”. Bởi vì mỗi trang t nh cho môi
trường của chúng ta. Các chuyên gia khác thuộc tính khái niệm
đám mây với máy tính nhà khoa học John McCarthy đã đề xuất ý
tưởng về tính toán được giao như là một tiện ích công cộng tương
tự như các văn phòng dịch vụ mà ngày trở lại những năm sáu
mươi.
Kể từ những năm sáu mươi điện toán đám m y đã phát triển
cùng một số ngành, với Web 2.0 là sự phát triển gần đ y nhất. Tuy

nhiên, kể từ khi có Internet với băng thông kết nối tăng lên đáng
kể trong những năm 1990 điện toán đám m y cho công chúng có
được một cái gì đó của một thành tựu phát triển.
Một trong những cột mốc đầu tiên cho điện toán đám m y là
sự xuất hiện của
Salesforce.com năm 1999 mà đi tiên phong trong khái niệm của
các ứng dụng doanh nghiệp cung cấp thông qua một trang web
đơn giản. Công ty dịch vụ mở đường cho cả chuyên gia và các


công ty phần mềm chính thống để cung cấp các ứng dụng trên
Internet.
Sự phát triển tiếp theo là Amazon Web Services trong năm
2002 trong đó cung cấp một bộ các dịch vụ dựa trên đám m y bao
gồm lưu trữ, tính toán và ngay cả trí tuệ nhân tạo thông qua
Amazon Mechanical Turk. Sau đó vào năm 2006 Amazon ra mắt
điện toán

Page 11


Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012

đám m y Elastic Compute của nó (EC2) là một dịch vụ web
thương mại cho phép các công ty nhỏ cá nh n thuê máy t nh mà
trên đó để chạy các ứng dụng máy tính của mình.
“Amazon EC2/S3 là một dịch vụ cơ sở hạ tầng điện toán đám m y
có thể truy cập rộng rãi đầu tiên” Jeremy Allaire giám đốc điều
hành của Brightcove. Brightcove chuyên cung cấp SaaS nền tảng
video trực tuyến đến Vương quốc Anh đài truyền hình và báo chí.

Một cột mốc lớn đã đến trong năm 2009 với Web 2.0 là bước
tiến triển lớn, và Google và các công ty khác bắt đầu cung cấp các
ứng dụng doanh nghiệp dựa trên trình duyệt, dịch vụ như Google
Apps. “Sự đóng góp quan trọng nhất để điện toán đám m y đã
được sự xuất hiện của ứng dụng sát thủ (killer apps) của các hãng
công nghệ khổng lồ hàng đầu như Microsoft và Google. Khi các
công ty này cung cấp dịch vụ một cách đáng tin cậy và dễ chấp
nhận, hiệu quả thúc đẩy cho ngành công nghiệp các dịch vụ trực
tuyến nhìn chung được chấp nhận rộng rãi hơn” ông Dan
Germain giám đốc công nghệ tại Cobweb Solution.
Các nhân tố khác cũng rất quan trọng thúc đẩy rõ rệt sự phát
triển của điện toán đám mây bao gồm các lớn mạnh của công
nghệ ảo hóa, sự phát triển phổ cập của băng thông tốc độ cao, và
các tiêu chuẩn phần mềm có t nh tương th ch toàn cầu, Jamie
Turner, một nhà tiên phong điện toán đám mây của Anh đã viết
như vậy.
Trong năm 2008 Nick Carr một chuyên gia công nghệ thông
tin cộng tác với nhiều tờ báo chuyên ngành uy t n thường nhận
xét về sáng kiến mới của IBM được gọi là Dự án KittyHawk, dự
án này đưa vào sử dụng công nghệ mới có tên là Blue Gene. Dự


án mong muốn tạo ra một “máy t nh quy mô toàn cầu được chia
sẻ có khả năng lưu trữ toàn bộ Internet như là một ứng dụng”.

Page 12