Mô hình điện toán đám mây và ứng dụng trong trường trung cấp kinh tế kĩ thuật bắc thăng long

i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

LÊ NGỌC DIỆN

MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG
TRONG TRƯỜNG TRUNG CẤP KINH TẾ - KỸ THUẬT
BẮC THĂNG LONG

LUẬN VĂN THẠC SĨ MÁY TÍNH

Hà Nội, 2017


ii
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

LÊ NGỌC DIỆN

MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG TRONG
TRƯỜNG TRUNG CẤP KINH TẾ - KĨ THUẬT BẮC THĂNG LONG

Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số: 60 48 01 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ MÁY TÍNH
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. LÊ BÁ DŨNG

Hà Nội, 2017

3

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin cảm ơn các thầy cô Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, các
bạn học viên lớp Cao học khoa học máy tính, đồng nghiệp và gia đình đã tạo
điều kiện, giúp đỡ cũng như luôn động viên tôi trong quá trình học tập
và hoàn thành luận văn.
Xin cảm ơn các thầy cô giảng dạy trực tiếp đã giúp đỡ, truyền đạt cho
tôi nhiều kiến thức bổ ích cho công tác thực tiễn của bản thân.
Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn PGS. TS Lê Bá Dũng đã luôn chỉ
bảo, hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này.
Trong quá trình thực hiện Luận văn, không thể tránh khỏi những
khiếm khuyết, xin chân thành cảm ơn những ý kiến đóng góp quý báu của
các thầy cô, các anh chị và các bạn.
Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

Học viên

Lê Ngọc Diện

năm 2017


4

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này do tôi tự nghiên cứu, tm hiểu và tổng
hợp từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau. Luận văn tốt nghiệp là kết quả của
quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện hoàn toàn nghiêm túc, trung
thực của bản thân. Tất cả các tài liệu tham khảo đều có xuất xứ rõ ràng và
được trích dẫn hợp pháp.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung và sự trung thực trong
luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ của mình.
Hà Nội, ngày

tháng

Học viên

Lê Ngọc Diện

năm 2017


5

MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cảm ơn ................................................................................................................ iii
Lời

cam

đoan..............................................................................................................iv

Mục

lục........................................................................................................................
Danh

mục

các

chữ

.........................................................................................vii

viết
Danh

v
tắt

mục

bảng

....................................................................................................... viii Danh mục hình
...........................................................................................................ix

MỞ

ĐẦU

..................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ..................................... 4
1.1. Giới thiệu .......................................................................................................... 4
1.2. Một số đặc điểm của ĐTĐM ............................................................................ 6
1.3. Cấu trúc của điện toán đám mây....................................................................... 9
1.4. Cách thức hoạt động của Điện toán đám mây ................................................
11
1.5. Bảo mật dữ liệu trong ĐTĐM ........................................................................ 11
1.6. Kết luận chương.............................................................................................. 14
CHƯƠNG 2: CÁC MÔ HÌNH DỊCH VỤ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY..................... 15
2.1. Mô hình dịch vụ trong ĐTĐM........................................................................ 15
2.1.1. Phần mềm như một dịch vụ (Sofware as a Service – SaaS).................... 16
2.1.2. Nền tảng như một dịch vụ (Platform as a Service – Paas) ...................... 17
2.1.3. Hạ tầng như một dịch vụ (Infrastructure as a Service – IaaS) ................ 19
2.2. Các mô hình triển khai trong ĐTĐM ............................................................. 21
2.2.1. Đám mây công cộng (Public Cloud) ........................................................ 22
2.2.2. Đám mây riêng (Private Cloud) ............................................................... 24
2.2.3. Đám mây lai (Hybrid Cloud) ................................................................... 27
2.3. Một số ưu điểm, nhược điểm của mô hình ĐTĐM ........................................ 29
2.4. Tiện ích trong điện toán đám mây .................................................................. 30
2.4.1. Ưu điểm của đám mây Google ................................................................. 30
2.4.2. Google App Engine .................................................................................. 32


2.4.3. Lý do lựa chọn GAE cho bài toán ứng dụng ............................................ 41
2.5. Kết luận chương.............................................................................................. 42
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TRONG TRƯỜNG TRUNG CẤP KINH
TẾ - KĨ THUẬT BẮC THĂNG LONG................................. 43

3.1. Bài toán ........................................................................................................... 43
3.2. Giải pháp cho các trường học ở Việt Nam ..................................................... 44
3.2.1. Hạ tầng và ứng dụng ................................................................................ 46
3.2.2. Mô hình tổng thể....................................................................................... 49
3.3. Phân tích thiết kế ứng dụng ............................................................................ 50
3.3.1. Yêu cầu ứng dụng ..................................................................................... 50
3.3.2. Sơ đồ chức năng ....................................................................................... 51
3.3.3. Sơ đồ lớp................................................................................................... 52
3.3.4. Thuật toán dùng trong ứng dụng.............................................................. 52
3.4. Kết nối ĐTĐM và triển khai ứng dụng .......................................................... 59
3.4.1. Yêu cầu cài đặt ......................................................................................... 59
3.4.2. Đăng kí tài khoản Google App Engine..................................................... 59
3.4.3. Thiết lập Google App Engine cho ứng dụng sử dụng wordpress............. 62
3.5. Kết quả ứng dụng và giới thiệu sản phẩm ...................................................... 69
3.6. Thực hiện chương trình ................................................................................. 70
3.7. Kết luận chương............................................................................................. 70
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................................................ 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 72


vii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
TỪ VIẾT
TẮT

TIẾNG ANH

TIẾNG VIỆT

ĐTĐM

Cloud Computng

Điện toán đám mây

CSDL

Database

Cơ sở dữ liệu

GAE

Google App Engine

IaaS

Infracstructure as a Serivce

Hạ tầng như một dịch vụ

PaaS

Platform as a service

Nền tảng như một dịch vụ

Saas

Software as a Service

Phần mềm như một dịch vụ

Informaton Technology

Công nghệ thông tn

IT
NIST
IEEE
API
SQL
UI

The Natonal Insttute of
Standarts and Technology
Insttute of Electrical and
Electronics Engineers
Applicaton Programming
Interface

Dịch vụ điện toán đám mây của
Google

Viện công nghệ và têu chuẩn Hoa Kỳ
Viện kỹ nghệ Điện và Điện Tử
Giao diện lập trình ứng dụng

Structured Query Language

Ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc

User Interface

Giao diện người dùng


8

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Bảng mô tả giới hạn sử dụng của một ứng dụng GAE miễn phí ... 36
Bảng 2.2. Bảng mô tả free quota của một ứng dụng GAE miễn phí .............. 37


9

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Mô hình điện toán đám mây ....................................................................... 4
Hình 2.1. Mô hình dịch vụ điện toán đám mây......................................................... 16
Hình 2.2. SaaS cung cấp dịch vụ cho khách hàng .................................................... 17
Hình 2.3. PaaS cung cấp nền tảng (hệ điều hành) cho khách hàng .......................... 18
Hình 2.4. Xu hướng "lên mây" của các trường học .................................................. 21
Hình 2.5. Mô hình Đám mây công cộng ................................................................... 22
Hình 2. 6. Mô hình Đám mây riêng .......................................................................... 25
Hình 2.7. Mô hình đám mây lai ................................................................................ 28
Hình 3.1. Mô hình đám mây của đơn vị triển khai ................................................... 49
Hình 3.2. Cấu trúc các thành phần điện toán đám mây trong đơn vị triển khai .......
50

Hình 3.3. Use case tổng quát của Admin .................................................................. 51
Hình 3.4. Use case tổng quát của khách hàng.......................................................... 51
Hình 3.5. Class diagram hệ thống ............................................................................ 52
Hình 3.6. Sơ đồ khối của thuật toán ..........................................................................
55
Hình 3.7. Mã nguồn demo của chương trình ........................................................... 58
Hình 3.8. Màn hình đăng nhập bằng tài khoản Google ........................................... 59
Hình 3.9. Màn hình chào mừng Google App Engine .............................................. 60
Hình 3.10. Màn hình nhập số điện thoại để xác thực...............................................
60
Hình 3.11. Màn hình xác thực tài khoản qua điện thoại ...........................................
60
Hình 3.12. Màn hình tạo thông tin cho ứng dụng ....................................................
61
Hình 3.13. Thông tn về ứng dụng ........................................................................... 62
Hình 3.14. Màn hình đăng kí với Google Cloud Platform....................................... 63
Hình 3.15. Nhập tên cho project ............................................................................. 63
Hình 3.16. Mã nguồn trang Cron.yaml .................................................................... 64
Hình 3.17. Mã nguồn trang Php.ini.......................................................................... 64


10

Hình 3.18. Mã nguồn trang App.yaml ..................................................................... 65
Hình 3.29. Màn hình thiết lập Cloud SQL ............................................................... 66


11

Hình 3.20. File cấu hình appengine-web.xml .......................................................... 68

Hình 3.21. Lựa chọn ứng dụng đưa lên Google App Engine .................................. 68
Hình 3.22. Màn hình thông báo việc đưa ứng dụng lên cloud................................. 69
Hình 3.23. Thành phần và chức năng của ứng dụng................................................ 69


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Phát triển giáo dục đào tạo đã được Nhà nước Việt Nam coi là một chính
sách quan trọng trong chiến lược phát triển nguồn nhân lực.
Đối với các cơ sở đào vào và trường học, việc quản lý tốt và hiệu quả dữ
liệu của riêng mình cũng như dữ liệu học sinh là một trong những bài toán
được ưu tiên hàng đầu. Để quản lý được nguồn dữ liệu đó, các cơ sở đào
tạo và trường học phải đầu tư, tính toán rất nhiều vào hệ thống công nghệ
thông tin như: chi phí cho phần cứng, phần mềm, hạ tầng mạng, chi phí cho
quản trị viên, … không những thế, họ còn phải tính toán khả năng mở rộng,
nâng cấp thiết bị; phải kiểm soát việc bảo mật dữ liệu cũng như tính sẵn
sàng cao của dữ liệu.
Những năm gần đây, công nghệ điện toán đám mây (ĐTĐM) đang làm
thay đổi cách thức cá nhân và các đơn vị đào tạo dùng dịch vụ vi tính. Điện
toán đám mây có thể cắt giảm các chi phí liên quan đến việc cung cấp các
dịch vụ công nghệ thông tin. Các đơn vị đào tạo có thể giảm đầu tư, chi phí
bằng cách nhận được tài nguyên khi cần, chỉ trả tiền theo nhu cầu và mức
độ sử dụng. Thậm chí, những cơ quan cung cấp dịch vụ đám mây hàng đầu
như google còn miễn phí để cho các đơn vị có thể dễ dàng khởi động sử dụng
dịch vụ điện toán đám mây.
Đây là một cơ hội cho các đơn vị đào tạo của Việt Nam. Điện toán đám
mây là một mô hình điện toán mới mở ra cánh cửa đến với những cơ hội lớn.
Ở Việt Nam hiện nay, việc xây dựng dịch vụ trên nền tảng Điện toán đám

mây còn là một lĩnh vực mới đang được nghiên cứu và ứng dụng. Vì vậy,
luận văn sẽ đi vào tìm hiểu các mô hình điện toán đám mây và kiến tạo
một mô hình ĐTĐM phục vụ cho các đơn vị đào tạo và trường học. Đó
cũng


2

chính là lý do em chọn đề tài: "Mô hình điện toán đám mây và ứng
dụng trong trường Trung Cấp Kinh tế - Kĩ thuật Bắc Thăng Long " làm đề tài
luận văn tốt nghiệp của mình.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Tìm hiểu điện toán đám mây để đưa ra giải pháp ứng dụng mô hình điện
toán đám mây vào các trường học tại Việt Nam.
- Hoạt động của trường học thực hiện quản lý trên điện toán đám mây.
3. Phương pháp nghiên cứu
- Kết hợp phương pháp thu thập, phân tích các tài liệu và thông tin
liên quan đến đề tài nhằm nắm được phương pháp của các nghiên cứu đã
thực hiện trước.
- Nghiên cứu qua nguồn tư liệu đã xuất bản, các bài báo đăng trên các tạp
chí khoa học, sưu tập các tư liệu liên quan đến vấn đề đang nghiên cứu trên
mạng internet và kế thừa kết quả nghiên cứu của một số luận văn, đề
tài nghiên cứu khoa học.
- Thu thập số liệu từ nghiên cứu
- Kiểm tra, thử nghiệm và đánh giá kết quả.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Từ việc tm hiểu điện toán đám mây, đề tài đề xuất được mô hình điện
toán đám mây ứng dụng cho hoạt động doanh nghiệp vừa và nhỏ nhằm làm
tăng hiệu quả, tiết kiệm chi phí và đảm bảo an toàn dữ liệu trường tham gia
vào môi trường điện toán đám mây.

- Đề tài có thể làm tài liệu tham khảo cho việc xây dựng mô hình điện
toán đám mây cho từng trường học.


3

5. Bố cục của luận văn
Đề tài luận văn, ngoài những phần đã nêu trên thì toàn bộ nội
dung
chính của luận văn được trình bày trong 3 chương và theo cấu trúc như sau:
- Chương 1: Tổng quan về điện toán đám mây.
Nội dung chính của chương là bày một số khái niệm, đặc điểm, cấu
trúc và cách thức hoạt động của điện toán đám mây nhằm tạo tền đề cho
nội dung của các chương sau.
- Chương 2: Các mô hình dịch vụ điện toán đám mây.
Nội dung chính của chương là nêu các mô hình và đặc điểm của từng
mô hình dịch vụ. Phân tích những lợi ích và hạn chế, từ đó có các giải pháp
thích hợp trong việc lựa chọn sử dụng mô hình đám mây riêng.
- Chương 3: Ứng dụng ĐTĐM trong trường Trung Cấp Kinh tế - Kĩ
thuật Bắc Thăng Long.
Dựa trên cơ sở những nội dung đã phân tích ở chương 1 và chương 2,
trong chương 3 em trình bày các bước thực hiện để xây dựng chương trình
thử nghiệm.


4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
1.1. Giới thiệu
Điện toán đám mây (ĐTĐM) đang ngày càng phổ biến, sự phát triển

mạnh mẽ của ĐTĐM đã thu hút nhiều chuyên gia, các nhà khoa học, các
trường đại học, các công ty chuyên về công nghệ thông tn (IT) đầu tư nghiên
cứu và đã có rất nhiều cuộc thảo luận xem ĐTĐM chính xác là gì? Hiện tại
có nhiều định nghĩa khác nhau về ĐTĐM và mỗi định nghĩa được hình thành
theo cách hiểu, cách tiếp cận riêng. Người viết xin trích dẫn một số định
nghĩa điển hình:

Hình 1.1. Mô hình điện toán đám mây
Theo Ian Foster, “một mô hình điện toán phân tán có tính co giãn lớn
mà hướng theo co giãn về mặt kinh tế, là nơi chứa các sức mạnh tnh
toán, kho lưu trữ, các nền tảng (platform) và các dịch vụ được trực quan,
ảo hóa và co giãn linh động, sẽ được phân phối theo nhu cầu cho các
khách hàng bên ngoài thông qua internet” [3].
Theo Rajkumar Buyya, ĐTĐM là một loại hệ thống phân bố và xử lý


5

song song gồm các máy tính ảo kết nối với nhau và được cung cấp động cho
người dùng như một hoặc nhiều tài nguyên đồng nhất dựa trên sự thỏa
thuận dịch vụ giữa nhà cung cấp và người sử dụng [2].
Theo Viện công nghệ và tiêu chuẩn Hoa Kỳ (NIST - The National
Institute of Standards and Technology), “Điện toán đám mây là một mô hình
cho phép truy cập khắp nơi, thuận tiện, theo yêu cầu để chia sẻ nguồn tài
nguyên tính toán (ví dụ như: mạng, máy chủ, bộ nhớ, ứng dụng và dịch
vụ) mà có thể được cung cấp và giải phóng một cách nhanh chóng với sự
quản lý hoặc can thiệp của nhà cung cấp dịch vụ là tối thiểu.” [5].
Theo tổ chức Xã hội máy tính IEEE, “Điện toán đám mây là hình mẫu
trong đó thông tn được lưu trữ thường trực tại các máy chủ trên Internet và
chỉ được được lưu trữ tạm thời ở các máy khách, bao gồm máy tnh cá

nhân, trung tâm giải trí, máy tính trong doanh nghiệp, các phương tiện
máy tính cầm tay, ... " [4].
Điện toán đám mây mở rộng ra khỏi một công ty hoặc một xí nghiệp.
Các ứng dụng và dữ liệu được phục vụ bởi đám mây luôn sẵn sàng cho một
nhóm nhiều người sử dụng. Mọi truy cập được thực hiện thông qua Internet.
Bất kể người dùng hợp pháp nào đều có quyền truy cập đến tài liệu, trình
ứng dụng ở bất kỳ nơi đâu thông qua mạng Internet.
Thuật ngữ “điện toán đám mây” có thể được diễn giải một cách
đơn giản là, các nguồn điện toán khổng lồ như phần mềm, dịch vụ… sẽ nằm ở
các máy chủ ảo (đám mây) trên internet thay vì trong máy tính gia đình và
văn phòng các doanh nghiệp (đặt trên mặt đất), để mọi người có thể kết nối
và sử dụng khi cần. Với các dịch vụ có sẵn trên internet, các trường học
không phải mua sắm thiết bị và duy trì hệ thống máy tính và phần mềm.
họ chỉ cần tập


6

trung vào công việc kinh doanh lĩnh vực riêng của mình, vì đã có nhà cung
cấp lo cơ sở hạ tầng và công nghệ thông tin thay cho họ.
Cho dù ĐTĐM được hiểu và tiếp cận bởi cách nào thì nó vẫn mang
một bản chất chung là khả năng co giãn linh hoạt, sự tiện lợi không phụ
thuộc địa lý. ĐTĐM cung cấp các dịch vụ thông qua Internet, tài nguyên của
nhà cung cấp dịch vụ được dùng chung, tự phục vụ theo nhu cầu, chỉ trả
chi phí cho những gì mình dùng, do đó làm giảm tối đa chi phí cho người sử
dụng. Chính điều này thu hút sự quan tâm của không chỉ các nhà khoa học,
các nhà nghiên cứu mà còn rất nhiều doanh nghiệp, người dùng phổ thông
đã và đang bước chân vào môi trường ĐTĐM.
Không thể phủ nhận những lợi ích to lớn mà Điện toán đám mây mang
lại, đặc biệt là đối với trường học. Hơn nữa trong tnh trạng khủng

hoảng kinh tế toàn cầu hiện nay, việc cắt giảm nhân lực, giảm chi phí là
yêu cầu sống còn của nhiều đơn vị đào tạo. Trong hoàn cảnh đó, Điện toán
đám mây có thể trở thành cứu cánh của các doanh nghiệp và trường học
trong vấn đề giảm chi phí đầu tư cho hệ thống, cơ sở hạ tầng và giảm chi phí
cho nhân lực công nghệ thông tin. Theo nhiều chuyên gia từng sử dụng dịch
vụ Điện toán đám mây, dù trường học của bạn ở quy mô lớn hay nhỏ, bạn
cũng nên thử dùng dịch vụ Điện toán đám mây, nếu không có thể trường
của bạn sẽ bỏ lỡ một cơ hội phát triển trong tương lai.
1.2. Một số đặc điểm của ĐTĐM
Đặc điểm chính của điện toán đám mây là các máy tính tính toán
“trong đám mây”.
Tự phục vụ theo nhu cầu: nguồn tài nguyên trong ĐTĐM có thể được
mua và hủy bỏ bởi người tiêu dùng mà không cần có thêm sự tương tác nào
của con người với các nhà cung cấp dịch vụ đám mây. Quá trình tự động này


7

làm giảm chi phí về nhân sự của các nhà cung cấp đám mây, đồng thời chi
phí và giá thành của các dịch vụ cũng giảm xuống đáng kể.
Sự linh động: giúp người dùng nhanh chóng sử dụng dịch vụ, cho
phép các ứng dụng bớt chịu lệ thuộc vào cơ sở hạ tầng. Không những thế,
người dùng còn sử dụng các dịch vụ trên đám mây mà không cần hiểu rõ cơ
sở hạ tầng của các dịch vụ đó và không tốn kém đầu tư vào xây dựng cơ sở
hạ tầng.
Chi phí: được giảm đáng kể bởi, phí phải trả cho quá trình sử dụng
được tính căn cứ vào những gì mà khách hàng sử dụng hoặc tính theo
nhu cầu sử dụng của họ. Việc chia sẻ giữa nhiều người thuê giúp tận dụng
nguồn tài nguyên máy tính, tiết kiệm được vốn và chi phí đầu tư.
Thiết bị và độc lập với vị trí: dịch vụ đám mây có thể truy cập qua

mạng thông qua giao diện chuẩn hóa, giúp người dùng có thể truy cập
vào đám mây bất kỳ khi nào, từ bất cứ nơi đâu, qua bất kỳ thiết bị gì miễn là
thiết bị đó được kết nối với mạng Internet.
Độ tin cậy: tăng độ tin cậy của dữ liệu. Nếu một máy tính trên
đám mây bị hỏng, việc lưu trữ dữ liệu không hề bị ảnh hưởng, tất cả các
dữ liệu vẫn ở trên đám mây và truy cập được.
Khả năng mở rộng: thông qua việc cung cấp động có thể mở rộng tùy
theo yêu cầu của khách hàng. Dung lượng lưu trữ trên điện toán đám
mây cũng vô hạn, lên tới hàng trăm Pbytes, giúp lưu trữ được mọi dữ
liệu mà người dùng cần lưu.
An ninh (Security): Việc bảo mật cải thiện nhờ vào tập trung hóa dữ
liệu, gia tăng các hình thức bảo mật. Bảo mật luôn được đặt lên hàng đầu,
đây là nhiệm vụ an ninh phía bên nhà cung cấp. Các công ty điện toán đám
mây nói rằng dữ liệu được bảo mật. Tuy nhiên vấn đề bảo mật trên đám
mây vẫn


8

còn là một câu hỏi lớn. Ngoài ra việc mất mát dữ liệu trên đám mây
cũng hoàn toàn có thể xảy ra.
Nguồn tài nguyên tổng hợp: Bằng cách sử dụng một kỹ thuật gọi là
“ảo hóa”, các nhà cung cấp đám mây tạo kho tài nguyên chung trên máy
tính. Kho tài nguyên chung này cho phép chia sẻ các nguồn tài nguyên ảo và
vật lý của nhiều người têu dùng, tự động phân bổ và giải phóng các nguồn
lực theo nhu cầu têu dùng. Người tiêu dùng thường không biết chính xác vị
trí vật lý của các nguồn tài nguyên đang được sử dụng trừ khi họ yêu cầu để
giới hạn các vị trí vật lý của dữ liệu nhằm đáp ứng các yêu cầu về pháp lý.
Bảo trì (Maintenance) ứng dụng điện toán đám mây dễ dàng thực
hiện

công việc này khi mà toàn bộ cơ sở hạ tầng được tập trung tại một chỗ.
Tuy nhiên, điện toán đám mây vẫn còn mắc phải một số nhược điểm:
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?
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?
- 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.
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


9

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.
Khả năng bảo mật: Vấn đề tập trung dữ liệu trên các “đám mây” là
cách thức hiệu quả để tăng 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
1.3. Cấu trúc của điện toán đám mây
Hạ tầng cơ sở của điện toán đám mây ngày nay là sự kết hợp của các

dịch vụ đáng tin cậy được phân phối bởi các nhà phát triển công nghệ
thông tin hàng đầu thế giới như Google, Microsoft, IBM,... dựa trên nền tảng
của công nghệ ảo hóa. Về cơ bản, “điện toán đám mây” được chia ra thành 5
lớp riêng biệt, có tác động qua lại lẫn nhau bao gồm:
- Lớp Khách hàng (Client): Lớp Khách hàng của điện toán đám mây
bao gồm phần cứng và phần mềm, 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)….
- Lớp Ứng dụng (Applicaton): 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 sửa và người dùng dễ
dàng nhận được sự hỗ trợ từ phía người cung cấp dịch vụ. Các đặc trưng
chính của lớp ứng dụng bao gồm:


10

+ 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 công nghệ web.
+ 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”.
- Lớp Nền tảng (Platform):
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.
- Lớp Cơ sở hạ tầng (Infrastructure)
Cung cấp hạ tầng máy tính, tiêu biểu là môi trường nền ảo hóa. Thay vì
khách hàng phải bỏ tền 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).
- Lớp Server - Máy chủ (Server)
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 (thậm chí là rất mạnh)
để đáp ứng nhu cầu sử dụng của số lượng động đảo các người dùng và các
nhu cầu ngày càng cao của họ.


11

1.4. Cách thức hoạt động của Điện toán đám mây
Để hiểu cách thức hoạt động của “đám mây”, tưởng tượng rằng “đám
mây” bao gồm 2 lớp: Lớp Back-end và lớp Front-end.
Hạ tầng thiết bị được chứa ở lớp Back End, và giao diện người dùng
của các ứng dụng được chứa tại lớp Front-end
Lớp Front-end là lớp người dùng, cho phép người dùng sử dụng và
thực hiện thông qua giao diện người dùng. Khi người dùng truy cập các dịch
vụ trực tuyến, họ sẽ phải sử dụng thông qua giao diện từ lớp Front-end,
và các phần mềm sẽ được chạy trên lớp Back-end nằm ở “đám mây”. Lớp
Back- end bao gồm các cấu trức phần cứng và phần mềm để cung cấp giao
diện cho lớp Front-end và được người dùng tác động thông qua giao diện đó.
Các máy tính trên “đám mây” được thiết lập để hoạt động cùng
nhau, do vậy các ứng dụng có thể sử dụng toàn bộ sức mạnh của các máy

tính để có thể đạt được hiệu suất cao nhất. Điện toán đám mây cũng đáp
ứng đầy đủ tính linh hoạt cho người dùng. Tùy thuộc vào nhu cầu, người
dùng có thể tăng thêm tài nguyên mà các đám mây cần sử dụng để đáp
ứng, mà không cần phải nâng cấp thêm tài nguyên phần cứng như sử dụng
máy tính cá nhân. Ngoài ra, với điện toán đám mây, vấn đề hạn chế của
hệ điều hành khi sử dụng các ứng dụng không còn bị ràng buộc.
1.5. Bảo mật dữ liệu trong ĐTĐM
Mặc dù lợi ích của ĐTĐM là không thể phủ nhận nhưng các doanh
nghiệp vẫn có những quan ngại nhất định liên quan đến rủi ro về tính an
toàn dữ liệu, sự gián đoạn khi truy cập và các rào cản kỹ thuật… Các vấn đề
bảo mật phát sinh trong ĐTĐM là kết quả của người dùng doanh nghiệp
thiếu kiểm soát trên cơ sở hạ tầng vật lý.


12

Để tăng khả năng bảo mật, các nhà cung cấp dịch vụ đám mây thường
hay lưu trữ dữ liệu của khách hàng ở nhiều máy chủ đặt ở nhiều quốc gia,
đề phòng trường hợp quốc gia đó bị thiên tai, mất dữ liệu thì còn có thể lấy
lại ở nơi khác.
Với ĐTĐM, các tổ chức có thể sử dụng các dịch vụ lưu trữ dữ liệu bên
ngoài khu vực của mình. Sự phát triển này đặt ra vấn đề bảo mật và tạo ra
sự nghi vấn trước khi sử dụng dịch vụ. Trong bài viết của Brodkin đã thảo
luận về một nghiên cứu của Gartner trong đó chỉ bẩy lĩnh vực cần quan tâm
xung quanh vấn đề bảo mật ĐTĐM [6]:
Quyền truy cập của người sử dụng
Dữ liệu được lưu trữ và xử lý bên ngoài doanh nghiệp sẽ mang lại một
mức rủi ro nào đó bởi vì dịch vụ thuê bên ngoài sẽ bỏ qua quyền điều khiển
vật lý, logic và nhân sự tối ưu hóa hệ thống IT. Trong chương trình “ Brodkin
2008” Brodkin đã tư vấn có càng nhiều thông tin nhiều về người quản lý dữ

liệu của bạn và việc điều khiển họ thực hiện thì càng tốt” [6].
Tuân thủ quy định
Những người chủ sở hữu dữ liệu cần có trách nhiệm để đảm bảo cho
sự toàn vẹn và bảo mật dữ liệu của họ, ngay cả khi dữ liệu ở bên ngoài khu
vực kiểm soát trực tiếp của họ, đó là các nhà cung cấp dịch vụ bên ngoài như
nhà cung cấp dịch vụ ĐTĐM. Trường hợp các nhà cung cấp dịch vụ truyền
thống bắt buộc thực hiện theo thỏa thuận và có xác nhận bảo mật, như vậy
nhà cung cấp dịch vụ ĐTĐM từ chối đưa việc giám sát này sẽ là tín hiệu khiến
khách hàng chỉ có thể sử dụng chúng cho các chức năng đơn giản nhất.
Vị trí dữ liệu
Vị trí chính xác của dữ liệu trong đám mây thường không cụ thể. Dữ
liệu có thể được đặt trong các hệ thống ở các nước khác, điều đó có thể gây


13

mâu thuẫn với quy định cấm lưu trữ lại một quốc gia hay liên bang. Gartner
khuyên nên điều tra khi các nhà cung cấp ĐTĐM cam kết dữ liệu trong khu
vực pháp lý cụ thể và các nhà cung cấp thực hiện cam kết trong hợp
đồng theo các yêu cầu riêng của địa phương thay mặt cho khách hàng.
Chia tách dữ liệu
Sự chia sẻ, lưu trữ dữ liệu chung mang lại đặc điểm quy mô lớn cho
điện toán đám mây. Việc mã hóa thường được sử dụng để cô lập dữ liệu với
phần còn lại nhưng nó không phải là giải pháp cứu cánh. Với việc mã hóa
nên có một đánh giá toàn diện về các hệ thống mã hóa được thực hiện bởi
các nhà cung cấp dịch vụ ĐTĐM. Một chương trình có mã hóa bị quản lý
yếu kém thì gây ra vấn đề nghiêm trọng hơn là không được mã hóa, bởi vì
mặc dù bí mật của dữ liệu được đảm bảo nhưng tính sẵn sàng của dữ liệu lại
không được đảm bảo.
Khôi phục

Nhà cung cấp dịch vụ ĐTĐM cần phải có cơ chế phục hồi trong trường
hợp xảy ra thảm họa. Bất kì nhà cung cấp nào mà không có cơ chế tái tạo dữ
liệu và cơ sở hạ tầng ứng dụng đều sẽ dẫn đến thất bại. Nhà cung cấp dịch
vụ điện toán đám mây nên cung cấp các hướng dẫn liên quan đến lập kế
hoạch kinh doanh liên tục và chi tiết bao lâu nó sẽ có dịch vụ phục hồi đầy
đủ.
Hỗ trợ điều tra
Gartner cảnh báo rằng hoạt động phi pháp có thể là không thể
trong môi trường ĐTĐM bởi vì dữ liệu có thể ở trên toàn bộ các máy chủ và
trung tâm dữ liệu luôn có sự thay đổi. Nếu nhà cung cấp dịch vụ ĐTĐM
không thể cung cấp cho khách hàng sự hỗ trợ và quy định cụ thể về các điều
khoản đăng nhập và quyền điều tra trong hợp đồng thì giả thuyết an toàn về
việc điều tra và đưa ra các yêu cầu là không thể.


14

Khóa dữ liệu (Lock-in)
Sự sẵn có của dữ liệu khách hàng có thể là nguy cơ nếu nhà cung cấp
dịch vụ bị phá sản hoặc mua lại bởi một tổ chức khác. Các nhà cung cấp nên
cung cấp thủ tục làm thế nào để khách hàng có thể lấy dữ liệu của họ khi cần
thiết và quan trọng là đưa định dạng dữ liệu cho họ. Nếu dữ liệu được định
dạng độc quyền bởi nhà cung cấp dịch vụ đám mây thì nó không thể sử dụng
được bởi bất kỳ nhà cung cấp khác. Các nhà cung cấp cũng được đề nghị sử
dụng các tiêu chuẩn mở để ngăn việc chặn khóa dữ liệu nhưng không phải
lúc nào cũng được hỗ trợ.
Trong số các vấn đề bảo mật ở trên, các vấn đề liên quan đến tính
sẵn có của dịch vụ có các ý kiến của các nhà nghiên cứu và các nhà cung cấp
dịch vụ đám mây. Sự không chắc chắn lớn nhất nằm ở xung quanh các vấn
đề liên quan đến bảo mật dữ liệu, như vị trí dữ liệu, kiểm soát truy cập và

tuân thủ quy định.
1.6. Kết luận chương
Nội dung chương, học viên đã trình bày những khái niệm cơ bản về
điện toán đám mây, cấu trúc, cách thức hoạt động của điện toán đám mây.
Hiện nay có rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây. Mỗi
nhà cung cấp cung cấp các đặc trưng riêng cho điện toán đám mây của
họ. Chương sau sẽ đi tìm hiểu cụ thể nhà cung cấp điện toán đám mây
Google để thấy được các tiện ích mà điện toán đám mây của Google mang
lại.