(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu nguyên lý, kiến thức điện toán đám mây và xây dựng phần mềm quản lý nguồn lực trên nền tảng microsoft azure

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
------------

NGUYỄN MẠNH HÙNG

NGHIÊN CỨU NGUYÊN LÝ, KIẾN TRÚC ĐIỆN
TOÁN ĐÁM MÂY VÀ XÂY DỰNG PHẦN MỀM
QUẢN LÝ NGUỒN LỰC TRÊN NỀN TẢNG
MICROSOFT AZURE

LUẬN ÁN THẠC SĨ

Hà Nội - 2011


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
------------

NGUYỄN MẠNH HÙNG

NGHIÊN CỨU NGUYÊN LÝ, KIẾN TRÚC ĐIỆN
TOÁN ĐÁM MÂY VÀ XÂY DỰNG PHẦN MỀM
QUẢN LÝ NGUỒN LỰC TRÊN NỀN TẢNG
MICROSOFT AZURE
Ngành :

Công nghệ thông tin

Chuyên ngành :

Công nghệ phần mềm

Mã số :

60 48 10

LUẬN ÁN THẠC SĨ

Cán bộ hướng dẫn: PGS-TS Nguyễn Văn Vỵ

Hà nội-2011


MỤC LỤC
MỤC LỤC ............................................................................................................ 4
BẢNG KÝ HIỆU ................................................................................................. 7
BẢNG HÌNH VẼ ................................................................................................. 8
MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 12
CHƯƠNG 1 : ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ........................................................ 14
1.1. Khái niệm điện toán đám mây. ............................................................................ 14
1.1.1. Định nghĩa Ian Foster .................................................................................. 14
1.1.2. Định nghĩa Rajkumar Buyya ...................................................................... 14
1.1.3. Định nghĩa Wikipedia ................................................................................. 15
1.2. Đặc điểm của điện tốn đám mây. ....................................................................... 15
1.2.1. Tính tự phục vụ theo nhu cầu...................................................................... 15
1.2.2. Truy cập diện rộng ...................................................................................... 16
1.2.3. Dùng chung tài nguyên và độc lập vị trí ..................................................... 16

1.2.4. Khả năng co giãn nhanh chóng ................................................................... 16
1.2.5. Chi trả theo thực dùng ................................................................................. 16
1.3. Các thành phần của đám mây. ............................................................................. 17
1.3.1. Mơ hình và dịch vụ của điện toán đám mây ............................................... 17
1.3.2. Quản lý ảo hóa ............................................................................................ 20
1.3.3. Các dịch vụ chính ........................................................................................ 24
1.3.4. Quản trị dữ liệu ........................................................................................... 27
1.3.5. Quản lý dịch vụ ........................................................................................... 28
1.3.6. Bảo mật ....................................................................................................... 31
1.3.7. Khả năng chịu lỗi ........................................................................................ 35
1.4. Mơ hình triển khai điện tốn đám mây ................................................................ 35
1.4.1. Đám mây công cộng ................................................................................... 36
1.4.2. Đám mây riêng ............................................................................................ 36
1.4.3. Đám mây lai ................................................................................................ 37
1.4.4. Đám mây cộng đồng. .................................................................................. 37
1.5. Thách thức của điện toán đám mây ..................................................................... 38
1.6. Xu hướng phát triển của điện toán đám mây ....................................................... 39

CHƯƠNG 2: MICROSOFT VỚI ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ......................... 40
2.1. Tổng quan về giải pháp của Microsoft. ............................................................... 40
2.1.1. Sự truyền đạt ............................................................................................... 40
2.1.2. Cung cấp truy xuất ứng dụng văn phòng hiệu quả ..................................... 41


2.1.3. Quản lý ứng dụng và dịch vụ ...................................................................... 41
2.2. Tổng quan về Windows Azure Platform. ............................................................ 43
2.2.1. Giới thiệu Windows Azure. ........................................................................ 43
2.2.2. Giới thiệu Sql Azure. .................................................................................. 48
2.2.3. Giới thiệu Window Azure Plaform AppFabric ........................................... 49
2.3. Windows Azure Blogs ......................................................................................... 50

2.3.1. Giới thiệu Windows Azure Blogs ............................................................... 50
2.3.2. Phân loại Blob Store ................................................................................... 51
2.3.3. Blob Storage và Rest. .................................................................................. 52
2.3.4. Giới thiệu Storage Client Blob API ............................................................ 53
2.4. Windows Azure Table ......................................................................................... 53
2.4.1. Giới thiệu Azure Table và mơ hình dữ liệu ................................................ 53
2.4.2. Phân vùng bảng. .......................................................................................... 55
2.4.3. Table và Rest API. ...................................................................................... 57
2.4.4. Giới thiệu ADO.NET Data Services Library (.NET Client Library) ......... 58
2.5. Windows Azure Queues ...................................................................................... 59
2.5.1. Giới thiệu Azure Queues ............................................................................. 59
2.5.2. Mô hình dữ liệu của Azure Queue. ............................................................. 61
2.5.3. Queue REST API ........................................................................................ 62
2.5.4. Azure Storage Client Queue API ................................................................ 63
2.6. Windows Azure Platform AppFabric ................................................................ 63
2.6.1. Giới thiệu AppFabric .................................................................................. 63
2.6.2. Dịch vụ kiểm soát truy nhập ....................................................................... 63
2.6.3. AppFabric Service Bus ............................................................................... 70

CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG ỨNG DỤNG QUẢN LÝ NGUỒN LỰC DỰA
TRÊN NỀN TẢNG MICROSOFT WINDOWS AZURE. ......................... 77
3.1. Tổng quan về hệ thống quản lý nguồn lực. ......................................................... 77
3.1.1. Tổng quan hệ thống quản lý nguồn lực ...................................................... 77
3.1.2. Các phân hệ chính trong hệ thống quản lý nguồn lực................................. 78
3.2. Khảo sát yêu cầu nghiệp vụ hệ thống quản lý nguồn lực và tiền lương. ............. 80
3.2.1. Đánh giá chung về công tác quản lý tổ chức. ............................................. 80
3.2.2. Công tác quản lý nhân sự ............................................................................ 81
3.3. Khảo sát quy trình nghiệp vụ hệ thống quản lý nguồn lực .................................. 89
3.4. Phân tích hệ thống quản lý nguồn lực. ................................................................ 90
3.4.1. Các phân hệ chính của hệ thống. ................................................................ 90

3.4.2. Phát triển mơ hình các ca sử dụng .............................................................. 92
3.4.3. Phân tích ca sử dụng .................................................................................109
3.5. Các mơ hình thiết kế hệ thống quản lý nguồn lực ............................................. 116
3.5.1. Thiết kế kiến trúc vật lý. ...........................................................................116
3.5.2. Lựa chọn công cụ và môi trường phát triển ..............................................117


3.5.3.
3.5.4.
3.5.5.
3.5.6.

Thiết kế mơ hình phát triển .......................................................................118
Thiết kế ngun mẫu phát triển ................................................................ 119
Xác định biểu đồ lớp thiết kế ....................................................................120
Thiết kế Cơ sở dữ liệu ...............................................................................121

CHƯƠNG 4. TRIỂN KHAI-KIỂM THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG .. 123
4.1. Triển khai hệ thống trên đám mây ..................................................................... 123
4.1.1. Giai đoạn Đánh giá đám mây....................................................................123
4.1.2. Giai đoạn kiểm chứng các khái niệm ........................................................124
4.1.3. Giai đoạn chuyển đổi dữ liệu nên đám mây .............................................124
4.1.4. Giai đoạn chuyển đổi ứng dụng nên đám mây. ........................................126
4.1.5. Giai đoạn thúc đẩy đám mây và nâng cấp ứng dụng ................................ 130
4.1.6. Giai đoạn tối ưu hóa ..................................................................................132
4.2. Kiểm thử hệ thống và đánh giá hiệu năng ......................................................... 132
4.2.1. Lập kế hoạch kiểm thử. .............................................................................132
4.2.2. Lập chiến lược kiểm thử. ..........................................................................133
4.2.3. Đánh giá hiệu năng ...................................................................................133

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN....................................................... 135
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 136
PHỤ LỤC ........................................................................................................... 138
5.1. Phân tích và đánh giá triển khai dự án trên nền tảng đám mây Azure .............. 138
5.1.1. Thực trạng ứng dụng Công nghệ thông tin ...............................................138
5.1.2. Những thách thức khó có thể vượt qua .....................................................139
5.1.3. Giải pháp ...................................................................................................142
5.1.4. Kế hoạch thực hiện ...................................................................................143
5.1.5. Phân tích và tính tốn kinh phí .................................................................144
5.2. Kết luận .............................................................................................................. 147


BẢNG KÝ HIỆU
Ký hiệu
Thuật ngữ
ACS
Access Control Service
AES
Advanced Encryption
Standard
DNS
Domain Name System
EC2
Elastic Compute Cloud
JSON JavaScript Object Notation
REST Representational State
Transfer
SAML Security Assertions Markup
Language
SDK

Software Development Kit
SLA
Service-Level Agreements
SOAP Simple Object Access
Protocol
SPML Service Provisioning Markup
Language
TCP
Transmission Control
Protocol
URIs
Uniform Resource Identifiers
KPI
Key Performance Indicator

Ý nghĩa
Dịch vụ kiểm soát truy cập
Các tiêu chuẩn mã hóa tân tiến
Hệ thống phân giải tên
Dịch vụ điện toán đám mây Amazon
Định dạng hoán vị dữ liệu nhanh
Chuyển giao Trạng thái đại diện
Ngôn ngữ xác nhận đánh dấu bảo mật
Gói cơng cụ phát triển phần mềm
Thỏa thuận mức dịch vụ
Giao thức truy cập đối tượng
Ngôn ngữ đánh dấu cấp phát dịch vụ
Giao thức điều khiển truyền vận
Định danh tài nguyên đồng bộ
Chỉ số đánh giá hiệu năng công việc

BẢNG HÌNH VẼ
Số
thứ tự
1
2
3
4

Mơ tả

Hình số 1.1
Hình số 1.2
Hình số 1.3
Hình số 1.4

Điện tốn đám mây
Các thành phần điện tốn đám mây
Các lớp trong kiến trúc ảo
Phân tầng trong máy ảo

16
18
22
23

5

Hình số 1.5

6
7
8
9
10

Hình số 1.6
Hình số 1.7
Hình số 1.8
Hình số 1.9
Hình số 1.10

24
25
26
27
28
32

11

Hình số 1.11

12
13
14
15
16
17

18
19

Hình số 1.12
Hình số 1.13
Hình số 1.14
Hình số 1.15
Hình số 1.16
Hình số 1.17
Hình số 1.18
Hình số 1.19

20

Hình số 1.20

Chu trình vịng đời máy ảo
Mơ tả tiến trình cấp phát máy ảo
Giải pháp tránh trùng lặp dữ liệu của Cisco
Loại bỏ trùng lặp tại nguồn/đích
Quản lý truy suất dữ liệu
Quản lý chu trình vịng đời của định danh
Mã hóa trước khi chuyển dữ liệu nên đám
mây
Thực hiện cơ chế đăng nhập một lần
Quản lý định danh liên hợp trong đám mây
Kiến trúc phân tầng của điện toán đám mây
Mơ hình triển khai điện tốn đám mây
Mơ hình đám mây cơng cộng
Mơ hình đám mây riêng

Mơ hình đám mây lai
Mơ hình đám mây cộng đồng
Một số nhà cung cấp dịch vụ điện tốn đám
mây

21

Hình số 2.1

Tổng quan Windows Azure Platform

44

22

Hình số 2.2

Tổng quan Windows Azure

44

23

Hình số 2.3

45

24

Hình số 2.4

Các thành phần của Windows Azure
Bộ lưu trữ Windows Azure Blobs, Table và
Queues

25

Hình số 2.5

Web roles và worker roles

46

26

Hình số 2.6

Fabric Controller

47

27

Hình số 2.7

Fabric Controller và Fault Domain

48

28

Hình số 2.8

Fabric Controller và Update Domain

48

Hình vẽ

Trang

33
34
34
35
36
37
38
38
39
40

45


29

Hình số 2.9

30

Hình số 2.10

31

Sql Azure cung cấp hệ quản trị csdl quan hệ
Các thành phần của Windows Azure Platform
AppFabric

49

Hình số 2.11

Mơ tả cấu trúc của Azure Blog

50

32

Hình số 2.12

Mơ tả quá trình tải dữ liệu 10GB nên Blob

51

33

Hình số 2.13

Thao tác đọc, ghi cơ bản

52

34

Hình số 2.14

Danh sách các lớp StorageClient

52

35

Hình số 2.15

Mơ hình dữ liệu Azure Table

54

36

Hình số 2.16

56

37

Hình số 2.17

Minh họa sự phân vùng bảng

Quá trình truyền thơng báo web role và
worker role instance

38

Hình số 2.18

Các thao tác với Message

60

39

Hình số 2.19

Mơ hình dữ liệu của hàng đợi

61

40

Hình số 2.10

ACS, ứng dụng và người sử dụng

64

41

Hình số 2.21

65

42

Hình số 2.22

43

Hình số 2.23

Ví dụ trường hợp đơn giản của ACS
Dịng thơng báo trên mơ hình định danh
Claims-Based
Lược đồ tài ngun dịch vụ kiểm sốt truy
cập

44

Hình số 2.24

Kiến trúc của AppFabric Service Bus [20]

71

45

Hình số 2.25

Tích hợp dịch vụ kiểm sốt truy cập

72

46

Hình số 2.26

Sơ đồ tên gọi của Service Bus

75

47

Hình số 2.27

Dịch vụ chuyển tiếp AppFabric Service Bus

76

48

Hình số 3.1

Sơ đồ tổ chức trong doanh nghiệp

81

49

Hình số 3.2

81

50

Hình số 3.3

Sơ đồ tổ chức cấp chi nhánh
Mô tả các phân hệ chính của hệ thống quản lý
nguồn lực

51

Hình số 3.4

Danh sách các ca sử dụng của hệ thống

92

52

Hình số 3.5

Mơ hình ca sử dụng thêm mới cá nhân

93

53

Hình số 3.6

95

54

Hình số 3.7

Mơ hình ca sử dụng Quản lý hồ sơ cá nhân
Mơ hình ca sử dụng Quản lý hợp đồng lao
động

50

60

68
69

90

95


55

Hình số 3.8

Mơ hình ca sử dụng Quản lý khen thưởng

96

56

Hình số 3.9

96

57

Hình số 3.10

58

Hình số 3.11

Mơ hình ca sử dụng Quản lý kỷ luật
Mơ hình ca sử dụng Quản lý bổ nhiệm, miễn
nhiệm, kiêm nhiệm
Mơ hình ca sử dụng Quản lý qn trình đi
cơng tác

59

Hình số 3.12

99

60

Hình số 3.13

Mơ hình ca sử dụng Điều chuyển cán bộ
Mơ hình ca sử dụng Quản lý nghỉ việc, nghỉ
hưu

100

61

Hình số 3.14

Mơ hình ca sử dụng Thiết lập đào tạo

101

62

Hình số 3.15

Mơ hình ca sử dụng Lập kế hoạch đào tạo

102

63

Hình số 3.16

Mơ hình ca sử dụng Triển khai đào tạo

103

64

Hình số 3.17

104

65

Hình số 3.18

66

Hình số 3.19

Mơ hình ca sử dụng Thiết lập mẫu đánh giá
Mơ hình ca sử dụng Thiết lập đánh giá nhân
viên
Mơ hình ca sử dụng Quản lý thời gian lao
động

67

Hình số 3.20

Mơ hình ca sử dụng Thiết lập tuyển dụng

107

68

Hình số 3.21

108

69

Hình số 3.22

70

Hình số 3.23

71

Hình số 3.24

72

Hình số 3.25

73

Hình số 3.26

74

Hình số 3.27

Mơ hình ca sử dụng thực hiện tuyển dụng

Biểu đồ tuần tự ứng với ca sử thêm mới hoàn
toàn nhân viên
Giao diện ứng với ca sử thêm mới hoàn toàn
nhân viên
Biểu đồ tuần tự ứng với ca sử dụng tìm kiếm
hợp đồng lao động
Giao diện ứng với ca sử tìm kiếm thơng tin
hợp đồng lao động
Biểu đồ tuần tự ứng với ca sử dụng nhà cung
cấp dịch vụ đào tạo
Giao diện cập nhật nhà cung cấp dịch vụ đào
tạo

75

Hình số 3.28

Biểu đồ tuần tự tạo mới bản đánh giá

114

76

Hình số 3.29

Giao diện tạo mới bản đánh giá

115

77

Hình số 3.30

Kiến trúc vật lý hệ thống

116

78

Hình số 3.31

Phân tầng ứng dụng

118

97
98

105
106

109
110
111
112
112
113


79

Hình số 3.32

80

Hình số 3.33

81

Hình số 3.34

82

Thiết kế nguyên mẫu phát triển hệ thống
Biểu đồ lớp thiết kế cho ca sử dụng
thêm mới hoàn toàn nhân viên
Biểu đồ cơ sở dữ liệu cho ca sử dụng
thêm mới hoàn toàn nhân viên

119

Hình số 4.1

Giai đoạn triển khai hệ thống trên đám mây

122

83

Hình số 4.2

Giai đoạn triển khai hệ thống trên đám mây

123

84

Hình số 4.3

Kết nối cơ sở dữ liệu tại máy chủ Sql Server

123

85

Hình số 4.4

Lựa chọn các bảng dữ liệu

124

86

Hình số 4.5

Kết nối cơ sở dữ liệu Azure

124

87

Hình số 4.6

Đăng nhập vào cơ sở dữ liệu Sql Azure

125

88

Hình số 4.7

Cơng cụ theo tác với cơ sở dữ liệu Sql Azure

125

89

Hình số 4.8

Thiết lập các thể hiện của ứng dụng

126

90

Hình số 4.9

Thiết lập và cấu hình cache

126

91

Hình số 4.10

Hồn thành cấu hình cache

127

92

Hình số 4.11

Tạo host service

127

93

Hình số 4.12

Cấu hình host service

128

94

Hình số 4.13

Truy cập ứng dụng điện tốn đám mây

128

95

Hình số 4.14

Nhóm dự án chỉ số hiệu suất cốt yếu

130

96

Hình số 4.15

Cơ chế đăng nhập một lần

131

97

Hình số 4.16

Thực hiện đánh giá hiệu năng với 2 thể hiện

133

98

Hình số 4.17

Thực hiện đánh giá hiệu năng với 4 thể hiện

134

99

Hình số 4.18

Thực hiện đánh giá hiệu năng với 8 thể hiện

134

98

Hình số 5.1

Danh mục phần mềm xây dựng

139

99

Hình số 5.2

Kiến trúc giải pháp cơng nghệ phần mềm

140

100

Hình số 5.3

Kế hoạch triển khai sản phẩm

143

101

Hình số 5.4

Tính tốn chi phí hệ thống quản lý nguồn lực

145

102

Hình số 5.5

Biểu đồ ước tính chi phí khi triển khai

147

120
121


MỞ ĐẦU
Công nghệ thông tin (CNTT) là lĩnh vực cơ bản trong tất cả mọi lĩnh vực kinh tế
vì nó được ứng dụng ở khắp nơi. Các ứng dụng của CNTT tác động sâu và rộng tới tất

cả các ngành nghề trên toàn thế giới. Ngày nay CNTT hiện nay trở nên thơng minh
hơn, mặc dù có những tiến bộ vượt bậc trong khả năng máy tính, hạ tầng CNTT của
thế giới — vốn đã rất căng th ng với các tác vụ tính tốn hiện tại - sắp tới có thể dễ
q tải với tính phức tạp và lượng dữ liệu chưa t ng có được tạo ra bởi gần một nghìn
tỉ thiết bị, đối tượng, quy trình và con người được kết nối. Với ý tưởng bảo toàn năng
lượng, hợp nhất nguồn tài nguyên, làm cho thông tin trở nên bảo mật và s n sàng bất
cứ khi nào cần thiết. Với yêu cầu đó, chúng ta phải thông minh hơn trong truy cập, xử
lý và lưu trữ dữ liệu.
ây là thời điểm cần có một nền tảng được thiết kế cho ngành điện tốn có hiệu
quả và hiệu suất trong những khơng gian rộng mở hơn...hay nói cách khác, tức là ở
mọi nơi. ó là tất cả những gì về điện tốn đám mây.
Điện tốn đám mây là phần cốt lõi tạo lên nhận thức mới của doanh nghiệp trong
ứng dụng cơng nghệ thơng tin, nó tạo ra là mơ hình dịch chuyển trong cách thức làm
thế nào chúng ta cung cấp kiến trúc và khả năng mở rộng của các ứng dụng. Trong quá
khứ, các công ty thành công dành thời gian quý báu và nguồn lực xây dựng cơ sở hạ
tầng, cái mà được cung cấp như là một lợi thế cạnh tranh. Nó thường xuyên là theo
trường hợp sau "Xây dựng nó và cái cần sẽ đến". Trong hầu hết các trường hợp, cách
tiếp cận này:


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



Bắt buộc một ai đó trơng giữ các máy chủ.



Gắn liền với chi phí năng lượng.

Cơng suất tính tốn khơng được sử dụng bị bỏ phí mà khơng có cách nào chuyển
sang cơng ty khác hay người dùng mà họ có thể tình nguyện chi trả cho các chu kỳ
tính tốn thêm vào.
Với điện tốn đám mây, các máy tính dư th a có thể đưa và sử dụng và được
sinh lời bằng cách bán cho khách hàng. Sự chuyển đổi của việc tính tốn và cơ sở hạ
tầng công nghệ thông tin vào một tiện ích, cái làm cho có tác dụng trong các trường
hợp hoặc có tác dụng trong một số mức độ cho phép. Điều đó là nỗ lực cạnh tranh dựa
trên ý tưởng hơn là dựa trên các tài nguyên tính tốn.
T tất yếu khách quan, cơng nghệ điện tốn đám mây đã trở thành lĩnh vực công
nghệ then chốt cho sự phát triển công nghệ thông tin của nhiều quốc gia trên thế giới
tiêu biểu như Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Phần Lan và Trung quốc. Tại Mỹ có nhiều các
công ty lớn như Microsoft, IBM … phát triển và cung cấp dịch vụ điện toán đám mây.


Ở Việt Nam, có rất nhiều các cuộc hội thảo do các chuyên gia công nghệ thông
tin tại các công ty như Microsoft, IBM … trình bày về các đặc tính của điện tốn đám
mây. Hiện nay có một số công ty phần mềm tập trung xây dựng phần mềm ứng dụng ,
trên nền tảng điện toán đám mây như : FPT Software bắt đầu sử dụng “Cloud” qua
dịch vụ với saleforce.com t năm 2010...
T xu hướng phát triển khách quan của công nghệ thông tin và hiện trạng công
nghệ nước ta việc nghiên cứu, phát triển công nghệ điện toán đám mây là tất yếu.
Phạm vi nghiên cứu cũng như tầm ứng dụng của điện toán đám mây rất lớn, nó khơng
chỉ giới hạn ở lĩnh vực cơng nghệ phần mềm mà còn liên quan tới nhiều các lĩnh vực
khác như: Xử lý phân tán, truyền dữ liệu và mạng máy tính …, trong giới hạn luận
văn, chúng tơi tập trung nghiên cứu về nguyên lý, kiến trúc điện tốn đám mây theo
hướng nhìn của ngành phần mềm. Tập trung vào nền tảng đám mây Windows Azure
của Microsoft và xây dựng thử nghiệm ứng dụng “Quản lý nguồn lực trên nền
Windows Azure”. Cấu trúc luận văn gồm các phần như sau:
Phần mở đầu: Nội dung phần mở đầu chỉ ra vai trị và tầm quan trọng của cơng

nghệ điện tốn đám mây, hiện trạng phát triển cơng nghệ điện toán đám mây ở thế giới
và ở Việt Nam.
Chương 1. Điện tốn đám mây: Nội dung chương 1 trình bày các nghiên cứu về
điện toán đám mây bao gồm : Các định nghĩa, đặc điểm điện toán đám mây. Các thành
phần chính của điện tốn đám mây như: Dịch vụ phần mềm, dịch vụ nền tảng, cơ sở hạ
tầng. Ngoài ra chương này còn đề cập đến các vấn đề như : Quản lý ảo hóa, bảo mật và
mơ hình triển khai điện toán đám mây.
Chương 2. Microsoft với điện tốn đám mây: Nội dung chương 2 trình bày các
vấn đề các giải pháp của Microsoft với điện toán đám mây, đặc điểm kỹ thuật của nền
tảng Windows Azure cho việc phát triển ứng dụng và dịch vụ phần mềm.
Chương 3. Xây dựng ứng dụng Quản lý nguồn lực trên nền tảng Windows
Azure: Nội dung chương 3 trình bày thực nghiệm xây dựng ứng dụng quản lý nguồn
lực trên nền tảng Windows Azure. Hệ thống sử dụng bộ công cụ Visual Studio 2010
SP 1 Microsoft để phát triển và sử dụng ngơn ngữ UML để phân tích và thiết kế ứng
dụng.
Chương 4. Triển khai-kiểm thử và đánh giá hiệu năng: Nội dung chương 4 trình
bày các bước để triển khai hệ thống trên nền điện toán đám mây azure và lập kế hoạch
kiểm thử hệ thống. Đánh giá về khả năng chịu tải dựa theo đặc tính co giãn tài nguyên
của điện toán đám mây.
Phần kết luận: Nội dung phần này tổng kết, đánh giá về luận văn cũng như phần
mềm thực nghiệm và đưa ra một số hướng phát triển.


Luận án thạc sĩ 2011

CHƯƠNG 1 : ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
1.1. Khái niệm điện toán đám mây.
Điện toán đám mây đề cập đến các ứng dụng và dịch vụ chạy trên môi trường
phân tán bằng cách sử dụng nguồn tài nguyên ảo hóa, được truy cập bằng cách sử
dụng các giao thức chuẩn trên môi trường mạng và môi trường Internet.

Điện toán đám mây được phân biệt bởi các khái niệm phần mềm chạy trên nguồn
tài nguyên được ảo hóa, khơng có giới hạn và người sử dụng khơng cần quan tâm chi
tiết đến các hệ thống phần cứng.
Theo thống kê của tạp chí “Cloud Magazine” thì hiện tại có hơn 200 định nghĩa
khác nhau về Cloud Computing. Mỗi nhóm nghiên cứu đưa ra định nghĩa theo cách
hiểu, cách tiếp cận của họ nên rất khó tìm một định nghĩa tổng qt nhất của Cloud
Computing. Ở góc nhìn khoa học kỹ thuật, có nhiều định nghĩa khác nhau, trong đó
nổi nên đó là ba định nghĩa của Ian Foster, Rajkumar Buyya và Wikipedia được mọi
người đề cập đến nhiều nhất.

1.1.1.

Định nghĩa Ian Foster

Điện tốn đám mây là một mơ hình điện tốn phân tán có tính co giãn lớn mà
hướng theo co giãn về mặt kinh tế, là nơi chứa các sức mạnh tính tốn, kho lưu trữ, các
nền tảng 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 ngồi thơng qua Internet. (“A large-scale
distributed computing paradigm that is driven by economies of scale, in which a pool
of abstracted, virtualized, dynamically scalable, managed computing power, storage,
platforms, and services are delivered on demand to external customers over the
Internet”[10].).

1.1.2.

Định nghĩa Rajkumar Buyya

Điện toán đám mây là một loại hệ thống phân bố và xử lý 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. (“A Cloud is a type of parallel and distributed system consisting of a
collection of interconnected and virtualised computers that are dynamically
provisioned and presented as one or more unified computing resources based on
service-level agreements established through negotiation between the service provider
and consumers”[22].)

Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Công nghệ Hà Nội

Trang 14


Luận án thạc sĩ 2011

1.1.3.

Định nghĩa Wikipedia

Điện toán đám mây cịn gọi là điện tốn máy chủ ảo, là mơ hình điện tốn sử
dụng các cơng nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng Internet. Thuật ngữ "đám
mây" ở đây là lối nói ẩn dụ chỉ mạng Internet (dựa vào cách được bố trí của nó trong
sơ đồ mạng máy tính) và như một liên tưởng về độ phức tạp của các cơ sở hạ tầng
chứa trong nó. Ở mơ hình điện tốn này, mọi khả năng liên quan đến công nghệ thông
tin đều được cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", cho phép người sử dụng truy cập các
dịch vụ công nghệ t một nhà cung cấp nào đó "trong đám mây" mà khơng cần phải có
các kiến thức, kinh nghiệm về cơng nghệ đó, cũng như khơng cần quan tâm đến các cơ
sở hạ tầng phục vụ cơng nghệ đó.
Điện tốn đám mây là khái niệm tổng thể bao gồm cả các khái niệm như “phần
mềm dịch vụ”, “Web 2.0” và các vấn đề khác xuất hiện gần đây, các xu hướng cơng
nghệ nổi bật, trong đó đề tài chủ yếu của nó là vấn đề dựa vào Internet để đáp ứng
những nhu cầu điện toán của người dùng. Ví dụ, dịch vụ Google AppEngine cung cấp

những ứng dụng kinh doanh trực tuyến thơng thường, có thể truy nhập t một trình
duyệt web, cịn các phần mềm và dữ liệu đều được lưu trữ trên các máy chủ.

Database
Laptop
ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY

Server
Mobile

Application Server
PC

Hình số 1.1 : Điện tốn đám mây

1.2. Đặc điểm của điện toán đám mây.
Theo David S. Linthicum [5]. đưa ra năm đặc điểm chính của điện tốn đám
mây.

1.2.1.

Tính tự phục vụ theo nhu cầu

Đặc tính kỹ thuật của điện toán đám mây cho phép khách hàng đơn phương thiết
lập yêu cầu nguồn lực nhằm đáp ứng yêu cầu của hệ thống như: Thời gian sử dụng
Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Công nghệ Hà Nội

Trang 15

Luận án thạc sĩ 2011

Server, dung lượng lưu trữ, cũng như là khả năng đáp ứng các tương tác lớn của hệ
thống ra bên ngồi. [5].

1.2.2.

Truy cập diện rộng

Điện tốn đám mây cung cấp các dịch vụ chạy trên môi trường Internet do vậy
khách hàng chỉ cần kết nối được với Internet là có thể sử dụng được dịch vụ.Các thiết
bị truy xuất thơng tin khơng u cầu cấu hình cao (thin or thick client platforms) như :
Mobile phone, Laptop và PDAs…

1.2.3.

Dùng chung tài nguyên và độc lập vị trí

Tài nguyên của nhà cung cấp dịch vụ được dùng chung, phục vụ cho nhiều người
dùng dựa trên mơ hình “multi-tenant”. Mơ hình này cho phép tài ngun phần cứng và
tài nguyên ảo hóa sẽ được cấp pháp động dựa vào nhu cầu của người dùng. Khi nhu
cầu người dùng giảm xuống hoặc tăng nên thì tài nguyên sẽ được trưng dụng để phục
vụ yêu cầu.
Người sử dụng không cần quan tâm tới việc điều khiển hoặc khơng cần phải biết
chính xác vị trí của các tài nguyên sẽ được cung cấp. Ví dụ : Tài nguyên sẽ được cung
cấp bao gồm : Tài nguyên lưu trữ, xử lý, bộ nhớ, băng thông mạng và máy ảo. [5].

1.2.4.

Khả năng co giãn nhanh chóng

Khả năng này cho phép tự động mở rộng hoặc thu nhỏ hệ thống tùy theo nhu cầu
của người sử dụng một cách nhanh chóng. Khi nhu cầu tăng, hệ thống sẽ tự động mở
rộng bằng cách thêm tài nguyên vào. Khi nhu cầu giảm, hệ thống sẽ tự động giảm bớt
tài nguyên.
Khả năng co giãn giúp cho nhà cung cấp sử dụng tài nguyên hiệu quả, tận dụng
triệt để tài nguyên dư th a, phục vụ được nhiều khách hàng. Đối với người sử dụng
dịch vụ, khả năng co giãn giúp họ giảm chi phí do họ chỉ trả phí cho những tài nguyên
thực sự dùng.

1.2.5.

Chi trả theo thực dùng

Nhiều dịch vụ điện toán đám mây sử dụng mơ hình điện tốn theo nhu cầu, mơ
hình tương tự với cách các tiện ích theo nhu cầu truyền thống như điện được tiêu thụ,
trong khi một số khác tiếp thị dựa vào tiền đóng trước. Điện tốn đám mây cho phép
giới hạn dung lượng lưu trữ, băng thông, tài nguyên máy tính và số lượng người dùng
kích hoạt theo tháng.
Ngồi năm đặc điểm chính đã mơ tả ở trên, điện tốn đám mây cịn cung cấp
một số các đặc điểm sau :

Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Công nghệ Hà Nội

Trang 16


Luận án thạc sĩ 2011

Độ tin cậy: Độ tin cậy cải thiện thơng qua việc sử dụng các site có nhiều dư th a,

làm nó thích hợp cho tính liên tục trong kinh doanh và khôi phục thất bại. Tuy nhiên,
phần lớn các dịch vụ của cloud computing có những lúc thiếu hụt và người giám đốc
kinh doanh, IT phải làm cho nó ít đi.
Hiệu suất: Hiệu suất hoạt động được quan sát và các kiến trúc nhất quán, kết nối
lỏng lẽo được cấu trúc dùng web service như giao tiếp hệ thống.
Khả năng chịu đựng: Khả năng chịu đựng xảy ra thông qua việc tận dụng tài
nguyên đã được cải thiện, các hệ thống hiệu quả hơn. Tuy nhiên, các máy tính và cơ sở
hạ tầng kết hợp là những thứ tiêu thụ năng lượng chủ yếu.

1.3. Các thành phần của đám mây.
Kiến trúc điện toán đám mây được mơ tả theo hình vẽ sau :
Kiến trúc

Quản trị dữ liệu

Cấp quyền

Tương tác

Dịch vụ nền tảng (PaaS)
Phát triển ứng dụng trên nền tảng đám mây

Chuyển dữ liệu

Dịch vụ cơ sở hạ tầng (IaaS)
[Máy ảo, thiết bị lưu trữ, hệ thống mạng]

Quản lý dịch vụ

Xác thực

Dịch vụ phần cứng (HaaS)

Quản lý ảo hóa
Mạng

Phần cứng

Ứng dụng

Khả năng chịu lỗi

Triển khai

Định danh liên đồn

Mã hóa/Giải mã

Bảo mật

Định danh cục bộ

Dịch vụ phần mềm (SaaS)

Cấu hình
Lập báo cáo
Thỏa thuận cấp
Dịch Vụ
Đo lường tốc độ

Dịch vụ cốt lõi
Khám phá

Tính phí

Quản lý tài nguyên
Cấp phép

Lưu dự phịng

Cân bằng tải

Giám sát

Hình số 1.2 : Các thành phần điện tốn đám mây

1.3.1.

Mơ hình và dịch vụ của điện tốn đám mây

Các dịch vụ cơ bản của nó bao gồm : Dịch vụ cơ sở hạ tầng (Infrastructure as a
Service – IaaS), dịch vụ nền tảng (Platform as a Service – PaaS), dịch vụ phần mềm
(Software as a Service – SaaS).
1.3.1.1. Dịch vụ phần mềm (Software as a Service – SaaS)
Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Công nghệ Hà Nội

Trang 17


Luận án thạc sĩ 2011

Mơ hình dịch vụ cho phép nhà cung cấp dịch vụ sẽ cung cấp cho khách hàng các
phần mềm dạng dịch vụ hoàn chỉnh. Dịch vụ phần mềm hoạt động theo nền tảng mutitenant. Khách hàng có thể lựa chọn phần mềm hoặc dịch vụ phù hợp với nhu cầu. Phần
mềm hoặc dịch vụ đó chạy trên nền tảng điện tốn đám mây.
Mơ hình này giải phóng người dùng khỏi việc quản lý hệ thống, cơ sở hạ tầng, hệ
điều hành… tất cả sẽ do nhà cung cấp dịch vụ quản lý và kiểm soát để đảm bảo ứng
dụng luôn s n sàng và hoạt động ổn định.
Các ví dụ phổ biến về các yêu cầu này bao gồm IBM® Lotus® Live, IBM Lotus
Sametime®, Unyte, Salesforce.com, Sugar CRM, và WebEx.
a) Các ứng dụng này thường cung cấp :


Giao diện tương tác với người sử dụng.



Các chức năng ứng dụng được định nghĩa trước.



Cấu trúc cơ sở dữ liệu được định nghĩa trước.



Thơng qua trình duyệt, Người sử dụng có thể truy cập đến các ứng dụng
bằng nhiều các thiết bị khác nhau như máy tính, điện thoại di động,…

b) Phân loại trong SaaS.


Chuyên về dịch vụ : Cung cấp các giải pháp kinh doanh cho các tổ
chức, cá nhân và doanh nghiệp. Chúng được bán thông qua một dịch vụ
thuê bao. Các ứng dụng loại này gồm: Quản lý quan hệ khách hàng, quản
lý nhân sự …



Hướng khách hàng : Cung cấp dịch vụ cho những khách hàng cá nhân.
Họ chỉ việc đăng ký và sử dụng ứng dụng. Khách hàng hầu như khơng
phải trả phí. Mặt khác việc đăng ký sử dụng rất đơn giản, tương tự như
việc đăng ký sử dụng email. Một số dịch vụ phổ biến hiện nay là google
docs, web mail, game …. Nhà cung cấp dịch vụ chủ yếu kiếm tiền nhờ
vào quảng cáo.

c) Những thuận lợi khi triển khai SaaS


Đối với người sử dụng: Có rất nhiều lợi khi sử dụng SaaS như: Không
cần phải mua các thiết bị phần cứng đắt tiền, khơng phải lo bảo trì phần
mềm. Vì phần mềm được cài đặt trên web, truy xuất ứng dụng thơng qua
trình duyệt nên có thể sử dụng bất cứ nơi nào, bất cứ thời điểm nào.
Ngoài ra họ cũng không cần phải lo lắng về bảo mật, phòng chống vi rút.



Đối với nhà cung cấp dịch vụ : Nhà cung cấp dịch vụ không phải lo vấn
đề vi phạm bản quyền vì chỉ có một phần mềm duy nhất được cài đặt và
quản lý t xa, hacker khó có thể lấy cắp dữ liệu của ứng dụng. Nhà cung

Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Công nghệ Hà Nội

Trang 18


Luận án thạc sĩ 2011

cấp dịch vụ có thể kiếm được nhiều tiền hơn nếu như có nhiều người sử
dụng dịch vụ, họ kiếm tiền cũng bằng cách thu tiền quảng cáo …
d) Những giới hạn khi thực hiện triển khai SaaS.


Khó đáp ứng nhu cầu của tất cả mọi người: Xây dựng được một ứng
dụng có khả năng đáp ứng được hết yêu cầu của mọi người là rất khó,
điều này địi hỏi các nhà cung cấp dịch vụ phân tích yêu cầu nghiệp vụ rõ
ràng trước khi triển khi ứng dụng nên SaaS.



Chuyển đổi dữ liệu người sử dụng qua SaaS : Với các hệ thống lớn, có
dung lượng thơng tin lớn thì vấn đề chuyển đổi dữ liệu lên SaaS sẽ gặp
khó khăn vì với các dữ liệu nhạy cảm với doanh nghiệp thì trước khi đưa
nên SaaS thì cần phải mã hóa thơng tin.



Có một số ứng dụng gần như khơng thể chuyển qua SaaS: Ví dụ như
các ứng dụng Business Intelligence, với khối lương dữ liệu rất lớn,
không thể truyền tải qua mạng internet được, với lại dữ liệu này cần phải
bảo mật cao, nên rất khó để khách hàng đồng ý đưa hết dữ liệu của họ
lên internet



Bảo mật là vấn đề cần thảo luận trong SaaS : Nhà cung cấp dịch vụ
cần phải có chính sách bảo mật tốt và phải có thoả thuận cấp dịch vụ hấp
dẫn thì khách hàng mới có thể tin tưởng giao dữ liệu nên trên SaaS.

1.3.1.2. Dịch vụ nền tảng (Platform as a Service – PaaS)
PaaS cung cấp cho các nhà phát triển một nền tảng hoàn chỉnh bao gồm: Phát
triển ứng dụng, phát triển giao diện, phát triển cơ sở dữ liệu, lưu trữ dữ liệu. Đồng thời
hỗ trợ phát triển sản phẩm phần mềm theo chu kỳ vòng đời như phát triển, kiểm định,
triển khai các ứng dụng và dịch vụ trên nền tảng điện toán đám mây.
Các thành phần cốt lõi của PaaS [5].


Thiết kế: Hỗ trợ người dùng thiết kế ứng dụng và giao diện tương tác
với người sử dụng.



Phát triển ứng dụng: Hỗ trợ các công cụ cho phép người sử dụng có thể
thiết kế, viết các mã lệnh nhằm đáp ứng các yêu cầu nghiệp vụ và thực
hiện kiểm thử phần mềm đã thực hiện



Triển khai ứng dụng: Cung cấp môi trường triển khai các ứng dụng
hoặc dịch vụ thông qua mơi trường web.



Tích hợp: Cung cấp mơi trường cho phép tích hợp ứng dụng phần mềm
của người sử dụng nên mơi trường dịch vụ điện tốn đám mây. Lúc đó
phần mềm người sử dụng trở thành dịch vụ phần mềm.

Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Công nghệ Hà Nội

Trang 19


Luận án thạc sĩ 2011



Lưu trữ: Cung cấp khả năng lưu trữ bên vững cho các ứng dụng và dịch
vụ bao gồm : Lưu trữ cơ sở dữ liệu và các file theo yêu cầu.



Hoạt động: Cung cấp khả năng duy trì hoạt động các ứng dụng trong
thời gian dài như sao lưu, phục hồi và xử lý các ngoại lệ (Exception) có
liên quan tới hoạt động của ứng dụng.

Hiện nay rất nhiều các chuyên gia là việc trong 2000 cơng ty tin học hàng đầu
tồn cơng đều có nhận định chung , PaaS như là một cách phát triển, triển khai và duy
trì các ứng dụng và dịch vụ với giá thành rẻ.
1.3.1.3. Dịch vụ cơ sở hạ tầng (Infrastructure as a Service – IaaS )
IaaS thực là dịch vụ trung tâm, cung cấp khả năng truy xuất tài nguyên t xa.
IaaS bao gồm một tập hợp các tài nguyên vật lí như các máy chủ, các thiết bị mạng và
các ổ lưu trữ. Chúng được đưa ra như là các dịch vụ để cung cấp cho người tiêu dùng.

Các dịch vụ ở đây hỗ trợ cơ sở hạ tầng ứng dụng - bất kể cơ sở hạ tầng đó đang được
cung cấp qua một đám mây hay khơng. Cũng như với các dịch vụ nền tảng, sự ảo hóa
là một phương pháp thường được sử dụng để tạo ra chế độ phân phối các nguồn tài
nguyên theo yêu cầu.
Ví dụ về các dịch vụ cơ sở hạ tầng bao gồm IBM Bluehouse, VMware, Amazon
EC2, Microsoft Azure Platform, Sun ParaScale Cloud Storage và nhiều hơn nữa.
Ưu điểm IaaS :
 IaaS sử dụng cơng nghệ ảo hóa nên có thể thấy rõ sự tiết kiệm chi phí do
việc sử dụng nguồn lực hiệu quả mang lại.
 Người dùng không cần quan tâm tới việc duy trì thiết bị phần cứng
mạng, cũng như những vấn đề rắc rối trong quá trình vận hành hệ thống
mạng đem lại.
Nhược điểm IaaS
 Do nhiều nhà cung cấp dịch vụ cơ sở hạ tầng (IaaS) yêu cầu người sử
dụng phải trả tiền cố định theo dung lượng sử dụng/đơn vị thời gian, do
vậy để giảm chi phí và tận dụng thế mạnh cơng nghệ ảo hóa u cầu
người sử dụng phải tính chính xác nhu cầu thực sự cần dùng đối với hệ
thống của họ.
 Những yếu tố mà người dùng cần phải tính khi thuê bao IaaS như :
Dung lượng lưu trữ, băng thông, khả năng tính tốn và xử lý…

1.3.2.

Quản lý ảo hóa

1.3.2.1. Tổng quan cơng nghệ ảo hóa.
Ảo hóa đã cách mạng hóa cơng nghệ trung tâm dữ liệu thơng qua một tập hợp
các kỹ thuật và các công cụ tạo điều kiện thuận lợi cho việc cung cấp và quản lý động
Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Công nghệ Hà Nội

Trang 20


Luận án thạc sĩ 2011

trung tâm dữ liệu của cơ sở hạ tầng (IaaS). Ảo hóa có thể được định nghĩa là sự tr u
tượng hóa các tài nguyên máy tính . Cho phép tách biệt riêng tách biệt người sử dụng
và ứng dụng về những đặc tính phần cứng chuyên biệt của các hệ thống mà họ sử dụng
để thực hiện các cơng việc của máy tính.
Ở mức đơn giản nhất, ảo hóa cho phép bạn sử dụng ít nhất một máy tính hoạt
động trong nhiều mơi trường khác nhau trên một phần cứng duy nhất.
Ví dụ, với ảo hóa, Người sử dụng có thể đồng thời sử dụng một máy Linux và
một máy Windows cùng trên một hệ thống. Hay họ có thể dùng một máy bàn
Windows95 và một máy bàn Windows XP trên một trạm máy.
1.3.2.2. Phân tầng trong kiến trúc ảo hóa.
Theo Rajkumar Buyya [14] các lớp trong kiến trúc ảo hóa được phân tầng như
sau :

Hình số 1.3 : Các lớp trong kiến trúc ảo

a) Tầng ảo hóa (Virtualization layer)
Nhiệm vụ của tầng này sẽ phân vùng tài nguyên vật lý của máy chủ vật lý thành
nhiều máy ảo nhằm đáp ứng các khối lượng cơng việc thực hiện khác nhau. Nó tiến
hành thiết lập chế độ lập lịch, phân bổ tài nguyên vật lý và làm cho mỗi máy ảo nghĩ
rằng nó hồn tồn sở hữu tài nguyên vật lý (Như ổ đĩa, Ram và bộ xử lý …).
Trong phương pháp mô phỏng phần cứng, phần mềm dùng để ảo hóa (thường
được biết đến là một hypervisor) trình diễn một mơi trường phần cứng được mô phỏng
mà các hệ điều hành khách hoạt động trên đó. Mơi trường phần cứng được mơ phỏng
này thường ám chỉ phần mềm điều khiển máy ảo hay VMM (Visual Virtual Machine
Manager).

VMM tạo ra một môi trường phần cứng được chuẩn hóa trên đó hệ điều hành
khách cư trú và tương tác. Do hệ điều hành máy ảo (Guest OS) và VMM tạo ra một
Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Công nghệ Hà Nội

Trang 21


Luận án thạc sĩ 2011

gói thống nhất, gói này có thể được chuyển t máy này sang máy khác, mặc dù các cấu
hình vật lý của hệ thống mà gói chạy trên đó có thể khác. Hypervisor cư trú giữa
VMM và phần cứng vật lý chuyển yêu cầu tài nguyên t VMM sang máy chủ vật lý.
Công nghệ thực thi ở đây chính là ảo hóa phần cứng. Phương pháp ảo hóa này
được hiểu là các ứng dụng chạy trên một hệ điều máy ảo (Guest OS) hoàn toàn biệt lập
với ít nhất một hệ điều máy ảo đang hoạt động, một hệ điều hành chạy trên mỗi VMM.
Các VMM đều lưu trú trên một hypervisor ảo.
Trình điều khiển máy ảo phải cung cấp cho máy ảo một “ảnh” của tồn bộ hệ
thống, bao gồm BIOS ảo, khơng gian bộ nhớ ảo, và các thiết bị ảo. Trình điều khiển
máy ảo cũng phải tạo và duy trì cấu trúc dữ liệu cho các thành phần ảo (đặc biệt là bộ
nhớ), và cấu trúc này phải luôn được cập nhật cho mỗi một truy cập tương ứng được
thực hiện bởi máy ảo.
Các cơng ty cung cấp phần mềm ảo hóa mơ phỏng phần cứng gồm có VMWare
(hai phiên bản VMWare Server và ESX Server), Microsoft cung cấp một sản phẩm
được gọi là Virtual Server. VMWare chỉ hỗ trợ các máy chủ x86, đặc biệt là Hệ điều
hành Microsoft. Phần mềm Virtual Server của Microsoft được dự đoán là sẽ bị HyperV thay thế, phần mềm này được biết đến là một phần của Microsoft Windows Server
2008.
b) Máy ảo (Virtual machine)
Công nghệ máy ảo cho phép quản lý tài nguyên dễ dàng và mềm dẻo để quản lý
nguồn tài nguyên trong các mơi trường điện tốn đám mây, Nó cải thiện việc sử dụng
các nguồn tài nguyên như vậy bằng cách ghép nhiều máy ảo trên một máy chủ.

Máy ảo được phân ra làm hai tầng :
 Tầng hệ điều hành máy ảo
 Tầng ứng dụng người sử dụng

Hình số 1.4 : Phân tầng trong máy ảo

Các ứng dụng chạy triển khai của người sử dụng sẽ chạy trên nền tảng hệ điều
hành máy ảo (Guest os). Hệ điều hành máy máy ảo chạy trên môi trường máy ảo.
Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Công nghệ Hà Nội

Trang 22


Luận án thạc sĩ 2011

1.3.2.3. Chu trình vịng đời máy ảo.
Hình dưới đây mơ tả chu trình vịng đời q trình cung cấp và quản lý máy ảo.

Hình số 1.5 : Chu trình vịng đời máy ảo

Bước 1: u cầu dịch vụ phía khách hàng: Khách hành tính tốn u cầu thực
tế cần sử dụng như yêu cầu tài nguyên máy chủ, băng thơng, khả năng tính tốn cần
đáp ứng. Các u cầu này dựa trên q trình phân tích yêu cầu thực tế của hệ thống.
Sau đó khách hàng đệ trình yêu cầu cần thực thi với nhà cung cấp.
Bước 2: Cung cấp máy ảo: Hệ thống ảo hóa cung cấp hệ điều hành ảo (Guest
OS) và cấu hình các yêu cầu nguời dùng thông thường là môi trường Web. Sau đó các
yêu cầu sẽ được đáp ứng dựa trên thỏa thuận cung cấp dịch vụ.
Bước 3: Hoạt động máy ảo: Đáp ứng các yêu cầu ứng dụng chạy trên nền tảng
web (Ứng dụng web, ứng dụng service chạy trên nền tảng web).
Bước 4 : Giải phóng máy ảo : Khi yêu cầu khách hàng bị thu hẹp lại hoặc khách

hàng yêu cầu ng ng cung cấp dịch vụ, lúc đó hệ thống tự động tính tốn dựa trên yêu
cầu người dùng, máy ảo tự động giải phóng tài nguyên nhằm phục vụ cho các yêu cầu
người sử dụng khác.
1.3.2.4. Tiến trình cấp phát máy ảo
Tiến trình cấp phát máy ảo được mô tả theo các bước sau [14]:
Bước 1: Lựa chọn máy chủ t danh sách máy chủ có khả năng đáp ứng yêu cầu.
Các máy chủ lựa chọn phải là các máy chủ có cấu vật lý phù hợp với yêu cầu cần xử lý
của người dùng. Cùng lúc đó hệ điều hành tạm thời sẽ được lựa chọn, cả hệ điều hành
và máy chủ sẽ được cung cấp cho máy chủ ảo.
Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Công nghệ Hà Nội

Trang 23


Luận án thạc sĩ 2011

Bước 2: Các phần mềm thích hợp sẽ nạp vào hệ thống máy ảo (Bao gồm hệ điều
hành, bộ điều khiển của các thiết bị và các dịch vụ cần thiết của ứng dụng).
Bước 3: Chỉnh sửa và cấu hình thiết bị (Như địa chi IP, các cổng), quá trình cấu
hình này giúp cho máy ảo có thể làm việc được với mơi trường mạng.

Hình số 1.6 : Mơ tả tiến trình cấp phát máy ảo

Bước 4: Đây là bước cuối cùng của quá trình cấp phát máy ảo. Tại bước này máy
chủ ảo thực sự cấp phát(khởi động) thành công.
Kết luận: Cấp phát máy chủ là quá trình thiết lập và cấu hình máy chủ dựa theo
các yêu cầu của các tổ chức bao gồm : Phần cứng và các thành phần phần mềm (bộ xử
lý, bộ nhớ, lưu trữ, thiết bị mạng, hệ điều hành, ứng dụng… ). Thơng thường cấp phát
máy ảo có thể dựa vào tài liệu hướng dẫn cài đặt của hệ điều hành.

1.3.3.

Các dịch vụ chính

1.3.3.1. Tìm kiếm và lưu dự phịng
Q trình khám phá (tìm kiếm) các dịch vụ: là q trình cho phép các dịch vụ
phía khách hàng có thể tìm kiếm các dịch vụ đã được cung cấp bởi hệ thống.
Các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây cung cấp tập hợp các thư viện như
các hàm API để hỗ trợ cho các nhà phát triển ứng dụng thực thi tìm kiếm dịch vụ trên
nền tàng điện tốn đám mây.
Ví dụ : Google cung cấp tập hợp các hàm API (Google APIs Discovery Service)
thực thi tìm kiếm dịch vụ. Google cung cấp 25 hàm API, tất cả các hàm này đều dự
trên Rest. REpresentational State Transfer (REST) – Chuyển giao Trạng thái đại diện
là một tập hợp các nguyên tắc kiến trúc và một kiểu kiến trúc phần mềm để xây dựng
các hệ thống dùng mạng (network-enabled system) dựa trên các cơ cấu mà định nghĩa
và truy cập các tài nguyên, ch ng hạn như WWW (World Wide Web).
Nguyên tắc REST sử dụng các bộ định danh tài nguyên đồng bộ (uniform
resource identifiers) (URIs) để định vị và truy cập một đại diện đã cho của tài nguyên.
Đại diện Nguồn, gọi là Trạng thái đại diện, có thể được tạo, lấy ra, sửa đổi, và xố bỏ.
Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin – Đại học Cơng nghệ Hà Nội

Trang 24


Luận án thạc sĩ 2011

Khả năng sao lưu dự phòng: Có thể được sử dụng để tạo và duy trì các bản sao
chép các dữ liệu trên các trung tâm dữ liệu. Dịch vụ này tạo tính tin cậy và s n sàng
cho các doanh nghiệp sử dụng dịch vụ và phần mềm trong cơng nghệ điện tốn đám
mây.

Ví dụ khả năng sao lưu dự phòng
Google sử dụng App Engine để một dịch vụ lưu trữ phân tán, những kho dữ liệu
phân tán này sẽ phát triển dần theo dữ liệu của bạn. App Engine cung cấp các hàm API
để thực hiện thao tác với cở sở dữ liệu.
Google App Engine cung cấp hai dạng datastore:
 Master/Slave Datastore: Bao gồm một trung tâm dữ liệu (data center) đóng
vai trị là master chịu trách nhiệm đọc và truy vấn, các trung tâm dữ liệu
khác đóng vai trị slave. Với mơ hình này thì dữ liệu được sao lưu khơng
đồng bộ, tuy nhiên lợi thế của mơ hình này khơng gian lưu trữ nhỏ, chi phí
CPU thấp.
 High Replication Datastore: Dữ liệu sẽ được sao lưu trên tất cả các trung
tâm dữ liệu khác dựa trên thuật toán Paxos. Đây là một giải pháp mới, tính
s n sàng cao và đáng tin cậy. Tuy nhiên chi phí cao, do đó nó được sử dụng
cho các ứng dụng cực kì quan trọng.
Khi thực hiện sao lưu dự phòng, việc tránh trùng lặp dữ liệu là tối cần thiết.
Ví dụ
Giải pháp tránh trùng lặp dữ liệu của Cisco thực hiện như sau :

Hình số 1.7 : Giải pháp tránh trùng lặp dữ liệu của Cisco
 Tại nguồn : Loại bỏ trùng lặp trước khi dữ liệu được truyền tải qua mạng
 Tại đích : Đảm bảo việc loại bỏ trùng lặp được điều phối giữa các địa điểm,
máy chủ theo thời gian.
 Mịn : Các đoạn file con nhỏ, có độ dài khác nhau đảm bảo việc tránh trùng
lặp có hiệu quả nhất
Như vậy khi sao lưu dự phòng việc tránh trùng lặp dữ liệu có thể xuất hiện ở
nguồn hoặc ở đích. Cisco đưa ra cơ chế xử lý tại nguồn và tại đích như sau :
Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin – Đại học Công nghệ Hà Nội

Trang 25

Luận án thạc sĩ 2011

Tại nguồn
 Agents của phần mềm máy khách phát hiện các đoạn dữ liệu lặp lại trong
file con ngay tại nguồn. Chỉ có các đoạn dữ liệu mới, khác biệt được truyền
qua mạng và lưu trữ vào đĩa.
 Cửa sổ sao lưu nhỏ hơn, giảm bớt ảnh hưởng hàng ngày đến cơ sở hạ tầng
vật lý/ảo.
Tại đích
 Ứng dụng sao lưu gửi dữ liệu gốc đến một thiết bị lưu trữ đích.
 Dữ liệu được loại bỏ trùng lặp ngay khi đến đích – trong hoặc sau khi thực
hiện sao lưu

Hình số 1.8 : Loại bỏ trùng lặp tại nguồn/đích
1.3.3.2. Cân bằng tải
Q trình cân băng tải là quá trình xử lý giúp cho hệ thống tránh hiện tượng tắc
nghẽn xảy ra do mất cân bằng tải. Cân bằng tải cũng đề cập đến vấn đề xử lý lỗi trong
tình huống khi một trong các thành phần của các dịch vụ bị lỗi trong khi các dịch vụ
tiến hành giao tiếp thông tin với nhau. Điều đó có nghĩa cân bằng tải cung cấp một
máy cho phép tự động cấp phép, tái cấp phép mà không cần phải cấu hình lại mạng.
Mục đích chính của cân bằng tải đó là :
 Tổng hợp các sức mạng đơn lẻ.
 Tăng cường khả năng chịu lỗi
Các đặc điểm liên quan tới cân bằng tải :
 Các nút có thể lưu trữ cùng một nơi , hoặc lưu trữ riêng biệt
 Cân bằng tải Transmission Control Protocol (TCP) và UDP (UDP) lưu
lượng truy cập
 Không cần phần cứng chuyên dụng.
 Sử dụng phần mềm máy chủ Web để thực thi.

Thực hiện cân bằng tải giúp cho việc tiêu thụ tài nguyên có thể giữ một cách tối
thiểu. Cân bằng tải giúp cho các doanh nghiệp giảm thiểu sự căng th ng về đầu tư
trang thiết bị phần cứng và giúp cho mở rộng hệ thống dễ dàng hơn.
Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Công nghệ Hà Nội

Trang 26