Nghiên cứu xây dựng nền tảng đám mây mã nguồn mở cho phép triển khai và cấu hình phần mềm như một dịch vụ trên các đám mây iaas khác nhau

NGUYỄN THANH BẢN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN THANH BẢN

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG NỀN TẢNG ĐÁM MÂY MÃ
NGUỒN MỞ CHO PHÉP TRIỂN KHAI VÀ CẤU HÌNH
CƠNG NGHỆ THƠNG TIN

PHẦN MỀM NHƯ MỘT DỊCH VỤ TRÊN CÁC ĐÁM MÂY
IAAS KHÁC NHAU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUN NGÀNH CƠNG NGHỆ THƠNG TIN

KHỐ 2013

Hà Nội – 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN THANH BẢN

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG NỀN TẢNG ĐÁM MÂY MÃ NGUỒN MỞ
CHO PHÉP TRIỂN KHAI VÀ CẤU HÌNH PHẦN MỀM NHƯ MỘT

DỊCH VỤ TRÊN CÁC ĐÁM MÂY IAAS KHÁC NHAU

CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. NGUYỄN BÌNH MINH

Hà Nội – 2016



Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

MỤC LỤC
MỤC LỤC ..................................................................................................................... 1
LỜI C M O N ......................................................................................................... 3
LỜI C M N ............................................................................................................... 4
MỞ ẦU ....................................................................................................................... 9
CHƯ NG 1: GIỚI THIỆU IỆN TOÁN ÁM MÂY ............................................. 11
1.1. Tổng quan về điện toán đám mây ...................................................................... 11
1.2. Phân lo i điện toán đám mây ............................................................................. 15
1.3. Lý do chọn đề tài ................................................................................................ 24
1.4. Ph m vi của đề tài............................................................................................... 27
1.5. Yêu cầu cần thực hiện ........................................................................................ 27
1.6. Công nghệ sử dụng ............................................................................................. 28
1.6.1 Giới thiệu công nghệ JSF ................................................................................... 28

1.6.2 Giới thiệu OpenStack ........................................................................................ 30
1.6.3 OpenStack Python APIs ..................................................................................... 34
CHƯ NG 2: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG ................................................. 37
2.1. Phân tích yêu cầu ................................................................................................ 37
2.2. Thiết kế hệ thống ................................................................................................ 39
2.1.1 Thiết kế tổng thể ............................................................................................... 39
2.1.2 Thiết kế cơ sở dữ liệu ....................................................................................... 49
2.1.3 Thiết kế chi tiết chức n ng ............................................................................... 53
CHƯ NG 3: KẾT QU

ẠT ƯỢC ...................................................................... 58

3.1. Xây dựng dịch vụ nền tảng (PaaS) ..................................................................... 59

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

1

H

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

3.2. Thử nghiệm triển khai trên h tầng IaaS ............................................................ 69
3.3. Tích hợp dịch vụ phần mềm (SaaS) ................................................................... 74
3.4. Thử nghiệm và đánh giá ..................................................................................... 75

3.4.1 Thử nghiệm sử dụng snapshot ........................................................................... 76
3.4.2 Thử nghiệm thực thi shell scripts ....................................................................... 80
T NG KẾT V B N LU N..................................................................................... 85
A.

Tổng kết .............................................................................................................. 85

B.

Các vấn đề còn tồn t i trong lu n v n ................................................................ 86

C.

Hướng phát triển của lu n v n ........................................................................... 86

T I LIỆU TH M KH O ........................................................................................... 89
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 90

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

2

H

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

LỜI C M ĐO N
Tác giả lu n v n xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tác
giả, lu n v n đúc kết quá trình nghiên cứu từ việc t p hợp các nguồn tài liệu, những
kiến thức đã học, đến việc tự thu th p các thông tin liên quan và liên hệ thực tế t i
đơn vị công tác. Tất cả số liệu, kết quả được nêu trong lu n v n là trung thực và
chưa từng được ai công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả lu n v n xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện lu n
v n này đã được cảm ơn, và tất cả thơng tin trích dẫn trong lu n v n đã được chỉ rõ
nguồn gốc.
Tác giả lu n v n xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình.

H

vi

t

i

Nguyễ T a

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

3

H

u

v

Bả

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

LỜI CẢM

N

Trước tiên, tác giả lu n v n xin được gửi lời cảm ơn đến tất cả q Thầy Cơ
đã giảng d y trong chương trình đào t o th c s , Viện Công Nghệ Thông Tin và
Truyền Thông,

i học Bách Khoa Hà N i, những người đã truyền đ t cho tác giả

những kiến thức hữu ích làm cơ sở cho tác giả thực hiện tốt lu n v n này.
Với lịng kính trọng và biết ơn, tác giả lu n v n xin được bày tỏ lời cảm ơn
tới TS. Nguyễn Bình Minh đã khuyến khích, t n tình hướng dẫn trong suốt thời gian
thực hiện lu n v n. Mặc dù, trong q trình thực hiện lu n v n có giai đo n không
được thu n lợi nhưng nhờ sự hướng dẫn, chỉ bảo của Thầy đã cho tác giả lu n v n
nhiều kinh nghiệm trong thời gian thực hiện đề tài.
Tác giả lu n v n cũng xin gửi lời cảm ơn đến c ng đồng VietStack, diễn đàn
trao đổi về điện toán đám mây và OpenStack t i Việt Nam, nơi tác giả được trao đổi
và học hỏi nhiều kiến thức bổ ích phục vụ cho việc nghiên cứu và phát triển đề tài.

Sau cùng tác giả lu n v n xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình đã ln t o
điều kiện tốt nhất cho tác giả lu n v n trong suốt quá trình học cũng như thực hiện
lu n v n. Do thời gian có h n và kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa nhiều nên
lu n v n còn nhiều thiếu sót, rất mong nh n được ý kiến đóng góp của q Thầy/Cơ
và các b n học viên.
H

vi

t

i

Nguyễ T a

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

4

H

u

v

Bả

vi : Nguyễn Thanh Bản

Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

D NH MỤC C C K HI U C C CH

C

vi t t t

VI T T T

Diễ giải ội du g

IaaS

Infrastructure as a Service

PaaS

Platform as a Service

SaaS

Software as a Service

VM

Virtual Machine

GUI

Graphical User Interface: Giao diện đồ ho

JSF

JavaServer Faces

DHCP

Dynamic Host Configuration Protocol

QEMU

Quick EMUlator

API

Application Programming Interface

UI

User Interface

HTML

HyperText Markup Language

JSP

Java Server Page

FTP

File Transfer Protocol

SSH

Secure Shell

LAMP

Linux OS, Apache HTTP Server, MySQL, PHP

IP

Internet Protocol

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

5

H

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

D NH MỤC C C H NH V
Hì

vẽ

Nội du g

Trang

1.1

Mơ hình điện tốn đám mây

12

1.2

Mơ hình cơng nghệ ảo hóa

13

1.3

Mơ tả kiến trúc điện tốn đám mây

14

1.4

Dashboard của Windows zure

16

1.5

Giao diện Dashboard của Heroku

17

1.6

Giao diện của Google Drive

18

1.7

Mơ hình dịch vụ điện tốn đám mây

19

1.8

ám mây riêng (Privte cloud)

20

1.9

ám mây công c ng (Public cloud)

20

1.10

ám mây lai (Hybrid cloud)

21

1.11

ám mây c ng đồng (Community cloud)

22

1.12

Vòng đời của ứng dụng JavaServer Face

29

1.13

Nền tảng OpenStack

31

1.14

Sự ra đời của OpenStack

31

1.15

Các phiên bản của OpenStack

32

1.16

Các thành phần của OpenStack

32

2.1

Mơ hình kiến trúc v t lý

40

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

6

H

vi : Nguyễn Thanh Bản

Lu n v n th c s k thu t

2.2

3.1

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

Mơ hình quan hệ cơ sở dữ liệu

48

Sơ đồ mơ tả quy trình khởi t o máy ảo theo cấu hình

59

người sử dụng

3.2

ng ký tài khoản người dùng

62

3.3

ng nh p hệ thống

63

3.4

Giao diện Dashboard quản lý và khởi t o hosting

65

3.5

Lựa chọn nền tảng triển khai

65

3.6

Cấu hình thơng tin hosting

66

3.7

Tích hợp phần mềm dịch vụ

66

3.8

Quản lý hosting

67

3.9

Giao diện Dashboard của OpenStack

68

3.10

Network Topology

70

3.11

Giao diện quản lý nhóm quyền cho các instances

71

3.12

Giao diện t o mới m t flavor

72

3.13

Danh sách các images và snapshots

76

Biểu đồ đánh giá hiệu n ng khởi t o máy ảo sử dụng

78

3.14

3.15

image và snapshot
Biểu đồ đánh giá hiệu n ng khởi t o máy ảo sử dụng

80

shell script

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

7

H

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

3.16

3.17

3.18

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

Giao diện cms wordpress sau khi cài đặt thành công

81

Biểu đồ so sánh hiệu n ng khởi t o máy ảo sử dụng

82

snapshot và shell script
Giao diện PHP My dmin trên máy ảo sau khi khởi t o

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

8

H

83

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

MỞ ĐẦU
Thu t ngữ “Cloud Computing” hay cịn gọi là điện tốn máy chủ ảo ra đời
giữa n m 2007, đã mở ra m t hướng đi mới của cơ sở h tầng thơng tin.

iện tốn

đám mây là m t giải pháp tồn diện cung cấp cơng nghệ thơng tin như m t dịch vụ.
Có ba d ng dịch vụ đám mây là: h tầng (IaaS), nền tảng (PaaS), dịch vụ (SaaS).
Trong đó, h

tầng (IaaS) cung cấp tài nguyên phần cứng đã được ảo hóa

(Virtualization), nền tảng (PaaS) cho phép người dùng t n dụng tài nguyên tính tốn
dường như vơ h n của m t cơ sở h tầng đám mây, dịch vụ (SaaS) cung cấp phần
mềm thông qua môi trường m ng tới người dùng cuối.
Khi các phần mềm có sẵn trên nền điện tốn đám mây, doanh nghiệp khơng
cần phải mua và duy trì hàng tr m hoặc th m chí là hàng nghìn máy tính để cài đặt.
Họ chỉ cần t p trung vào l nh vực kinh doanh riêng của mình. Thực tế, hàng n m
mỗi doanh nghiệp sẽ phải bỏ ra rất nhiều nguồn lực và kinh phí để duy trì máy chủ,
nhân lực triển khai và bảo trì, phục vụ cho hệ thống phần mềm.

ơi khi gây ra sự

lãng phí không hề nhỏ nếu không sử dụng hợp lý nguồn tài ngun máy tính, bên
c nh đó doanh nghiệp sẽ không tránh khỏi tỷ lệ rủi ro cao từ các nguyên nhân chủ
quan cũng như khách quan. Về phía nguồn lực, để có thể cài đặt, v n hành các máy
chủ doanh nghiệp cần phải có những người am hiểu kiến thức hệ thống, từ đó bài
tốn tìm kiếm nguồn nhân lực cũng là m t khó kh n đối với các doanh nghiệp ngày
nay.

Như v y, điện toán đám mây đã mở ra m t hướng tư duy mới cho các doanh
nghiệp về cách thức sử dụng phần mềm.

iều họ mong muốn là được sử dụng các

sản phẩm phần mềm m t cách đơn giản, tiết kiệm chi phí, nhanh chóng, hiệu quả và
an tồn.
Khi sử dụng IaaS, người dùng bu c phải trở thành nhà quản trị hệ thống.
PaaS giúp nhà phát triển phần mềm mang ứng dụng tiếp c n người dùng cuối nhanh
hơn.

ặc biệt đối với các doanh nghiệp ho t đ ng trong l nh vực công nghệ thông

tin, họ cần m t giải pháp để dễ dàng triển khai phần mềm tới người dùng cuối.

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

9

H

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

Ngh a là, việc triển khai các sản phẩm phần mềm sẽ được cài đặt và sử dụng như
m t dịch vụ sẵn có của nhà cung cấp. Khi đó họ chỉ cần t p trung vào việc xây dựng

sản phẩm. Tuy nhiên PaaS l i gây ra vấn đề bó bu c về giải pháp cơng nghệ cho các
nhà l p trình.
Do đó, tác giả t p trung nghiên cứu và xây dựng thử nghiệm m t giải pháp
dịch vụ nền tảng đám mây (PaaS) mã nguồn mở. Giải pháp này cho phép người
dùng có thể triển khai trên các h tầng IaaS, sau đó cung cấp dịch vụ cho bên thứ ba
(các nhà l p trình) t o ra ứng dụng SaaS. Lợi ích của giải pháp này là:
- Triển khai trên các h tầng IaaS khác nhau.
- Mã nguồn mở: cho phép người dùng sử dụng, đóng góp và chỉnh sửa tự do.
- Khả n ng tùy biến cao: cho phép người dùng tự t o các nền tảng (platform) khác
nhau theo nhu cầu của ứng dụng.
Những n i dung, kết quả nghiên cứu chính của lu n v n được trình bày trong ba
chương như sau:
 Chương 1. Giới thiệu điện toán đám mây
Tổng quan về điện toán đám mây, phân lo i và những lợi ích điện tốn đám mây
mang l i. Những yêu cầu cần thực hiện trong lu n v n, ph m vi và công nghệ sử
dụng.
 Chương 2. Phân tích, thiết kế hệ thống
Phân tích yêu cầu chức n ng m t nền tảng PaaS cung cấp cho người sử dụng, từ đó
đề xuất ra giải pháp nền tảng mã nguồn mở, sau đó tác giả đi vào thiết kế tổng thể,
thiết kế chức n ng, cơ sở dữ liệu hệ thống.
 Chương 3. Kết quả đ t được
Xây dựng nền tảng PaaS, cài đặt và thử nghiệm trên h tầng IaaS. Tích hợp phần
mềm dịch vụ SaaS.

ánh giá hiệu n ng khởi t o máy ảo theo yêu cầu người sử

dụng.

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

10

H

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

CHƯ NG 1: GIỚI THI U ĐI N TO N Đ M MÂY
Trong chương 1 tác giả sẽ giới thiệu tổng quan về điện toán đám mây, phân
loại, các lợi ích và xu hướng của điện tốn đám mây để từ đó nêu ra mục đích của
luận văn, đưa ra các hướng giải pháp, ứng dụng. Giới thiệu các công nghệ sử dụng
trong luận văn.
1.1.

Tổ g qua về đi

toá đám mây

Theo NIST (National Institute of Standards and Technology) định ngh a:
điện toán đám mây là m t mơ hình cho phép truy c p dễ dàng qua m ng theo nhu
cầu sử dụng tài ngun tính tốn (ví dụ: m ng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng và dịch
vụ) m t cách thu n tiện và nhanh chóng, đồng thời cho phép người dùng thu hồi
hoặc cấp phát tài nguyên m t cách đơn giản mà không cần sự can thiệp của nhà
cung cấp dịch vụ.[1]
Theo IBM (International Business Machines) nói m t cách đơn giản hơn
rằng điện toán đám mây là m t cu c cách m ng. Nó đang t o ra m t sự thay đổi cơ

bản trong kiến trúc máy tính, phát triển phần mềm, cách thức lưu trữ, phân phối và
sử dụng thơng tin.

iện tốn đám mây là m t giải pháp tồn diện cung cấp cơng

nghệ thơng tin như m t dịch vụ. Nó là m t giải pháp điện tốn dựa trên internet, ở
đó cung cấp tài nguyên chia sẻ giống như dòng điện được phân phối trên lưới điện.
Các máy tính trong các đám mây được cấu hình để làm việc cùng nhau và các ứng
dụng khác nhau sử dụng sức m nh điện toán t p hợp cứ như thể là chúng đang ch y
trên m t hệ thống duy nhất.
Tóm l i, có thể hiểu điện tốn đám mây là m t giải pháp cho phép cung cấp
các tài nguyên công nghệ thông tin như m t dịch vụ, và có khả n ng thay đổi linh
ho t theo nhu cầu của người sử dụng. Thu t ngữ “đám mây” để chỉ các tài nguyên
tồn t i trên mơi trường m ng, người dùng có thể truy c p vào các tài nguyên này mà
không cần hiểu rõ về công nghệ, k thu t và h tầng trong đám mây.

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

11

H

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

Hình 1.1 Mơ hình điện tốn đám mây

Từ những n m 1960, thu t ngữ ảo hóa (Virtualization) hay cơng nghệ ảo hóa
ra đời. Cơng nghệ ảo hóa cho phép nhiều hệ điều hành ch y đồng thời trên m t máy
tính duy nhất. Có ba phương pháp ảo hóa được ứng dụng nhiều nhất là: ảo hóa máy
chủ, ảo hóa lưu trữ và ảo hóa ứng dụng. o hóa làm cho máy chủ, máy tr m, lưu trữ
và các hệ thống khác đ c l p với lớp phần cứng v t lý, điều này được thực hiện
bằng cách cài đặt m t Hypervisor trên tầng phần cứng.
Ông Mike

dams, giám đốc marketing của Vmware cho biết: “ o hóa là

m t yếu tố nền tảng của điện tốn đám mây”, nó là bước khởi đầu cho điện toán
đám mây.

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

12

H

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

Hình 1.2 Mơ hình cơng nghệ ảo hóa
Sử dụng cơng nghệ ảo hóa máy chủ, m t doanh nghiệp có thể t n dụng tối đa
các nguồn tài nguyên máy chủ, cải thiện hiệu suất và giảm chi phí v n hành, bảo trì.
Trong thực tế, để có thể quản lý phần cứng, v n hành và bảo trì, người dùng thường

mất rất nhiều thời gian, chưa kể đến kiến thức chuyên môn h n chế thường làm họ
gặp nhiều khó kh n.
Nếu chúng ta cần lưu trữ dữ liệu, có: OneDrive, Dropbox, Google
Drive…người dùng khơng cần quan tâm phần cứng được cài đặt thế nào, phần mềm
cần c p nh t và sao lưu ra sao vì mọi thứ đã được các nhà cung cấp dịch vụ quản lý,
cái chúng ta quan tâm là nó được sử dụng như thế nào để mang l i lợi ích lớn nhất
cho mình.
iện tốn đám mây là m t mức cao hơn của ảo hóa, nó có nhiều ưu điểm
hơn so với ảo hóa.

ám mây cung cấp khả n ng tự phục vụ, co giãn, quản lý tự

đ ng, khả n ng mở r ng mà ảo hóa khơng có được.Vì v y, điện tốn đám mây ra
đời cũng là m t tất yếu khi những ưu điểm của nó đã mang l i lợi ích vơ cùng to lớn
cho doanh nghiệp và người sử dụng.

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

13

H

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

 ặc điểm của điện tốn đám mây:

- Ki

trú : có thể phân chia kiến trúc điện toán đám mây thành 2 phần:

o Frontend
o Backend
Frontend: giao diện hiển thị dành cho người sử dụng, đó là các máy tính của khách
hàng, các ứng dụng cần thiết để họ truy c p vào các dịch vụ trên nền điện tốn đám
mây thơng qua mơi trường m ng, như: Firefox, Chrome, Internet Explorer để truy
c p Email.
Backend: được sử dụng bởi nhà cung cấp dịch vụ. Nó bao gồm các máy chủ v t lý,
máy chủ lưu trữ dữ liệu. Trong đó có m t máy chủ trung tâm được sử dụng để giám
sát lưu lượng và nhu cầu của khách hàng. Máy chủ này chứa các giao thức
(protocol) cho phép các máy tính khác kết nối vào m ng và giao tiếp với nhau.

Hình 1.3 Mơ tả kiến trúc điện tốn đám mây

- 5 đặ tí

ủa đi

tố đám mây:

o Tổng hợp tài nguyên (Resourse pooling): các tài nguyên được tính tốn và cấp
phát theo đúng u cầu của cá nhân/ doanh nghiệp cần.

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

14

H

ám mây tự đ ng tìm

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

kiếm tài nguyên nhàn rỗi để xử lý nghiệp vụ, lưu trữ dữ liệu, cung cấp b ng
thông…cho nhiều người dùng khác nhau.
o Tự phục vụ theo nhu cầu (On-demand self-service): đám mây cho phép người
sử dụng tự khởi t o máy ảo, các tài nguyên, tự lựa chọn các dịch vụ theo nhu
cầu của mình. Tất cả sẽ được đáp ứng m t cách tự đ ng.
o Truy c p m ng lưới r ng khắp (Broad network access): Các dịch vụ của đám
mây nằm trên internet, được sử dụng m t cách đơn giản, tương thích trên mọi
nền tảng như: điện tho i di đ ng, máy tính bảng, laptop, máy tr m.
o Khả n ng tự mở r ng, co giãn (Rapid elasticity): đám mây có thể tự mở r ng
hoặc co giãn theo nhu cầu sử dụng tài nguyên của hệ thống, đảm bảo hệ thống
v n hành ổn định.
o Cung cấp các dịch vụ đo lường (Measured service): đám mây có thể tự đ ng
kiểm sốt và tối ưu hóa tài ngun hệ thống. Kiểm sốt lưu trữ, xử lý, b ng
thơng…cung cấp các thông số, báo cáo tới nhà cung cấp và người sử dụng. [1]
1.2.

P â

oại đi

toá đám mây

iện toán đám mây được phân lo i gồm 3 mơ hình dịch vụ, và 4 mơ hình triển khai.
o

P â

oại t eo mơ ì

- Cơ sở ạ tầ g

ư một dị

dị

vụ

vụ (IaaS - Infrastructure as a Service): trong mơ

hình IaaS, các nhà cung cấp h tầng gồm các tài nguyên v t lý – các máy chủ, các
thiết bị m ng, các ổ đ a lưu trữ v.v…cho người sử dụng, khi sử dụng nền tảng IaaS
người dùng thực tế không kiểm soát cơ sở h tầng v t lý, nhưng có quyền kiểm sốt
các hệ điều hành, lưu trữ, triển khai các ứng dụng, các thành phần m ng. V y khi
cần thuê m t máy chủ, người dùng chỉ cần đưa ra yêu cầu về phần cứng như: CPU,
RAM, storage…tất cả sẽ được nhà cung cấp đáp ứng mà khơng cần quan tâm máy
chủ đó đặt t i đâu. [2]
Hiện có các nhà cung cấp IaaS như: Rackspace Open Cloud, Google
Compute Engine, Amazon AWS, Windows Azure Virtual Machines…

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

15

H

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

Ví dụ về IaaS: Windows

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

zure Virtual Machines cho phép t o các máy ảo từ kho

các file ảnh sẵn có hoặc sử dụng file ảnh do người dùng cung cấp. Người sử dụng
có tồn quyền điều khiển máy ảo đã t o. Thông qua giao diện Dashboard, người sử
dụng theo dõi máy ảo thông qua biểu đồ thời gian thực.

Hình 1.4 Dashboard của Windows Azure
- Nề tả g

ư một dị

vụ (PaaS – Platform as a Service): trong mơ hình PaaS,

những nhà cung cấp dịch vụ đám mây cung cấp nền tảng điện toán bao gồm: hệ
điều hành, ngơn ngữ l p trình, cơ sở dữ liệu, máy chủ web. Những nhà phát triển

ứng dụng có thể triển khai phần mềm lên nền tảng đám mây m t cách nhanh chóng
và dễ dàng thơng qua giao diện của nhà cung cấp. Ngồi ra, họ có thể kiểm sốt các
ứng dụng đã triển khai, thay đổi cấu hình phần cứng mong muốn, hay cài đặt thêm
các ứng dụng theo yêu cầu. [4]
PaaS có các nhà cung cấp như: Elastic Compute Cloud (EC2) của

mazon, Google

App Engine, Windows Azure (Microsoft), Heroku…
Ví dụ về PaaS Heroku:
Heroku cung cấp nền tảng hỗ trợ các ngơn ngữ l p trình Ruby, Java, Node.js
Scala, Clojure, Python và PHP cùng với các cơ sở dữ liệu như PostgreSQL,

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

16

H

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

MongoDB, Redis…trên nền tảng hệ điều hành Debian và Ubuntu. Các nhà phát
triển phần mềm đưa mã nguồn vào hệ thống của Heroku, cấu hình các chương trình
sẽ ch y. Việc ch y phần mềm do hệ thống của Heroku tự đ ng thực hiện. Họ sẽ
phải trả chi phí cho lượng tài nguyên sử dụng được hệ thống đo lường l i.

Hình 1.5 Giao diện Dashboard của Heroku
- P ầ mềm

ư một dị

vụ (SaaS – Software as a Service): trong mơ hình

SaaS, người sử dụng truy c p phần mềm của nhà cung cấp thông qua môi trường
m ng. Các ứng dụng ch y trên tầng SaaS được cung cấp theo yêu cầu của người
dùng, nhưng nhà cung cấp dịch vụ sẽ chịu trách nhiệm quản lý và v n hành. Người
dùng không phải đi mua ổ cứng, mua phần mềm về cài đặt, không phải quản lý cơ
sở h tầng và nền tảng đám mây. iều này giúp lo i bỏ việc cài đặt và ch y các ứng
dụng trên máy tính của họ, đơn giản hóa việc bảo trì phần mềm. [2]
OneDriver, Dropbox, Gmail, OneNote…là những ứng dụng chúng ta vẫn sử dụng
hằng ngày, mang l i những lợi ích to lớn trong cơng việc và cu c sống, đó là phần
mềm được cung cấp như những dịch vụ trên nền tảng đám mây.

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

17

H

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

Ví dụ về SaaS: Google Drive
Google Drive là dịch vụ lưu trữ trực tuyến của Google, cho phép người dùng
dễ dàng upload, chia sẻ, và đồng b hóa dữ liệu. Người dùng đ ng ký sử dụng thông
qua tài khoản Gmail. Google cung cấp 15GB để lưu trữ dữ liệu. Thông qua giao
diện trực tuyến, người dùng có thể so n thảo, lưu trữ, chia sẻ các file v n bản. T o
các tệp với công cụ Word, Excel như họ vẫn thường sử dụng trên máy tính cá nhân.
Người dùng chỉ cần m t thiết bị (laptop, máy tính bảng…) có kết nối internet là có
thể sử dụng ở bất cứ nơi đâu.

Hình 1.6 Giao diện của Google Drive
Ba mơ hình trên thực hiện cung cấp các dịch vụ của điện toán đám mây, dịch
vụ tầng phía trên được xây dựng trên dịch vụ tầng thấp hơn để nâng cao khả n ng
mở r ng của toàn b hệ thống.

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

18

H

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

Hình 1.7 Mơ hình dịch vụ điện tốn đám mây
Hình minh họa 1.7 thể hiện rõ ba mơ hình dịch vụ điện tốn đám mây. Ở

tầng IaaS, người dùng sẽ không cần lo lắng về h tầng m ng, khả n ng lưu trữ, máy
chủ v t lý và cơng nghệ ảo hóa mà chỉ cần quản lý hệ điều hành và các ứng dụng
ch y trên đó. Tầng PaaS, ph m vi quản lý của người dùng thu hẹp l i chỉ còn dữ
liệu và ứng dụng của họ, phần còn l i do nhà cung cấp quản lý và v n hành.

ến

tầng SaaS, người dùng không quản lý bất kỳ tài nguyên nào, họ chỉ có quyền truy
c p và sử dụng các dịch vụ, kể cả dữ liệu cá nhân họ lưu trữ cũng được quản lý bởi
nhà cung cấp.
Ngồi ba mơ hình nói trên, nền tảng điện tốn đám mây cịn có các mơ hình khác
như: Database as a Service (DbaaS), Network as a Service (NaaS)…
o

P â

oại t eo mơ ì

- Đám mây ri

g (Private

triể k ai
oud): là đám mây tồn t i trong n i b m t tổ chức,

doanh nghiệp hoặc công ty. Tổ chức tự thiết l p, chịu trách nhiệm và duy trì đám
mây đó để sử dụng với những mục đích riêng.

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

19

H

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

Hình 1.8 Đám mây riêng (Private cloud)
- Đám mây ô g ộ g (Public cloud): là đám mây cung cấp các tài nguyên (nền
tảng, ứng dụng…) bởi m t nhà cung cấp. Những dịch vụ này miễn phí hoặc được
cung cấp trên m t mơ hình trả phí theo mức sử dụng (pay-per-use). Các nhà
cung cấp dịch vụ điện tốn đám mây cơng c ng như: Amazon AWS,
Microsoft, Google sở hữu và v n hành cơ sở h tầng, cung cấp truy c p qua
internet.

Hình 1.9 Đám mây công cộng (Public cloud)

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

20

H

vi : Nguyễn Thanh Bản

Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

- Đám mây lai (Hybrid cloud): là sự kết hợp của đám mây công c ng và riêng tư.
Việc m t tổ chức hay doanh nghiệp lựa chọn mơ hình đám mây lai hay khơng sẽ tùy
thu c vào nhu cầu sử dụng. Mục đích của việc kết hợp giữa đám mây công c ng và
riêng tư sẽ cho hiệu suất cao hơn, họ vừa muốn t o ra các dịch vụ sử dụng n i b ,
vừa muốn mở r ng quy mô, chia sẻ hoặc trao đổi thơng tin từ m t đám mây khác.
Ví dụ: sau m t thời gian ho t đ ng theo mơ hình Private cloud, doanh nghiệp phát
sinh u cầu cần mở r ng b nhớ để lưu trữ, cần t ng tốc đ truyền dữ liệu…họ sẽ
tìm đến giải pháp kết hợp với m t bên thứ ba cung cấp m t đám mây bên ngoài để
giải quyết những vấn đề trên.

Hình 1.10 Đám mây lai (Hybrid cloud)
- Đám mây ộ g đồ g (Commu ity

oud): Là đám mây được chia sẻ bởi m t số

tổ chức, hỗ trợ m t c ng đồng cụ thể có cùng m t mối quan tâm chung như: cùng tổ
chức ho t đ ng, cùng ràng bu c pháp lý…Trong thực tế, đám mây c ng đồng được
sử dụng khi các công ty, tổ chức cùng làm việc trong m t l nh vực như: Khoa học,
Y tế…họ được t n dụng những tính n ng bảo m t trong mơi trường đám mây c ng
đồng.

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

21

H

vi : Nguyễn Thanh Bản


Lu n v n th c s k thu t

GVHD: TS. Nguyễn Bình Minh

Hình 1.11 Đám mây cộng đồng (Community cloud)
 Ưu điểm của điện toán đám mây
o Ti t ki m

i p í: quyết định sử dụng những dịch vụ trên đám mây, người dùng

hay doanh nghiệp sẽ tiết kiệm được khoản chi phí đầu tư và v n hành cơ sở h
tầng. Ngồi ra, họ cịn tiết kiệm được chi phí mua phần mềm, chi phí bảo trì, chi
phí thuê nguồn nhân lực v n hành…các dịch vụ điện toán đám mây cực kỳ phù
hợp với các doanh nghiệp vừa và nhỏ.
o S ti

ợi: mọi người có thể sử dụng nhanh chóng các dịch vụ phần mềm thơng

qua mơi trường internet mà khơng cần cài đặt, cấu hình, điều tiện lợi nữa là
những phần mềm này khơng địi hỏi và quan tâm b n đang sử dụng phần cứng
t i máy tr m là gì, như: Gmail, Google Docs…mà chúng ta vẫn đang sử dụng
hằng ngày.
o S

ti

y: hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây đảm bảo

24/7/365 và 99,99% hệ thống luôn sẵn sàng. Họ ln có cơ chế dự phịng cần
thiết mỗi khi xảy ra sự cố, nếu m t máy chủ không ho t đ ng thì ngay l p tức sẽ
có các máy chủ khác thay thế, đảm bảo các dịch vụ luôn ho t đ ng, dữ liệu sẽ
được sao lưu và phục hồi nhanh chóng.

Đề tài: Xây dựng PaaS mã nguồn mở

22

H

vi : Nguyễn Thanh Bản