Tìm hiểu điện toán đám mây

Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Sau 4 năm ngồi ở ghế giảng đường đại học, em cảm thấy mình thực sự
trưởng thành hơn rất nhiều và chuyên đề tốt nghiệp này đã đánh dấu thêm một
bước tiến dài trong tương lai.
Em thật sự cảm ơn các giảng viên của khoa CNTT đã giảng dạy và truyền tải
những kiến thức hữu ích khơng những của chun ngành mà cịn nhiều kiến thức
xã hội khác cho chúng em.
Để hoàn thiện đồ án này đầu tiên em gửi lời cảm ơn đến lãnh đạo khoa Cơng
nghệ thơng tin trường Đại học Vinh, tồn thể các thầy cơ giáo đã tận tình giảng dạy
trang bị cho em những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập và rèn luyện
tại trường.
Đặc biệt em gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Lê Ngọc Xn đã nhiệt tình
hướng dẫn, giúp đỡ em hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.
Mặc dù đã cố gắng hoàn thành đề tài thực tập với tất cả sự nỗ lực nhưng chắc
chắn khơng tránh khỏi những thiếu sót nhất định, kính mong sự tận tình chỉ bảo của
các thầy cơ.
Xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

1


Đồ án tốt nghiệp

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, đối với các công ty, doanh nghiệp, việc quản lý tốt, hiệu quả dữ liệu của
riêng công ty cũng như dữ liệu khách hàng và đối tác là một trong những bài toán được ưu

tiên hàng đầu và đang khơng ngừng gây khó khăn cho họ. Để có thể quản lý được nguồn dữ
liệu đó, ban đầu các doanh nghiệp phải đầu tư, tính tốn rất nhiều loại chi phí như chi phí
cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí cho quản trị viên, chi phí bảo trì, sửa chữa, …
Ngồi ra họ cịn phải tính tốn khả năng mở rộng, nâng cấp thiết bị; phải kiểm sốt việc bảo
mật
dữ
liệu
cũng
như
tính
sẵn
sàng
cao
của
dữ
liệu.
Từ một bài tốn điển hình như vậy, chúng ta thấy được rằng nếu có một nơi tin cậy giúp
các doanh nghiệp quản lý tốt nguồn dữ liệu đó, các doanh nghiệp sẽ khơng cịn quan tâm
đến cơ sở hạ tầng, cơng nghệ mà chỉ tập trung chính vào cơng việc kinh doanh của họ thì sẽ
mang lại cho họ hiệu quả và lợi nhuận ngày càng cao hơn.
Thuật ngữ “cloud computing” ra đời bắt nguồn từ một trong những hoàn cảnh như
vậy. Thuật ngữ “cloud computing” còn được bắt nguồn từ ý tưởng đưa tất cả mọi thứ như
dữ liệu, phần mềm, tính tốn, … lên trên mạng Internet. Chúng ta sẽ khơng cịn trơng thấy
các máy PC, máy chủ của riêng các doanh nghiệp để lưu trữ dữ liệu, phần mềm nữa mà chỉ
còn một số các “máy chủ ảo” tập trung ở trên mạng. Các “máy chủ ảo” sẽ cung cấp các
dịch vụ giúp cho doanh nghiệp có thể quản lý dữ liệu dễ dàng hơn, họ sẽ chỉ trả chi phí cho
lượng sử dụng dịch vụ của họ, mà khơng cần phải đầu tư nhiều vào cơ sở hạ tầng cũng như
quan tâm nhiều đến công nghệ. Xu hướng này sẽ giúp nhiều cho các công ty, doanh nghiệp
vừa và nhỏ mà khơng có cơ sở hạ tầng mạng, máy chủ để lưu trữ, quản lý dữ liệu tốt.
Vậy “cloud computing” là gì ? Nó có thể giải quyết bài tốn trên như thế nào và có

những đặc điểm nổi bật gì ? Chúng ta sẽ đi qua các phần sau để nắm rõ vấn đề này.

3.2.1.Ba khái niệm nền tảng cho khung làm việc S3:......................................29
3.2.2.Giá:.............................................................................................................33
Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

2


Đồ án tốt nghiệp

Chương I

Tổng quan về Điện toán đám mây:

1.1. Khái niệm :
Tính tốn và lưu trữ dạng “đám mây” chuyển các tài nguyên vật lý (như bộ vi xử lý và
thiết bị lưu trữ) thành các tài nguyên mở rộng được và chia sẻ được trên Internet (tính toán
và lưu trữ dưới dạng các “dịch vụ”). Mặc dù khơng phải là một khái niệm mới nhưng ảo
hóa (virtualization) khiến cloud computing trở nên dễ mở rộng và hiệu quả hơn nhiều thông
qua việc chia sẻ các hệ vật lý với sự ảo hóa server. Cloud computing cho phép người dùng
tiếp cận đến các tài ngun tính tốn và lưu trữ khổng lồ mà không cần biết chúng ở đâu và
được cấu hình như thế nào.

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

3


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.1
Từ góc nhìn bên ngồi, cloud computing đơn giản chỉ là việc di trú tài nguyên tính tốn
và lưu trữ từ doanh nghiệp vào “đám mây”.

1.2.

Cơng nghệ tạo điều kiện cho sự hình thành Cloud Computing:

Các cơng nghệ chính tạo điều kiện hình thành tính tốn đám mây được mô tả ở mục
này, chúng gồm: công nghệ ảo hóa (virtualization), Web service and service-oriented
architechture, service flows and workflows, Web 2.0 and Mashup.
1.2.1. Cơng nghệ ảo hóa
Một trong nhưng ý tưởng quan trọng nhất của cloud computing là khả năng mở rộng và
công nghệ chủ chốt là cơng nghệ ảo hóa. Ảo hóa cho phép sử dụng tốt hơn một server bằng
cách kết hợp các hệ điều hành và các ứng dụng trên một máy tính chia sẻ đơn lẻ. Ảo hóa
cũng cho phép di trú trực tuyến (online migration) để khi một server quá tải, một instance
của hệ điều hành (và các ứng dụng trên đó) có thể di trú đến một server mới,ít tải hơn

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

4


Đồ án tốt nghiệp

Cơng nghệ ảo hóa gồm các kỹ thuật máy ảo nhưVmware and Xen, virtual networks
nhưVPN. Máy ảo cung cấp cơsở hạ tầng IT ảo hóa theo nhu cầu (virtualized IT
infrastructures), trong khi đó virtual networks hỗ trợ người dùng một môi trường mạng tùy
biến để truy nhập các tài ngun đám mây.

Hình 1.2 Ảo hóa
1.2.2. Dịch vụ web và cấu trúc hướng dịch vụ
Web Service và service-oriented architechture (SOA) không phải là các ý tưởng mới;
tuy nhiên, chúng là các cơng nghệ cơ sở cho tính tốn đám mây. Các dịch vụ đám mây
được thiết kế điển hình nhưWeb services, tn theo các chuẩn cơng nghiệp gồm WSDL,
SOAP, UDDI. Một SOA tổ chức và quản lý các Web services trong đám mây . Một SOA
cũng gồm một tập hợp dịch vụ đám mây, chúng sẵn sàng hoạt động trên các platforms được
phân bốnhiều nơi.
1.2.3. Luồng dịch vụ và luồng công việc
Ý tưởng về service flows and workflow muốn nói đến một sự tích hợp của các hoạt
động trên nền dịch vụ (service-based activities) được cung cấp trên đám mây. Workflows
đã trở thành một trong sốnhững lĩnh vực nghiên cứu quan trọng của cơsở dữ liệu và hệ
thống thơng tin .

1.2.4. Web 2.0 và ứng dụng hỗn hợp

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

5


Đồ án tốt nghiệp

Web 2.0 là một ý tưởng mới với nội dung là sử dụng công nghệ Web và thiết kế Web để
nâng cao sự sáng tạo, chia sẻ thông tin và hợp tác giữa những người dùng. Mặt khác,
Mashup là một ứng dụng Web kết hợp dữ liệu từ một vài nguồn thành một cơng cụ lưu trữ
tích hợp duy nhất (singleintegrated storage tool). Cả hai công nghệ này rất hữu ích đối với
tính tốn đám mây.

Hình 1.3 Kiến trúc tính tốn đám mây sử dụng nhiều components đa dạng ở các
mức khác nhau (Theo Hutchinson andWard, 2009)

1.3.

Giới thiệu một số dịch vụ sử dụng Điện toán đám mây:

* Apple Mobile Me
Dịch vụ này sắp được Apple công bố, cho phép đồng bộ e-mail, ảnh, và danh sách
liên lạc giữa nhiều thiết bị khác nhau. PC, laptop và các thiết bị di động của bạn sẽ được
đồng bộ với nhau và truy cập đồng thời vào các dịch vụ đám mây của Apple.
* Google Docs
Có thể bạn đã khá quen với ứng dụng này nhưng chúng tôi vẫn muốn đưa ra, trước
hết là bởi Google luôn là hãng tiên phong trong việc cung cấp tiện ích đám mây. Hiện tại có
thể là Google Docs, nhưng trong thời gian tới sẽ có thêm các ứng dụng đám mây khác.

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

6


Đồ án tốt nghiệp

Google Docs bao gồm ứng dụng văn bản, bảng tính, và trình bày. Các văn bản do người
dùng tạo ra sẽ được lưu trữ trên máy chủ Google. Với Google Docs, nhiều người dùng có
thể cùng làm việc trên một văn bản từ nhiều máy tính khác nhau, các thay đổi sẽ diễn ra
đồng thời và nhất quán.
* Jooce
Là một giao diện dựa trên nền flash, Jooce cho phép người dùng có thể kéo thả tệp
tin vào đó rồi có thể truy cập từ bất cứ chiếc PC kết nối Internet nào.

* Blender 3D
Đây là trung tâm dữ liệu cho thuê của Sun dành cho doanh nghiệp. Người dùng cần
bao nhiêu khả năng xử lý sẽ được đáp ứng bấy nhiêu. Blender 3D thường dùng để phân tích
các dữ liệu khoa học, nhưng cũng có thể sử dụng để làm hoạt hình 3D.
* Evernote
Người dùng sử dụng điện thoại để chụp hình rồi upload lên máy chủ đám mây của
Evernote. Dịch vụ sẽ quét chữ (text) trong ảnh rồi lập chỉ mục để tạo cơ sở dữ liệu tìm
kiếm sau này.
* Twitterfone
Dịch vụ này sử dụng khả năng nhận dạng giọng nói để chuyển đổi tin nhắn thoại
thành các đoạn tin nhắn (tweet) rồi đăng tải trên trang Twitter.
* Blist
Ứng dụng cơ sử dữ liệu này có giao diện rất hấp dẫn, bao gồm cả những video dạng
hướng dẫn, thiết kế kéo-thả (drag-and-drop) đột phá. Khi đã tạo xong cơ sở dữ liệu, bạn có
thể chia sẻ với các người dùng khác trên website này.
* Picnik
Đây là ứng dụng chỉnh sửa ảnh “đám mây”, cho phép bạn upload ảnh từ PC lên
trang hoặc lấy ảnh từ các trang chia sẻ ảnh như Flick hoặc mạng xã hội Facebook. Picnik có
nhiều cơng cụ chỉnh sửa ảnh rất mạnh, và chắc chắn sẽ làm bạn hài lòng.
* Quicken Online
Dịch vụ này cho phép bạn có thể truy cập thơng tin tài chính cá nhân từ bất cứ chiếc
PC hoặc điện thoại nào. Dịch vụ này rất dễ sử dụng và quan trọng là miễn phí. Cùng hạng

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

7


Đồ án tốt nghiệp

mục với Quicken Online là các ứng dụng trên nền desktop như Quicken và Microsoft
Money.
* Zoho Office Suite
Bạn có thể tạo, chỉnh sửa, lưu trữ, chia sẻ, và tương tác đồng thời với các dữ liệu lưu
trữ trên Zoho. Trên thực tế, đây là gói phần mềm văn phịng trực tuyến có các chức năng y
hệt như Microsoft Office, chỉ khác là nó miễn phí. Giao diện của Zoho khá giống với
Microsoft Office, thao tác sử dụng đơn giản, và có thể trích xuất tệp tin tương thích với gói
phần mềm văn phịng của Microsoft.
* Adobe Photoshop Express
APE là phiên bản thu gọn của Photoshop nhưng cũng có đầy đủ tính năng, và quan
trọng hơn là người dùng có thể làm trực tiếp trên mạng thay vì phải cài đặt bộ phần mềm
Photoshop rất nặng trên PC.
* G.ho.st
Đây là hệ điều hành ảo chạy trực tiếp trên mạng. Tương lai không chỉ những ứng dụng
mới được cung cấp qua mạng, mà còn cả hệ điều cũng sẽ được “online”. G.ho.st cung cấp
5GB lưu trữ miễn phí, trong đó có 3GB dành cho e-mail và các ứng dụng web tích hợp sẵn
(sử dụng gói ứng dụng Zoho).

1.4.

Điện tốn đám mây có gì khác biệt :
Tại sao Cloud Computing ra đời?
Một câu hỏi được đặt ra là làm cách nào để có thể tăng năng lực tính tốn và lưu trữ dữ
liệu lên hàng nghìn lần so với chỉ dùng phần cứng tại chỗ? Câu hỏi đã từng làm đau đầu các
nhà phát triển hệ thống, và với sự ra đời của mạng internet vấn đề đã được giải quyết bởi sự
xuất hiện của dịch vụ điện toán đám mây. Điện tốn đám mây là một dịch vụ tính toán và
lưu trữ do nhà cung cấp dịch vụ cung cấp cho khách hàng, vì vậy năng lực tính tốn và lưu
trữ dữ liệu có khả năng tăng lên hàng nghìn lần so với việc chỉ dùng hệ thống tính toán
truyền thống của khách hàng, và điều này phụ thuộc vào năng lực của nhà cung cấp dịch vụ
chứ không phụ thuộc vào hệ thống tại chỗ của khách hàng, mà thường là các máy của các

nhà cung cấp dịch vụ thường là những máy có năng lực tính tốn rất lớn để có thể cung cấp
cho nhiều người
So với các hệ thống máy tính truyền thống thì điện tốn đám mây có nhiều ưu điểm
vượt trội hơn. Ưu điểm đầu tiên là về tài nguyên hệ thống, giả sử với một cơng ty khi trang

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

8


Đồ án tốt nghiệp

bị hệ thống tính tốn truyền thống cần phải xây dựng một hệ thống mạnh đủ để phục vụ
cơng việc cho một cơng ty. Điều đó đồng nghĩa với việc chi phí lắp đặt hệ thống ban đầu
tốn kém, và đối với hệ thống của công ty cần phải có người quản trị hệ thống tốn thêm tài
nguyên và nhân lực, và chi phí cho năng lượng tiêu thụ của hệ thống cũng rất cao. Thêm
vào đó là sự lãng phí tài nguyên khi mà hệ thống khơng được sử dụng hết cơng suất của nó.
Điều đó cho thấy rằng đầu tư vào một hệ thống máy tính theo kiểu truyền thống thì có thể
là tốn kém và lãng phí. Và nếu cơng ty sử dụng điện tốn đám mây thì khi đó khơng phải
tốn một người quản trị, năng lượng tiêu thụ cho hệ thống cũng khơng cịn là vấn đề, đặc
biệt là tài ngun khơng sử dụng sẽ khơng bị lãng phí vì khi đó công ty chỉ trả tiền cho
phần tài nguyên mà họ sử dụng, phần tài nguyên còn lại sẽ được người cung cấp dịch vụ
cung cấp cho một công ty khác
Theo cách truyền thống, những công ty lớn, những tâ ̣p đoàn lớn thường cài đặt tấ t cả
các ứng du ̣ng hay phầ n mề m trên những cu ̣m máy chủ của ho ̣. Nếu một công ty sẽ có một
hệ thống máy chủ, 2 cơng ty sẽ là 2, và 1000 công ty sẽ sở hữu con số máy chủ tương ứng.
Bởi vậy, để giảm tải các chi phí phát sinh từ hệ thống máy chủ đồ sộ của các công ty riêng
lẻ, Điện toán đám mây đã đươ ̣c ra đời. Và như đã nói ở trên, ”đám mây” chinh là dùng để
́
chỉ Internet, mô ̣t ma ̣ng lưới gầ n như vô tâ ̣n

Hiên ta ̣i đã có rấ t nhiề u doanh nghiêp đăng tải ứng du ̣ng của ho ̣ lên Internet và đươ ̣c
̣
̣
thêm thắ t rấ t nhiề u tinh năng mới thông qua trinh duyêṭ web. Mô ̣t bằ ng chứng gầ n đây nhấ t
́
̀
chinh là sự xuấ t hiên của Chrome OS, mô ̣t hê ̣ điề u hành với giao diên và ứng du ̣ng đầ y đủ
̣
̣
́
ngay trên trinh duyêṭ web. Sớm hay muô ̣n, ba ̣n sẽ có thể kế t nố i tới bấ t cứ ứng du ̣ng nào chỉ
̀
với viêc thông qua trinh duyêṭ web trên PC.
̣
̀
Để dễ hiểu thì chúng ta sẽ đơn giản hóa như sau.
Mỗi cơng ty thường chạy các ứng dụng ngay trên các máy chủ của chính họ. Những
máy chủ được đặt ở ngay vị trí cơng ty. Điều đó địi hỏi rất nhiều cơng sức trong việc bảo
dưỡng, bảo trì, tiền bạc và thời gian để giữ cho mọi thứ liên tục được chạy, nâng cấp và
đảm bảo.

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

9


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.4 Ví dụ Google Doc
Nếu các doanh nghiệp áp dụng Điện toán đám mây, họ sẽ vẫn sử dụng được các ứng

dụng y hệt nhưng chúng lại được đặt ở các cụm máy chủ trên Internet. Các doanh nghiệp
chỉ việc kết nối qua mạng Internet mà khơng phải mất chút cơng sức nào để bảo trì, bảo
dưỡng, nâng cấp, chạy máy chủ. Không những thế, các doanh nghiệp cịn có thể cho khách
hàng của họ sử dụng ứng dụng mà không phải mất công cài đặt. Tất cả rất đơn giản. Nói 1
cách ngắn gọn, Cloud Computing cho phép các công ty bán được nhiều dịch vụ hơn trong 1
kiện hàng mới và hấp dẫn hơn.
Nếu là nhân viên, bạn có bao giờ nghĩ rằng cơng ty mà bạn đang làm sẽ sử dụng Google
Docs thay vì dùng Microsoft Office hoặc Open Office khơng? Xu thế này đang phát triển
mạnh mẽ vì làm vậy thì người dùng (doanh nghiệp) không phải mất tiền mua, không phải
mất công cài đặt. Nhưng sẽ ra sao nếu công ty bạn muốn cung cấp dịch vụ cho người khác?
Bạn sẽ có thể tận dụng sức mạnh của Điện tốn đám mây bằng cách tạo ứng dụng trên
Internet với những tài nguyên từ các “ông lớn” như App Engine của Google, Windows
Azure
của
Microsoft,
EC2
framework
của
Amazon.

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

10


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.5

1.5.

Đặc tính của Điện tốn đám mây :
• Dịch vụ cân bằng và đáp ứng theo nhu cầu (Scalability and on-demand services).
Tính tốn đám mây cung cấp các tài nguyên và dịch vụ cho người dùng theo nhu cầu
của họ. Tài nguyên đáp ứng ở trạng thái cân bằng (cần đến đâu đáp ứng đến đấy).
• Giao diện hướng người dùng (User-centric interface). Giao diện đám mây được thiết kế
đểtruy nhập thơng qua các trình duyệt.
• Chất lượng dịch vụ được đảm bảo (Guaranteed Quality of Service). QoS được đảm bảo
vềmặt hiệu năng phần cứng/CPU, băng thơng, và cơng suất bộnhớ.
• Hệ thống tự quản (Autonomous system). Các hệ thống tính tốn đám mây là các hệ
thống tựquản lý và trong suốt đối với người dùng. Tuy nhiên, phần mềm và dữ liệu
trong đám mây có thể được tái cấu hình và được hợp nhất tựđộng thành một platform
đơn giản theo nhu cầu của người dùng.
• Định giá (Pricing). Tính tốn đám mây khơng u cầu người dùng phải đầu tư lớn ngay
từ đầu. Người dùng trả tiền cho dịch vụ và công suất mà họ cần đúng theo nhu cầu.
Chương II
Cấu trúc và cách thức hoạt động Điện tốn đám mây
2.1.
Mơ hình tổng quan :

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

11


Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.1 Kiến trúc của Cloud

Hình 2.2

́
 Application (Lớp Ưng du ̣ng): Lớp ứng du ̣ng của điên toán đám mây làm nhiêm vu ̣
̣
̣
phân phố i phầ n mề m như mô ̣t dich vu ̣ thơng quan Internet, người dùng khơng cầ n phải
̣

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

12


Đồ án tốt nghiệp

cài đă ̣t và cha ̣y các ứng du ̣ng đó trên máy tinh của minh, các ứng du ̣ng dễ dàng đươ ̣c
́
̀
chinh sữa và người dùng dễ dàng nhân đươ ̣c sự hỗ trơ ̣.
̣
̉
Các đă ̣c trưng chinh của lớp ứng du ̣ng bao gờ m:
́
• Các hoa ̣t đơ ̣ng đươ ̣c quản lý ta ̣i trung tâm của đám mây, chứ không nằ m ở phia
́
khách hàng (lớp Client), cho phép khách hàng truy câ ̣p các ứng du ̣ng từ xa thơng
qua Website.
• Người dùng khơng còn cầ n thực hiên các tinh năng như câ ̣p nhâ ̣t phiên bản, bản
̣
́
vá lỗi, download phiên bản mới… bởi chúng sẽ đươ ̣c thư ̣c hiên từ các “đám

̣
mây”.
 Platform (Lớp Nề n tảng): Cung cấ p nề n tảng cho điê ̣n toán và các giải pháp của dich
̣

vu ̣, chi phố i đế n cấ u trúc ha ̣ tầ ng của “đám mây” và là điể m tựa cho lớp ứng du ̣ng, cho
phép các ứng du ̣ng hoa ̣t đô ̣ng trên nề n tảng đó. Nó giảm nhe ̣ sự tố n kém khi triể n khai
các ứng du ̣ng khi người dùng không phải trang bi ̣ cơ sở ha ̣ tầ ng (phầ n cứng và phầ n
mề m) của riêng minh.
̀
 Platform cung cấp cho người dùng việc lưu trữ giữ liệu, khả năng điện toán, giải
pháp cho các dịch vụ, các thao tác trên thời gian thức….
 Platform cung cấp dịch cụ theo luồng. Luồng công việc ở đây liên quan đến
workflows( luồng cơng việc) và service flows( luồng dịch vụ). Ví dụ: Nó sẽ cung
cấp cho tổ chức, cơng ty 1 cái platform thỏa mãn yêu cầu của khách hàng. Người
sử dụng sẽ sử dụng trên phạm vi platform đó. Thực tế, khi sử dụng người sử
dụng có thể khơng biết về cách thức hệ thống hay chun mơn nó hoạt động và
thao tác như thế nào
 Infrastructure (Lớp Cơ sở ha ̣ tầ ng): Cung cấ p ha ̣ tầ ng máy tinh, tiêu biể u là môi
́

trường nề n ảo hóa. Thay vì khách hàng phải bỏ tiề n ra mua các server, phầ n mề m, trung
tâm dữ liêu hoă ̣c thiế t bi ̣ kế t nố i… giờ đây, ho ̣ vẫn có thể có đầ y đủ tài nguyên để sử
̣
du ̣ng mà chi phí đươ ̣c giảm thiể u, hoă ̣c thâ ̣m chí là miễn phi. Đây là mô ̣t bước tiế n hóa
́
của mô hinh máy chủ ảo (Virtual Private Server).
̀

2.2.

Các giải pháp Cloud Computing :

Cloud Computing giải quyết các vấn đề về lưu trữ dữ liệu và sức mạnh tính tốn và
cung cấp tài nguyên.

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

13


Đồ án tốt nghiệp

Vấn đề về lưu trữ dữ liệu: Chúng ta nói là dữ liệu được phân tán trên internet và các
máy chủ ảo. Rõ ràng, là dữ liệu có thể được phân bố ở nhiều nơi nhiều vị trí các nút mạng
khác nhau. Nhưng trong thực tế đối với các ứng dụng dành cho người dung và doanh
nghiệp vừa và nhỏ thì dữ liệu được lưu trữ tập trung tại các kho dữ liệu khổng lồ. Các công
ty lớn như Microsoft, Google có rất nhiều kho dữ liệu trung tâm nằm rải rác trên khắp thế
giới. Các công ty lớn này sẽ cung cấp dịch vụ cho phép doanh nghiệp và người sử dụng có
thể lưu trữ và quản lý dữ liệu của họ trên các kho lưu trữ trung tâm. Lợi ích của việc này
đối với người sử dụng trước hết sẽ là việc lưu trữ dữ liệu. Người sử dụng sẽ khơng phải tốn
chi phí đầu tư các thiết bị lưu trữ dữ liệu. Tất nhiên người sử dụng phải trả kinh phí cho các
nhà cung cấp, nhưng chi phí này nhỏ hơn rất nhiều so với khi chúng ta trang bị mới các
thiết bị. Và thơng thường thì việc này sẽ làm giảm các chi phí phát sinh hơn đối với người
sử dụng. Nhưng lợi ích có lẽ đáng quan tâm hơn đối với việc này là sự bảo mật. Rõ ràng
khi chúng ta lưu trữ dữ liệu của mình trên các kho dữ liệu của các cơng ty lớn sẽ an tồn
hơn đối với việc chúng ta tự bảo vệ. Chi phí mà các công ty này đầu tư vào công việc bảo
vệ dữ liệu và tài nguyên là vô cùng lớn và rất đảm bảo. Một lợi ích nữa là tính di động đối
với người sử dụng. Người sử dụng có thể truy xuất dữ liệu, quản lý ở bất kì đâu mà có kết
nối internet. Đây cũng là ưu điểm rất được ưa chuộng trong xu thế hiện nay.

Vấn đề về sức mạnh tính tốn: Có 2 giải pháp chính:
•

Sử dụng các siêu máy tính (super-computer) để xử lý tính tốn : Thường thi
hình thức này khơng cịn được ưa chuộng trong thế giới hiện nay. Nhược
điểm của nó là chi phí bảo trì… là khá đắt, hệ thống sẽ ngừng hoạt động nếu
có lỗi xảy ra

•

Sử dụng các hệ thống tính tốn song song, phân tán, tính tốn lưới (grid
computing) : Giải pháp này đang được ưa chuộng hiện nay. Nó giải quyết
được các vấn đề mà giái pháp trên gặp phải. Lợi ích của việc này cũng là sự
di động, đầu tư, và tốc độ xử lý tính tốn.

Vấn đề về cung cấp tài nguyên, phần mềm : Cung cấp các dịch vụ như IaaS
(infrastructure as a service), PaaS (platform as a service), SaaS (software as a service).
Hiện nay, các nhà cung cấp đưa ra nhiều dịch vụ của cloud computing theo nhiều
hướng khác nhau, đưa ra các chuẩn riêng cũng như cách thức hoạt động khác nhau. Do đó,
việc tích hợp các cloud để giải quyết một bài tốn lớn của khách hàng vẫn cịn là một vấn
đề khó khăn. Chính vì vậy, các nhà cung cấp dịch vụ đang có xu hướng tích hợp các cloud

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

14


Đồ án tốt nghiệp

lại với nhau thành “sky computing”, đưa ra các chuẩn chung để giải quyết các bài toán lớn

của khách hàng.
Theo Gartner ( ): Một mơ hình điện toán nơi mà
khả năng mở rộng và linh hoạt về công nghệ thông tin được cung cấp như một dịch
vụ cho nhiều khách hàng đang sử dụng các công nghệ trên Internet”.
Theo Ian Foster: “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
(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 ngồi thơng qua Internet”.

2.3.

Các loại hình dịch vụ :

Dịch vụ cung cấp rất đa dạng và bao gồm tất cả các lớp dịch vụ điện toán từ cung cấp
năng lực tính tốn trên dưới máy chủ hiệu suất cao hay các máy chủ ảo, không gian lưu trữ
dữ liệu, hay một hệ điều hành, một công cụ lập trình, hay một ứng dụng kế tốn … Các
dịch vụ cũng được phân loại khá da dạng, nhưng các mơ hình dịch vụ CC phổ biến nhất có
thể được phân thành 3 nhóm: Dịch vụ hạ tầng (IaaS), Dịch vụ nền tảng (PaaS) và Dịch vụ
phần mềm (SaaS).

Hình 2.3
Cung cấp dịch vụ IaaS (Infrastructure as a Service)
Dịch vụ IaaS cung cấp dịch vụ cơ bản bao gồm năng lực tính tốn, khơng gian lưu
trữ, kết nối mạng tới khách hàng. Khách hàng (cá nhân hoặc tổ chức) có thể sử dụng tài
nguyên hạ tầng này để đáp ứng nhu cầu tính tốn hoặc cài đặt ứng dụng riêng cho người sử
dụng. Với dịch vụ này khách hàng làm chủ hệ điều hành, lưu trữ và các ứng dụng do khách
hàng cài đặt. Khách hàng điển hình của dịch vụ IaaS có thể là mọi đối tượng cần tới một
máy tính và tự cài đặt ứng dụng của mình.

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

15


Đồ án tốt nghiệp

Những đặc trưng tiêu biểu:
-

Cung cấp tài nguyên như là dịch vụ: bao gồm cả máy chủ, thiết bị mạng, bộ nhớ,
CPU, không gian đĩa cứng, trang thiết bị trung tâm dữ liệu.

-

Khả năng mở rộng linh hoạt

-

Chi phí thay đổi tùy theo thực tế

-

Nhiều người thuê có thể cùng dùng chung trên một tài nguyên

-

Cấp độ doanh nghiệp: đem lại lợi ích cho cơng ty bởi một nguồn tài ngun tích
tốn tổng hợp

Ví dụ điển hình về dịch vụ này là dịch vụ EC2 của Amazon. Khách hàng có thể đăng ký

sử dụng một máy tính ảo trê dịch vụ của Amazon và lựa chọn một hệ thống điều hành (ví
dụ, Windows hoặc Linux) và tự cài đặt ứng dụng của mình.
Thơng tin về dịch vụ EC2: Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) là nền tảng cơ sở cho
mơi trường điện tốn đám mây do Amazone cung cấp. EC2 giúp cho việc tạo ra, khởi động
và dự phòng các ứng dụng ảo cho cá nhân hay doanh nghiệp một cách đơn giản và - bất cứ
khi nào.Bạn trả phí sử dụng cho những ứng dụng này theo loại ứng dụng và thời lượng sử
dụng. Các máy chủ ảo hoạt động bên trong môi trường bảo mật của các trung tâm dữ liệu
của Amazon. Khi lần đầu tiên Amazon ra mắt EC2 năm 2006, nhiều người đã rất ngạc
nhiên. Họ tỏ ra nghi ngờ bởi luôn nghĩ rằng Amazon là một nhà bán lẻ trực tuyến đơn
thuần. Tuy nhiên sau 5 năm đi vào hoạt động, EC2 đã trở thành một nền tảng đám mây
đẳng cấp thế giới. Với mơ hình kinh doanh, Amazon Web Services nói chung thường được
coi là một trong những dịch vụ tốt nhất.
Cung cấp dịch vụ PaaS (Platform as a Service)
Dịch vụ PaaS cung cấp nền tảng điện toán cho phép khách hàng phát triển các phần
mềm, phục vụ nhu cầu tính tốn hoặc xây dựng thành dịch vụ trên nền tảng Cloud dó. Dịch
vụ PaaS có thể được cung cấp dưới dạng các ứng dụng lớp giữa (middleware), các ứng
dụng chủ (application server) cùng các cơng cụ lập trình với ngơn ngữ lập trình nhất định
để xây dựng ứng dụng. Dịch vụ PaaS cũng có thể được xây dựng riêng và cung cấp cho
khách hàng thông qua một API riêng. Khách hàng xây dựng ứng dụng và tương tác với hạ
tầng CC thơng qua API đó. Ở mức PaaS, khách hàng khơng quản lý nền tảng Cloud hay các
tài nguyên lớp như hệ điều hành, lưu giữ ở lớp dưới. Khách hàng điển hình của dịch vụ
PaaS chính là các nhà phát triển ứng dụng (ISV).

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

16


Đồ án tốt nghiệp

PaaS bao gồm những điều kiện cho qui trình thiết kế ứng dụng, phát triển, kiểm thử,
triển khai và lưu trữ ứng dụng có giá trị như là dịch vụ ứng dụng như cộng tác nhón, săp
xếp và tích hợp dịch vụ web, tích hợp cơ sở dữ liệu, bảo mật, khả năng mở rộng, quản lý
trạng thái, phiên bản ứng dụng, các lợi ích cho cộng đồng phát triển và nghiên cứu ứng
dụng. Những dịch vụ này được chuẩn bị như là một giải pháp tính hợp trên nền web.
Những đặc trưng tiêu biểu:
-

Phục vụ cho việc phát triển, kiêm thử, triển khai và vận hành ứng dụng giống như là
mơi trường phát triển tích hợp

-

Các công cụ khởi tạo với giao diện trên nền web.

-

Kiến trúc đồng nhất

-

Tích hợp dịch vụ web và cơ sở dữ liệu

-

Hỗ trợ cộng tác nhóm phát triển

-

Cơng cụ hỗ trợ tiện tích

Thuận lợi:
o Dịch vụ nền tảng (PaaS) đang ở thời kì đầu và được ưa chuộng ở những tính năng
vốn được ưa thích bơi dịch vụ phần mềm (đề cập sau), bên cạnh đó có tích hợp các
yếu tố về nền tảng hệ thống.
o Ưu điểm trong những dự án tập hợp những cơng việc nhóm có sự phân tán về địa
lý.
o Khả năng tích hợp nhiều nguồn của dich vụ web
o Giảm chi phí ngồi lề khi tích hợp các dịch vụ về bảo mật, khả năng mở rộng,
kiểm sốt lỗi…
o Giảm chi phí khi trừu tượng hóa cơng việc lập trình ở mức cao để tạo dục vụ, giao
diện người dùng và các yếu tố ứng dụng khác.
o Mong đợi ở người dùng có kiến thức có thể tiếp tục hồn thiện và hỗ trợ tương tác
với nhiều người để giúp xác định mức đơ khó khăn của vấn đề chúng ta gặp phải.
o Hướng việc sử dụng cơng nghệ để đạt được mục đích tạo điều kiện dễ dàng hơn
cho việc phát triển ứng dụng đa người dùng cho những người khơng chỉ trong nhóm
lập trình mà có thể kết hợp nhiều nhóm cùng làm việc
Khó khăn:

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

17


Đồ án tốt nghiệp

o Ràng buộc bởi nhà cung cấp: do giới hạn phụ thuộc và dịch vụ của nhà cung cấp
o Giới hạn phát triển: độ phức tạp khiến nó khơng phù hợp với u cầu phá triển
nhanh vì những tính năng phức tạp khi hiện thực trên nền tảng web.
Dịch vụ App Engine của Google là một dịch vụ PaaS điển hình, cho phép khách hàng xây

dựng các ứng dụng web với môi trường chạy ứng dụng và phát triển dựa trên ngơn ngữ lập
trình Java hoặc Python.
App Engine được coi như con bài chiến lược của Google để đánh bại các đối thủ
cung cấp dịch vụ điện toán đám mây khác. App Engine được bổ sung thêm khả năng hỗ trợ
Java và có nhiều tính năng được đánh giá là tốt hơn các nền tảng khác.
App Engine mang tính linh hoạt rất cao, nó vừa cho phép quản lý nhiều hệ thống
máy móc khác nhau, vừa cho phép các nhà phát triển có thể tạo ra nhiều chương trình tùy
biến. Tuy nhiên, khơng phải nhà phát triển nào cũng thích nền tảng này, đơn giản là bởi nó
thuộc dạng kế thừa. Người ta khơng thích cách thức App Engine yêu cầu xử lý dữ liệu, và
những sản phẩm viết trên nền tảng này lại không thể triển khai dễ dàng trên các nền tảng
khác.
Cung cấp dịch vụ SaaS (Software as a Service)
Dịch vụ SaaS cung cấp các ưng dụng hoàn chỉnh như một dịch vụ theo yêu cầu cho
nhiều khách hàng với chỉ một phiên bản cài đặt. Khách hàng lựa chọn ứng dụng phù hợp
với nhu cầu và sử dụng mà khơng quan tâm tói hay bỏ cơng sức quản lý tài ngun tính
tốn bên dưới.
Những đặc trưng tiêu biểu
-

Phần mềm sẵn có địi hỏi việc truy xuất, quản lý qua mạng.

-

Quản lý các hoạt dộng từ một vị trí tập trung hơn là tại mỗi nơi của khách hàng, cho
phép khác hàng truy xuất từ xa thông qua web.

-

Cung cấp ứng dụng thông thường gần gũi với mơ hình ánh xạ từ một đến nhiều hơn
là mơ hình 1:1 bao gồm cả các đặc trưng kiến trúc, giá cả và quản lý.

-

Những tính năng tập trung nâng cấp, giải phóng người dùng khỏi việc tải các bản vá
lỗi và cập nhật.

-

Thường xuyên tích hợp những phần mềm giao tiếp trên mạng diện rộng

Dịch vụ SaaS nổi tiếng nhất phải kể đến Salesforce.com với các ứng dụng cho doanh
nghiệp mà nổi bật nhất là CRM. Các ứng dụng SaaS cho người dùng cuối phổ biến là các

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

18


Đồ án tốt nghiệp

ứng dụng office Online của Microsoft hay Google Docs của Google. Ứng dụng office của
Google Docs được sử dụng phổ biến. Ứng dụng cho ta sử dụng các thao tác soạn thảo đầy
đủ mà không cần phải download hay cài đặt gì cả.

2.4.

Mơ hình triển khai :

Cho dù sử dụng loại mơ hình dịch vụ nào đi nữa thì cũng có ba mơ hình triển khai chính
là: Public Cloud, Private Cloud và Hybrid Cloud.

Hình 2.4: Ba loại mơ hình
Public Cloud
Các dịch vụ Cloud được nhà cung cấp dịch vụ cung cấp cho mọi người sử dụng rộng
rãi. Các dịch vụ được cung cấp và quản lý bởi một nhà cung cấp dịch vụ và các ứng dụng
của người dùng đều nằm trên hệ thống Cloud.
Người sử dụng dịch vụ sẽ được lợi là chi phí đầu tư thấp, giảm thiểu rủi ro do nhà
cung cấp dịch vụ đã gánh vác nhiệm vụ quản lý hệ thống, cơ sở hạ tầng, bảo mật… Một lợi
ích khác của mơ hình này là cung cấp khả năng co giãn (mở rộng hoặc thu nhỏ) theo yêu
cầu của người sử dụng.

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

19


Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.5 Mơ hình Public Cloud
Tuy nhiên Public Cloud có một trở ngại, đó là vấn đề mất kiểm sốt về dữ liệu và
vấn đề an tồn dữ liệu. Trong mơ hình này mọi dữ liệu đều nằm trên dịch vụ Cloud, do nhà
cung cấp dịch vụ Cloud đó bảo vệ và quản lý. Chính điều này khiến cho khách hàng, nhất
là các công ty lớn cảm thấy khơng an tồn đối với những dữ liệu quan trọng của mình khi
sử dụng dịch vụ Cloud.
Community Cloud
Đám mây chung (Community Cloud) là mơ hình trong đó hạ tầng đám mây được
chia sẻ bởi một số tổ chức cho cộng đồng người dùng trong các tổ chức đó. Các tổ chức
này do đặc thù không tiếp cận với các dịch vụ Public Cloud và chia sẻ chung một hạ tầng
CC để nâng cao hiệu quả đầu tư và sử dụng.

Hình 2.6
Private Cloud
Gồm có: Microsoft Private Cloud, IBM Private Cloud, vSphere VMware
Trong mơ hình Private Cloud, cơ sở hạ tầng và các dịch vụ được xây dựng để phục
vụ cho một tổ chức (doanh nghiệp) duy nhất. Điều này giúp cho doanh nghiệp có thể kiểm
sốt tối đa đối với dữ liệu, bảo mật và chất lượng dịch vụ. Doanh nghiệp sở hữu cơ sở hạ
tầng và quản lý các ứng dụng được triển khai trên đó. Private Cloud có thể được xây dựng
và quản lý bởi chính đội ngũ IT của doanh nghiệp hoặc có thể thuê một nhà cung cấp dịch
vụ đảm nhiệm cơng việc này.

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

20


Đồ án tốt nghiệp

Như vậy, mặc dù tốn chi phí đầu tư nhưng Private Cloud lại cung cấp cho doanh
nghiệp khả năng kiểm soát và quản lý chặt chẽ những dữ liệu quan trọng.

Hình 2.7 Private Cloud và Public Cloud
Hybrid Cloud
Như chúng ta đã phân tích ở trên, Public Cloud dễ áp dụng, chi phí thấp nhưng
khơng an tồn. Ngược lại, Private Cloud an tồn hơn nhưng tốn chi phí và khó áp dụng. Do
đó nếu kết hợp được hai mơ hình này lại với nhau thì sẽ khai thác ưu điểm của từng mơ
hình. Đó là ý tưởng hình thành mơ hình Hybrid Cloud.

Nhóm sinh viên : Trần Xn Vinh , Vangsawat Southisack

21

Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.8
Kết hợp Public Cloud và Private Cloud
Hybrid Cloud là sự kết hợp của Public Cloud và Private Cloud. Trong đó doanh
nghiệp sẽ “out-source” các chức năng nghiệp vụ và dữ liệu không quan trọng, sử dụng các
dịch vụ Public Cloud để giải quyết và xử lý các dữ liệu này. Đồng thời, doanh nghiệp sẽ
giữ lại các chức năng nghiệp vụ và dữ liệu tối quan trọng trong tầm kiểm sốt (Private
Cloud).

Hình 2.9 Hybrid Cloud

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

22


Đồ án tốt nghiệp

Một khó khăn khi áp dụng mơ hình Hybrid Cloud là làm sao triển khai cùng một
ứng dụng trên cả hai phía Public và Private Cloud sao cho ứng dụng đó có thể kết nối, trao
đổi dữ liệu để hoạt động một cách hiệu quả.

Hình 2.10
Doanh nghiệp có thể chọn để triển khai các ứng dụng trên Public, Private hay
Hybrid Cloud tùy theo nhu cầu cụ thể. Mỗi mơ hình đều có điểm mạnh và yếu của nó. Các
doanh nghiệp phải cân nhắc đối với các mơ hình Cloud Computing mà họ chọn. Và họ có
thể sử dụng nhiều mơ hình để giải quyết các vấn đề khác nhau. Nhu cầu về một ứng dụng

có tính tạm thời có thể triển khai trên Public Cloud bởi vì nó giúp tránh việc phải mua thêm
thiết bị để giải quyết một nhu cầu tạm thời. Tương tự, nhu cầu về một ứng dụng thường trú
hoặc một ứng dụng có những yêu cầu cụ thể về chất lượng dịch vụ hay vị trí của dữ liệu thì
nên triển khai trên Private hoặc Hybrid Cloud.

2.5.

Cách tính phí trong Cloud :

•

Định giá cố định: nhà cung cấp sẽ xác định rõ đặc tả về khả năng tính tốn cố
định (dung lượng bộ nhớ được cấp phát, loại CPU và tốc độ .v.v…)

•

Định giá theo đơn vị: được áp dụng phổ biến cho lượng dữ liệu truyền tải, dụng
lượng bộ nhớ được cấp phát và sử dụng,… cách này uyển chuyên hơn cách trên

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

23


Đồ án tốt nghiệp

• Định giá theo thuê bao: ứng dụng phần lớn trong mơ hình dịch vụ phần mềm
(SaaS) người dùng sẽ tiên đoán trước định mức sử dụng ứng dụng cloud (cách
tình này thường khó đạt được độ chính xác cao)
Việc định giá cloud platforms và cloud services căn cứ trên ba yếu tố chính:

• Lưu trữ (storage) : Lưu trữ thường được đo lường theo lượng dữ liệu trung bình
hàng ngày tính theo GB, chi phí tính trên mỗi tháng.
• Băng thơng (bandwidth) : Băng thơng được đo lường bằng cách tính tốn tổng
lượng dữ liệu được chuyển vào và ra khỏi platform service thông qua các giao
dịch và xử lý lơ (batch processing). Nói chung, việc chuyển dữ liệu giữa các dịch
vụ trong cùng platform thì được miễn phí trong nhiều platforms.
• Tính tốn (compute) : Tính tốn được đo lường như là đơn vị thời gian (time

2.6.

unit) cần thiết để chạy một instance, hoặc một ứng dụng, hoặc một máy
(machine) đểphục vụ các requests.
Khảo sát các nhà cung cấp dịch vụ Cloud platforms :

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

24


Đồ án tốt nghiệp

Những hổ trợ của các nhà cung cấp cho nhà phát triển :
Amazon Salesfore GAE Microsoft Rackspace
Hổ
trợ y
HDH
Window

y

y

y

y

Hổ
HDH
OS

trợ y
Mac

y

y

n

n

Hổ
trợ y
HDH
Linux/Other

y

y

n

y

.NET

y

y

n

y

y

Java

y

y

y

y

y

Python

y

y

y

n

y

Ruby

y

y

n

y

n

PHP

y

y

n

y

n

Flex

n

y

n

n

n

SQL/ SQL y
Server

n

n

y

y

MySQL

y

n

y

n

y

Oracle

y

n

n

n

y

Miễn phí sử y
dụng

y

y

y

n

Ghi chú :
GAE : Google App Engine
y : có cung cấp.
n : khơng cung cấp.

Dịch vụ Điện toán đám mây cung cấp
bởi Amazon :

Chương III

3.1.

Các dịch vụ của amazon :

Nhóm sinh viên : Trần Xuân Vinh , Vangsawat Southisack

25