Nghiên cứu mô hình điện toán đám mây cài đặt thử nghiệm đánh giá

1
B

GIÁO D C VÀ ĐÀO T O
Đ I H C ĐÀ N NG

TR N NH T VINH

NGHIÊN C U MÔ HÌNH ĐI N TỐN ĐÁM MÂY
CÀI Đ T - TH

NGHI M - ĐÁNH GIÁ

Chuyên ngành: KHOA H C MÁY TÍNH
Mã s : 60.48.01

TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T

Đà N ng - Năm 2011


2
Cơng trình đư c hồn thành t i
Đ I H C ĐÀ N NG

Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS. TS. Lê Văn Sơn

Ph n bi n 1: PGS.TS. Phan Huy Khánh

Ph n bi n 2: GS.TS. Nguy n Thanh Thu

Lu n văn ñư c b o v trư c H i ñ ng ch m Lu n văn t t
nghi p th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày
11 tháng 9 năm 2011.

* Có th tìm hi u lu n văn t i:
- Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng.
- Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng.


3
M

Đ U

1. Lý do ch n ñ tài
Trong nh ng năm g n đây đi n tốn đám mây “Cloud
Computing” ñã xu t hi n như m t trong nh ng t thư ng dùng trong
ngành công nghi p ICT. Nhi u nhà cung c p CNTT ñư c h a h n
cung c p thi t b , tính toán, lưu tr và các d ch v

ng d ng, ñ ng

th i cung c p ph m vi vùng b o m t t i m t s châu l c, cung c p
d ch v c p th a thu n (SLA) th c hi n l i h a ng h v th i h n
ho t ñ ng cho các d ch v c a h . Trong khi các “Đám mây” là s
ti n hóa t nhiên c a các trung tâm d li u truy n th ng, chúng ñư c
phân bi t b ng cách cung c p các tài ngun (tính tốn, d li u/lưu
tr , và các ng d ng) như là ñi m n i tr i d a trên d ch v web và
làm theo m t mơ hình “Ti n tích” chi phí đ nh giá mà khách hàng
đư c tính d a trên vi c s d ng các tài ngun tính tốn, lưu tr và

chuy n d li u. H cung c p quy n truy c p d a trên thuê bao cơ s
h t ng, n n t ng và các ng d ng ñư c ph bi n g i là cơ s h t ng
như m t d ch v (IaaS – Infrastructure-as-a-Service), d ch v n n
t ng (PaaS - Platform-as-a-Service) và ph n m m như d ch v (SaaS
- Software-as-a-Service). Trong khi các d ch v này ñang n i lên
tăng kh năng tương tác và kh năng s d ng và gi m chi phí tính
tốn, ng d ng lưu tr , và lưu tr n i dung và cung c p m t s ñơn
ñ t hàng các m c đ có ý nghĩa ph c t p liên quan ñ n vi c ñ m b o
r ng các ng d ng và d ch v có th m r ng khi c n thi t ñ ñ t
ñư c ho t ñ ng phù h p và ñáng tin c y theo v n hành t t nh t.
Có nhi u lý do ngày càng có nhi u cơng ty đang chuy n d ch
theo hư ng các gi i pháp công ngh thông tin bao g m đi n tốn
đám mây. Trư c h t, đi n tốn đám mây có th c t gi m các chi phí
liên quan đ n vi c cung c p các d ch v công ngh thông tin. Ta có


4
th gi m c v n và chi phí v n hành b ng cách nh n ñư c tài nguyên
ch khi c n chúng và ch tr ti n cho nh ng gì s d ng.
Đi n tốn đám mây là m t mơ hình đi n tốn m i m ra cánh
c a ñ n v i nh ng cơ h i l n. Trong ñám mây ñi n tốn, các tài
ngun và d ch v cơng ngh thơng tin đư c tách kh i cơ s h t ng
và ñư c cung c p theo nhu c u, phù h p v i quy mô trong m t mơi
trư ng đa ngư i dùng. Đi n tốn ñám mây ñã có nh ng nh hư ng
r t sâu r ng, có ý nghĩa ngay c đ i v i nh ng ngư i không làm vi c
trong lĩnh v c k thu t. Trư c đây, thơng tin thư ng phát sinh t m t
ngu n, t email ho c thư tho i và ph n l n là khơng đ ng b . Hi n
nay, thơng tin xu t phát t nhi u ng d ng và thông qua nhi u công
c . Các d ch v ñư c chia s gi a nhi u t ch c, cho phép cùng m t
t p h p h th ng và ng d ng n n t ng ñáp ng nhi u nhu c u m t

cách ñ ng th i và an toàn. Các ng d ng, d ch v và d li u có th
đư c truy c p thơng qua đa d ng các thi t b ñư c k t n i như là đi n
tho i thơng minh, máy laptop và các thi t b Internet di ñ ng khác.
S ñ c l p gi a thi t b và v trí làm cho ngư i dùng có th
truy c p h th ng b ng cách s d ng trình duy t web mà khơng quan
tâm đ n v trí c a h hay thi t b nào mà h ñang dùng, ví d như
PC, mobile. Vì cơ s h t ng off-site (ñư c cung c p b i ñ i tác th
3) và đư c truy c p thơng qua Internet, do đó ngư i dùng có th k t
n i t b t kỳ nơi nào.
H

th ng ñi n tốn đám mây v

c p đ n các trung tâm d

cơ b n cung c p truy

li u và tài ngun tính tốn thơng qua

nhi u giao di n tương t vào lư i đi n hi n có và qu n lý tài
nguyên HPC và các h th ng l p trình. Nh ng lo i h th ng cung
c p m t m c tiêu l p trình m i cho phát tri n ng d ng có kh năng
m r ng và tr nên ph bi n trong vài năm qua. Tuy nhiên, h u h t


5
các đám mây trong h

th ng đi n tốn ho t đ ng ngày hơm nay

là đ c quy n, d a vào cơ s h t ng đó là vơ hình đ i v i c ng đ ng
nghiên c u, ho c không rõ ràng thi t k đ đư c cơng c hóa và s a
đ i b i các nhà nghiên c u h th ng.
Đ gi i quy t v n đ này và trình bày v xây d ng m t h
th ng ñám riêng v i công c h tr

Eucalyptus, m t khung ph n

m m mã ngu n m cho ñi n tốn đám mây mà th c hi n nh ng gì
đư c g i chung là cơ s

h

t ng như m t d ch v

(IaaS), h

th ng cung c p cho ngư i dùng kh năng ch y và ki m sốt tồn
b các trư ng h p máy o ñư c tri n khai trên nhi u v t lý ngu n tài
nguyên, v ch ra nh ng nguyên t c cơ b n c a vi c thi t
k Eucalyptus, chi ti t các khía c nh quan tr ng ho t ñ ng c a h
th ng, và th o lu n v s cân b ng ki n trúc mà tơi đã làm đ cho
phép Eucalyptus ñư c di chuy n, mô-ñun và ñơn gi n ñ s

d ng

trên cơ s h t ng thư ng ñư c tìm th y các thi t l p
Đ gi i quy t v n ñ k thu t này, ph i nghiên c u các khía
c nh liên quan t đ nh nghĩa v “Cloud Computing” và có nh ng
ñ c ñi m n i trong mã ngu n m Eucalyptus. Đư c s g i ý c a

PGS TS. Lê Văn Sơn, em ñã ch n ñ tài: “Nghiên c u mơ hình
Cloud Computing cài đ t, th nghi m và ñánh giá”.
2. N i dung và m c tiêu c a ñ tài
Đ tài ñúc k t lý lu n kinh nghi m trong tìm hi u và trình bày
lý thuy t v mơ hình đi n tốn đám mây, ki n trúc và đ nh d ng. T
cơ s

đó xây d ng mơ hình đám mây riêng v i mã ngu n m

Eucalyptus ñ x lý, tính tốn và các k t qu thu đư c th hi n qua
các s li u báo cáo.
T th c tr ng này s cho ta nh ng ñánh giá t ng quan và các
khí c nh chính xác v các m t ñã ñ t ñư c và nh ng m t còn y u


6
kém trong mơ hình đi n tốn máy ch

o. Trên cơ s đó, k t h p v n

d ng mơ hình đi n tốn o hóa riêng nh m tìm ra m t s gi i pháp
nâng cao hi u qu s d ng m t cách h u hi u và c th nh t.
3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u
Phương pháp nghiên c u ch

y us

d ng trong lu n văn

này là phương pháp th ng kê phân tích v i cách ti p c n h th ng

b ng mơ hình thông tin th c t
Trong c u trúc m t lu n văn th c nghi m, ch gi i h n
nghiên c u

vi c n m v ng các v n ñ liên quan ñ n ki n trúc cơ s

h t ng và ñ nh hư ng c a mơ hình đi n tốn máy ch

o trên h

th ng mã ngu n m Eucalyptus 2.0.
4. Phương pháp nghiên c u
+ Nghiên c u các tiêu chu n ñ nh nghĩa v đi n tốn đám
mây, c u trúc mơ hình c a đi n tốn đám mây và làm th nào đ
tri n khai xây d ng mơ hình ng d ng và khai thác đi n tốn ñám
mây trên c hai c p ñ lý thuy t và ng d ng.
+ Nghiên c u c u trúc đ nh d ng và mơ hình o hóa tính
tốn ñám mây
+ Nghiên c u c u trúc các d ch v web d a trên các ng
d ng t ñám mây
+ Nghiên c u ki n trúc h t ng cơ s (IaaS) cho đi n tốm
máy ch

o

+ T nghiên c u c u trúc cơ s h t ng và đ nh d ng c a các
cơng c trên, ti n hành xây d ng và cài ñ t, thi t l p h th ng máy
ch

o trên h th ng h tr Eucalyptus.

5. Ý nghĩa khoa h c và th c ti n c a ñ tài
Đi n tốn đám mây đã và đang là m t v n ñ ñư c nh c ñ n
nhi u nh t t i các s ki n công ngh mà r t nhi u t ch c nói chung


7
và cơ s giáo d c nói riêng r t quan tâm đ n. Vì v y, trên cơ s đó
có cái nhìn nh n đúng đ n và khoa h c ñ xây d ng m t trong các
gi i pháp c a mơ hình đi n tốn đám mây.
Như v y, đ h th ng hóa và tri n khai trong đ tài đã trình
bày m t chi ti t v c u trúc c a h th ng x lý đi n tốn đám mây đ
xu t phương th c xây d ng mơ hình đám mây riêng trên h th ng
Eucalyptus 2.0. K t qu này s là cơ s khoa h c giúp m ra m t cơ
h i to l n ñ phát tri n h th ng d ch v

o hóa và ng d ng trong

các t ch c nói chung và các cơ s giáo d c nói riêng.
6. C u trúc lu n văn
Khoá lu n này s gi i thi u nh ng khái ni m cơ b n v đi n
tốn đám mây nói chung và áp d ng nó đ xây d ng m t h th ng
đi n tốn máy ch riêng. Khố lu n đư c trình bày trong 3 chương:
Chương 1: Gi i thi u nh ng khái ni m cơ b n v ñi n tốn
đám mây, ki n trúc, đ c tính, thành ph n c a đi n tốn đám mây.
Chương 2: Đi sâu nghiên c u cơng ngh đi n tốn ñám mây
và o hóa v i các thành ph n và ñ c ñi m c a t ng thành ph n.
Chương 3: Nêu yêu c u cơ b n c a bài tốn đ t ra và tri n
khai, thi t k , xây d ng h th ng ñám mây riêng trên h th ng
Eucaluptus.

Tóm t t k t qu thu ñư c, ñánh giá và nh n xét.


8
CHƯƠNG 1
T NG QUAN V ĐI N TOÁN ĐÁM MÂY
1.1 Gi i thi u chương
Trong chương này tơi trình bày v s ti n hóa c a đi n tốn
đám mây, bao g m c ph n c ng, ph n m m, và công ngh web.
Đ th o lu n v m t s v n ñ liên quan ñ n khái ni m ñi n toán
ñám mây, ñi u quan tr ng là nơi phát tri n công ngh tính tốn trong
m t b i c nh l ch s . Nhìn vào s phát tri n ti n hóa c a đi n tốn
đám mây, và các v n ñ

g p ph i trên ñư ng ñi, cung c p m t

s ñi m tham chi u quan tr ng đ

giúp tơi hi u nh ng thách

th c đó đã đư c kh c ph c b i nh ng ngư i ch u trách nhi m cho s
phát tri n c a Internet và World Wide Web. Nh ng thách th c
này rơi vào ba lo i chính: ph n c ng, ph n m m, và o hóa. V i các
quy t c s d ng máy tính đ giao ti p và làm th nào s phát tri n
c a m ng và giao th c truy n thơng đã giúp cho s phát tri n công
ngh trong hai th p k qua.
1.2
1.2.1

T ng quan đi n tốn đám mây

Đ nh nghĩa
Thu t ng

“Cloud Computing” ch m i xu t hi n g n ñây.

Gi a năm 2007, Amazon ñ y m nh nghiên c u và tri n khai. Ngay
sau đó, v i s tham gia c a các công ty l n như Microsoft, Google,
IBM… thúc ñ y Cloud Computing ngày càng phát tri n m nh m
[2], [11].
S phát tri n m nh m c a ĐTĐM ñã thu hút r t nhi u nhà
khoa h c, các trư ng ñ i h c và c các công ty công ngh thơng tin
(IT) đ u tư nghiên c u. R t nhi u chuyên gia ñã ñưa ra ñ nh nghĩa
c a mình v ĐTĐM. M i nhóm nghiên c u ñưa ra ñ nh nghĩa theo
cách hi u, cách ti p c n c a riêng mình nên r t khó tìm m t đ nh


9
nghĩa t ng qt.
Đ ng

góc nhìn khoa h c k thu t cũng có nhi u đ nh nghĩa

khác nhau, trong đó có hai đ nh nghĩa c a Ian Foster và Rajkumar
Buyya ñư c dùng khá ph bi n và có nhi u đi m tương đ ng.
C hai ñ nh nghĩa trên ñ u ñ nh nghĩa ĐTĐM là m t h phân
b , cung c p các d ng tài nguyên o dư i d ng d ch v m t cách linh
ñ ng theo nhu c u c a ngư i dùng trên môi trư ng internet.
1.2.2 L ch s
1.3

Đ c ñi m và ki n trúc đám mây

1.3.1

So sánh các cơng c đi n tốn khác

1.3.2

Ki n trúc phân t ng c a ñi n tốn đám mây
Ki n trúc đám mây g m: n n t ng ñám mây (Cloud Platform),

các d ch v ñám mây (Cloud Service), cơ s

h t ng ñám mây

(Cloud Infrastructure), lưu tr đám mây (Cloud Storage).
1.3.3

Đ c tính
Đi n tốn đám mây có m t s đ c tính m i so v i các mơ hình

đi n tốn khác như sau:
D ch v cân b ng và ñáp ng theo nhu c u (Scalability
and on-demand services). Đi n tốn đám mây cung c p các tài
ngun và d ch v cho ngư i dùng theo nhu c u c a h .
Giao di n hư ng ngư i dùng (User-centric interface). Giao
di n ñám mây ñư c thi t k đ truy nh p thơng qua các trình
duy t.
Ch t lư ng d ch v ñư c ñ m b o (Guaranteed Quality of
Service). QoS ñư c ñ m b o v

m t hi u năng ph n

c ng/CPU, băng thông, và công su t b nh .
H th ng t qu n (Autonomous system). Các h th ng ñám
mây là các h th ng t qu n lý và trong su t ñ i v i ngư i


10
dùng. Tuy nhiên, ph n m m và d li u trong đám mây có th
đư c tái c u hình và đư c h p nh t t đ ng thành m t n n
t ng ñơn gi n theo nhu c u c a ngư i dung
Đ nh giá (Pricing). Đi n tốn đám mây khơng u c u ngư i
dùng ph i ñ u tư l n ngay t ñ u. Ngư i dùng tr ti n cho d ch
v và công su t mà h c n dùng theo nhu c u.
1.3.3.1 Các tiêu chu n ñi n toán ñám mây
1.3.3.2 An ninh c a ñi n tốn đám mây (Cloud computing security)
1.3.4

Các chính sách b o m t

1.3.5

Nh ng đ c đi m chính c a đi n tốn đám mây

1.3.6

Thành ph n

1.3.7

L i ích c a đi n tốn đám mây

1.4

Tính ch t cơ b n c a đi n tốn đám mây

1.4.1

T ph c v theo nhu c u (On-demand self-service)

1.4.2

Truy xu t di n r ng (Broad network access)

1.4.3

Dùng chung tài nguyên (Resource pooling)

1.4.4

Kh năng co giãn (Rapid elasticity)

1.4.5

Đi u ti t d ch v (Measured service)

1.5
1.5.1

Các mơ hình đi n tốn đám mây
Mơ hình d ch v
Hi n t i có r t nhi u nhà cung c p d ch v đi n tốn đám mây

cung c p nhi u lo i d ch v khác nhau. Tuy nhiên có ba lo i d ch v
ĐTĐM cơ b n là: d ch v cơ s h t ng (Infrastructure as a Service –
IaaS), d ch v n n t ng (Platform as a Service – PaaS) và d ch v
ph n m m (Software as a Service – SaaS). Cách phân lo i này
thư ng ñư c g i là “mơ hình SPI” [11], [2].


11
1.5.1.1 D ch v h t ng (Infrastructure as a Service – IaaS)
Trong lo i d ch v này, khách hàng ñư c cung c p nh ng tài
nguyên máy tính cơ b n (như b x lý, dung lư ng lưu tr , các k t
n i m ng…). Khách hàng s cài h ñi u hành, tri n khai ng d ng và
có th n i các thành ph n như tư ng l a và b cân b ng t i.
1.5.1.2 D ch v n n t ng (Platform as a Service – PaaS)
Nhà cung c p d ch v s cung c p m t n n t ng (platform) cho
khách hàng. Khách hàng s t phát tri n ng d ng c a mình nh các
cơng c và mơi trư ng phát tri n đư c cung c p ho c cài ñ t các ng
d ng s n có trên n n platform đó.
1.5.1.3

D ch v

ng d ng (Software as a Service – SaaS)

Đây là mơ hình d ch v mà trong đó nhà cung c p d ch v s
cung c p cho khách hàng m t ph n m m d ng d ch v hoàn ch nh.

Khách hàng ch c n l a ch n ng d ng ph n m m nào phù h p v i
nhu c u và ch y ng d ng đó trên cơ s h t ng đám mây.
Mơ hình tri n khai

1.5.2

1.5.2.1 Đám mây cơng c ng (Public Cloud)
Các d ch v Cloud đư c nhà cung c p d ch v cung c p cho
m i ngư i s d ng r ng rãi. Trong mơ hình này m i d li u ñ u n m
trên d ch v ñám mây (Cloud), do nhà cung c p d ch v Cloud đó
b o v và qu n lý.
1.5.2.2

Đám mây riêng (Private Cloud)

Trong mơ hình Private Cloud, cơ s h t ng và các d ch v
ñư c xây d ng ñ ph c v cho m t t ch c (doanh nghi p) duy nh t.
Đi u này giúp cho các t ch c có th ki m sốt t i đa ñ i v i d li u,
b o m t và ch t lư ng d ch v . Các t ch c s h u cơ s h t ng và
qu n lý các ng d ng ñư c tri n khai trên đó.
1.5.2.3 Đám mây lai (Hybrid Cloud )


12
Đám mây lai (Hybrid Cloud) là s k t h p c a đám mây cơng
c ng (Public Cloud) và ñám mây riêng (Private Cloud). Trong ñó các
t ch c s “out-source” các ch c năng nghi p v và d li u không
quan tr ng, s d ng các d ch v đám mây cơng c ng đ gi i quy t và
x lý các d li u này
1.6

Công ngh Web Service

1.6.1

Đ nh nghĩa web service

1.6.2

Đ c ñi m c a d ch v Web

1.6.2.1 Đ c ñi m
1.6.2.2 Ưu ñi m c a d ch v Web
1.6.2.3 Như c ñi m c a d ch v Web
1.7

Ki n trúc c a d ch v Web

1.8

M t s v n đ c a d ch v Web

1.8.1

An tồn cho d ch v web

1.8.2

Xây d ng m t d ch v web

1.8.3

Tích h p d ch v web theo chu n

1.9

Các công ngh chu n trong d ch v Web

1.9.1

V n chuy n (Transport)

1.9.2

Thơng đi p (Messaging)

1.9.3

Mơ t và khám phá (Description and Discovery)

1.9.4

Đ tin c y (Reliability)

1.9.5

Giao d ch (Transaction)

1.9.6

B o m t (Security)

1.9.7

Quy trình nghi p v ( Business process)

1.9.8

Qu n lý (Management)

1.10

ng d ng c a Amazon web service

1.11 K t lu n chương


13
CHƯƠNG 2
CƠNG NGH ĐI N TỐN ĐÁM MÂY VÀ O HĨA
2.1 Gi i thi u chương
Trong chương này, tơi tình bày v s ra ñ i c a các trang web
d a trên d ch v cung c p t ñám mây, bao g m d ch v
thông (CaaS), d ch v

truy n

h t ng (IaaS), d ch v giám sát (MaaS) , d ch

v n n t ng (PaaS), và d ch v

ng d ng (SaaS). Khi công ngh cung

c p t mơ hình trên cơ s truy n th ng v i mơ hình đi n tốn đám
mây m i, d ch v ñã phát tri n g n như hàng ngày. M t s hư ng cơ
b n v các công ngh này và mô t cách ti p c n cơ b n cho ki n
trúc hư ng d ch v (SOA) ñ áp d ng thi t k trung tâm d li u và
làm th nào ñ xây d ng m ng lư i ñi n tốn đám mây t đ ng có
th đư c qu n lý t m t ñi m duy nh t, đ ng th i các máy ch và o
hóa lưu tr đư c s d ng qua tính tốn phân tán tài ngun.
2.2 Cơng ngh đi n tốn đám mây
Đi n tốn đám mây là các phát tri n d a vào m ng Internet s
d ng các công ngh máy tính. Đây là m t ki u đi n tốn trong đó
nh ng tài ngun tính tốn và lưu tr ñư c cung c p như nh ng d ch
v trên m ng [2], [11].
Đi n tốn đám mây bao g m: D ch v
Software as a service), d ch v

ph n m m (SaaS:

n n t ng (Paas: Platform as a

Service), d ch v h t ng (IaaS: Infracture as a Service), d ch v Web
và nh ng xu hư ng công ngh m i.
2.3 Các t ng t o nên ñám mây
2.3.1

Các d ch v

ng d ng (SaaS)

2.3.2

Các d ch v n n t ng (PaaS)

2.3.3

Các d ch v cơ s h t ng (IaaS)

2.4 Các d ch v web t ñám mây


14
2.4.1

Dich v h t ng ( IaaS - Infrastructure as a Service)

Nh ng ñ c trưng tiêu bi u:
Cung c p tài nguyên như là d ch v : như máy ch , thi t b
m ng, b nh , CPU, khơng gian đĩa c ng……
Kh năng m r ng linh ho t
Chi phí thay đ i tùy theo th c t
Nhi u ngư i thuê có th dung chung trên m t tìa ngun
C p đ doanh nghi p: l i ích cho cơng ty b i ngu n tài
nguyên t ng h p
2.4.1.1 Đi n toán theo nhu c u
2.4.1.2 Tính co dãn đám mây c a Amazon
2.4.2 D ch v n n t ng (PaaS – Platform as a Service)
Đi n tốn đám mây đã phát tri n ñã bao g m các n n t ng ñ
xây d ng và ch y các ng d ng tùy ch nh d a trên web, m t khái

ni m ñư c g i là d ch v n n t ng.
2.4.2.1 Mơ hình truy n th ng
2.4.2.2 Mơ hình đám mây m i
2.4.2.3 Đ c đi m chính PaaS
Nh ng ñ c trưng tiêu bi u:
Ph c v cho phát tri n, ki m th , tri n khai và v n
d ng
Các công c kh i t o v i giao di n trên n n web
Ki n trúc đ ng nh t
Tích h p d ch v web và cơ s d li u
H tr c ng tác nhóm phát tri n
2.4.3

D ch v

ng d ng ( SaaS- Sofware as a Service)

SaaS là m t ng d ng ñư c lưu tr trên m t máy ch t xa và
truy c p thông qua Internet [2], [11].


15
Trong SaaS c n 1 máy ch đóng vai trị hosting qu n lý ng
d ng. Server này có th là 1 cloud ho c m t mainframe. Ngư i dùng
truy xu t ng d ng này thông qua Website. Như v y SaaS g m 1
ph n m m ñư c s h u, cài ñ t và ñi u khi n t xa so v i các ph n
m m truy n th ng ñư c cài ñ t tr c ti p trên máy ngư i dùng.
2.4.3.1 Nh ng thu n l i tri n khai SaaS
2.4.3.2 M t s gi i h n trong khi tri n khai SaaS
2.4.4

D ch v

ng d ng và SOA

2.4.4.1 Đ c trưng SOA
2.4.4.2 S k t h p gi a Cloud và SOA
2.5 Nh ng l i ích và khó khăn trong đi n tốn đám mây
2.5.1

Đám mây gi i pháp t i ưu cho các t ch c

2.5.2

Nh ng thu n l i và khó khăn c a đi n tốn đám mây

2.5.2.1 Tính s n sàng
2.5.2.2 Data lock-in
2.5.2.3 B o m t và ki m tra d li u
2.5.2.4 Vi c gây ra th c c trai trong vi c truy n d li u
2.5.2.5 Khó tiên đốn trong hi u su t th c thi c a máy tính
2.5.2.6 Đáp ng nhu c u kh năng lưu tr c a ngư i dung
2.5.2.7 Kh năng t co giãn c a h th ng
2.5.2.8 B n quy n ph n m m
2.5.3

L i ích c a đi n tốn đám mây đ i v i các t ch c

2.5.3.1 Gi m chi phí
2.5.3.2 S d ng tài nguyên hi u qu hơn

2.5.3.3 Tính linh ho t
2.6 Vai trị Linux và mã ngu n m trong đám mây
2.7 Cơng ngh
2.7.1

o hóa

Khái ni m o hóa


16
2.7.2

Đi n tốn đám mây

2.7.3

B n lý do đ

ng d ng o hóa

2.7.3.1

T i ưu hóa cơng su t s d ng ph n c ng

2.7.3.2

Nhu c u o hóa d li u

2.7.3.3

ng d ng cơng ngh xanh đ đ t hi u qu s d ng năng
lư ng t t hơn

2.7.3.4 Chi phí qu n lý h th ng r t l n và ngày càng tăng
2.7.4

Tình hình o hóa

2.7.4.1 Tình hình o hố

Vi t nam và th gi i
Vi t nam

2.7.4.2

Tình hình o hố

Nư c ngồi

2.7.4.3

Ho t đ ng c a o hóa

2.7.5

o hóa trên mơi trư ng Windows

2.7.5.1 Mơi trư ng Windows
2.7.5.2

2.7.6

ng d ng o hóa
Phân lo i o hóa

2.7.6.1

o hóa h đi u hành

2.7.6.2 Mơ ph ng ph n c ng
2.7.6.3

o hoá server

2.7.6.4

o hoá lưu tr

2.7.6.5

o hố Network

2.7.6.6

o hố ng d ng

2.8 Các mơi trư ng o hóa
o hố máy ch là m t hình th c ưu th trong o hố, đư c s
d ng

ngày nay. Có hai mơi trư ng máy ch

o hố, đó là o hố

tồn ph n (Full virtualization) và o hố m t n a (Paravirtualization)
2.9 Các thành ph n c a m t h th ng o hóa
M t h th ng o hóa bao g m nh ng thành ph n sau
Tài nguyên v t lý (host machine,host hardware)


17
Các ph n m m o hóa (virtual software) cung c p và qu n lý
môi trư ng làm vi c c a các máy o .
Máy o (virtual machine) là các máy ñư c cài trên ph n
m m o hóa.
H đi u hành: là h đi u hành ñư c cài trên máy o.
2.9.1

Tài nguyên v t lý (Host machine / Host hadware)

2.9.2

Các ph n m m o hóa (Virtual Software)

2.9.3

Máy o (Virtual machine)

2.9.4

H đi u hành khách(Guest operating system)

2.10

Các lo i o hóa

2.10.1 VMM – Hypervisor :
2.10.2 Virtual Machine Monitor(VMM) :
2.10.3 Hybrid
2.11

K t lu n chương


18
CHƯƠNG 3
TRI N KHAI XÂY D NG MƠ HÌNH ĐI N TỐN
3.1 Gi i thi u chương
Trong chương này, tơi s trình bày phương pháp cài đ t và c u
hình trên mơ hình đám mây riêng (Private Cloud) trên Eucalyptus,
các ti n tích c a ki n trúc là m t ph n m m mã ngu n m cho vi c
th c hiên trên h th ng Eucalyptus, các ti n tích c a đám mây, các
c m máy tính và các máy tr m. Giao di n hi n t i c a Eucaluptus là
giao di n tương thích v i Amazon EC2. Ngồi ra Eucalyptus đư c
th c hi n và s d ng trên h th ng Linux có s n các cơng c và d ch
v web cơ b n làm cho d cài ñ t và duy trì. H th ng Eucalyptus
cung c p ph n m m ñám mây riêng. Đây là cơ s h t ng ph n m m
cho phép các t ch c nói chung và cơ s giáo d c nói riêng đ thi t
l p các mơi trư ng ñám mây riêng
3.2 Gi i pháp xây d ng Private Cloud

3.2.1

Gi i thi u
Đi n tốn đám mây là m t mơ hình máy tính, nơi các tài

ngun như thi t b , máy móc, tính tốn, lưu tr , m ng và ph n
m m là tr u tư ng và cung c p như d ch v trên internet theo
ki u truy c p t

xa. Mô hình thanh tốn cho các d ch v này nói

chung là tương t

như nh ng áp d ng cho các ti n ích cơng

c ng. Theo u c u s n có, d cung c p, năng đ ng và kh năng m
r ng g n như vô h n là m t s thu c tính quan tr ng c a tốn đám
mây [2, 7, 8].
D ch v h t ng (IaaS)
D ch v n n t ng (PaaS)
D ch v
3.2.2

ng d ng (SaaS)

Gi i thi u Eucalyptus System.


19
3.2.3

Các tính năng c a Eucalyptus system.
Eucalyptus th c hi n IaaS (Cơ s h t ng như m t d ch v )

theo phong cách riêng và nh ng ñám mây lai. N n t ng này cung c p
m t giao di n duy nh t cho phép ngư i dùng truy c p tài nguyên
máy tính cơ s h t ng (máy móc, m ng, và lưu tr ) có s n trong các
đám mây riêng th c hi n b i eucalyptus bên trong c a m t t
ch c trung tâm d li u có s n và ngu n l c s n có bên ngồi trong
các d ch v đám mây cơng c ng. Các ph n m m ñư c thi t k v i
m t ki n trúc mơ đun và m

r ng các d ch v trên n n Web cho

phép eucalyptus ñ tri n khai m t lo t các API hư ng t i ngư i dùng
thông qua các công c c a khách hàng. [2], [7], [8].
Các tính năng c a Eucalyptus:
Kh năng tương thích v i Amazon Web Service API
Cài ñ t và tri n khai t ngu n ho c các gói DEB và RPM
B o m t thong tin liên l c gi a các q trình n i b thơng qua
SOAP và WS Security
H tr cho Linux và windows máy o(VM)
H tr cho nhi u c m như m t ñám mây duy nh t
Kh i t o nhoam ngư i s d ng và qu n lý
C u hình chính sách và l p k ho ch
3.2.4

Ki n trúc c a ph n m m Eucalyptus.
Các thành ph n Eucalyptus trên n n t ng đi n tốn: Cloud

Controller (CLC), Cluster Controller (CC), Walrus, Storage
Controller(SC) và các nút ñi u khi n (NC).
3.2.5

Các thành ph n c a Eucalyptus

3.2.5.1 Đi u khi n ñám mây (Cloud Controller – CLC) [2], [7], [8].
Ch c năng:


20
Theo dõi s

s n có c a ngu n tài nguyên vào các thành

ph n khác nhau c a cơ s h t ng đi n tốn đám mây, bao
g m các nút hypervisor ñư c s d ng ñ th c s cung c p
các trư ng h p và b

ñi u khi n Cluster b ng qu n lý

hypervisor các nút
Ngu n tri n khai và quy t ñ nh mà các c m s ñư c s d ng
ñ cung c p các trư ng h p
Giám sát các trư ng h p ch y
3.2.5.2 Xác nh n ñi u khi n lưu tr

(Walrus Storage Controller-

WS3) [2], [7], [8].

Ch c năng:
Lưu tr các hình nh máy
Lưu tr

nh ch p nhanh

Lưu tr và ph c v các t p tin b ng cách s d ng S3 API
3.2.5.3 C m ñi u khi n (Cluster Controller-CC)
Ch c năng :
Ti p nh n yêu c u t CLC ñ tri n khai các trư ng h p
Quy t ñ nh ti p nh n ñ s

d ng cho vi c tri n khai các

trư ng h p trên
Ki m sốt các m ng o có s n cho các trư ng h p
Thu th p thơng tin đ đăng ký và báo cáo v i CLC
3.2.5.4 Đi u khi n lưu tr (Storage Controller-SC)
Ch c năng:
T o ra các thi t b liên t c EBS
Cung c p các lưu tr kh i trên AoE ho c giao th c iSCSI ñ
các trư ng h p
Cho phép t o ra các nh ch p nhanh c a kh i lư ng+ Node
3.2.5.5 Nút ñi u khi n (Nodes Controller-NC)


21
Ch c năng:
Sưu t p các d li u liên quan đ n ngu n tài ngun có s n
và báo cáo d li u cho CC

Thi t l p chu trình qu n lý
3.2.6

Thi t l p cài đ t các d ch v trên Eucalyptus

3.2.7

L i ích c a Eucaluptus

3.3

Xây d ng và tri n khai ñi n tốn đám mây v i
Eucalyptus 2.0

3.3.1

Cài đ t h đi u hành CentOS 5

3.3.2

Cài đ t và c u hình

3.3.2.1 Chu n b
Cài đ t và c u hình Eucalyptus 2.0 trên h th ng CentOS 5
Cài ñ t Eucalyptus trên Front-end và Nodes
Eucalyptus có th đư c cài đ t trên CentOS 5 t ngu n ho c
b ng cách s d ng các gói RPM nh phân.
3.3.2.2 Các ñi u ki n c n ñ tri n khai [8], [9]
Front-end và Nodes trên máy khách ph i ñ ng b hóa
T i và cài đ t Sun Java Development Kit phiên b n 6

T i và cài ñ t Apache trong /usr/ant
T i b công c EC2
3.3.2.3 Cài ñ t
3.3.3

Ki m tra quá trình cài ñ t

3.3.4

Ch y Eucalyptus Cloud

3.3.5

Ki m tra các thành ph n ñăng ký v i Eucalyptus

3.3.5.1 Ki m tra k t n i
3.3.5.2 Ki m tra các thành ph n ñăng ký
3.4

Th nghi m và ñánh giá Private Cloud trên Eucalyptus

3.4.1 Th nghi m h th ng


22
3.4.2

Đánh giá v mơ hình Private Cloud
Đánh giá th c hi n c a mã ngu n m ñi n tốn đám

mây d a trên ph n m m máy o. Các "đám mây" đi n tốn đám
mây có th ñư c ñ nh nghĩa là t p h p các ph n c ng, m ng, lưu tr ,
d ch v , và giao di n k t h p đ cung c p các khía c nh c a máy
tính như m t d ch v . Nh ng d ch v

ñám mây cung c p ph n

m m như m t d ch v (SaaS), cơ s h t ng như m t d ch v (IaaS),
và n n t ng như m t d ch v (PaaS) qua Internet (ho c như là thành
ph n riêng bi t ho c m t n n t ng hoàn ch nh) d a trên nhu
c u ngư i dùng. Đi n tốn đám mây cung c p các ñ c ñi m như ñ
ñàn h i, kh năng m r ng, cung c p, tiêu chu n hoá, và s d ng hóa
đơn. Google Mail và Google Docs xu t hi n như là ph n m m như
m t d ch v (SaaS) trong khi Amazon Web Service (AWS), Google
App Engine là IaaS và PaaS.
Vi c tri n khai mơ hình đi n tốn đám mây riêng, nh ng
đám mây cơng c ng và hybrid trong khi s khác bi t gi a chúng ph
thu c vào nơi ñang tri n khai các ñám mây. M t ñám mây công
c ng ñư c cung c p như m t d ch v , thư ng là qua k t n i Internet,
trong khi nh ng ñám mây tư nhân ñư c tri n khai bên trong tư ng
l a và qu n lý b i t ch c c a ngư i s d ng.
Đám mây công c ng thư ng tính l phí đó là d a trên bao
nhiêu tài nguyên máy tính ngư i dùng tiêu th (thư ng ñư c g i
là m t đơn v tính tốn), lo i b s c n thi t cho ngư i dùng ñ lên
k ho ch trư c cho ñ n nay cung c p các ngu n l c. Ngư i dùng có
th m r ng kh năng tính tốn c a m t đám mây công c ng cho phù
h p v i yêu c u c a h theo yêu c u và s không c n ph i mua ph n
c ng ñ t ti n.

23
Các ñám mây riêng thư ng ñư c xây d ng t ph n m m
ch y trên ph n c ng di s n. Lưu tr thư ng là khơng đư c chia
s bên ngồi doanh nghi p và tồn quy n ki m sốt đư c gi
l i b i các t

ch c. M

r ng quy mô các ñám mây có th

ñư c b ng cách thêm m t máy ch và t

ñ t

qu n lý ki n trúc m

r ng các ñám mây b ng cách thêm hi u su t và năng l c. Các công
ty l n khác b t ñ u nh n ra r ng h có th tái t o n n t ng này s
d ng n i b c a riêng mình b ng cách t o m t Ubuntu Server
Edition “Private Cloud”, Ch y Ubuntu Enterprise Cloud v i
Eucalyptus System 2.0, xây d ng ñám mây riêng trên h th ng
CentOS v i Eucalyptus 2.0, OpenNebula và OpenStack là m t đám
mây đi n tốn IaaS.
3.5

K t lu n chương
Trong chương này, tơi đã th c hi n cài ñ t và c u hình m t h

th ng ñám mây riêng trên n n t ng c a mã ngu n m ñ xây d ng và
ñi u hành ñám mây riêng v i h th ng Eucalyptus 2.0 trên Linux

CentOS 5.5. Vi c cài ñ t, c u hình và nâng c p máy ch CentOS và
làm vi c v i công vi c tri n khai trên Linux và cài ñ t Euca2ools cho
các thao tác hình nh đám mây. Cu i cùng, đ tri n khai và ch y
nh ng hình nh trên mơ hình các máy ch
ñám mây riêng trên h th ng Eucalyptus 2.0

o và máy ch đi n tốn


24
K T LU N VÀ HƯ NG PHÁT TRI N
K T LU N
Đi n tốn đám mây hay cịn g i là đi n tốn máy ch

o là

m t xu hư ng m i ngày nay. Thu t ng ñi n tốn đám mây ra đ i
khơng ph i đ nói v m t trào lưu m i mà đ khái quát l i các
hư ng ñi c a cơ s h t ng thơng tin v n đã và ñang di n ra t
nh ng năm qua. Các ngu n thơng tin và tính tốn kh ng l s n m
t i các máy ch

o (ñám mây) truy c p thơng qua Internet thay vì

trong máy tính gia đình và văn phịng đ m i ngư i k t n i s
d ng khi c n.
Đi n tốn đám mây là khái ni m hoàn ch nh cho m t xu
hư ng không m i b i nhi u doanh nghi p hi n khơng có máy ch
riêng mà ch có máy tính v i m t s ph n m m cơ b n, cịn t t c
đ u ph thu c vào ñám mây. V i các d ch v có s n trên Internet,

doanh nghi p khơng ph i mua và duy trì hàng trăm, hàng nghìn
máy tính cũng như các ph n m m kèm theo mà h ch c n t p
trung công vi c c a mình b i đã có ngư i khác lo cơ s h t ng và
công ngh thay h .
V i vi c nghiên c u ñi n tốn đám mây, c th là cơng ngh
đám mây riêng trên h th ng Encalyptus 2.0, khoá lu n này t p
trung tìm hi u nh ng khái ni m cơ b n v đi n tốn đám mây nói
chung, cơng ngh đám mây riêng nói riêng và ng d ng vào phân
tích, xây d ng th nghi m m t h th ng giao di n ngư i s d ng
trên mơ hình. H th ng đã ho t ñ ng và ngư i s d ng có th dùng
th nh ng ch c năng cơ b n ñ t ra.


25
HƯ NG PHÁT TRI N
Hi n t i, các nhà cung c p d ch v đi n tốn đám mây cung
c p các d ch v c a riêng mình, khơng h p tác v i nhau. Nhưng
khách hàng có nhu c u s d ng nhi u d ch v c a nhi u nhà cung
c p khác nhau. V n ñ n y sinh lúc này là làm sao các d ch v có th
k t h p ho t đ ng, tương thích đư c v i nhau và làm sao gi m thao
tác ñăng ký, tương tác gi a khách hàng v i các nhà cung c p d ch
v .
V n đ tương thích có th gi i quy t b ng cách đưa ra các
chu n chung gi a các nhà cung c p d ch v . Hi n nay, các nhà cung
c p d ch v ñã tri n khai m t s chu n vào các d ch v c a mình như
SAML, TSL, XMPP…..
Trong đ xu t gi i pháp c a tôi xây d ng m t gi i pháp đ
có th gi i quy t v n ñ mà các nhà cung c p d ch v c n ph i k t
h p là xây d ng m t mơ hình k t h p OpenID vào đi n tốn đám
mây nh m giúp cho khách hàng ch c n ñăng ký m t tài kho n v i

m t nhà cung c p d ch v là có th dùng tài kho n đó s d ng các
d ch v c a nh ng nhà cung c p khác có h tr OpenID.