Nghiên cứu mô hình chợ ứng dụng đa đám mây TT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HUỲNH HỒNG LONG NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH CHỢ ỨNG DỤNG ĐA ĐÁM MÂY Ngành: Hệ thống thông tin Mã số: 9480104 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HỆ THỐNG THƠNG TIN Hà Nội – 2022 Cơng trình hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Hữu Đức PGS.TS Lê Trọng Vĩnh Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …… giờ, ngày … tháng … năm ……… Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội Thư viện Quốc gia Việt Nam DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Huỳnh Hoàng Long, Nguyễn Hữu Đức, Lê Trọng Vĩnh, Lê Đức Hùng, “Hướng đến chợ ứng dụng cho hạ tầng đa đám mây”, Hội thảo quốc gia lần thứ XVIII: Một số vấn đề chọn lọc Công nghệ thông tin truyền thông-TP HCM, Trang 100-105, 11/2015 Hoang-Long Huynh, Van-Dang Tran, Huu-Duc Nguyen, Zhenjiang Hu, Trong-Vinh Le, Quyet-Thang Huynh, “Autoupdating Portable Application Model of Multi-cloud Marketplace through Bidirectional Transformations System”, In Proceedings of the International Conference on Intelligent Software Methodologies, Tools, and Techniques (SOMET 2019), pp 11-24, Malaysia, September 2019 Doi:10.3233/FAIA190035 (SCOPUS Indexed) Hoang-Long Huynh, Huu-Duc Nguyen, Trong-Vinh Le, “Matchmaking for Multi-cloud Marketplace Application”, Journal of Research and Development on Information and Communication Technology, Ministry of Information and Communications, Vietnam, Vol 2019(1), pp 31-42, September 2019 ISSN18593534 DOI:10.32913/MIC-ICT-RESEARCH.V2019.N1.854 Hoang-Long Huynh, Huu-Duc Nguyen, Trong-Vinh Le, ThiNhan Vu, Quyet-Thang Huynh, “An approach for auto-repairing cloud application on Multi-cloud Marketplace”, In Proceedings of the 22th Vietnam National Conference: Selected issues of information technology and communication, pp 17-22, Thai Binh, June 2019 Hoang-Long Huynh, Huu-Duc Nguyen, Trong-Vinh Le, QuyetThang Huynh, “CAM-D: A description method for Multi-cloud Marketplace Application”, Journal of Research and Development on Information and Communication Technology, Ministry of Information and Communications, Vietnam, Vol 2020(2), pp 5161, December 2020 ISSN 1859-3534 DOI:10.32913/MIC-ICTRESEARCH.V2020.V2.943 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Mở đầu Nhìn chung, hầu hết phần mềm dịch vụ (SaaS) bị giới hạn sở hạ tầng kỹ thuật đơn nhà cung cấp, điều dẫn đến vấn đề trói buộc người tiêu dùng nhà phát triển ứng dụng vào sở hạ tầng độc quyền hệ sinh thái đám mây Đây nguyên nhân gây vấn đề khóa độc quyền Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây với khóa độc quyền đến khách hàng theo số cách: (i) thiết kế hệ thống khơng tương thích với phần mềm nhà cung cấp khác phát triển; (ii) sử dụng tiêu chuẩn độc quyền kiến trúc riêng thiếu khả tương tác với ứng dụng hệ sinh thái; (iii) cấp phép cho ứng dụng đám mây theo điều khoản độc quyền Do đó, khóa độc quyền ngăn cản tổ chức áp dụng công nghệ đám mây Theo quan điểm chúng tôi, phát triển mơ hình chợ ứng dụng đa đám mây mơ hình ứng dụng đa đám mây để giảm khóa độc quyền tận dụng hiệu ưu điểm môi trường đa đám mây 1.2 Vấn đề nghiên cứu Hầu hết nhà cung cấp đám mây xây dựng tảng cung cấp phần mềm dịch vụ độc quyền, nơi ứng dụng lưu trữ triên tảng chủ sở hữu thiết lập loạt bảo hộ cho tảng đám mây họ Do đó, tảng độc quyền ngăn khơng cho ứng dụng cung cấp nhà cung cấp ứng dụng khác dễ dàng chạy tảng nhà cung cấp khác Phần mềm đám mây phát triển phụ thuộc tảng thư viện lập trình đơn nhà cung cấp dịch vụ đám mây Điều nguyên nhân vấn đề: khóa độc quyền (vendor lock-in) Kết là, nhà phát triển đám mây bị trói buộc hệ sinh thái công nghệ cụ thể Mục tiêu nghiên cứu chúng tơi phát triển mơ hình chợ ứng dụng đa đám mây có chế đặc biệt để giảm phụ thuộc vào nhà cung cấp mơ hình ứng dụng đám mây đa thành phần kết hợp, ứng dụng đám mây tạo thành từ thành phần độc lập phân tán nhiều đám mây Để đạt mục tiêu này, cần phải phải nghiên cứu số vấn đề sau: Mơ hình thị trường đa đám mây, Mơ hình ứng dụng đa đám mây, Phương pháp ghép hợp ứng dụng đa đám mây, Tính di động ứng dụng đa đám mây, Phương pháp tự động sửa chữa ứng dụng đa đám mây, Đảm bảo chất lượng dịch vụ, Bảo mật, v.v 1.3 Các đóng góp luận án Các đóng góp luận án sau: Đề xuất mơ hình chợ ứng dụng đa đám mây OMarketplace Định nghĩa mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp (Composable Application Model) Trên sở mơ hình chợ ứng dụng đa đám mây O-Marketplace mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp, số toán điện tốn đám mây tập trung giải quyết: • Đề xuất phương thức ghép hợp dịch vụ ứng dụng đa đám mây, giải pháp hiệu cho kết hợp thành phần ứng dụng với nhóm dịch vụ tảng ngữ cảnh chợ ứng dụng đa đám mây • Đề xuất cách tiếp cận để nâng cao tính di động ứng dụng đa đám mây • Đề xuất cách tiếp cận để tự động sửa chữa ứng dụng đa đám mây Chương giới thiệu công nghệ công việc liên quan Đóng góp luận án chương 3,4 Chương chương kết luận CHƯƠNG 3: O-Marketplace 3.1 Giới thiệu Hầu hết nhà cung cấp dịch vụ đám mây có riêng chợ ứng dụng Amazone, IBM, Google,… dịch vụ đám mây hoạt động hạ tầng nhà cung cấp Việc phụ thuộc vào đơn nhà cung cấp trói buộc người tiêu dùng nhà phát triển vào hệ sinh thái công nghệ độc quyền Đây nguyên nhân khóa độc quyền Ở khía cạnh khác, mơi trường đa đám mây hỗ trợ phối hợp hợp dịch vụ đám mây chia sẻ khối lượng công việc, ứng dụng đám mây trải rộng nhà cung cấp dịch vụ khác Để tận dụng lợi môi trường đa đám mây nhằm giảm khóa độc quyền tạo mơi trường tự cho nhà phát triển đám mây, chúng tơi đề xuất mơ hình chợ ứng dụng đa đám mây gọi O-Marketplace Nó thực thể độc lập với nhà cung cấp đám mây điều hành bên thứ ba O-Marketplace khơng trung tâm mơi giới mà cịn hỗ trợ tích hợp thành phần phần mềm đám mây phát triển riêng tảng đám mây khác để tạo phần mềm đám mây hồn chỉnh nhằm mang lại nhiều lợi ích cho người tiêu dùng ứng dụng đa đám mây 3.2 Mô hình chợ ứng dụng đa đám mây OMarketplace 3.2.1 Phương thức cung cấp dịch vụ đa đám mây Để giải hạn chế phương thức cung cấp vụ có tận dụng ưu điểm môi trường đa đám mây, đề xuất phương thức cung cấp dịch vụ đa đám mây Các khác biệt sau: • Thơng tin dịch vụ minh bạch • • • Tạo cạnh tranh trực tiếp để thúc đẩy nhà cung cấp dịch vụ phải phát triển dịch vụ tảng để đáp ứng cho ứng dụng đám mây phát triển độc lập nhà phát triển Giảm khóa độc quyền, mang lại giá trị cho người tiêu dùng nhà phát triển Cung cấp ứng dụng đa đám mây, hỗ trợ người tiêu dùng triển khai quản lý ứng dụng đa đám mây 3.2.2 Cấu trúc tổng thể chợ ứng dụng OMarketplace Trên sở mơ hình cung cấp dịch vụ đa đám mây đề xuất, chúng tơi xây dựng mơ hình chợ ứng dụng đa đám mây O-Marketplace OMarketplace cung cấp cho khách hàng danh mục gói phần mềm đám mây gói dịch vụ tài nguyên đám mây với thông tin chi tiết chức năng, giá cả, v.v dịch vụ đám mây cung cấp nhà cung cấp đám mây nhà cung cấp / phát triển phần mềm đám mây Đặc biệt, điểm O-Marketplace cung cấp ứng dụng đám mây phân phối nhiều đám mây khác Do đó, với ứng dụng, khách hàng sử dụng dịch vụ đám mây khác nhà cung cấp khác cung cấp Để thể ý tưởng này, chúng tơi phác thảo mơ hình OMarketplace có thành phần chính mơ tả Hình 3.6 sau: (i) Graphical User Interface cổng thông tin tạo điều kiện cho người tiêu dùng tiếp cận ứng dụng đám mây Đây danh mục dịch vụ đám mây, phần mềm đám mây thành phần phần mềm đám mây cung cấp bên thứ ba nhà cung cấp ứng dụng đám mây, nhà phát triển nhà cung cấp dịch vụ đám mây (ii) O-Marketplace Repository chứa phần mềm đám mây (tạo tác, đặc tả thành phần phần mềm, đặc tả tổ hợp phần mềm) các đặc tả dịch vụ tảng đám mây (IaaS PaaS) (iii) O-Marketplace Electronic Commerce Platform kế thừa từ mơ hình chợ ứng dụng điện tử (iv) O-Marketplace Runtime Platform bao gồm chức như: Đặc tả, Triển khai, Cấu hình, Di trú Giám sát Đặc biệt, chợ ứng dụng đa đám mây O-Marketplace có khác biệt so với mơ hình chợ ứng dụng tại: • Cung cấp ứng dụng đám mây nhiều thành phần Phần mềm đám mây dịch vụ tảng cung cấp tách biệt Một ứng dụng đám mây kết hợp thành phần phần mềm phát triển độc lập có khả thích ứng nhiều loại dịch vụ hạ tầng khác • Hỗ trợ phát triển thành phần phần mềm theo chiều sâu chạy nhiều loại tảng khác Figure 3.6 Proposed Method for delivering service through O-Marketplace Sự khác biệt O-Marketplace mang lại cung cấp phần mềm dịch vụ chế cạnh tranh trực tiếp Đặc biệt tách biệt phần mềm đám mây tảng bên sở để tránh khóa độc quyền 3.2.3 Cơ chế hoạt động O-Marketplace Có chủ thể mơ hình chợ ứng dụng O-Marketplace: Khách hàng, nhà cung cấp dịch vụ đám mây, nhà phát triển nhà quản trị với vai trò trung gian Các hoạt động chủ thể có mối quan hệ chặt chẽ với tiến trình giao dịch Trong đó, OMarketplace trung tâm môi giới, cung cấp phương thức môi giới công khai để cung cấp ứng dụng đám mây đến khách hàng 3.3 Mục tiêu mơ hình chợ ứng dụng OMarketplace Mơ hình chợ ứng dụng đa đám mây O-Marketplace hướng đến ưu điểm khác biệt bật sau: • Tạo chế cạnh tranh bên tham gia vào chợ ứng dụng đám mây nhằm mang lại lợi ích cho người tiêu dùng • Hướng đến thị trường ứng dụng đa dạng nơi nhà phát triển hoa tiêu phát triển ứng dụng đá mây • Tạo thuận lợi cho nhà phát triển sáng tạo ứng dụng độc lập không bị ràng buộc vào nhà cung cấp ứng dụng đám mây • Hỗ trợ phân tán ứng dụng đám mây nhiều nhà cung cấp dịch vụ • Khơng có giải pháp lỗi thời ứng dụng đám mây ln cập nhật phát triển cộng đồng nhà phát triển • Mỗi ứng dụng đám mây kết hợp nhiều thành phần phát triển chuyên sâu Do đó, thúc đẩy hợp tác phát triển ứng dụng đám mây • Mỗi nhà cung cấp có sản phẩm chủ đạo có chất lượng tốt Người tiêu dùng lựa chọn cho nhu cầu họ • Người tiêu dùng hồn tồn chủ động phí dịch vụ phải trả Tóm lại, chợ ứng dụng đa đám mây O-Marketplace không hệ sinh thái trung lập với nhà cung cấp, giảm khóa độc quyền, mà hệ sinh thái kinh doanh hấp dẫn ứng dụng đám mây tạo cộng đồng động cho người tiêu dùng đám mây, nhà cung cấp nhà phát triển đám mây CHƯƠNG 4: MƠ HÌNH ỨNG DỤNG ĐA ĐÁM MÂY KẾT HỢP 4.1 Giới thiệu Theo quan điểm chúng tôi, ứng dụng đám mây nên thiết kế sử dụng nhiều loại tài nguyên khác nhà cung cấp dịch vụ đám mây cung cấp Chúng đề xuất Mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp (Composable Application Model), mơ hình ứng dụng đám mây tạo thành từ thành phần phần phần mềm đám mây chợ đa đám mây cấu tạo từ thành phần phần mềm, thành phần phát triển độc lập nhà phát triển khác có cư trú đám mây khác Do đó, phát triển phần mềm đám mây bị ràng buộc với hệ sinh thái công nghệ nhà cung cấp đám mây 4.2 Khái niệm mô hình ứng dụng đa đám mây kết hợp Theo cách tiếp cận chúng tôi, việc phát triển phần mềm đám mây không nên bị ràng buộc với nhà cung cấp đám mây cụ thể Một phần mềm đám mây triển khai tảng đám mây tương thích để tạo thành hệ thống ứng dụng đám mây mà không cần phải tái thiết kế phát triển lại Từ đó, ứng dụng đám mây phân tách thành hai phần riêng biệt: phần mềm đám mây tảng thực thi cung cấp nhà cung cấp đám mây cụ thể Thành phần tổ hợp Kết nối Thành phần phần mểm 02 Thành phần phần mểm n-1 Thành phần phần mểm n Thành phần phần mểm n+1 Triển khai Thành phần phần mểm 01 Triển khai Thành phần tảng 01 Triển khai Thành phần tảng n Triển khai Thành phần tảng n+1 Nền tảng thực thi Hình 4.1 Mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp ngữ tảng đám mây mơ hình cung cấp IaaS (Cơ sở hạ tầng dịch vụ) PaaS (Nền tảng dịch vụ) Nhiều nhà cung cấp dịch vụ đám mây khác phát triển cung cấp loại dịch vụ tảng đám mây, khác giá cả, chất lượng dịch vụ, dung lượng tài nguyên, sách, v.v 4.3 Định nghĩa mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp 4.3.1 Định nghĩa kết hợp Để mô tả mối quan hệ thành phần ứng dụng đám mây mô hình hóa CAM, chúng tơi định hai loại phụ thuộc mơ hình ứng dụng đa đám mây: phụ thuộc phần mềm phụ thuộc tảng Sự phụ thuộc phần mềm biểu thị liên kết hai thành phần phần mềm Sự phụ thuộc vào tảng biểu thị khả triển khai cặp thành phần phần mềm cặp thành phần phần mềm tảng đám mây Chúng xác định hai yếu tố để tạo nên phụ thuộc: nhu cầu lực đáp ứng Chúng định nghĩa nhu cầu (reqs), lực đáp ứng (caps) điều kiện kết hợp thành phần sau: • • Nhu cầu: biểu thị phụ thuộc thành phần vào thành phần khác Nó đặt điều kiện cần thiết để thành phần thực chức thuộc tính hoạt động Các giao diện thuộc tính thành phần đóng gói đặc tả kỹ thuật đặc tả nhu cầu Chúng cụ thể hai loại nhu cầu: nhu cầu phần mềm nhu cầu tảng Nhu cầu phần mềm (sreq) ràng buộc chức thuộc tính hoạt động thành phần khác Nhu cầu tảng (preg) ràng buộc môi trường công nghệ thành phần khác Năng lực đáp ứng: biểu thị khả có đáp ứng nhu cầu từ bên Chức thuộc tính hoạt động thực thỏa mãn điều kiện từ thành phần bên ngồi 10 • khác Các giao diện thuộc tính phản hồi thành phần đóng gói đặc tả lực đáp ứng Chúng định hai loại lực đáp ứng: lực đáp ứng phần mềm lực đáp ứng tảng Khả phần mềm (scap) cung cấp chức thuộc tính hoạt động thành phần Năng lực đáp ứng tảng (pcap) cung cấp môi trường công nghệ thành phần Trong cách tiếp cận chúng tôi, áp dụng thành phần Điều kiện kết hợp: xác định phụ thuộc hai thành phần hợp lệ nhu cầu thành phần phù hợp với lực đáp ứng thành phần 4.3.2 Định nghĩa mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp Mục tiêu tiên phát triển mơ hình trừu tượng của mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp (Hình 4.1), bỏ qua chi tiết triển khai thành phần mà tập trung vào mối quan hệ thành phần bên thành phần phần mềm mối quan hệ thành phần với tảng 4.3.2.1 Mơ hình phần mềm đám mây nhiều thành phần Thành phần sở is-a Thành phần giản đơn top is-a Thành phần ngăn xếp components * is-a Thành phần phần mềm base Hình 4.3 Mơ tả cấu trúc phần mềm đám mây đa thành phần Chúng tơi định nghĩa mơ hình phầm mềm đám mây đa thành phần cấu trúc lồng thành phần thành 11 phần thành phần khác (Hình 4.3) Một số số chúng lại thành phần thành phần nhỏ khác Cách tiếp cận giúp tăng mức độ tái sử dụng việc triển khai thành phần phức tạp sử dụng lại tổ hợp phần mềm đám mây khác 4.3.2.2 Mơ hình thành phần sở Thành phần sở miêu tả Hình 4.4, ba loại thành phần phần mềm mơ hình hóa dạng loại cấp độ thành phần sở Định nghĩa hình thức cho phép xem xét thành phần thuộc loại khác cách thống dạng đặc biệt thành phần sở, thành phần có thuộc tính riêng Chúng tơi sử dụng ký hiệu dấu chấm để tham chiếu đến thuộc tính thành phần Một thành phần phải có thuộc tính sau: (1) mơ tả dịch vụ phần mềm cung cấp thành phần (năng lực đáp ứng phần mềm - scap), (2) thiết lập môi trường thực thi cung cấp cho thành phần bên theo cách thức ngăn xếp (năng lực đáp ứng tảng - pcaps), (3) mô tả dịch vụ phần mềm bổ sung cần thiết để chạy thành phần cách (nhu cầu phần mềm - sreqs), (4) nhu cầu cần thiết tảng bên để lưu trữ thành phần phần mềm (nhu cầu tảng - preqs) Các đặc tả kỹ thuật thành phần, tức là, mô tả thuộc tính thành phần, sử dụng để xác thực xác thành phần tổ hợp để kiểm tra tính tương thích thành phần tảng bên Các đặc tả kỹ thuật viết nhà phát triển chúng không cần thiết phải đối chiếu việc triển khai thực tế thành phần Thay vào đó, nhà phát triển chọn nhu cầu lực đáp ứng thành phần từ tập hợp thuật ngữ xác định trước Lưu ý thành phần lưu trữ nhiều tảng đám mây từ nhà cung cấp đám mây khác Các nhu cầu đáp ứng tảng phải cụ thể chi tiết cho tảng Chúng 12 gọi cấp độ thành phần tổng số tảng thực thi để lưu trữ thành phần Do đó, nhu cầu tảng cho tảng i định nghĩa preqs [i] pcaps scaps Thành phần sở sreqs preqs[0] preqs[d-1] Hình 4.4 Mơ tả thành phần sở Để thuận tiện, dùng công thức đây: preqs: tập hợp nhu cầu tảng 𝑝𝑟𝑒𝑞𝑠 = ⋃ 𝑝𝑟𝑒𝑞𝑠[𝑖] 𝑖∈[0 𝑑−1] reqs: tập hợp tất nhu cầu phần mềm tảng 𝑟𝑒𝑞𝑠 = 𝑝𝑟𝑒𝑞𝑠 ⋃ 𝑠𝑟𝑒𝑞𝑠 caps: tập hợp tất lực đáp ứng phần mềm tảng 𝑐𝑎𝑝𝑠 = 𝑝𝑐𝑎𝑝𝑠 ⋃ 𝑠𝑐𝑎𝑝𝑠 4.3.2.3 Mô hình thành phần giản đơn Thành phần giản đơn hạt nhân thành phần mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp Trong định nghĩa đầy đủ, thành phần đơn giản phải cụ thể mã liệu đặc tả nhu cầu lực đáp ứng cần thiết Một thành phần giản đơn lưu trữ tảng nhất, tức là, (cấp độ = 1) Nếu tập hợp nhu cầu thành phần giản đơn trống (regs = ∅), thành phần đại diện cho phần mềm đám mây hoàn chỉnh 13 Trong trường hợp chung, thành phần giản đơn kết hợp với thành phần khác để tạo thành thành phần phức tạp (tức ngăn xếp tổ hợp) 4.3.2.4 Mơ hình thành phần ngăn xếp Thành phần ngăn xếp phần mềm đám mây: hay gọi tắt ngăn xếp (Hình 4.5), biểu thị chuỗi thành phần đơn giản triển khai chồng lên theo chiều dọc Để đơn giản, định nghĩa ngăn xếp theo cách lồng Mỗi ngăn xếp có hai phần tử: (1) phần tử thành phần đơn giản nằm ngăn xếp, (2) phần tử sở thành phần đơn giản ngăn xếp khác đại diện cho thành phần lại chuỗi Tương tự thành phần giản đơn, ngăn xếp phần mềm triển khai tảng (cấp độ = 1) pcaps Thành phần giản đơn (xếp trên) sreqs chạy sở bên scaps Thành phần ngăn xếp (cơ sở) preqs Hình 4.5 Mơ tả thành phần ngăn xếp Bên cạnh ưu điểm khả tái sử dụng, việc kết hợp nhiều thành phần vào dạng ngăn xếp giúp giảm chi phí triển khai quản lý cách kết hợp hoạt động tương ứng từ phần tử ngăn xếp Khi tạo ngăn xếp, nhà phát triển phải định phần tử phần tử sở Nhà phát triển phải định nhu cầu lực đáp ứng ngăn xếp (tức sreqs, preqs, scaps pcaps), giống nhu cầu lực 14 đáp ứng đề cập thành phần sở Sự kết hợp ngăn xếp S phải thỏa mãn luật xác thực sau: 𝑆 𝑡𝑜𝑝 𝑝𝑟𝑒𝑞𝑠 ⊆ 𝑆 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑝𝑐𝑎𝑝𝑠 𝑆 𝑝𝑐𝑎𝑝𝑠 ⊆ 𝑆 𝑡𝑜𝑝 𝑝𝑐𝑎𝑝𝑠 ⋃ 𝑆 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑝𝑐𝑎𝑝𝑠 𝑆 𝑝𝑟𝑒𝑞𝑠 ⊇ 𝑆 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑞𝑠 𝑆 𝑠𝑟𝑒𝑞𝑠 ⊇ 𝑆 𝑡𝑜𝑝 𝑠𝑟𝑒𝑞𝑠 ⋃ 𝑆 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑠𝑟𝑒𝑞𝑠 𝑆 𝑠𝑐𝑎𝑝𝑠 ⊆ 𝑆 𝑡𝑜𝑝 𝑠𝑐𝑎𝑝𝑠 ⋃ 𝑆 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑠𝑐𝑎𝑝𝑠 4.3.2.5 Mô hình thành phần tổ hợp Thành phần tổ hợp phần mềm đám mây: hay viết tắt tổ hợp, biểu thị tập hợp thành phần phần mềm kết hợp dạng thành phần để làm mờ phức tạp phụ thuộc bên Thành phần phần mềm coi đồ thị có hướng mà đỉnh thành phần giản đơn ngăn xếp Một cạnh từ thành phần A đến thành phần B tổ hợp biểu thị thành phần A sử dụng dịch vụ thành phần B cung cấp thời điểm thực thi scaps Thành phần giản đơn Kết nối (first) Thành phần giản đơn sreqs (second) preqs[0] preqs[d-1] Hình 4.6 Mơ tả thành phần tổ hợp Tương tự với ngăn xếp, áp dụng cấu trúc lồng để định nghĩa tổ hợp Mỗi tổ hợp bao gồm tập hợp thành phần số số chúng loại tổ hợp khác Để đơn giản, chúng tơi xác định tổ hợp có hai phần tử (Hình 4.6): phần tử thứ phần tử thứ hai Sự phụ thuộc lẫn thành phần giới hạn phụ thuộc phần mềm thành phần thứ 15 vào thành phần thứ hai Cấp độ thành phần tính tổng cấp độ cấp độ thành phần thứ cấp độ thành phần thứ hai Khi tạo tổ hợp, nhà phát triển cần định nhu cầu khả đáp ứng bên ngồi Hiện tại, không cho phép thành phần bên ngồi nằm tổ hợp Vì vậy, thuộc tính pcaps phải trống Các luật xác thực sau nên áp dụng để xác thực tính đắn tổ hợp C: 𝐶 𝑠𝑐𝑎𝑝𝑠 ⊆ 𝐶 𝑓𝑖𝑟𝑠𝑡 𝑠𝑐𝑎𝑝𝑠 ⋃ 𝐶 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑 𝑠𝑐𝑎𝑝𝑠 𝐶 𝑠𝑟𝑒𝑞𝑠 ⊇ 𝐶 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑 𝑠𝑟𝑒𝑞𝑠 ⋃(𝐶 𝑓𝑖𝑟𝑠𝑡 𝑠𝑟𝑒𝑞𝑠 \𝐶 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑 𝑠𝑐𝑎𝑝𝑠) 𝐶 𝑝𝑟𝑒𝑞𝑠[𝑖] ⊇ 𝐶 𝑓𝑖𝑟𝑠𝑡 𝑝𝑟𝑒𝑞𝑠[𝑖] , ∀𝑖 ∈ [0 … (𝐶 𝑓𝑖𝑟𝑠𝑡 𝑑𝑒𝑔𝑟𝑒𝑒 − 1)] 𝐶 𝑝𝑟𝑒𝑞𝑠[𝑖] ⊇ 𝐶 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑 𝑝𝑟𝑒𝑔𝑠[𝑖 − 𝑑1] , ∀𝑖 ∈ [𝑑1 … (𝑑1 + 𝑑2 − 1)], 𝑑1 = 𝐶 𝑓𝑖𝑟𝑠𝑡 𝑑𝑒𝑔𝑟𝑒𝑒, 𝑑2 = 𝐶 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑 𝑑𝑒𝑔𝑟𝑒𝑒 4.3.2.6 Mơ hình thành phần tảng Thành phần tảng đám mây: hay viết tắt tảng (Hình 4.7), sử dụng để mơ hình hóa dịch vụ tảng đám mây thị trường đám mây Đặc tả kỹ thuật tảng P phải mô tả lực (pcaps) để phù hợp với nhu cầu tảng thành phần phần mềm đám mây nhằm triển khai Trên thực tế, đặc tả kỹ thuật tảng cung cấp nhà cung cấp đám mây nhà môi giới dịch vụ chợ đám mây Trong trường hợp này, nhà phát triển nhà cung cấp đám mây nên đồng ý tập hợp điều khoản (terms) xác định trước nhu cầu lực tảng thực thi Thành phần tảng Caps Hình 4.7 Mơ tả thành phần tảng 16 Một tổ hợp phần mềm đám mây nhu cầu nhiều tảng Chúng tơi xác định nhóm tảng tập hợp tảng đám mây xếp theo thứ tự nhóm tảng tương thích nhóm tảng đáp ứng nhu cầu tảng thành phần Các vị từ sau sử dụng để kiểm tra thuộc tính này: 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒𝑊𝑖𝑡ℎ𝑅𝑒𝑞𝑠(𝑃, 𝑝𝑟𝑒𝑞𝑠) 𝑖𝑓 𝑃 𝑝𝑐𝑎𝑝𝑠 ⊇ 𝑝𝑟𝑒𝑞𝑠 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒𝑊𝑖𝑡ℎ(𝑃𝐺 = [𝑃0 , 𝑃𝑑−1 ], 𝐶)𝑖𝑓𝑑 = 𝐶 𝑑𝑒𝑔𝑟𝑒𝑒 𝑎𝑛𝑑 ∀𝑖 ∈ [0 𝑑 − 1] 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒𝑊𝑖𝑡ℎ𝑅𝑒𝑞𝑠(𝑃𝑖 , 𝐶 𝑝𝑟𝑒𝑞𝑠[𝑖]) Trong phần này, định nghĩa mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp Ở phần tiếp theo, chúng tơi xây dựng phương pháp đặc tả cho mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp 4.4 Đặc tả ứng dụng đa đám mây kết hợp (CAMD) Với mục tiêu chuẩn hóa đặc tả ứng dụng đa đám mây, dề xuất phương pháp mô tả khả thể trạng thái vận hành thuộc tính mẫu mơ tả tiêu chuẩn hóa mà cịn đáp ứng tính chất đa đám mây chợ ứng dụng đa đám mây O-Marketplace Để đạt mục tiêu này, công việc tập trung vào việc phát triển mẫu đặc tả cho CAM thành phần Đặc tả ứng dụng CAM xây dựng từ đặc tả riêng lẻ dựa luật kết hợp Bởi CAM định nghĩa cấu trúc lồng nhau, đó, phương pháp đặc tả phải thể tính đặc biệt Các mẫu đặc tả đề xuất đăng tải theo đường dẫn: https://github.com/longlovehl/CAM-D/ 4.5 Thực nghiệm mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp Để chứng minh tính khả thi mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp, chuyển đổi CAM-D sang đặc tả kỹ thuật TOSCA TOSCA 17 tiêu chuẩn phổ biến để đặc tả ứng dụng đám mây Tuy nhiên, TOSCA chưa phát triển để đặc tả ứng dụng đám mây nhiều thành phần Quy trình tiến hành theo hai bước: Làm phẳng script đặc tả CAM-D thành tổ hợp đặc tả có cấu trúc phẳng Chuyển đổi tổ hợp có cấu trúc phẳng sang đặc tả TOSCA 4.6 Một số ứng dụng mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp ngữ cảnh chợ ứng dụng đa đám mây O-Marketplace 4.6.1 Phương thức ghép hợp dịch vụ chợ ứng dụng đa đám mây O- Marketplace 4.6.1.1 Đề xuất cách tiếp cận cho giải pháp ghép hợp dịch vụ đa đám mây Các nghiên cứu trước kết hợp dịch vụ đám mây tồn số hạn chế: (i) tính tương thích phụ thuộc thành phần ứng dụng đám mây đa thành phần chưa chựa xem xét; (ii) giải pháp kết hợp chưa định nghĩa đầy đủ theo mẫu chuẩn ứng dụng đa đám mây, (iii) chưa có nghiên cứu đề cập đến việc ghép hợp phần mềm đám mây nhiều thành phần với tảng thực thi cung cấp nhà cung cấp khác Để giải vấn đề này, đề xuất cách tiếp cận xác định xác ràng buộc công nghệ thành phần phần mềm thành phần phần mềm với tảng thực thi luật kết hợp để xác thực tính xác tổ hợp phần mềm triển khai Bên cạnh đó, chúng tơi phát triển giải thuật ghép hợp để tìm kiếm nhóm tảng thực thi tương thích ứng dụng đám mây theo tiêu chí yêu cầu từ người tiêu dùng dịch vụ đám mây 4.6.1.2 Ngữ cảnh ghép hợp dịch vụ đa đám mây Theo định nghĩa mô hình ứng dụng đa đám mây kết hợp, thành phần phần mềm phát triển nhà phát triển độc lập, 18 phát hành chợ ứng dụng đa đám mây có khả triển khai tảng tương thích đề nghị chợ ứng dụng Có nhiều tảng thực thi có khả cung cấp mơi trường thích hợp cho thành phần phần mềm đám mây Để phát triển tính gợi ý của chợ ứng dụng, dựa mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp, phát triển phương thức ghép hợp, giải thuật đề xuất hỗ trợ hiệu người tiêu dùng tìm tảng thực thi tương thích cho phần mềm đám mây cách kết hợp nhu cầu tảng thực thi với lực đáp ứng tảng tảng thực thi 4.6.1.3 Giải thuật ghép hợp Chúng giả định giài pháp tảng thực thi cho phần mềm đám mây tập hợp tảng thực thi tương thích (PG) thành phần phần mềm (C) Có thể có nhiều giải pháp loại tảng vài nhà cung cấp dịch vụ đám mây (khác giá chất lượng) Lựa chọn giải pháp ưu nghĩa cần phải tạo so sánh giải pháp dựa hàm giá Cost(PG) đề xuất cho giải pháp tảng thực thi Một vài ví dụ cho hàm sau: 𝑑−1 𝐶𝑜𝑠𝑡([𝑃0, … , 𝑃𝑑−1 ]) = ∑ 𝑃𝑟𝑖𝑐𝑒(𝑃𝑖 ) 𝑖=0 Hàm giá giúp người tiêu dùng lựa chọn giải pháp tảng thực thi với giá tốt 𝐶𝑜𝑠𝑡([𝑃0 , … , 𝑃𝑑−1 ]) = |{𝑃0, … , 𝑃𝑑−1 }| Hàm giá giúp người tiêu dùng lựa chọn giải pháp tảng thực thi với số lượng tảng thực thi Trên sở hàm giá phát triển giải thuật ghép hợp để đề xuất giải pháp tảng thực thi tương thích, mã giả giải thuật trình bày đây: 00 Algorithm Matchmaking(C, PS); 01 Input: 02 - A cloud software component C 03 - A set of cloud platforms PS 04 Output: 19 05 - A compatible platform group PG to the component C whose 06 members are selected 07 from PS 08 Begin 09 d := C.degree; 10 For i := to d – 11 Begin 12 CPL[i] := ; 13 For each P  PS 14 If compatibleWithReqs(P, C.preqs[i]) 15 Then CPL[i] := CPL[i]  {P}; 16 End 17 min_cost := INFINITY; 18 best_solution := NULL; 19 For each PG in (CPL[0] x CPL[1] x … x CPL[d - 1]) 20 If Cost(PG) < min_cost 21 Then 22 Begin 23 min_cost := Cost(PG); 24 best_solution := PG; 25 End; 26 Return PG; 27 End; 4.6.2 Áp dụng CAM nâng cao tính di dộng ứng dụng đám mây 4.6.2.1 Đề xuất cách tiếp cận để nâng cao tính di động ứng dụng đa đám mây Theo cách tiếp cận chúng tôi, Bản thiết kế chi tiết (Blueprint) kế hoạch điều phối ứng dụng đám mây; sở để triển khai cấu hình ứng dụng đa đám mây Nếu có thay đổi dịch vụ tảng thực thi, Bản thiết kế chi tiết phải sửa đổi tham số theo đặc tả tảng thực thi Bản thiết kế chi tiết cập nhật sử dụng để triển khai lại thành phần phần mềm thiết lập lại kết nối liên quan Để đảm bảo Bản thiết kế chi tiết cập nhật xác, phép biến đổi hai chiều (BX) cách tiếp cận hiệu để đồng hóa xác 4.6.2.2 Phương thức cập nhật tự động Bản thiết kế chi tiết ứng dụng đa đám mây Ý tưởng cung cấp công cụ hỗ trợ để cập nhật mơ hình ứng dụng đa đám mây Nền tảng nhằm mục đích cập nhật 20 mơ hình ứng dụng với tham số từ đặc tả kỹ thuật tảng thực thi Cách tiếp cận có khả đáp ứng với đa số công nghệ chuyển đổi xu hướng công nghệ Các cách tiếp cận khác hỗ trợ nhiều tảng thực thi Hình 5.3 Tiến trình tự động cấp nhật Bản thiết kế chi tiết ứng dụng đám mây 4.6.3 Áp dụng CAM cho tự động sửa lỗi ứng dụng đa đám mây 4.6.3.1 Đề xuất cách tiếp cận sửa lỗi tự động ứng dụng đa đám mây Chúng đề xuất cách tiếp cận có tính khả thi để tự động sửa chữa thành phần ứng dụng đám mây bị lỗi theo hai bước: tự động phát lỗi tái triển khai Các quy trình dựa việc sử dụng Bản thiết kế chi tiết (Blueprint) ứng dụng đa đám mây đặc tả mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp Do đó, ứng dụng đám mây tự động sửa chữa cách triển khai lại thành phần bị lỗi thiết lập lại kết nối ứng dụng để hoạt động ứng dụng đám mây trạng thái ban đầu 4.6.3.2 Tiến trình sửa lỗi tự động ứng dụng đa đám mây Tiến trình tự sửa lỗi hoạt động sở Bản thiết kế chi tiết, mơ tả quan hệ thành phần ứng dụng đa đám mây Tiến trình gồm bước sau: Bước 1: Bộ phát lỗi giám sát hoạt động thành phần dịch vụ dựa trạng thái hoạt động thành phần trạng thái kết nối theo đặc tả Bản thiết kế chi tiết 21 Bước 2: Nếu phát lỗi, phát lỗi gửi yêu cầu đến công cụ triển khai đa đám mây Bước 3: Công cụ triển khai ứng dụng đa đám mây phân tích yêu cầu từ phát lỗi để tái triển khai tái thiết lập kết nối bên Hình 5.10 Tiến trình tự động sửa lỗi phần mềm đa đám mây 4.7 Thảo luận mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp Mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp tảng lõi giải pháp liên quan đến phát triển O-Marketplace Nó đóng vai trị quan trọng việc phát triển ứng dụng đám mây 4.5.1 Vai trị mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp mơ hình chợ ứng dụng đa đám mây OMarketplace Mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp làm thay đổi vai trò nhà cung cấp để tăng giá trị cho người sử dụng nhà phát triển cấu trúc hỗ trợ giảm bớt khóa độc quyền Về phía nhà phát triển, CAM có vai trị quan trọng việc phát triển ứng dụng đa đám mây Thay phụ thuộc vào nhà cung cấp trước đây, nhà phát triển trở thành hoa tiêu cho phát triển Họ tự phát triển ứng dụng đám mây tách biệt với hệ sinh thái công nghệ nhà cung cấp dịch vụ đám mây Hơn nữa, ứng dụng đám mây không phát triển đơn nhà cung cấp mà từ nhiều nhà phát triển 22 Về phía nhà cung cấp dịch vụ, CAM mang tạo thay đổi lớn vai trò nhà cung cấp thị trường đám mây, từ thống trị thị trường trở thành đối tác với bên thứ ba/nhà phát triển việc cung cấp dịch vụ tảng đám mây Bên cạnh đa dạng công nghệ từ tầng phần mềm tạo áp lực lớn cho nhà cung cấp việc hoàn thiện phát triển dịch vụ tảng để áp ứng nhu cầu Về phía người tiêu dùng, CAM tạo thuận lợi cho người tiêu dùng tiếp cận sản phẩn tốt nhà cung cấp cho nhu cầu Về phía chợ ứng dụng đa đám mây, CAM tảng cho phương thức cung cấp dịch vụ đa đám mây chế hoạt động chợ ứng dụng Thúc đẩy cạnh tranh trực tiếp cấp cấp dịch vụ đám mây 4.5.2 Vai trị mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp phát triển ứng dụng đám mây Ứng dụng đám mây dựa CAM xây dựng hệ thống phân tán thành phần dịch vụ tảng chạy thành phần phần mềm cụ thể đặt nhà cung cấp đám mây cụ thể Các thành phần phần mềm tích hợp cách trực quan theo cấu trúc lồng linh hoạt để thể thuộc tính cụ thể Các tảng xác định cách đơn giản sở hạ tầng đám mây hồ sơ dịch vụ tảng đám mây định nghĩa theo định dạng chung xem thành phần ứng dụng đám mây dựa thành phần Việc phát triển phần mềm đám mây giải phóng khỏi ràng buộc cơng nghệ từ nhà cung cấp đám mây Các nhà phát triển phát triển phần nhỏ riêng biệt tảng công nghệ đám mây khác giải pháp phần mềm hồn chỉnh Nâng cao khả tái sử dụng thành phần phần mềm đám mây, nhà phát triển xây dựng ứng dụng cách kết hợp thành phần có người khác vào giải pháp phần mềm riêng họ Điều giúp tiết kiệm chi phí thời gian việc phát triển ứng dụng đám mây 23 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Kết luận Các nghiên cứu luận án thực ngữ cảnh chợ ứng dụng đa đám mây với vấn đề liên quan đến chợ ứng dụng O-Marketplace, thành phần ứng dụng đám mây phát triển độc lập với công nghệ nhà cung cấp triển khai phân tán đa đám mây Vượt qua thách thức trình nghiên cứu, chúng tơi đạt kết sau: • Tạo môi trường cạnh tranh trực tiếp cho dịch vụ đám mây; • Định nghĩa mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp; • Tái sử dụng thành phần phần mềm đám mây; • Phát triển phương thức ghép hợp cho chợ ứng dụng đa đám mây; • Gia tăng giá trị cho người tiêu dùng; • Gia tăng giá trị cho nhà phát triển 5.2 Hướng phát triển Những đóng góp luận án gợi mở cho nhiều hướng nghiên cứu tương lai Lộ trình nghiên cứu ngắn hạn: • Hồn thiện chợ ứng dụng đa đám mây O-Marketplace; • Hồn thiện mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp (CAM); • Phát triển ứng dụng CAM; • Phát triển CAM-runtime Lộ trình nghiên cứu dài hạn: • Cơ chế để quản lý ứng dụng đa đám mây; • Chất lượng dịch vụ; • Cam kết chất lượng dịch vụ, • Bảo mật, • Di trú ứng dụng đa đám mây 24 ... trữ tảng đám mây khác Mơ hình ứng dụng đám mây đặt tên Mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp (Hình 4.1) 4.2.1 Ứng dụng đám mây Ứng dụng đám mây xem phần mềm dịch vụ bao gồm phần mềm đám mây hoạt... mơ hình chợ ứng dụng đa đám mây OMarketplace Định nghĩa mơ hình ứng dụng đa đám mây kết hợp (Composable Application Model) Trên sở mơ hình chợ ứng dụng đa đám mây O-Marketplace mơ hình ứng dụng. .. chức áp dụng công nghệ đám mây Theo quan điểm chúng tơi, phát triển mơ hình chợ ứng dụng đa đám mây mơ hình ứng dụng đa đám mây để giảm khóa độc quyền tận dụng hiệu ưu điểm môi trường đa đám mây