Nghiên cứu công nghệ điện toán đám mây và kiến trúc hướng dịch vụ áp dụng cho bài toán tích hợp dữ liệu

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG NGUYỄN VĂN HỮU NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ KIẾN TRÚC HƯỚNG DỊCH VỤ ÁP DỤNG CHO BÀI TOÁN TÍCH HỢP DỮ LIỆU Chuyên ngành: Truyền dữ liệu và mạng máy tính Mã số: 60.48.15 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2012 Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS HÀ HẢI NAM Phản biện 1: …………………………………………………. Phản biện 2: …………………………………………………. Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Vào lúc: giờ ngày tháng năm… Có thể tìm hiểu luận văn tại: Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông. LỜI NÓI ĐẦU Chỉ vài năm sau khi xuất hiện Điện toán đám mây (ĐTĐM)đã trở thành một xu thế công nghệ không thể đảo ngược, với trung tâm điện toán đám mây ra đời đầu tiên vào nửa cuối năm 2008, Việt Nam đã trở thành một trong những quốc gia đầu tiên trong ASEAN đưa vào sử dụng công nghệ này. Ngày nay số công ty, tổ chức theo đuổi ngày một nhiều, số dịch vụ cũng ngày một phong phú hơn, với những dịch vụ cụ thể, những ứng dụng cụ thể, khái niệm điện toán đám mây đã dần trở nên quen thuộc. Điện toán đám mây trong lĩnh vực công nghệ thông tin cũng giống như đám mây ở trên trời ai cũng có thể nhìn thấy nó, do vậy đi bất cứ đâu chúng ta cũng có thể sử dụng, khai thác dữ liệu của chúng ta nếu ở đó có internet. Sự hội tụ nhiều công nghệ hiện có trong ĐTĐM như SOA( service oriented architecture), ảo hóa, cho phép các tài nguyên điện toán như: phần cứng, phần mềm, lưu trữ, được cung cấp một cách nhanh chóng cho người sử dụng dịch vụ theo yêu cầu của họ. Các nguồn tài nguyên này cần được quản lý để sẵn sàng cung cấp cho người sử dụng một cách đảm bảo chính xác, an toàn và chất lượng. Trong xu thế toàn cầu hóa và hội nhập kinh tế quốc tế, các tổ chức, các doanh nghiệp cần bắt tay phối hợp hành động và chia sẻ tài nguyên với nhau để nâng cao hiệu quả hoạt động. Khi thế giới điện toán đã kết nối làm thế nào để khai thác được tối đa năng lực điện toán đó với chi phí thấp nhất và nhanh nhất?vấn đề không tương thích giữa các hệ thống? vấn đề tái sử dụng các hệ thống sẵn có?,… Vì vậy, việc nghiên cứu công nghệ ĐTĐM và kiến trúc hướng dịch vụ để áp dụng vào hệ thống CNTT của các tổ chức, doanh nghiệp là rất cần thiết. Đó là lý do em chọn đề tài:”Nghiên cứu công nghệ ĐTĐM và kiến trúc hướng dịch vụ áp dụng cho bài toán tích hợp dữ liệu” để làm khóa luận tốt nghiệp. - Mục đích của luận văn. -Tìm hiểu về công nghệ Điện toán đám mây. -Tìm hiểu về kiến trúc hướng dịch vụ. -Triển khai thử nghiệm kiến trúc hướng dịch vụ kết hợp công nghệ ĐTĐM. - Đối tượng nghiên cứu. -Tập trung nghiên cứu tổng quan về kiến trúc hướng dịch vụ tham chiếu cho ĐTĐM. Các công nghệ sử dụng trong Điện toán đám mây. -Nghiên cứu triển khai các ứng dụng trên nền công nghệ Điện toán đám mây. - Phương pháp nghiên cứu. Nghiên cứu tổng quan lý thuyết về ĐTĐM và kiến trúc hướng dịch vụ, các công nghệ trong ĐTĐM, lựa chọn công nghệ và thử nghiệm mô hình kiến trúc hướng dịch vụ kết hợp công nghệ Điện toán đám mây cho bài toán tích hợp dữ liệu. - Kết cấu của luận văn. Luận văn gồm 3 chương. Chương 1: Trình bày tổng quan về kiến trúc hướng dịch vụ-SOA(service oriented architecture). Chương 2: Trình bầy về sự hội tụ của kiến trúc hướng dịch vụ trong ĐTĐM, các công nghệ sử dụng trong ĐTĐM, các mô hình triển khai của ĐTĐM, kiến trúc hướng dịch vụ tham chiếu cho ĐTĐM. Chương 3: Triển khai thử nghiệm. Cuối cùng là kết luận lại những điểm chính, những đóng góp chính của luận văn, đồng thời chỉ ra những điểm cần khắc phục và định hướng phát triển tiếp theo cho luận văn. Chương 1. KIẾN TRÚC HƯỚNG DỊCH VỤ- SOA 1.1Tổng quan về kiến trúc hướng dịch vụ 1.1.1 Giới thiệu về kiến trúc hướng dịch vụ Kiến trúc hướng dịch vụ(service oriented architecture) là một hướng tiếp cận với việc thiết kế và tích hợp phần mềm, chức năng của hệ thống theo dạng module, hai từ đầu service oriented mô tả phương pháp luận của việc phát triển phần mềm, từ thứ 3 architecture-kiến trúc mô tả bức tranh tổng thể của các sản phẩm phần mềm được chuẩn hóa trên mạng, trao đổi với nhau trong ngữ cảnh một tiến trình nghiệp vụ. 1.1.2 Các tính chất của SOA -Loose coupling:giúp gỡ bỏ những ràng buộc điều khiển giữa những hệ thống đầu cuối. -Sử dụng lại dịch vụ: Tái sử dụng dịch vụ loại bỏ thành phần trùng lặp, tăng độ vững chắc trong cài đặt và đơn giản hóa việc quản trị. - Sử dụng dịch vụ bất đồng bộ: - Quản lý các policy: Việc quản lý các policy tăng khả năng tạo ra các đặc tính tái dụng dịch vụ - Tự động dò tìm và ràng buộc: bên sử dụng dịch vụ không cần biết định dạng của thông điệp yêu cầu, thông điệp trả về cũng như địa chỉ của dịch vụ yêu cầu đến khi cần. - Tự hồi phục: Là khả năng hệ thống tự hồi phục sau khi sảy ra lỗi mà không cần đến sự can thiệp của con người. 1.1.3 Lợi ích của việc sử dụng SOA -Độc lập hệ thống:những dịch vụ không phụ thuộc vào hệ thống và mạng cụ thể. - Cho phép hướng sự tập trung vào xây dựng các tính năng nghiệp vụ trong quá trình phát triển phần mềm. - Giảm thiểu chi phí trong quá trình phát triển. - Giảm thiểu yêu cầu về đào tạo và kỹ năng. - Chi phí bảo trì thấp. - Chu trình phát triển phần mềm nhanh chóng hơn. 1.1.4 Một số mô hình triển khai SOA - Service Registry: Đây là mô hình truyền thống để định vị và liên kết các dịch vụ trong một hệ thống SOA - Service Broker: Dịch vụ này có thể làm nhiều chức năng như định tuyến dữ liệu thông điệp, xử lý lỗi, chia tải và lọc thông tin. - Service Bus: Đây là mô hình ra đời sau nhất trong 3 mô hình nhưng nó được sử dụng trong các sản phẩm thương mại large-scale(như IBM,BEA 1.1.5 Kiến trúc phân tầng chi tiết của SOA -Tầng Connectivity: Tầng thấp nhất- tầng kết nối Mục đích của tầng kết nối là kết nối đến các ứng dụng enterprise hoặc các tài nguyên bên dưới và cung cấpchúng thành dạng các dịch vụ - Tầng orchestration: Là tầng chứa các thành phần đóng vai trò là những dịch vụ sử dụng vừa là những dịch vụ cung cấp, những dịch vụ này sử dụng những dịch vụ của tầng kết nối và các dịch vụ orchestration khác để kết hợp những chức năng cấp thấp hơn thành những dịch vụ hoạt động ở cấp cao hơn. - Tầng composite application: Là tầng cung cấp các ứng dụng cho người sử dụng cuối. 1.2 Vòng đời của kiến trúc hướng dịch vụ Vòng đời của kiến trúc hướng dịch vụ là mô hình chỉ ra các mối quan hệ và sự độc lập giữa các thành phần trong chu trình phát triển một ứng dụng SOA 1.2.1 Giai đoạn mô hình hóa Đây là công đoạn đầu tiên trong chu trình phát triển của một hệ thống SOA, nhằm đơn giản hóa các công việc bằng mô hình cụ thể và nhằm giúp hiểu rõ hơn về hệ thống dưới một góc nhìn nào đó 1.2.2 Giai đoạn ráp nối Trong giai đoạn này các ứng dụng phần mềm được xây dựng để thực hiện các quy trình nghiệp vụ. Quá trình xây dựng các ứng dụng phần mềm này được thực hiện bằng cách lắp ráp các dịch vụ. 1.2.3 Giai đoạn triển khai sau khi phần mềm được xây dựng thành công, chúng sẽ được triển khai trên môi trường thực thi, giai đoạn này cho phép tích hợp các yếu tố con người, các quy trình nghiệp vụ, quản lý và tích hợp thông tin. 1.2.4 Giai đoạn quản lý các quy trình nghiệp vụ được theo dõi và quản lý trên cả khía cạnh công nghệ thông tin lẫn khía cạnh nghiệp vụ. 1.3 Mô hình logic của kiến trúc hướng dịch vụ Mô hình logic của kiến trúc hướng dịch vụ gồm nhiều thành phần khác nhau, các thành phần này sẽ ảnh hưởng trực tiếp và chủ yếu vào kết quả ứng dụng mô hình SOA. [...]... được sử dụng để truyền tải tinh thần của kiến trúc đến với những bên liên quan chuyên và không chuyên về kỹ thuật 3.2 Lựa trọn công nghệ và thử nghiệm 3.2.1 Mô hình triển khai SOA kết hợp ĐTĐM Hình 3.3: Triển khai kiến trúc tham chiếu kết hợp với công nghệ điện toán đám mây Một mô hình triển khai kiến trúc tham khảo đề xuất kết hợp với công nghệ điện toán đám mây được trình bày ở hình 3.3 Trong mô hình... đầy đủ và được nhà cung cấp đám mây quản lý 2.3.1 Các đám mây riêng là các dịch vụ đám mây được cung cấp trong doanh nghiệp Những đám mây này tồn tại bên trong tường lửa công ty và chúng được doanh nghiệp quản lý 2.3.1 Các đám mây lai là một sự kết hợp của các đám mây công cộng và riêng Những đám mây này thường do doanh nghiệp tạo ra và các trách nhiệm quản lý sẽ được phân chia giữa doanh nghiệp và nhà... CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ KIẾN TRÚC HƯỚNG DỊCH VỤ 2.1 Các đặc tính của ĐTĐM 2.1.1 Đặc điểm Điện toán đám mây là một dạng hệ thống song song phân tán bao gồm tập hợp các máy chủ ảo kết nối với nhau, các máy chủ ảo này được cấp phát tự động và thể hiện như một hay nhiều tài nguyên tính toán độc lập dựa trên sự đồng thuận ở mức dịch vụ 2.1.2 Thành phần -Clients: Các máy khách trong mô hình điện toán đám mây. .. và lưu trữ ứng dụng có giá trị như là dịch vụ ứng dụng như cộng tác nhóm, sắp 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 2.2.3 Cơ sở hạ tầng được cung cấp như một dịch vụ Những nhà cung cấp cơ sở hạ tầng quản lý một tập hợp lớn các tài nguyên tính toán như các bộ... cấp dịch vụ và người sử dụng 2.2 Các mô hình dịch vụ của ĐTĐM 2.2.1 Phần mềm được cung cấp như một dịch vụ Dịch vụ phần mềm là một mô hình triển khai ứng dụng mà ở đó người cung cấp cho phép người dùng sử dụng dịch vụ theo yêu cầu 2.2.2 Nền tảng được cung cấp như một dịch vụ Cung cấp dịch vụ nền tảng(PaaS) bao gồm những điều kiện cho quy trình thiết kế ứng dụng, phát triển, kiểm thử, triển khai và lưu... triển khai và hạ tầng ĐTĐM với công nghệ ảo hóa đươc triển khai sử dụng VMWare Sphere Trên hạ tầng ảo hóa, các máy chủ ảo với HĐH Ubuntu Server được triển khai và các thành phần của hệ thống nền được triển khai trên các máy chủ ảo này 3.2.2 Thử nghiệm tích hợp Hệ thống đề xuất đã được sử dụng thử nghiệm trong bài toán tích hợp ứng dụng, dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian Trong bài toán tích hợp này... đám mây công cộng 2.3.1 Các đám mây cộng đồng là các đám mây được chia sẻ bởi một số tổ chức và hỗ trợ một cộng đồng cụ thể có mối quan tâm chung (ví dụ: chung sứ mệnh, yêu cầu an ninh, chính sách ) Nó có thể được quản lý bởi các tổ chức hoặc một bên thứ ba 2.4 Kiến trúc hướng dịch vụ tham chiếu cho ĐTĐM 2.4.1 Mô hình hoạt động của SOA tham chiếu cho ĐTĐM 2.4.2 Xu hướng phát triển kiến trúc hướng dịch. .. với kiến trúc tham khảo của mô hình thử nghiệm Kiến trúc được đề xuất cần áp ứng các mục tiêu sau: (1) Cho phép các ứng dụng mới và các ứng dụng hiện có hoạt động cùng nhau một cách hợp chuẩn (2) Hỗ trợ các cơ chế xây dựng một giao diện chuẩn cho các nguồn dữ liệu đa dạng (3) Khả năng sẵn sàng tích hợp cơ sở dữ liệu khác một cách hợp chuẩn (4) Hỗ trợ các cơ chế cho việc xây dựng các logic nghiệp vụ. .. cơ sở dữ liệu, cơ sở dữ liệu, dịch vụ wed -Infrastructure: Trong công nghệ điện toán đám mây thì cơ sở hạ tầng được cung cấp như một dịch vụ 2.1.3 Tính chất cơ bản của ĐTĐM -Tự phục vụ theo nhu cầu: Mỗi khi có nhu cầu, người dùng chỉ cần gửi yêu cầu thông qua trang web cung cấp dịch vụ, hệ thống của nhà cung cấp sẽ áp ứng yêu cầu của người dùng - Truy xuất diện rộng: có thể truy xuất dịch vụ từ bất... hướng tiếp cận kiến trúc hiện đại, đưa vào xem xét một cách có hệ thống khả năng mở rộng, tính sẵn sàng, khả năng thích ứng, tính linh hoạt và linh động 3.1.2 Kiến trúc tham khảo đề xuất cho mô hình triển khai thử nghiệm Hình 3.1 Kiến trúc tham khảo theo hướng tiếp cận SOA 3.1.3 Mô hình tích hợp phát triển dịch vụ mới Hình3.2: Mô hình theo lớp của kiến trúc tham khảo Mô hình này được sử dụng để truyền . trúc hướng dịch vụ, các công nghệ trong ĐTĐM, lựa chọn công nghệ và thử nghiệm mô hình kiến trúc hướng dịch vụ kết hợp công nghệ Điện toán đám mây cho bài. VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG NGUYỄN VĂN HỮU NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ KIẾN TRÚC HƯỚNG DỊCH VỤ ÁP DỤNG CHO BÀI TOÁN