Nghiên cứu mô hình và quy hoạch triển khai điện toán đám mây trong cơ quan nhà nước

  HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG PHẠM KHÁNH CHUNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ QUY HOẠCH TRIỂN KHAI ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TRONG CƠ QUAN NHÀ NƯỚC Chuyên ngành: Truyền dữ liệu và Mạng máy tính Mã số: 60.48.15 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - 2013   Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Trọng Đường 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   1 MỞ ĐẦU Thuật ngữ điện toán đám mây (Cloud Computing) xuất hiện bắt nguồn từ ứng dụng điện toán lưới (Grid Computing) trong thập niên 1980, tiếp theo là điện toán theo nhu cầu (Utility Computing) và phần mềm dịch vụ (SaaS), được hiểu là việc ảo hóa các tài nguyên tính toán và các ứng dụng. Tại Việt Nam, điện toán đám mây đã được giới thiệu từ năm 2007, tuy nhiên đến nay việc ứng dụng đi ện toán đám mây trong thực tế vẫn còn tồn tại nhiều vấn đề. Trong đó, các vấn đề cơ bản nhất bao gồm: nhận thức về lợi ích, việc lựa chọn mô hình đám mây phù hợp, cách thức chuyển đổi, quản lý tài nguyên trên đám mây. Phần lớn các phương án triển khai mô hình cung cấp dịch vụ điện toán đám mây ở nước ta hiện nay vẫn ở trong giai đoạn nghiên cứ u, làm quen các giải pháp thương mại của các hãng nước ngoài như VMware, IBM, HP, Oracle,… Các giải pháp thiết kế, thiết lập mô hình điện toán đám mây từ hiện trạng cơ sở hạ tầng thông tin, đáp ứng các nhu cầu nghiệp vụ và công tác lưu trữ, chia sẻ trao đổi thông tin có tính chất đặc thù quản lý Nhà nước trong các cơ quan Nhà nước vẫn chưa tỏ ra tận dụng được tối đa đặc điểm lợi ích điện toán đám mây. Hiệu quả chính của điện toán đám mây thể hiện ở khía cạnh cho phép phạm vi, quy mô ứng dụng lớn, hạ tầng được tập trung và chi phí đầu tư ban đầu thấp. Trong lĩnh vực phát triển Chính phủ điện tử, càng ngày vai trò của điện toán đám mây càng trở nên quan trọng do khả năng tạo ra một nền tảng điện toán phù hợp để hoàn thiện cơ sở hạ tầng thông tin bền vững của Chính phủ, đáp ứng yêu cầu về tính kết nối liên thông giữa các hệ thống thông tin. Tuy nhiên, thực tế là hiện vẫn chưa có chủ trương, biện pháp hữu hiệu để thúc đẩy triển khai điện toán đám mây trong công tác ứng dụng công nghệ thông tin, phát triển Chính phủ điện tử. Việc triển khai điện toán đám mây chủ yếu mớ i dừng lại ở việc ảo hóa hạ tầng, cung cấp hạ tầng theo hướng dịch vụ (IaaS) tại một số trung tâm cung cấp dịch vụ cho thuê chỗ đặt máy chủ, máy chủ ảo để hosting trên Internet. Đối với các hình thức cung cấp phần mềm và nền tảng theo hướng dịch vụ (SaaS, PaaS) mới chỉ ở mức nghiên cứu thử nghiệm. Việc không làm chủ và không tự phát triển giải pháp k ỹ thuật dẫn đến việc triển khai điện toán đám mây chỉ là đi mua giải pháp, thiết bị của nước ngoài. Thường xuyên đầu tư mới khi triển khai điện toán đám mây tạo ra tình trạng khó đánh giá được hiệu quả đầu tư. Đây là một trong các nguyên nhân quan trọng dẫn đến việc triển khai điện toán đám mây tại Việt Nam nói chung và trong các cơ quan Nhà nước nói riêng chưa thật sự thu hút được   2 quan tâm của cộng đồng, các bên liên quan và chưa nhận được các ưu tiên về nguồn lực để triển khai. Bên cạnh những lợi ích mà điện toán đám mây đem lại, việc triển khai điện toán đám mây trong cơ quan, tổ chức Nhà nước có nhiều thách thức như: lựa chọn các ứng dụng nào được phép đưa lên điện toán đám mây, lựa chọn mô hình phù hợp để triển khai điện toán đ ám mây, và vấn đề liên quan đến quy hoạch phát triển điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước. Đề tài “Nghiên cứu xây dựng mô hình và quy hoạch triển khai điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước”, được thực hiện nhằm nghiên cứu tổng quan về mô hình điện toán đám mây, tình hình phát triển trên thế giới hiện nay, tình hình triển khai điện toán đám mây tại Việt Nam, đặc biệt là trong các cơ quan Nhà nước, từ đó đề xuất giải pháp phù hợp. * Mục đích nghiên cứu Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài khoa học, tác giả mong muốn hoàn thành các nội dung sau: - Nghiên cứu tổng quan về mô hình điện toán đám mây, tình hình phát triển trên thế giới hiện nay. - Nghiên cứu hiện trạng phát triển dịch vụ điện toán đám mây tại Việt Nam, những khó khăn vướng mắc trong triển khai hệ thống điện toán đám mây tại Việt Nam. - Nghiên cứu, xây d ựng một số yêu cầu lựa chọn ứng dụng triển khai lên điện toán đám mây, lựa chọn mô hình triển khai, quy hoạch triển khai điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước. * Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: cơ quan Nhà nước, các tổ chức, doanh nghiệp có triển khai điện toán đám mây. - Phạm vi nghiên cứu: + Nghiên cứu tổng quan về điện toán đám mây + Nghiên cứ u hiện trạng điện toán đám mây tại Việt Nam, kinh nghiệm của các nước trong việc xây dựng các hệ thống điện toán đám mây. + Đề xuất lựa chọn ứng dụng, lựa chọn mô hình triển khai, quy hoạch sử dụng điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước. * Phương pháp nghiên cứu Đề tài được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu, phân tính hiện trạng về điệ n toán đám mây như: nghiên cứu hiện trạng triển khai điện toán đám mây tại Việt Nam, nghiên cứu hiện   3 trạng triển khai điện toán đám mây trên thế giới để từ đó đề xuất các yêu cầu, tiêu chí lựa chọn ứng dụng triển khai lên điện toán đám mây, lựa chọn mô hình triển khai, quy hoạch triển khai điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước, ứng dụng đề xuất xây dựng mô hình triển khai tại VNPT Hà nôi. Những nội dung và kết quả nghiên cứu chính của luận văn được trình bày trong ba chương như sau: Chương 1: Tổng quan về điện toán đám mây. Chương 2: Tình hình ứng dụng và triển khai điện toán đám mây tại Việt Nam và trên thế giới. Chương 3: Đề xuất lựa chọn ứng dụng, mô hình, quy hoạch triển khai điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước. Phần kết luận đưa ra những đánh giá về những kết quả đạt được và thảo luận về hu ớng nghiên cứu tiếp của luận văn.   4 Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Thuật ngữ điện toán đám mây ra đời từ giữa năm 2007, không chỉ mang lại nhiều lợi nhuận, mà còn tác động đến sự phát triển của công nghệ và hiệu quả kinh doanh. Theo Phó Chủ tịch Frank Gens - nhà phân tích chính của IDC, "các dịch vụ điện toán đám mây gắn chặt với những đột phá công nghệ như thiết bị di động, mạng vô tuyến, x ử lý phân tích khối lượng dữ liệu lớn và mạng xã hội”. 1.1. Khái niệm về điện toán đám mây Hệ thống hạ tầng điện toán đám mây là hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật bao gồm lớp vật lý và lớp logic để đảm bảo việc cung cấp các dịch vụ điện toán đám mây. Lớp vật lý là trung tâm dữ liệu. Lớp logic bao g ồm các phần mềm được triển khai trên lớp vật lý. Dịch vụ điện toán đám mây bao gồm: - Dịch vụ hạ tầng điện toán đám mây là dịch vụ cung cấp cho khách hàng khả năng xử lý tính toán, lưu trữ, kết nối và các tài nguyên tính toán cơ bản khác trên hệ thống hạ tầng điện toán đám mây để khách hàng có thể tự triển khai và chạy phần mềm hệ điều hành, các ứng dụng theo nhu cầu. Khách hàng sử dụng dịch vụ hạ tầng điện toán đám mây không quản lý hoặc kiểm soát hệ thống hạ tầng điện toán đám mây nhưng có thể kiểm soát hệ điều hành, lưu trữ, các ứng dụng triển khai và có thể kiểm soát một số thành phần kết nối mạng (như hệ thống tường lửa); - Dịch vụ nền tảng điện toán đám mây là dịch vụ cung cấp cho khách hàng khả năng triển khai trên hệ thống hạ tầng điện toán đám mây những ứng dụng của khách hàng được tạo bằng cách sử dụng các ngôn ngữ lập trình, thư viện, dịch vụ và các công cụ hỗ trợ bởi nhà cung cấp. Khách hàng không quản lý hoặc kiểm soát hệ thống hạ tầng điện toán đám mây nh ư mạng, máy chủ, hệ điều hành hay lưu trữ nhưng có thể kiểm soát việc triển khai các ứng dụng hoặc có thể đặt cấu hình cho môi trường lưu trữ ứng dụng; - Dịch vụ phần mềm điện toán đám mây là dịch vụ cung cấp cho khách hàng sử dụng các ứng dụng của nhà cung cấp trên hệ thống hạ tầng điện toán đám mây. Các ứng dụng này có thể được truy cập từ các thiết bị khác nhau của khách hàng thông qua một giao diện như trình duyệt web, email hoặc một giao diện chương trình. Khách hàng không quản lý hay kiểm soát hệ thống hạ tầng điện toán đám mây như mạng, máy chủ, hệ điều hành, lưu trữ hay các ứng dụng cá nhân nhưng có thể thiết lập một số cấu hình phần mềm ứng dụng cho người sử dụng   5 1.2. Những đặc trưng cơ bản của điện toán đám mây 1.2.1. Cơ sở hạ tầng linh động 1.2.2. Môi trường điện toán hướng dịch vụ Hình 1.2: Người dùng có thể lựa chọn dịch vụ theo nhu cầu Như vậy, cách tiếp cận hướng dịch vụ của điện toán đám mây sẽ giúp cho người sử dụng thực hiện công việc được nhanh hơn, dễ dàng hơn và đồng thời cũng tiết kiệm được đáng kể chi phí. 1.2.3. Mô hình sử dụng tự phục vụ 1.2.4. Nền tảng tự quản lý Hình 1.3: Một chính sách bảo vệ tài nguyên của VMWare 1.2.5. Trả phí dựa trên mức độ sử dụng. 1.3. Kiến trúc công nghệ và các mô hình triển khai của điện toán đám mây 1.3.1. Kiến trúc công nghệ 1.3.2. Các mô hình triển khai Thuật ngữ “đám mây” xuất phát từ hình ảnh minh họa mạng Internet đã được sử dụng rộng rãi trong các hình vẽ về hệ thống mạng máy tính của giới CNTT. Một cách nôm na, ĐTĐM   6 là mô hình điện toán Internet. Tuy nhiên, khi mô hình ĐTĐM dần định hình, các ưu điểm của nó đã được vận dụng để áp dụng trong các môi trường có quy mô và phạm vi riêng, hình thành các mô hình triển khai khác nhau. * Đám mây công cộng (Public Cloud) Trong mô hình này, hạ tầng ĐTĐM được một tổ chức sở hữu và cung cấp dịch vụ rộng rãi cho tất cả các khách hàng thông qua hạ tầng mạng Internet hoặc các mạng công cộng diện rộng. Các ứng dụng khác nhau chia s ẻ chung tài nguyên tính toán, mạng và lưu trữ. Do vậy, hạ tầng “đám mây” được thiết kế để đảm bảo cô lập về dữ liệu giữa các khách hàng và tách biệt về truy nhập. Đám mây công cộng tồn tại ngoài tường lửa của hệ thống máy tính của khách hàng và được nhà cung cấp “đám mây” quản trị. Các dịch vụ đám mây công cộng hướng tới số lượng khách hàng lớn nên thường có năng l ực cao về hạ tầng, đáp ứng nhu cầu tính toán linh hoạt, đem lại chi phí thấp cho khách hàng. Một đám mây công cộng thường chỉ được lựa chọn trong các trường hợp: - Phân tải cho các ứng dụng; triển khai các ứng dụng không đòi hỏi sự bảo mật cao. - Thử nghiệm và phát triển các ứng dụng mới. - Khách hàng cần gia tăng công suất. - Khách hàng đang thực hiện các dự án hợp tác. Hình 1.6: Mô hình đám mây công cộng * Đám mây riêng tư (Private Cloud) Đám mây riêng tư là mô hình trong đó hạ tầng đám mây được sở hữu bởi một tổ chức và phục vụ cho người dùng của tổ chức đó. Đám mây riêng tư có thể được vận hành bởi một bên thứ ba và hạ tầng đám mây có thể được đặt bên trong hoặc bên ngoài tổ chức sở hữu (tại bên thứ ba kiêm vận hành hoặc thậm chí là một bên thứ tư). Đám mây riêng tư được các tổ chức, doanh nghiệp lớn xây dựng cho mình nhằm khai thác ưu điểm được các tổ chức, doanh nghiệp lớn xây dựng cho mình nhằm khai thác ưu điểm về   7 công nghệ và khả năng quản trị của ĐTĐM. Với đám mây riêng tư, các doanh nghiệp tối ưu được hạ tầng CNTT của mình, nâng cao hiệu quả sử dụng, quản lý trong cấp phát và thu hồi tài nguyên, qua đó giảm thời gian đưa sản phẩm sản xuất, kinh doanh ra thị trường. Hình 1.7: Mô hình đám mây riêng Đám mây riêng phù hợp trong điều kiện: hoạt động của tổ chức/doanh nghiệp yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn bảo mật dữ liệu. * Đám mây cộng đồng (Community Cloud) Đám mây cộng đồng (Community Cloud) là mô 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 cậ n với các dịch vụ đám mây cộng đồng và chia sẻ chung một hạ tầng ĐTĐM để nâng cao hiệu quả đầu tư và sử dụng. Hình 1.8: Đám mây cộng đồng (Community Cloud)   8 * Đám mây lai (Hybrid Cloud) Đám mây lai là sự kết hợp của đám mây công cộng và đám mây riêng. Những đám mây này thường do tổ chức, doanh nghiệp đầu tư, và trách nhiệm quản trị sẽ được phân chia giữa tổ chức/doanh nghiệp sử dụng đám mây với nhà cung cấp đám mây. Các dịch vụ của đám mây lai sẽ có mặt ở cả không gian công cộng và riêng. Mô hình lai cho phép chia sẻ hạ tầng hoặc đáp ứng nhu cầu trao đổi dữ liệu. Một vài tình huống dành cho môi trường đám mây lai: - Tổ chức/doanh nghiệp muốn sử dụng một ứng dụng SaaS nhưng quan tâm về bảo mật. Nhà cung cấp SaaS tạo ra mây riêng cho doanh nghiệp bên trong tường lửa của họ. Họ cũng cung cấp cho tổ chức, doanh nghiệp một mạng riêng ảo VPN để bổ sung bảo mật. - Tổ chức/doanh nghiệp cung cấp dịch vụ đám mây có thị tr ường tiêu dùng khác nhau. Hình 1.9: Mô hình đám mây lai Mô hình ĐTĐM có một số ưu điểm/nhược điểm như sau: [...]... toán đám mây trong cơ quan Nhà nước Trên cơ sở nghiên cứu công nghệ điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước, lựa chọn các ứng dụng khả thi triển khai điện toán đám mây và đánh giá khả năng ứng dụng của điện toán đám mây đối cơ quan Bộ, ngành, tỉnh, thành phố tác giả đề xuất mô hình triển khai điện toán đám mây 18     3.2.1 Mô hình tổng thể Hình 3.1: Mô hình đám mây của đơn vị triển khai   Hình 3.2:... đám mây Bên cạnh những lợi ích mà điện toán đám mây đem lại, việc triển khai điện toán đám mây trong cơ quan, tổ chức Nhà nước có nhiều thách thức như: lựa chọn các ứng dụng nào được phép đưa lên điện toán đám mây, lựa chọn mô hình phù hợp để triển khai điện toán đám mây, và vấn đề liên quan đến quy hoạch phát triển điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước, những vấn đề này được tác giả nghiên cứu và. .. CHỌN ỨNG DỤNG, MÔ HÌNH, QUY HOẠCH TRIỂN KHAI ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TRONG CƠ QUAN NHÀ NƯỚC 3.1 Lựa chọn ứng dụng triển khai trên mô hình điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước 3.1.1 Yêu cầu các ứng dụng triển khai điện toán đám mây Để triển khai các ứng dụng, phần mềm trên nên tảng điện toán đám mây thì điều quan trọng là phải có hệ thống hạ tầng mạng kết nối đảm bảo Ứng dụng được triển khai tại trung... chọn ứng dụng triển khai lên điện toán đám mây, lựa chọn mô hình triển khai, quy hoạch triển khai điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước, cuối cùng đề xuất dựng mô hình điện toán đám mây tại VNPT Hà Nội Những nội dung chính đã được giải quy t trong Luận văn - Điện toán đám mây mang lại nhiều lợi ích to lớn, đặc biệt là đối với những doanh nghiệp, cơ quan Nhà nước Việc áp dụng điện toán đám mây là điều... dụng và triển khai điện toán đám mây tại các chính phủ trên thế giới 2.5.1 Tình hình ứng dụng, phát triển điện toán đám mây tại Hoa Kỳ 2.5.2 Hiện trạng triển khai điện toán đám mây của Chính phủ Singapore 2.5.3 Hiện trạng triển khai điện toán đám mây của Chính phủ Anh 2.6 Bài học kinh nghiệm trong chiến lược di dời điện toán truyền thống sang điện toán đám mây Triển khai điện toán đám mây trong hoạt động... dàng mở rộng hoặc giảm theo quy mô để đáp ứng nhu cầu kinh của cơ sở hạ tầng doanh 3.5 Kết luận chương Chương 3 đã trình bày nghiên cứu xây dựng một số yêu cầu lựa chọn ứng dụng triển khai lên điện toán đám mây, lựa chọn mô hình triển khai, quy hoạch triển khai điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước, xây dựng mô hình điện toán đám mây tại VNPT hà nội 24     KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1 Kết luận Sau một... phần điện toán đám mây trong đơn vị triển khai     19     3.2.2 Mô trình triển khai cơ sở hạ tầng * Cấu trúc mạng và phân khu ảo hóa Mô hình triển khai cơ sở hạ tầng trong một đơn vị ứng dụng điện toán đám mây được đề xuất thiết kế như sau: Hình 3.3: Cấu trúc triển khai giải pháp ảo hóa hạ tầng * Cấu trúc ảo hóa và quản lý hạ tầng đám mây   Hình3 .4: Triển khai hệ thống quản lý dịch vụ điện toán đám mây. .. toán đám mây ngày nay Việc tìm hiểu này sẽ tạo tiền đề cho chúng ta có được cái nhìn sâu sắc và toàn diện hơn trong các nghiên cứu và phân tích tiếp theo của đề tài 13     Chương 2 - TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG VÀ TRIỂN KHAI ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TẠI VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 2.1 Hiện trạng triển khai điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước Hiện nay, Điện toán đám mây đang từng bước được tiếp cận và ứng dụng trong. .. Các ứng dụng và tài liệu có thể được truy cập ở bất kỳ đâu Điện toán đám mây có thể giúp nâng cao năng lực ứng dụng công nghệ thông tin trong lĩnh vực công 2.7 Kết luận chương Trong chương này tác giả đã nghiên cứu hiện trạng triển khai điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước, hiện trạng triển khai điện toán đám mây ngoài xã hội từ đó phân tích đánh giá hiện trạng triển khai điện toán đám mây tại Việt... dịch vụ điện toán đám mây 3.2.3 Mô hình triển khai ứng dụng Hình 3.6: Mô hình triển khai các ứng dụng 21     3.3 Quy hoạch triển khai điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước 3.4 Xây dựng mô hình điện toán đám mây tại VNPT Hà Nội 3.4.1 Hiện trạng hạ tầng mạng hiện nay của VNPT Hà Nội Hiện nay mạng điều hành sản xuất kinh doanh VNPT Hà Nội được quy hoạch thành 5 vùng như sau: Hình 3.9: Hiện trạng hạ . dịch vụ. 3.2. Mô hình triển khai điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước Trên cơ sở nghiên cứu công nghệ điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước, lựa chọn. chọn mô hình triển khai, quy hoạch triển khai điện toán đám mây trong cơ quan Nhà nước. * Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: cơ quan