Tìm hiểu công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG PHẠM TUÂN TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ IP DI ĐỘNG VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY CHUYÊN NGÀNH: TRUYỀN DỮ LIỆU VÀ MẠNG MÁY TÍNH MÃ SỐ: 60.48.15 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - NĂM 2011 Luận văn được hoàn thành tại: Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: TS. Hoàng Lê Minh …………………………………………………… Phản biện 1: …………………………………………………… …………………………………………………… Phản biện 2: …………………………………………………… …………………………………………………… Luận văn sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Vào lúc: giờ ngày tháng năm……. Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 1 MỞ ĐẦU Ngày nay, điện toán đám mây(Cloud Computing) đang là vấn đề “thời sự” nhất trong giới công nghệ thông tin trên thế giới hiện nay. Các công ty đa quốc gia lớn như IBM, Microsoft, Oracle, HP, … đều đang phát triển các giải pháp xây dựng trung tâm dữ liệu và các máy chủ sử dụng công nghệ Cloud Computing. Tại Việt Nam, Viện Công nghiệp phần mềm và nội dung số VN (NISCI, Bộ Thông tin và Truyền thông) có dự án iDragon Cloud nghiên cứu thiết kế các máy tính “đám mây” (CloudPC) và thiết bị nối mạng “đám mây” (CloudBox) theo mô hình điện toán đám mây công cộng (Public Cloud) và riêng (Private Cloud) truy cập các dịch vụ đám mây (cung cấp từ các trung tâm dữ liệu) mà không cần dùng tới công nghệ Web 2.0. Một trong những vấn đề đặt ra trong dự án iDragon là để cung cấp dịch vụ đám mây cho các máy tính (thiết bị) di động. Trong luận văn tốt nghiệp này, em cần tìm hiểu và ứng dụng công nghệ IP di động trong dự án điện toán đám mây iDragon Cloud. Nội dụng luận văn tốt nghiệp gồm 03 chương: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ IP DI ĐỘNG (MOBILE IP) CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG MOBILE IP VÀO ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY (iDRAGON CLOUD) 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY. 1.1 GIỚI THIỆU 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, đối tác là một trong những bài toán được ưu tiên hàng đầu và đang không ngừng gây khó khăn cho họ. Từ một bài toán 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 không còn quan tâm đến cơ sở hạ tầng, công nghệ mà chỉ tập trung chính vào công 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. 1.2 TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1.2.1 Công nghệ điện toán đám mây là gì? Hình 1. 1 - Mô hình điện toán đám mây 3 Điện toán đám mây (Cloud computing): có thể hiểu nôm na là mô hình điện toán sử dụng các công nghệ tiên tiến nhất về phần mềm, phần cứng máy tính, được phát triển trên hạ tầng mạng máy tính và Internet, để tạo ra một “đám mây” cung cấp từ cơ sở hạ tầng, nơi lưu trữ dữ liệu cho đến các dịch vụ sẵn sàng, nhanh chóng cho mọi cơ quan, tổ chức, doanh nghiệp và người dùng đầu cuối theo yêu cầu. Tuy mới được khởi xướng từ năm 2007, nhưng mới chỉ sau hơn 3 năm, ngày càng có nhiều tổ chức, cơ quan và doanh nghiệp tìm hiểu, áp dụng công nghệ và dịch vụ điện toán đám mây để khai thác và chia sẽ chung các tài nguyên. Điện toán đám mây có thể giúp cho các tổ chức, doanh nghiệp tiết kiệm được nhiều chi phí đầu tư hạ tầng liên quan đến các dịch vụ CNTT, đầu tư để sở hữu phần mềm, phần cứng khi bạn cần chúng và chỉ muốn trả tiền cho những gì đang cần sử dụng. 1.2.2 Các công nghệ điện toán đám mây Hình 1. 2 - Nền tảng cung cấp dịch vụ 4 a. Phần mềm được cung cấp như dịch vụ (SaaS - Software as a Service): Là tầng kiến trúc của điện toán đám mây liên quan tới phần mềm, và thường được phân phối thông qua môi trường Web b. Nền tảng được cung cấp như dịch vụ (PaaS - Platform as a Service): Là một dạng dịch vụ biến thể từ SaaS, nhưng khi dựa trên công nghệ điện toán đám đã trở thành một loại dịch vụ đám mây mới để cung cấp nền tảng vận hành các ứng dụng. c. Cơ sở hạ tầng được cung cấp như dịch vụ (Infrastructure as a Service): Là tầng thấp nhất của điện toán đám mây, nơi tập hợp các tài sản vật lý như các phần cứng máy chủ, hệ thống lưu trữ và các thiết bị mạng, được chia sẽ và cung cấp dưới dạng dịch vụ IaaS cho các tổ chức hay doanh nghiệp khác nhau. 1.2.3 Công nghệ ảo hóa và phân mềm ảo hóa Bắt đầu từ năm 2008, Công ty Microsoft bắt đầu phát triển và tích hợp giải pháp “điện toán đám mây” vào hệ điều hành MS Windows Server 2008 (công nghệ ảo hóa Hyper- Virtual và phần mềm ảo hóa Virtual PC). Sau đó, Microsoft đã đưa ra chiến lược phát triển “đám mây” riêng gọi là MS Windows Azure, với khả năng cung cấp các dịch vụ đám mây từ nền tảng OS và kiểm soát dịch vụ cung cấp không những từ máy chủ mà cả trên máy trạm chạy hệ điều hành MS Windows. 5 1.2.4 Các kiểu mô hình dịch vụ đám mây hiện nay Xét từ góc độ nhu cầu sử dụng của các cơ quan, tổ chức và doanh nghiệp, hiện nay có 3 mô hình đám mây chính. Hình 1. 3 - Các mô hình cung cấp dịch vụ a. Đám mây công cộng (Public Cloud): Là các dịch vụ đám mây do bên thứ 3 (người bán) cung cấp. Chúng tồn tại ngoài tường lửa công ty, được lưu trữ đầy đủ và do nhà cung cấp đám mây quản lý. b. Đám mây riêng hay đám mây doanh nghiệp (Private or Enterprise Cloud): Là các dịch vụ đám mây này được cung cấp cho nội bộ cơ quan, tổ chức và doanh nghiệp. Những đám mây này tồn tại bên trong tường lửa công ty và chúng được doanh nghiệp trực tiếp quản lý. c. Đám mây lai (Hybrid Cloud): Là một sự kết hợp của các đám mây công cộng và đám mây doanh nghiệp. Các đám mây này đều do doanh nghiệp tạo ra và các trách nhiệm quản lý sẽ được phân chia giữa doanh nghiệp và nhà cung cấp đám mây công cộng. 6 1.2.5 Xu thế ứng dụng điện toán đám mây a. Ở ngoài nước: Vương quốc Anh: Tại đây, Chính phủ đã xây dựng “G-cloud” một mạng điện toán đám mây trên quy mô toàn chính phủ và cũng là một ưu tiên chiến lược. Nhật Bản: Tại đây, Chính phủ đang triển khai một sáng kiến lớn về điện toán đám mây, nhân rộng “đám mây Kasumigaseki” (được đặt theo tên một khu vực tại Tokyo nơi đặt văn phòng các Bộ thuộc Chính phủ Nhật Bản). Sáng kiến này tìm cách phát triển một môi trường điện toán đám mây riêng có thể host toàn bộ hệ thống tính toán của chính phủ Nhật Bản. Thái Lan: Tại đây, Cơ quan Dịch vụ Công nghệ Thông tin Chính phủ (Goverment Information Technology Service – GITS) đang xây dựng một đám mây điện toán riêng để các cơ quan chính phủ Thái Lan sử dụng. Niu-di-lân: Tại đây, Bộ Thương mại đã công bố vào tháng 6 năm 2009 việc họ sẽ tập trung hóa hoạt động mua sắm CNTT của tất cả các cơ quan chính phủ, tìm cách hình thành nên “các trung tâm kiến thức chuyên môn” tập trung vào việc hợp lý hóa vào việc mua sắm và nghiên cứu xem điện toán đám mây và SaaS có thể đóng một vai trò quan trọng hơn trong tương lai như thế nào. Trung quốc: Tại đây, các chương trình điện toán đám mây đến nay rất phổ biến bởi các nhà lãnh đạo địa phương. Thành phố Dongying tại miền Bắc Trung Quốc đang triển khai một sáng kiến về điện toán Đám mây cho các nhu cầu khác và giúp các công ty mới khởi 7 nghiệp phát triển dễ dàng hơn tạo ra sự thịnh vượng kinh tế và công ăn việc làm tại thành phố. Singapore: Cơ quan phát triển Thông tin & Truyền thông Singapore (Infocomm Development Authority of Singapore – iDA) khẳng định rằng điện toán đám mây thể hiện “một bối cảnh mới quan trọng trong lĩnh vực công nghệ thông tin” và do đó, “điều quan trọng là phải chuẩn bị Singapore thật tốt để khai thác điện toán đám mây với quy mô, ảnh hưởng và tính cạnh tranh kinh tế lớn hơn”. b. Ở trong nước: Các nghiên cứu về điện toán đám mây tại Việt Nam mới chỉ ở mức độ tìm hiểu công nghệ, các sản phẩm, nhưng cũng đã chỉ ra khả năng ứng dụng to lớn của điện toán đám mây với kỳ vọng “đám mây” sẽ góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế tại Việt Nam (vốn xuất phát từ một nền kinh tế nông nghiệp nhưng đang có tốc độ tăng trưởng cao). 1.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương mở đầu của luận văn này đã tổng quan về công nghệ Cloud Computing. tìm hiểu về các công nghệ điện toán đám mây, xu thế hiện nay trên thế giới và trong nước. Một trong những vấn đề đặt ra là nhu cầu sử dụng dịch vụ trên thiết bị di động, nhu cầu truy cập mọi lúc mọi nơi, nhanh chóng và hiệu quả. Vì vậy, chương tiếp theo nghiên cứu về công nghệ IP di động (Mobile IP) và khả năng ứng dụng trong điện toán đám mây. 8 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ IP DI ĐỘNG (MOBILE IP) 2.1. GIỚI THIỆU Trong những năm gần đây, công nghệ máy tính đã tạo ra những thay đổi rất lớn trong tất cả các lĩnh vực của cuộc sống. Sự ra đời của máy tính xách tay (laptop) với những tính năng: gọn nhẹ, di động và giá thành ngày càng giảm đã được mọi người rất ưa chuộng. Với cấu hình các mạng thông thường hiện nay, một máy tính xách tay sẽ bị thay đổi các thiết lập mạng khi nó kết nối với một mạng khác. Điều này gây ra không ít phiền toái cho người sử dụng. Ví dụ: khi một người đang di chuyển thì rất có thể quá trình duyệt web của họ sẽ bị ngắt và phải khởi động lại trình duyệt. Hình 2.1. Khi người sử dụng đang di chuyển, đang duyệt WEB,một địa chỉ IP được xác lập Hình 2.1 - Quá trình chuyển giao, địa chỉ IP bị thay đổi, quá trình duyệt web bị ngắt. [...]... với máy tính đám mây 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Ứng dụng giải pháp IP di động (kết hợp giữa hạ tầng mạng di động viễn thông và giải pháp mạng Cisco) trong việc cung cấp dịch vụ chuyển vùng, cho phép vận hành và khai thác dịch vụ đám mây trên nền tảng đám mây iDragon Cloud KẾT LUẬN Ứng dụng công nghệ điện toán đám mây cho thiết bị mạng và máy tính người sử dụng là một chủ đề nghiên cứu và ứng dụng còn khá... vùng trong dịch vụ đám mây là khả năng một thiết bị truy cập dịch vụ đám mây (máy tính đám mây CloudPC, tương tự như điện thoại di động) duy trì được khả năng truy cập dịch vụ đám mây (cung cấp dựa trên IP) khi di chuyển bên trong mạng đám mây (mạng di n rộng, mạng máy tính không dây) được xây dựng theo công nghệ điện toán đám mây (sử dụng thiết bị mạng thông minh CloudBox) để cung cấp dịch vụ đám mây. .. Protocol) mà công nghệ Mobile IP đã sử dụng, để kết nối các thiết bị di động (MN) với Trung tâm dữ liệu hay các thiết bị di động khác trong mạng (CN) Phần sau đây sẽ tìm hiểu và mô tả giải pháp chuyển vùng dịch vụ VoIP dựa trên mô hình hoạt động của điện toán đám mây iDragon mà các thành phần chính là các thiết bị đầu cuối (máy tính) đám mây (tương tự điện thoại di động) và các thiết bị mạng đám mây, tương... hiện có và nghiên cứu giải pháp chuyển vùng di động của Cisco, đề xuất đưa ra giải pháp chuyển vùng mới nhằm nâng cao chất lượng chuyển vùng và giảm chi phí truy cập Chương tiếp theo đề xuất giải pháp chuyển vùng dựa vào công nghệ IP di động vào một dự án điện toán đám mây ở Việt Nam (iDragon Cloud của Viện CNPM & NDS Việt Nam) CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG MOBILE IP VÀO ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY (iDRAGON... kiến trúc, các tầng cung cấp dịch vụ và liên hệ hoạt động của điện toán đám mây với nghi thức IP di động, thông qua hai thí dụ ứng dụng Mobile IP trên mạng GPRS, mạng WLAN và tìm hiểu bước đầu về cơ chế chuyển vùng dịch vụ trong mạng đám mây iDragon Cloud 30 KIẾN NGHỊ CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Từ khái niệm đi đến cung cấp mô hình và dịch vụ điện toán đám mây hiện nay trên trên nền tảng iDragon... CloudPC) Nền tảng điện toán đám mây iDragon cho phép kết nối một cách dễ dàng,nhanh chóng và an toàn người sử dụng CloudPC với dịch 26 vụ điện toán đám mây của các nhà cung cấp Đó sẽ là nền tảng mới cho một môi trường điện toán hợp nhất đang được cả thế giới CNTT xem xét - điện toán bầu trời (Sky Computing) 3.2 ỨNG DỤNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA IP DI ĐỘNG XÂY DỰNG GIẢI PHÁP CHUYỂN VÙNG TRONG DỰ ÁN iDRAGON... mà còn cả trên thế giới Ứng dụng công nghệ đám mây để cung cấp dịch vụ với khả năng chuyển vùng khi truy cập đòi hỏi các nghiên cứu chuyên sâu, kế thừa và ứng dụng những công nghệ nền tảng của mạng viễn thông - Internet như công nghệ IP di động, mô hình mạng dịch vụ GPRS, các mô hình chuyển vùng của mạng WLAN Luận văn này đã đưa ra được một cách nhìn tổng quan về điện toán đám mây, mô hình kiến trúc,... người sử dụng có thể trao đổi dữ liệu trên mạng và chuyển vùng nhanh chóng an toàn khi di chuyển mọi lúc mọi nơi 2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương 2 của luận văn này đã giới thiệu tổng quan về công nghệ IP di động (Mobile IP) Công nghệ Mobile IP là công nghệ cung cấp cho giải pháp chuyển vùng di động, giúp cho thiết bị di động có thể chuyển vùng khi thiết bị di chuyển sang mạng khách Nhược điểm của Mobile IP đó... Router di động: Xu hướng hiện nay là di động hóa khi đó tất cả các Router cũng có khả năng di chuyển Router di động sẽ thực hiện chức năng định tuyến cho một mạng di động (mạng gồm các host di chuyển cùng nhau, ví dụ mạng LAN trên máy bay, tàu hỏa…) và các node trong 17 mạng sẽ hoạt động giống như khi chúng đang kết nối tại một mạng cố định Hình 2 14 – Mạng di động Trong mạng di động, các giao di n của... hoạt động như một FA đối với các MN trong mạng di động Trong mục này chỉ xét đến trường hợp MR hoạt động đơn thuần như là một Router mặc định đối với các node cố định trong mạng di động 18 Hình 2.15 Định tuyến trong trường hợp MR 2.3 GIẢI PHÁP IP DI ĐỘNG TRÊN MẠNG GPRS 2.3.1 Giới thiệu GPRS (General Packet Radio Service) là công nghệ chuyển mạch gói được phát triển trên nền tảng công nghệ thông tin di . vụ đám mây cho các máy tính (thiết bị) di động. Trong luận văn tốt nghiệp này, em cần tìm hiểu và ứng dụng công nghệ IP di động trong dự án điện toán đám. IP DI ĐỘNG (MOBILE IP) CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG MOBILE IP VÀO ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY (iDRAGON CLOUD) 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ ĐIỆN