TÌM HIỂU CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO VÀ ÁP DỤNG GIẢI THÍCH QUÁ TRÌNH PHÁT CỦA THIẾT BỊ MẠNG THÔNG MINH GOOGLE - MERAKI

TÌM HIỂU CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO VÀ ÁP DỤNG GIẢI THÍCH QUÁ TRÌNH PHÁT CỦA THIẾT BỊ MẠNG THÔNG MINH GOOGLE - MERAKI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

1 ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BỊ MẠNG THÔNG MINH GOOGLE -MERAKI

Giáo viên HD : GS.TSKH Hoàng Văn Kiếm

Họ tên học viên : Nguyễn Trọng Ngân

Mã số học viên : CH1101107 Cao học : Khóa 6 Chuyên ngành : Khoa học máy tính - Mã số: 60.48.01

LỜI CÁM ƠN

Trong quá trình thực hiện bài tiểu luận, với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy

Hoàng Văn Kiếm và những ý kiến đóng góp của bạn bè, đối tác đã cho em nguồn động

viên lớn để hoàn thành nhiệm vụ của bài tiểu luận Qua đó, bản thân đã đạt được nhiều tiến bộ về kiến thức cũng như những kĩ năng làm việc bổ ích, phục vụ tốt hơn trong công việc nói riêng và trong công tác nghiên cứu khoa học nói chung

Em chân thành cám ơn quý Thầy Cô trong khoa Khoa học máy tính, phòng đào tạo sau đại học, trường đại học Công nghệ thông tin – đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện cho em thực hiện tiểu luận này Mặc dù rất cố gắng, song tiểu luận vẫn còn nhiều thiếu sót Em mong nhận được nhiều sự thông cảm và góp ý của thầy Hoàng Văn Kiếm

Xin chân thành gửi lời cám ơn sâu sắc đến quý thầy

Tp.HCM, ngày / / 2012

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

LỜI CÁM ƠN i

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC HÌNH iv

1 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Thông tin chung về môn học 1

1.2 Giới thiệu về đề tài tiểu luận và lý do chọn đề tài 1

2 CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1

2.1 Phương pháp nghiên cứu khoa học và các nguyên lý sáng tạo 1

2.1.1 40 nguyên lý sáng tạo 1

3 CHƯƠNG 3 – MERAKI CÁC SẢN PHẨM 7

3.1 Giới thiệu về Meraki và Digital Work Network 7

3.1.1 Meraki [L-1] 7

3.1.2 Digital Works Network[L-2] 8

3.2 Điện toán đám mây và kiến trúc nền của Meraki 8

3.2.1 Điện toán đám mây 8

3.2.2 Kiến trúc nền của Meraki 10

3.3 Các dòng sản phẩm của Meraki-Google 13

3.3.1 Access Switch 13

3.3.2 Wireless LAN 13

3.3.3 Security Appliances 14

3.4 Các dự án đã triển khai công nghệ của Meraki 14

3.5 Thuyết minh các nguyên lý áp dụng cho việc phát triển các dòng sản phẩm của Meraki 15

4 CHƯƠNG 4 – TỔNG KẾT 16

4.1 Tóm tắt kết quả đạt được 16

4.2 Xu hướng phát triển của kiến trúc Cloud Managed 17

5 TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

DANH MỤC CÁC HÌNH

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3-1 Các giải thưởng đạt được của Meraki 8

Hình 3-2 Mô hình kiến trúc điện toán đám mây cho các thiết bị của Meraki 10

Hình 3-3 Mô hình hoạt động tổng quán của hệ thống Meraki 11

Hình 3-4 Mô hình hoạt động của hệ thống controller tại chổ 11

Hình 3-5 Quy trình triển khai/mở rộng hệ thống Meraki 12

Hình 3-6 Màn hình điều khiển tập trung (dashboard) 12

Hình 3-7 Thiết bị Access Switch 13

Hình 3-8 Thiết bị Wireless 14

Hình 3-9 Thiết bị bảo mật 14

Hình 3-10 Mô hình quản lý tập trung tại khu Đh Quốc gia Tp HCM 15

2 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG

2.1 Thông tin chung về môn học

Môn học “Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học” là một môn học bắt buộc trong chương trình đào tạo cao học tại đại học Công nghệ thông tin Môn học được

bố trí giảng dạy trong giai đoạn 1 của quá trình đào tạo nhằm cung cấp cho học viên các kiến thức tổng quát về nghiên cứu khoa học, các cách tiếp cập và giải quyết vấn đề… để làm cơ sở cho việc phát triển tư duy nghiên cứu phục, vụ cho việc học các môn học tiếp theo và thực hiện Luận văn tốt nghiệp Đồng thời, môn học còn là hành trang xuyên suốt trong sự nghiệp nghiên cứu khoa học cho các học viên cao học trong tương lai

2.2 Giới thiệu về đề tài tiểu luận và lý do chọn đề tài

Trong quá trình công tác, em đã có dịp tiếp xúc trực tiếp với Richard D Warren, đại diện của Công ty Meraki tại Việt Nam Qua đó, được tìm hiểu và giới thiệu về các sản phẩm của Meraki Các sản phẩm này hoạt động dựa vào một cơ chế mới dựa trên nền tảng công nghệ điện toán đám mây Đây là một xu hướng khá mới mẻ tại Việt Nam Do

đó, bài tiểu luận của em sẽ tập trung giới thiệu và phân tích các nguyên lý trong việc phát triển các sản phẩm Meraki

Để thực hiện được bài tiểu luận, bản thân em cần trang bị các kiến thức về phương pháp nghiên cứu khoa học đã được thầy Hoàng Văn Kiếm tận tình giảng dạy Bên cạnh

đó, để tìm hiểu được sản phẩm của Meraki, ngoài các tài liệu do trực tiếp Meraki cung cấp, em đã tìm hiểu thêm các tài liệu liên quan thông qua internet

3.1 Phương pháp nghiên cứu khoa học và các nguyên lý sáng tạo

3.1.1 40 nguyên lý sáng tạo

3.1.1.1 Phân chia nhỏ

a Chia đối tượng thành những phần độc lập

b Tạo một đối tượng lắp ghép

c Tăng mức độ phân chia của đối tượng

TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

b Làm cho những bộ phận khác nhau thực hiện những chức năng khác nhau

c Đặt mỗi bộ phận của đối tượng dưới các điều kiện thích hợp cho các họat động của đối tượng

3.1.1.4 Bất đối xứng

a Thay một hình đối xứng thành một hình không đối xứng

b Nếu đối tượng đã bất đối xứng rồi thì tăng độ bất đối xứng

3.1.1.9 Thực hiện một số thao tác ngược truớc

a Thực hiện phản hoạt động trước tiên

b Nếu vật thể chịu áp lực thì cung cấp cung cấp một phản áp lực trước đó

3.1.1.10 Thực hiện một số thao tác trước

a Thực hiện tất cả hoặc một phần các thao tác cần thiết trước khi thực hiện

b Sắp xếp các đối tượng sao cho chúng có thể đi vào hoạt động trong một khoảng thời gian hợp lí và từ một vị trí thích hợp

a Thay cho một hành động được chỉ định trước, áp dụng một hành động ngược lại

b Làm cho phần chuyển động của đối tượng hoặc môi trường bên ngoài của đối tượng trở nên bất động và những phần bất động trở thành chuyển động

c Lật úp đối tượng

3.1.1.14 Chuyển động tròn

a Thay những đối tượng thẳng hoặc bề mặt bằng phẳng thành những mặt cong ; thay thể hình lập phương thành hình cầu

b Sử dụng con lăn, vật hình xoắn ốc

c Thay thế chuyển động thẳng bằng chuyển động quay ; tận dụng lực li tâm

3.1.1.15 Kinh động

a Làm cho đối tượng hay môi trường của nó tự động điều chỉnh tới chế độ tối ưu tại mỗi trạng thái hoạt động

b Chia vật thể thành những phần nhỏ mà có thể thay đổi vị trí tương đối với nhau

c Nếu vật thể bất động thì làm cho nó chuyển động và có thể trao đổi được

3.1.1.16 Hành động một phần hoặc quá mức

Nếu khó có thể đạt 100% hiệu quả mong muốn thì cố đạt đến cái đơn giản nhất

TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

3.1.1.17 Chuyển sang chiều mới

a Loại bỏ các bài toán bằng cách dịch chuyển một đối tượng trong một chuyển động hai chiều (tức là dọc theo mặt phẳng)

b Sắp xếp các đối tượng trên nhiều lớp thay cho một lớp

c Làm nghiêng đối tượng hoặc quay nó lên cạnh của nó

3.1.1.18 Rung động cơ học

a Đặt đối tượng vào thế rung động

b Nếu đã rung động rồi thì tăng tần số, thậm chí đến tận tần số sóng siêu âm

c Sử dụng tần số cộng hưởng

d Thay áp rung cho rung cơ học

e Dùng rung động siêu âm với từ trường

3.1.1.19 Hành động tuần hoàn

a Thay một hành động liên tục thành một hành động tuần hoàn (xung)

b Nếu một hành động đã tuần hoàn rồi thì thay đổi tần số

c Sử dụng xung giữa các xung lực để cung cấp hành động bổ xung

3.1.1.20 Thực hiện liên tục các họat động có hiệu quả cao

a Thực hiện một hành động liên tục (không nghỉ) trong đó tất cả các phần của đối tượng hoạt động hết công suất

b Loại bỏ các hành động không hiệu quả và trung gian

3.1.1.21 Vượt nhanh

Thực hành các thao tác có hại hoặc mạo hiểm với tốc độ thật nhanh

3.1.1.22 Chuyển thiệt thành lợi

a Sử dụng những yếu tố có hại hoặc các tác động môi trường để thu những hiệu quả tích cực

b Loại bỏ những yếu tố có hại bằng việc kết hợp nó với một yếu tố có hại khác

c Tăng tác động có hại đến khi nó tự triệt tiêu tính có hại của nó

3.1.1.23 Thông tin phản hồi

a Sử dụng thông tin phản hồi

b Nếu đã có thông tin phản hồi thì đảo ngược nó

3.1.1.24 Dùng vật môi giới

a Dùng một vật thể trung gian để truyền hay thực hiện một hành động

b Tạm thời nối một vật thể với một vật thể khác mà nó dễ dàng được tháo bỏ đi

3.1.1.25 Tự phục vụ

a Làm cho vật thể tự phục vụ và thực hiện những thao tác bổ sung và sửa chữa

b Tận dụng vật liệu và năng lượng bỏ đi

a.Thay thế hệ cơ học bằng hệ quang, âm hoặc khứu giác (mùi)

b.Dùng điện, từ, điện từ trường để tương tác với vật thể

c.Thay thế các trường

- Trường tĩnh bằng các trường động

- Trường cố định bằng trường thay đổi theo thời gian

- Trường ngẫu nhiên bằng trường cấu trúc

- Dùng một trường kết hợp với các hạt sắt từ

TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

a Đổi màu của đối tượng hoặc những thứ quanh nó

b Đổi độ trong suốt của đối tượng hoặc quá trình mà khó có quan sát

c Dùng bổ sung màu để quan sát các đối tượng hoặc quá trình khó quan sát

d Nếu đã dùng bổ sung màu thì dùng các yếu tố khác để theo dõi

b Loại bỏ ngay lập tức những phần của đối tượng không còn tác dụng

3.1.1.35 Chuyển pha lí hóa của đối tượng

Thay đổi trạng thái kết tập, phân bố mật độ, độ linh động, nhiệt độ của đối tượng

3.1.1.36 Chuyển pha

Ứng dụng các hiệu ứng trong quá trình chuyển pha của vật liệu Ví dụ trong khi thay đổi thể tích, bậc tự do hay hấp thụ nhiệt

3.1.1.37 Giãn nở nhiệt

a Dùng vật liệu có thể co giãn theo nhiệt độ

b Sử dụng các vật liệu khác nhau với các hệ số giãn nở nhiệt khác nhau

3.1.1.38 Sử dụng chất ô xi hóa mạnh

a Thay không khí thường bằng môi trường nhiều không khí

b Thay môi trường giàu không khí bằng ô xi

c Xử lí vật thể trong môi trường giàu không khí hoặc ô xi bằng phóng xạ ion hóa

d Sử dụng ô xi ion hóa

3.1.1.39 Môi trường khí trơ

a Thay môi trường thường bằng môi trường khí trơ

b Thực hiện quá trình trong chân không

sự sáng tạo và tình yêu” Các sản phẩm của Meraki tập trung vào việc phát triển các thiết

bị mạng với nền tảng công nghệ điện toán đám mây (sẽ được trình bày chi tiết hơn trong phần sau) Các giải thưởng về công nghệ đã đạt được:

TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Hình 4-1 Các giải thưởng đạt được của Meraki

Công ty TNHH Digital Works Network là đại diện của Meraki tại Việt Nam nhằm

du nhập công nghệ “Cloud Managed” cho các thiết bị mạng Meraki đã lựa chọn Việt Nam cho việc phát triển các công nghệ này tại khu vực Châu Á

4.2 Điện toán đám mây và kiến trúc nền của Meraki

4.2.1 Điện toán đám mây

4.2.1.1 Giới thiệu

Điện toán đám mây[L-3 ] (cloud computing), còn gọi là điện toán máy chủ ảo, là mô hình điện toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng Internet Thuật ngữ "đám mây" ở đây là lối nói ẩn dụ chỉ mạng Internet (dựa vào cách được bố trí của nó trong sơ đồ mạng máy tính) và như một liên tưởng về độ phức tạp của các cơ sở

hạ tầng chứa trong nó Ở mô hình điện toán này, mọi khả năng liên quan đến công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", cho phép người sử dụng truy cập các dịch vụ công nghệ từ một nhà cung cấp nào đó "trong đám mây" mà không cần phải

có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ đó, cũng như không cần quan tâm đến các cơ

sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó

4.2.1.2 Kiến trúc[ L-3]

Đại bộ phận hạ tầng cơ sở của điện toán đám mây hiện nay là sự kết hợp của những dịch vụ đáng tin cậy được phân phối thông qua các trung tâm dữ liệu (data center) được xây dựng trên những máy chủ với những cấp độ khác nhau của các công nghệ ảo hóa Những dịch vụ này có thể được truy cập từ bất kỳ đâu trên thế giới, trong đó “Đám mây”

là một điểm truy cập duy nhất cho tất cả các máy tính có nhu cầu của khách hàng

cơ bản của điện toán đám mây như sau:

- Sử dụng các tài nguyên tính toán động (Dynamic computing resources): Các tài nguyên được cấp phát cho người dùng đúng như những gì họ đang mong muốn một cách tức thời Thay vì việc người dùng phải tính toán xem có nên mở rộng hay không, phải đầu tư bao nhiêu máy chủ Với công nghệ điện toán đám mây, hệ thống sẽ tự động tìm kiếm tài nguyên rỗi để cung cấp cho người dùng

- Giảm chi phí : Người dùng /Doanh nghiệp sẽ có khả năng cắt giảm chi phí để mua bán, cài đặt và bảo trì tài nguyên

- Giảm độ phức tạp trong cơ cấu của doanh nghiệp : Doanh nghiệp sản xuất hàng hóa mà lại phải có cả một chuyên gia IT để vận hành, bảo trì máy chủ thì quá tốn kém Nếu outsource được quá trình này thì doanh nghiệp sẽ chỉ tập trung vào việc sản xuất hàng hóa chuyên môn của mình và giảm bớt được độ phức tạp trong cơ cấu

- Tăng khả năng sử dụng tài nguyên tính toán : Một trong những câu hỏi đau đầu của việc đầu tư tài nguyên (ví dụ máy chủ) là bao lâu thì nó sẽ hết khấu hao, tôi đầu tư như thế có lãi hay không, có bị outdate về công nghệ hay không … Khi sử dụng tài nguyên trên đám mây thì chúng ta không còn phải quan tâm tới điều này nữa

TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

4.2.2 Kiến trúc nền của Meraki

Hình 4-2 Mô hình kiến trúc điện toán đám mây cho các thiết bị của Meraki

Với các mô hình sản xuất thiết bị phần cứng truyền thống, tất cả các phần mềm điều khiển (firmware) được nạp trực tiếp vào một/ nhiều chip trên thiết bị Đơn cử cho xu hướng này là các kiến trúc SoC (system on chip), SiP (system in package)… Với xu hướng phát triển của công nghệ điện toán đám mây, Meraki đã phát minh ra một công nghệ mạng dựa vào kiến trúc đám mây(Cloud Networking) Các thiết bị mạng được thiết

kế theo công nghệ này trở thành các thiết bị thông minh hơn Các thiết kế này đã phá vỡ quan niệm truyền thống về thiết kế phần cứng Các thành phần điều khiển(contronler) trong các thiết bị dạng này được chia làm 2 phần:

- Một phần đảm nhiệm chức năng xữ lý dữ liệu của user tại chổ được thiết kế dạng firmware;

- Phần còn lại được đặt ngay tại datacenter của Meraki để đảm nhiệm chức năng quản lý, lưu cấu hình thiết bị…Các thiết bị sẽ được thiết lập thông một đường hầm (Tunel) thông qua giao thức bảo mật SSL để kết nối về datacenter, tải các thông tin cấu hình của thiết bị Ngoài ra, người quản trị có thể truy cập, cấu hình thiết bị mọi lúc mọi nơi thông qua một giao diện web (dashboard) Kiến trúc này được thể hiện thông qua hình vẽ tổng quát như sau:

Hình 4-3 Mô hình hoạt động tổng quán của hệ thống Meraki

Ngoài ra, với các thiết kế cổ điển, Controller đặt tại chổ sẽ dễ gây ra tình trạng đụng

độ, dữ liệu truyền bị “nghẽn mạch”, vì tất cả dữ liệu trao đổi (giữa nội bộ mạng LAN) và thông tin gửi đi đều phải chạy qua Controller tại chỗ trước khi ra ngoài

Hình 4-4 Mô hình hoạt động của hệ thống controller tại chổ

Với kiến trúc nền dựa trên công nghệ điện toán đám mây như đã mô tả ở phần trên,

hệ thống giải pháp của Meraki có thể tối ưu hóa hoạt động của Controler Meraki sẽ không làm cho hoạt động truyền dữ liệu bị “nghẽn mạch” như những hệ thống Controller tại chỗ, vì thông tin trao đổi giữa nội bộ mạng LAN không phải chạy qua Controller của Meraki