Tìm hiểu tính ảo hóa trong công nghệ điện toán đám mây

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  ĐỀ TÀI MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TÊN ĐỀ TÀI TÌM HIỂU TÍNH ẢO HĨA TRONG CƠNG NGHỆ ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY Giảng Viên HD: GS TSKH Hoàng Kiếm Học Viên: Nguyễn Khắc Văn Chuyên Ngành Khoa Học Máy Tính – Khóa 22 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2012 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Mục Lục Phần I Tổng Quan Về Phương Pháp Luận Nghiên Cứu Khoa Học 2 Các khái niệm Khoa Học Nghiên Cứu Khoa Học 1.1 Khoa học 1.2 Nghiên cứu khoa học Phương pháp Nghiên cứu khoa học 2.1 Phương pháp chung Nghiên cứu khoa học 2.2 Phương pháp giải vấn đề theo khoa học phát minh, sáng chế Phần II Tính Ảo Hóa Trong Cơng Nghệ Điện Tốn Đám Mây 12 Tổng Quan Về Điện Toán Đám Mây 14 1.1 Thế điện toán đám mây? 14 1.2 Nguyên lý hoạt động 14 1.3 Đặc điểm điện toán đám mây 14 1.4 Các mơ hình triển khai điện toán đám mây 14 1.5 Các giải pháp điện toán đám mây 15 1.6 Tính bảo mật điện tốn đám mây 15 Kiến Trúc Các Phần Mềm Dịch Vụ Trong Điện Toán Đám Mây 15 2.1 Giới thiệu phần mềm dịch vụ SaaS(Software as a Service) 15 2.2 Cơ sở hạ tầng dịch vụ( IaaS: Infrastructure as a Service) 17 2.3 Nền tảng dịch vụ ( PaaS: Platform as a Serivice) 18 2.4 So sánh dịch vụSaaS, PaaS IaaS 18 2.5 Các dịch vụ khác Cloud Computing bao gồm 18 Tìm Hiểu Mơ Hình Ảo Hóa Trong Điện Toán Đám Mây 19 3.1 Cơng nghệ ảo hóa: 19 3.2 Cơng nghệ ảo hóa máy chủ 23 3.3 Tìm hiểu mơ hình ảo hóa máy chủ điện tốn đám mây: 24 Phần III Kết Luận 27 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Phần I Tổng Quan Về Phương Pháp Luận Nghiên Cứu Khoa Học Các khái niệm Khoa Học Nghiên Cứu Khoa Học 1.1 Khoa học 1.1.1 Các định nghĩa khái niệm - Khoa học hệ thống tri thức loại qui luật vật chất vận động vật chất, qui luật tự nhiên, xã hội tư (Pierre Auger –Tendences actuelles de la recherche scientifique, UNESCO, Paris, 1961) - Khoa học hoạt động xã hội nhằm tìm tịi, phát qui luật vật chất, tượng vận dụng qui luật để sáng tạo nguyên lý giải pháp tác động vào vật tượng, nhằm biến đổi trạng thái chúng - Theo quan điểm Marx, khoa học hiểu hình thái ý thức xã hội, tồn độc lập tương hình thái ý thức xã hội khác - Các tiêu chí nhận biết mơn khoa học: Có đối tượng nghiên cứu Có hệ thống lý thuyết Có hệ thống phương pháp luận Có mục đích sử dụng 1.1.2 Phân loại Các quan điểm tiếp cận phân loại khoa học: - Theo nguồn gốc: Khoa học túy (sciences pures), lý thuyết (sciences theorique), thực nghiệm (sciences experimentales), thực chứng (sciences positives), qui nạp (sciences inductives), diễn dịch (sciences deductives)… - Theo mục đích ứng dụng: Khoa học mơ tả, phân tích, tổng hợp, ứng dụng, hành động, sáng tạo… - Theo mức độ khái quát: Cụ thể, trừu tượng, tổng quát… - Theo tính tương liên khoa học: Liên ngành, đa ngành… - Theo cấu hệ thống tri thức: Cơ sở, bản, chuyên ngành… - Theo đối tượng nghiên cứu: Tự nhiên, kỹ thuật, xã hội nhân văn, công nghệ, nông nghiệp, y học… 1.2 Nghiên cứu khoa học Nhằm thỏa mãn nhu cầu nhận thức cải tạo giới: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Khám phá thuộc tính chất vật tượng - Phát qui luật vận động vật - Vận dụng qui luật để sáng tạo giải pháp tác động vào vật 1.2.1 Các chức nghiên cứu khoa học - Mơ tả: Là trình bày ngơn ngữ hình ảnh chung vật, cấu trúc, trạng thái, vận động vật Sự mô tả bao gồm định tính định lượng - Giải thích: Là làm rõ nguyên nhân hình thành qui luật chi phối trình vận động vật nhằm đưa thơng tin thuộc tính chất vật - Dự đốn: Nhìn trước q trình hình thành, tiêu vong, vận động biểu vật tương lai - Sáng tạo: Làm vật chưa tồn Khoa học không dừng lại ở chức mơ tả, giải thích dự đóan Sứ mệnh lớn lao khoa học sáng tạo giải pháp cải tạo giới 1.2.2 Các đặc điểm nghiên cứu khoa học - Tính mới: Nghiên cứu khoa học trình thâm nhập vào giới vật mà người chưa biết, hướng tới phát sáng tạo Đây đặc điểm quan trọng - Tính tin cậy: Kết nghiên cứu phải có khả kiểm chứng lại nhiều lần nhiều người khác điều kiện giống Do đó, ngun tắc mang tính phương pháp luận Nghiên cứu khoa học trình bày kết nghiên cứu, người nghiên cứu cần rõ điều kiện, nhân tố phương tiện thực - Tính thơng tin: Là thơng tin qui luật vận động vật tượng, thông tin qui trình cơng nghệ tham số kèm qui trình - Tính khách quan: Vừa đặc điểm Nghiên cứu khoa học vừa tiêu chuẩn người Nghiên cứu khoa học Để đảm bảo tính khách quan, người Nghiên cứu khoa học cần phải tự trắc nghiệm lại kết luận tưởng hồn tồn xác nhận - Tính rủi ro: Một nghiên cứu thành cơng, thất bại Thất bại nhiều nguyên nhân khoa học thất bại xem kết mang ý nghĩa kết luận Nghiên cứu khoa học lưu giữ, tổng kết lại tài liệu khoa học nghiêm túc để tránh cho LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com người sau không dẫm chân lên lối mịn, tránh lãng phí nguồn lực nghiên cứu - Tính kế thừa: Có ý nghĩa quan trọng mặt phương pháp luận nghiên cứu Ngày khơng có Nghiên cứu khoa học chỗ hịan tịan trống khơng kiến thức, phải kế thừa kết nghiên cứu lĩnh vực khoa học khác - Tính cá nhân: Vai trị cá nhân sáng tạo mang tính định, thể tư cá nhân chủ kiến riêng nhân - Tính phi kinh tế: Lao động Nghiên cứu khoa học định mức, thiết bị chuyên dụng dùng Nghiên cứu khoa học khấu hao, hiệu kinh tế Nghiên cứu khoa học xác định 1.2.3 Các loại hình Nghiên cứu khoa học - Nghiên cứu bản: Nhằm phát chất, qui luật vật tượng tự nhiên, xã hội, người, thực sở nghiên cứu túy lý thuyết sở quan sát, thí nghiệm Sản phẩm phát kiến, công thức, phát minh Chia làm loại: - Nghiên cứu túy định hướng UNESCO chia nghiên cứu định hướng thành nghiên cứu tảng chuyên đề o Nghiên cứu ứng dụng: Là vận dụng qui luật từ nghiên cứu để đưa nguyên lý giải pháp bao gồm cơng nghệ, sản phẩm, vật liệu, Sáng chế giải pháp kỹ thuật có tính áp dụng o Nghiên cứu triển khai (R & D): Là vận dụng qui luật, nguyên lý để đưa hình mẫu với tham số có tính khả thi kỹ thuật, chia làm loại hình: Triển khai phòng, bán đại trà, 1.2.4 Các bước Nghiên cứu khoa học - Xác lập vấn đề nghiên cứu: Vấn đề nghiên cứu điều chưa biết chưa biết thấu đáo chất vật tượng, cần làm rõ trình nghiên cứu Khi vấn đề nghiên cứu chọn cụ thể hóa thành đề tài nghiên cứu, người nghiên cứu cần xác định sở lý thuyết cho nghiên cứu tìm hiểu lịch sử vấn đề - Chuẩn bị nghiên cứu: Xây dựng đề cương nghiên cứu (lý chọn đề tài, xác định đối tượng phạm vi nghiên cứu, xác định mục tiêu nhiệm vụ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nghiên cứu, đặt tên đề tài, ), xây dựng kế hoạch nghiên cứu (tiến độ, nhân lực, dự toán,…), chuẩn bị phương tiện nghiên cứu, lập danh mục tư liệu, - Lựa chọn nghiên cứu thông tin: Thu thập xử lý thông tin, nghiên cứu tư liệu, thâm nhập thực tế, tiếp xúc cá nhân, xử lý thông tin, - Nghiên cứu: Xây dựng giả thuyết, lựa chọn phương pháp nghiên cứu, nghiên cứu kiểm chứng giả thuyết - Hoàn tất nghiên cứu: Đề xuất xử lý thông tin, xây dựng kết luận khuyến nghị, viết báo cáo hoàn tất, hoàn tất áp dụng kết Phương pháp Nghiên cứu khoa học 2.1 Phương pháp chung Nghiên cứu khoa học 2.1.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Được sử dụng khoa học tự nhiên, khoa học xã hội khoa học khác, bao gồm nhiều nội dung khác như: Nghiên cứu tư liệu, xây dựng khái niệm, phạm trù, thực phán đốn, suy luận,.v.v… khơng có quan sát thực nghiệm tiến hành 2.1.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu thực nghiệm nghiên cứu thực quan sát vật tượng diễn điều kiện có gây biến đổi đối tượng nghiên cứu cách có chủ định Nghiên cứu thực thực đối tượng thực mơ hình người nghiên cứu tạo với tham số người nghiên cứu khống chế Nghiên cứu thực nghiệm áp dụng phổ biến khoa học tự nhiên, khoa học kỹ thuật công nghệ, y học, mà khoa học xã hội lĩnh vực khoa học khác 2.1.3 Phương pháp nghiên cứu phi thực nghiệm Là phương pháp nghiên cứu dựa quan sát, quan trắc kiện tồn tại, thu thập số liệu thống kê tích lũy sở phát qui luật vật tượng Trong phương pháp người nghiên cứu quan sát tồn tại, khơng có can thiệp gây biến đổi trạng thái đối tượng nghiên cứu 2.2 Phương pháp giải vấn đề theo khoa học phát minh, sáng chế Có 40 thủ thuật tổng quát sau: Nguyên tắc phân nhỏ Nội dung: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com a) Chia đối tượng thành phần độc lập b) Làm đối tượng trở nên tháo lắp c) Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng Nguyên tắc tách khỏi đối tượng Nội dung: Tách phần gây "phiền phức" (tính chất "phiền phức") hay ngược lại, tách phần "cần thiết" (tính chất "cần thiết") khỏi đối tượng Nguyên tắc phẩm chất cục Nội dung a) Chuyển đối tượng (hay mơi trường bên ngồi, tác động bên ngồi) có cấu trúc đồng thành khơng đồng b) Các phần khác đối tượng phải có chức khác c) Mỗi phần đối tượng phải điều kiện thích hợp công việc Nguyên tắc phản đối xứng Nội dung: Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành khơng đối xứng (nói chung làm giảm bậc đối xứng) Nguyên tắc kết hợp Nội dung a) b) ết hợp đối tượng đồng đối tượng d ng cho hoạt động kế cận ết hợp mặt thời gian hoạt động đồng kế cận Nguyên tắc vạn Nội dung: Đối tượng thực số chức khác nhau, khơng cần tham gia đối tượng khác Nguyên tắc “chứa trong” Nội dung a) Một đối tượng đặt bên đối tượng khác thân lại chứa đối tượng thứ ba b) Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên đối tượng khác Nguyên tắc phản trọng lượng Nội dung a) B trừ trọng lượng đối tượng cách gắn với đối tượng khác, có lực nâng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com b) B trừ trọng lượng đối tượng tương tác với môi trường sử dụng lực thủy động, khí động Nguyên tắc gây ứng suất sơ Nội dung Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép không mong muốn đối tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để làm việc d ng ứng suất ngược lại ) 10 Nguyên tắc thực sơ Nội dung a) Thực trước thay đổi cần có, hồn tồn phần, đối tượng b) Cần xếp đối tượng trước, cho chúng hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất, không thời gian dịch chuyển 11 Nguyên tắc dự phòng Nội dung B đắp độ tin cậy không lớn đối tượng cách chuẩn bị trước phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn 12 Nguyên tắc đẳng Nội dung Thay đổi điều kiện làm việc để nâng lên hay hạ xuống đối tượng 13 Nguyên tắc đảo ngược Nội dung: a) Thay hành động yêu cầu tốn, hành động ngược lại (ví dụ: khơng làm nóng mà làm lạnh đối tượng) b) Làm phần chuyển động đối tượng (hay mơi trường bên ngồi) thành đứng yên ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động c) Lật ngược đối tượng 14 Nguyên tắc cầu ( trịn ) hố Nội dung a) Chuyển phần thẳng đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu b) Sử dụng lăn, viên bi, vòng xoắn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com c) Chuyển sang chuyển động quay, sử dụng lực ly tâm 15 Nguyên tắc linh động Nội dung a) Cần thay đổi đặt trưng đối tượng hay môi trường bên cho chúng tối ưu giai đoạn làm việc b) Phân chia đối tượng thành phần, có khả dịch chuyển với 16 Nguyên tắc giải “thiếu” “thừa” Nội dung Nếu khó nhận 100% hiệu cần thiết, nên nhận nhiều “một chút” Lúc tốn trở nên đơn giản dễ giải 17 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác Nội dung a) Những khó khăn chuyển động (hay xếp) đối tượng theo đường (một chiều) khắc phục cho đối tượng khả di chuyển mặt phẳng (hai chiều) Tương tự, toán liên quan đến chuyển động (hay xếp) đối tượng mặt phẳng đơn giản hoá chuyển sang khơng gian (ba chiều) b) Chuyển đối tượng có kết cấu tầng thành nhiều tầng c) Đặt đối tượng nằm nghiêng d) Sử dụng mặt sau diện tích cho trước e) Sử dụng luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh tới mặt sau diện tích cho trước 18 Sử dụng dao động học Nội dung a) Làm đối tượng dao động Nếu có dao động, tăng tầng số dao động ( đến tầng số siêu âm) b) Sử dụng tầng số cộng hưởng c) Thay d ng rung học, d ng rung áp điện d) Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ 19 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ Nội dung a) Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com b) Nếu có tác động theo chu kỳ, thay đổi chu kỳ c) Sử dụng khoảng thời gian xung để thực tác động khác 20 Nguyên tắc liên tục tác động có ích Nội dung a) Thực công việc cách liên tục (tất phần đối tượng cần luôn làm việc chế độ đủ tải) b) hắc phục vận hành không tải trung gian c) Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay 21 Nguyên tắc “vượt nhanh” Nội dung a) Vượt qua giai đoạn có hại nguy hiểm với vận tốc lớn b) Vượt nhanh để có hiệu ứng cần thiết 22 Nguyên tắc biến hại thành lợi Nội dung a) Sử dụng tác nhân có hại (thí dụ tác động có hại mơi trường) để thu hiệu ứng có lợi b) hắc phục tác nhân có hại cách kết hợp với tác nhân có hại khác c) Tăng cường tác nhân có hại đến mức khơng cịn có hại 23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi Nội dung a) Thiết lập quan hệ phản hồi b) Nếu có quan hệ phản hồi, thay đổi 24 Nguyên tắc sử dụng trung gian Nội dung Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp 25 Nguyên tắc tự phục vụ Nội dung a) Đối tượng phải tự phục vụ cách thực thao tác phụ trợ, sửa chữa b) Sử dụng phế liệu, chát thải, lượng dư 26 Nguyên tắc chép (copy) Nội dung LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tổng Quan Về Điện Toán Đám Mây 1.1 Thế điện toán đám mây? Theo Wikipedia: “Điện toán đám mây (cloud computing) mơ hình điện tốn có khả co giãn (scalable) linh động tài nguyên thường ảo hóa cung cấp dịch vụ mạng Internet” Theo Gartner: “Một mơ hình điện tốn nơi mà khả mở rộng linh hoạt công nghệ thông tin cung cấp dịch vụ cho nhiều khách hàng sử dụng công nghệ Internet” Theo Ian Foster: “Một mơ hình điện tốn phân tán có tính co giãn lớn mà hướng theo co giãn mặt kinh tế, nơi chứa sức mạnh tính tốn, kho lưu trữ, tảng (platform) dịch vụ trực quan, ảo hóa co giãn linh động, phân phối theo nhu cầu cho khách hàng bên ngồi thơng qua Internet” 1.2 Nguyên lý hoạt động Để hiểu cách thức hoạt động “đám mây”, tưởng tượng “đám mây” bao gồm lớp: Lớp Back-end lớp Front-end 1.3 Đặc điểm điện toán đám mây - Nhanh chóng cải thiện với người dùng - Chi phí giảm đáng kể - Sự độc lập thiết bị - Độ tin cậy cải thiện - Tính co giãn linh động - Bảo mật cải thiện nhờ vào tập trung hóa liệu 1.4 Các mơ hình triển khai điện toán đám mây 1.4.1 Các đám mây công cộng-Public cloud Public cloud: Là dịch vụ đám mây bên thứ ba (người bán) cung cấp Chúng tồn ngồi tường lửa cơng ty chúng lưu trữ đầy đủ nhà cung cấp đám mây quản lý 1.4.2 Các đám mây riêng - Private cloud 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Private cloud: Là dịch vụ đám mây cung cấp doanh nghiệp Những đám mây tồn bên tường lửa công ty chúng doanh nghiệp quản lý 1.4.3 Các đám mây lai - Hybrid cloud Hybrid cloud: Là kết hợp đám mây công cộng đám mây riêng Những đám mây thường doanh nghiệp tạo trách nhiệm quản lý phân chia doanh nghiệp nhà cung cấp đám mây công cộng 1.4.4 Các đám mây cộng đồng - Community Cloud Community Cloud: Là đám mây chia sẻ số tổ chức hỗtrợ cộng đồng cụ thể có mối quan tâm chung (ví dụ: chung sứ mệnh, u cầu an ninh, sách…) Nó quản lý tổ chức bên thứ ba 1.5 Các giải pháp điện toán đám mây - Cloud Computing đời để giải vấn đề sau: o Vấn đề lưu trữ liệu o Vấn đề sức mạnh tính tốn o Vấn đề cung cấp tài nguyên, phần mềm 1.6 Tính bảo mật điện toán đám mây Mục tiêu bảo mật thơng tin đám mây - Tính an tồn - Tính đáng tin cậy - Khả tồn Kiến Trúc Các Phần Mềm Dịch Vụ Trong Điện Toán Đám Mây 2.1 Giới thiệu phần mềm dịch vụ SaaS(Software as a Service) 2.1.1 Phần mềm dịch vụ SaaS gì? SaaS (Software as a Service): Tiếng Việt tạm dịch “phần mềm dịch vụ” Theo định nghĩa hãng nghiên cứu toàn cầu IDCSaaS “phần mềm hoạt động web, quản lý nhà cung cấp cho phép người sử dụng truy cập từ xa” 2.1.2 Các ưu điểm - Tiết kiệm tiền mua máy chủ phần mềm khác để hỗ trợ sử dụng, tất thứ sử dụng thơng qua trình duyệt 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Tập trung ngân sách vào lợi cạnh tranh sở hạ tầng - Khách hàng ứng dụng SaaS không cần lo lắng việc cập nhật vá lỗi hay nâng cấp phần mềm điều thực nhà cung cấp dịch vụ - Cho phép nhiều người dùng lúc - Tính linh hoạt khả mở rộng cao - Dễ sử dụng - Đối với nhà cung cấp, họ phải trì ứng dụng chung cho nhiều đơn vị phí rẻ so với kiểu hosting truyền thống - Cách tiếp cận trước SaaS ASP (Application Service Provider) Các ASP cung cấp thuê bao phần mềm lưu trữ phân phối mạng ASP tính phí theo thời gian sử dụng Do bạn khơng phải mua phần mềm mà th cần 2.1.3 Một số tính chất - Tính ảo hố - Tập hợp liệu - Kênh bán hàng: 2.1.4 Kiến trúc SaaS: Nói ngắn gọn, SaaS tầng mơ hình Cloud Computing - mơ hình triển khai phần mềm từ hệ tập trung sang chạy máy tính cục (của người dùng cuối) Cấp 1: Custom nơi khách hàng làm chủ phiên riêng ứng dụng Cấp 2: Configurable cung cấp linh hoạt cấu hình thơng qua metadata 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Cấp 3: Configurable, Multi-Tenant-Efficient cung cấp chương trình để phục vụ cho hàng ngàn, hàng vạn khách hàng lúc Cấp 4: Scalable, Configurable, Multi-Tenant-Efficient: Cung cấp hiệu kiến trúc đa tầng phép khả mở rộng máy chủ 2.2 Cơ sở hạ tầng dịch vụ( IaaS: Infrastructure as a Service) Những nhà cung cấp sở hạ tầng quản lý tập hợp lớn tài ngun tính tốn lưu trữ hay xử lý Thông qua công nghệ ảo hóa, tài nguyên chia nhỏ, gán hay thay đổi kích thước cách linh động để xây dựng hệ thống theo kiểu ad-hoc tùy thuộc vào nhu cầu khách hàng, mà nhà cung cấp dịch vụ IaaS sử dụng nhiều công nghệ mới, dịch vụ đầu tư trung tâm liệu để cung cấp IT dịch vụ cho khách hàng, tập trung xung quanh mơ hình cung cấp dịch vụ mà quy định tiêu chuẩn xác định trước sở hạ tầng đặc biệt tối ưu cho ứng dụng khách hàng 2.2.1 Hiện đại theo yêu cầu điện toán 2.2.2 Đám mây Amazon’s Elastic Amazon EC2 môi trường điện toán ảo, cho phép khách hàng sử dụng giao diện web quản lý dịch vụ cần thiết để khởi động nhiều trường hợp loạt hệ điều hành Để sử dụng Amazon EC2, trước tiên khách hàng cần tạo Amazon Machine Image (AMI) Amazon EC2cung cấp việc sử dụng hình ảnh cấu hình với mẫu sẵn để người sử dụng nhận chạy 2.2.3 Sử dụng Amazon EC2 để chạy ứng dụng 2.2.4 Đặc điểm dịch vụ Amazon EC2 Có vài đặc điểm dịch vụEC2 cung cấp lợi ích đáng kể cho doanh nghiệp Trước hết, Amazon EC2 cung cấp tài ngun quan trọng Vì quy mơ lớn Amazon có lượng khách hàng lớn Nó thay kinh tế, rẻ nhiều so với số giải pháp khác Chi phí phát sinh để thiết lập chạy hệ điều hành chia sẻ cho nhiều khách hàng, làm cho tổng chi phí khách hàng trở nên rẻ hách hàng phải trả tỷ lệ thấp cho tính mà họ thực tiêu thụ Vấn đề an ninh cung cấp thông qua ứng dụng web Amazon EC2 Điều cho phép người d ng cài đặt tường lửa để kiểm soát việc truy 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com cập mạng nhóm trường Amazon EC2 cung cấp mơi trường có độ tin cậy cao mà trường hợp thay nhanh chóng cấp quyền - Khả nâng cao tính động - Khả kiểm sốt trường hợp - Cấu hình linh hoạt - Tích hợp với ứng dụng web Amazon khác - Khả phục hồi hiệu suất đáng tin cậy 2.3 Nền tảng dịch vụ ( PaaS: Platform as a Serivice) Các hệ thống đám mây thay cung cấp sở hạ tầng dịch vụ, cịn đưa thêm tầng trừu tượng hóa để cung cấp tảng phần mềm cần thiết cho hệ thống thực thi ích thước tài nguyên phần cứng tùy thuộc vào yêu cầu dịch vụ cần thực thi tạo cách suốt Có thể nói PaaS phát triển tuyệt vời mơ hình phân phối ứng dụng SaaS Mơ hình PaaS làm cho tất phương tiện cần thiết để hỗ trợ hồn thiện vịng đời việc xây dựng chuyển giao ứng dụng web dịch vụ hồn tồn có sẵn từ Internet, tất không tải phần mềm cài đặt cho nhà phát triển, quản lý công nghệ thông tin người sử dụng đầu cuối 2.4 So sánh dịch vụSaaS, PaaS IaaS Để hiểu rõ dịch vụ SaaS, PaaS IaaS Cloud Computing, có bảng so sánh dịch vụ này: 2.5 Các dịch vụ khác Cloud Computing bao gồm - Điện toán theo yêu cầu-Utility Computing 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Dịch vụ web- Web service - Dịch vụ quản lý-MSP -Managed Service Provider - Điện tốn tích hợp- Internet integration Tìm Hiểu Mơ Hình Ảo Hóa Trong Điện Tốn Đám Mây 3.1 Cơng nghệ ảo hóa: 3.1.1 Ảo hóa gì? Ảo hố cơng nghệ tiên tiến loạt cách mạng công nghệ nhằm tăng mức độ ảo hóa hệ thống cho phép tăng hiệu suất làm việc máy tính lên cấp độ chưa có Ảo hóa hệ thống máy chủ tức ta tiến hành phân chia server thành nhiều server ảo kết hợp nhiều máy chủ vật lý thành máy chủ logic, người sử dụng họ nhận biết sử dụng server ảo giống máy vật lý độc lập có đủ tài nguyên cần thiết (bộ vi xử lý, nhớ, kết nối mạng, …), server ảo khơng có tài ngun độc lập vậy, sử dụng tài nguyên gán từ máy chủ vật lý Ở đây, chất thứ server ảo sử dụng tài nguyên máy chủvật lý, chất thứ hai server ảo hoạt động server vật lý độc lập 3.1.2 Lợi ích việc ảo hóa Thơng thường việc đầu tư cho trung tâm công nghệ thông tin tốn Chi phí đầu tư mua máy chủ cấu hình mạnh phần mềm quyền đắt đỏ Trong thời buổi kinh tế khó khăn doanh nghiệp muốn cắt giảm hạn chế tối đa chi phí không cần thiết mà đáp ứng suất tính ổn định hệ thống Thế nên việc ứng dụng ảo hóa trở thành nhu cầu cần thiết doanh nghiệp lớn hay nhỏ Thay mua mười máy chủ cho mười ứng dụng cần mua hai máy chủ có hỗtrợ ảo hóa chạy tốt mười ứng dụng Điều cho ta thấy khác biệt hệ thống ảo hóa khơng ảo hóa Bên cạnh việc ứng dụng ảo hóa cịn đem lại lợi ích sau đây: - Quản lý đơn giản - Triển khai nhanh - Phục hồi lưu trữ hệ thống nhanh - Cân tải phân phối tài nguyên linh hoạt - Tiết kiệm - Ảo hóa góp phần tăng cường tính liên tục 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.1.3 Kiến trúc ảo hóa Xét kiến trúc hệthống, kiến trúc ảo hóa hệ thống máy chủ dạng dạng là: Host-based, Hypervisor-based (cịn gọi bare-metal hypervisor, chia nhỏ làm hai loại Monothic Hypervisor Microkernel Hypervisor), Hybrid Ngoài ra, tùy theo sản phẩm ảo hóa triển khai (như VMWare, Microsoft HyperV, Citrix XEN Server) mà mức độ ảo hóa cụ thể khác Sau ta tìm hiểu kỹ lưỡng kiến trúc mức độ ảo hóa máy chủ 3.1.3.1 Kiến trúc Hosted-based Cịn gọi hosted hypervisor, kiến trúc sử dụng lớp hypervisor chạy tảng hệ điều hành, sử dụng dịch vụ hệ điều hành cung cấp để phân chia tài nguyên tới máy ảo Nếu ta xem hypervisor lớp phần mềm riêng biệt, hệ điều hành khách máy ảo nằm lớp thứ so với phần cứng máy chủ Ta thấy, hệ thống ảo hóa sử dụng Mơ hình Hostedbased chia làm lớp hoạt động sau: - Nền tảng phần cứng - Hệ điều hành Host - Hệ thống virtual machine monitor (hypervisor) - Các ứng dụng máy ảo: Sử dụng tài nguyên hypervisor quản lý 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.1.3.2 Hypervisor-based Còn gọi bare-metal hypervisor Trong Mơ hình này, lớp phần mềm hypervisor chạy trực tiếp tảng phần cứng máy chủ, không thơng qua hệ điều hành hay tảng khác Qua đó, hypervisor có khả điều khiển, kiểm soát phần cứng máy chủ Đồng thời, có khả quản lý hệ điều hành chạy Nói cách khác, hệ điều hành chạy lớp nằm phía hypervisor dạng bare-metal Ta thấy, hệ thống ảo hóa máy chủ sử dụng tảng Bare-metal hypervisor bao gồm lớp chính: o Nền tảng phần cứng: Bao gồm thiết bị nhập xuất, thiết bị lưu trữ (Hdd, Ram), bộvi xử lý CPU, thiết bị khác (các thiết bị mạng, vi xử lý đồ họa, âm thanh…) o Lớp tảng ảo hóa Virtual Machine Monitor (cịn gọi hypervisor), thực việc liên lạc trực tiếp với tảng phần cứng phía dưới, quản lý phân phối tài nguyên cho hệ điều hành khác nằm o Các ứng dụng máy ảo: Các máy ảo lấy tài nguyên từ phần cứng, thông qua cấp phát quản lý hypervisor Khi hệ điều hành thực truy xuất tương tác tài nguyên phần cứng hệ điều hành chủ cơng việc Hypervisor là:  Monolithic Hypervisor  Microkernelized Hypervisor 21 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.1.3.3 Hybrid Hybrid kiểu ảo hóa có nhiều ưu điểm Trong lớp ảo hóa hypervisor chạy song song với hệ điều hành máy chủ Tuy nhiên cấu trúc ảo hóa máy chủ ảo phải qua hệ điều hành máy chủ để truy cập phần cứng khác biệt chỗ hệ điều hành máy chủ máy chủ ảo chạy chế độ hạt nhân 3.1.4 Mức độ ảo hóa 3.1.4.1 Ảo hóa tồn phần-Full Virtualization Đây loại ảo hóa mà ta khơng cần chỉnh sửa hệ điều hành khách (guest OS) phần mềm cài đặt để chạy môi trường hệ điều hành chủ(host OS) Khi phần mềm chạy guest OS, đoạn code khơng bị biến đổi mà chạy trực tiếp host OS tưởng chạy hệ thống thực Bên cạnh đó, ảo hóa tồn phần gặp số vấn đề hiệu hiệu sử dụng tài nguyên hệ thống 3.1.4.2 Ảo hóa song song-Paravirtualization Là phương pháp ảo hóa máy chủ khác Với phương pháp ảo hóa này, thay mơ mơi trường phần cứng hồn chỉnh, phần mềm ảo hóa lớp mỏng dồn truy cập hệ điều hành máy chủ vào tài nguyên máy vật lý sở, sử dụng môt kernel đơn để quản lý server ảo cho phép chúng chạy lúc (có thể ngầm hiểu, server giao diện người d ng sử dụng để 22 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tương tác với hệ điều hành–hay nói cách khác: Đây cách để ta cảm nhận hệ điều hành) Ảo hóa song song đem lại tốc độ cao so với ảo hóa tồn phần hiệu sử dụng nguồn tài nguyên cao Nhưng yêu cầu hệ điều hành khách chạy máy áo phải chỉnh sửa Điều có nghĩa khơng phải hệ điều hành chạy ảo hóa song song (trái với Ảo hóa tồn phần) XP Mode Windows ví dụ điển hình ảo hóa song song 3.1.4.3 Ảo hóa hệ điều hành Một hệ điều hành vận hành hệ điều hành chủ tồn có khả cung cấp tập hợp thư viện tương tác với ứng dụng, khiến cho ứng dụng truy xuất tài nguyên phần cứng cảm thấy truy xuất trực tiếp máy chủ vật lý Từ phối cảnh ứng dụng, nhận thấy tương tác với ứng dụng chạy hệ điều hành ảo, tương tác với hệ điều hành ảo kiểm sốt tài ngun hệ điều hành ảo Nói chung, khơng thể thấy ứng dụng tài nguyên hệ điều hành đặt hệ điều hành ảo khác 3.1.4.4 Ảo hóa ứng dụng Thơng thường, muốn sử dụng phần mềm như: office, design,… 3.2 Cơng nghệ ảo hóa máy chủ 3.2.1 Công Nghệ Máy ảo (Virtual Machine) Máy ảo máy tính cài hệ điều hành khác hay máy tính khác Một máy ảo bao gồm phần cứng, ứng dụng phần mềm hệ điều hành Điều khác biệt lớp phần cứng máy ảo thiết bị thường mà môi trường hay phân vùng mà cấp phát số tài nguyên chu kì CPU, nhớ, ỗ đĩa… Công nghệ máy ảo cho phép cài chạy nhiều máy ảo máy tính vật lý Mỗi máy ảo có hệ điều hành máy khách riêng lẻ phân bố tài nguyên, ổ cứng, card mạng tài nguyên phần cứng khác cách hợp lý Việc phân bố tài nguyên phụ thuộc vào nhu cầu máy ảo ứng dụng t y thuộc vào phương pháp ảo hóa d ng Đặc biệt máy ảo cần truy xuất tài ngun phần cứng hoạt động giống máy thật hồn chỉnh Vì tập tin phân vùng ổ đĩa nên việc di chuyển máy ảo từ máy chủ sang máy chủ khác dễ dàng 23 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com không cần quan tâm đến vấn đề tương thích phần cứng hay ảnh hưởng tới máy chủ Trong kiến trúc xử lý ảo hóa chia thành lớp - - - Lớp lớp có quyền cao truy cập can thiệp sâu đến tài nguyên phần cứng Lớp thường hệ điều hành chủ cài máy chủ Lớp lớp ảo hóa Hypervisor Lớp d ng đề quản lý phân phối tài nguyên đến máy ảo Lớp hệ điều hành khách chạy máy ảo Để truy cập tài nguyên phần cứng phải liên lạc với lớp ảo hóa phải qua hệ điều hành máy chủ Lớp có quyền can thiệp thấp đến tài nguyên lớp Đây ứng dụng hoạt động máy ảo Trong hệ thống máy tính lớn d ng để xử lý ứng dụng thương mại khoa học ( mainframe), hệ điều hành chạy phần cứng máy thực chế độ ưu tiên có hệ điều hành chủ phép sửa đổi can thiệp vào phần cứng bên Cịn máy ảo làm việc chế độ giới hạn phần cứng mà nhìn thấy thiết bị ảo Khi máy ảo yêu cầu lệnh tiến trình thơng thường hệ điều hành chủ chuyển tiếp chúng đến xử lý để thực thi trực tiếp, lệnh tiến trình đặc biệt nhạy cảm can thiệp sâu đến phần cứng bên bị chặn lại làm ảnh hưởng tới hệ thống máy ảo lại Hệ điều hành chủ thực thi lệnh với xử lý máy thực sau mơ kết trả cho máy ảo Đây chế nhằm cách ly máy ảo với máy thực để đảm bảo an tồn hệ thống 3.3 Tìm hiểu mơ hình ảo hóa máy chủ điện tốn đám mây: 3.3.1 Tìm hiểu vấn đề Ngày nay, doanh nghiệp việc quản lý tốt, hiệu liệu riêng công ty liệu khách hàng, đối tác toán ưu tiên hàng đầu khơng ngừng gây khó khăn cho họ Để quản lý nguồn liệu đó, ban đầu doanh nghiệp phải đầu tư, tính tốn nhiều loại chi phí chi phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí cho quản trị viên, chi phí bảo trì, sửa chữa, … Ngồi họ cịn phải tính tốn khả mở rộng, nâng cấp thiết bị, phải kiểm soát việc bảo mật liệu tính sẵn sàng cao liệu 24 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Có nhiều phương pháp để thực tối ưu hóa hệ thống máy chủ, ảo hóa máy chủ phương pháp nhắc đến nhiều thời gian gần Ảo hóa máy chủ phương pháp áp dụng hệ thống máy chủ mà khơng phát sinh thêm chi phí đầu tư Nó biện pháp tốt việc tối ưu hóa hệ thống với việc hợp nguồn tài nguyên máy chủ 3.3.2 Mục tiêu giải pháp triển khai hệ thống 3.3.2.1 Mục tiêu Ảo hóa doanh nghiệp Và quan trọng cả, ảo hóa máy chủ cơng nghệ điện tốn đám mây doanh nghiệp cịn có mục đích sau: o Tiết kiệm chi phí đầu tư, chi phí trì hệ thống o Tiết kiệm khơng gian đặt máy chủ lượng tiêu thụ o Giảm thời gian khôi phục cố o Tạo lập môi trường kiểm tra chạy thử ứng dụng mà không cần đầu tư thêm hệ thống o Dễ dàng việc mở rộng hệ thống o Tạo lập tương thích việc sử dụng chương trình cũ 3.3.2.2 Giải pháp triển khai hệ thống Một toán đưa cho doanh nghiệp họ cần thêm tài nguyên điện toán : o Lựa chọn  Đầu tư mở rộng sở hạ tầng tổ chức  Thường xuyên bổ sung thêm máy chủ, thiết bị lưu trữ kết nối o Lựa chọn  Tập trung hóa ảo hóa tài nguyên có  Nâng cao mức độ sử dụng tài nguyên vượt qua hạn chế vật lý o Lựa chọn  Sử dụng sở hạ tầng điện tốn đám mây  Mở rộng ảo hóa vượt khỏi phạm vi trung tâm liệu doanh nghiệp  Thuê tài nguyên điện toán từ nhà cung cấp dịch vụ Cloud 25 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com  Trả tiền theo mức độ sử dụng 3.3.3 Mơ hình ảo hóa Doanh nghiệp có nhiều máy chủ máy chủ đặt nhiều nơi khác nhau, việc truy xuất hay bảo trì liệu khó khăn Vì tất liệu ảo hóa đám mây giúp doanh nghiệp giảm thiểu chi phí vận hành bảo trì bảo dưỡng Tiếp nhận yêu cầu: Ghi nhận lại thông tin chi tiết yêu cầu hỗ trợ như: loại yêu cầu (hỗ trợ, lỗi phát sinh, yêu cầu nâng cấp sửa đổi,…), thông tin khách hàng người yêu cầu, hình thức tiếp nhận (điện thoại, email, chat,…),… 3.3.4 Khả xảy triển khai ảo hóa máy chủ doanh nghiệp 3.3.4.1 Về chi phí Định giá cố định: Nhà cung cấp xác định rõ đặc tả khả tính tốn cố định (dung lượng nhớ cấp phát, loại CPU tốc độ.v.v…) Định giá theo đơn vị: Được áp dụng phổ biến cho lượng liệu truyền tải, dụng lượng nhớ cấp phát sử dụng, Cách uyển chuyên cách Định giá theo thuê bao: Ứng dụng phần lớn mơ hình dịch vụ phần mềm (SaaS) người dùng tiên đoán trước định mức sử dụng ứng dụng Cloud (cách tình thường khó đạt độ xác cao) 3.3.4.2 Các nguy rủi ro thách thức an tồn thơng tin Các nghiên cứu gần cho thấy vấn đề bảo mật rào cản lớn định liệu điện tốn đám mây có sử dụng rộng rãi hay không Các vấn đề bảo mật không ngăn bùng nổ công nghệ ưa chuộng điện toán đám mây khả giải đáp ứng nhu cầu thiết kinh doanh Một mối lo ngại hàng đầu liệu bị trộn lẫn nhà cung cấp dịch vụ lưu trữ thông tin, liệu nhiều doanh nghiệp phần cứng An ninh điện tốn đám mây đặt ba vấn đề: Tính an ninh, tính riêng tư tuân thủ tính pháp lý hợp đồng nhà cung cấp dịch vụ doanh nghiệp sử dụng dịch vụ 26 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.3.5 Đánh giá Về mơ hình ảo hóa đám mây doanh nghiệp đề có tính khả thi đáp ứng yêu cầu như: - - Vận dụng lý thuyết cơng nghệ ảo hóa như: Raid, San, High Availability công nghệ liên quan có chức hỗ trợ để áp dụng cho doanh nghiệp Vận dụng thành phần, cấu trúc chức phần hệ thống ảo hóa Triển khai mơ hình ảo hóa máy chủ có lợi ích ứng dụng mơ hình ảo hóa vào thực tế tiết kiệm chi phí, tăng hiệu suất, dễ quản lý,… Phần III Kết Luận Qua nghiên cứu tìm hiểu tính ảo hóa cơng nghệ điện tốn đám mây-Cloud Computing ta thấy rằng: Điện toán đám mây xu hướng phát triển trung tâm liệu (data center) Các máy chủ trung tâm liệu ảo hóa cơng nghệ ảo hóa cấp phát động tùy theo nhu cầu sử dụng tài nguyên người dùng nhằm thỏa mãn đồng thuận cụ thể mức dịch vụ Điện toán đám mây cung cấp cho người dùng nhiều loại hình dịch vụ khác dịch vụ sở hạ tầng, dịch vụ tảng, dịch vụ phần mềm… Dịch vụ đám mây phong phú tiện lợi, nhiên rào cản lớn vấn đề ảo hóa Cơng nghệ ảo hóa làm thay đổi mặt giới điện tốn cơng cụ có khả triển khai quản lý máy ảo đơn giản, hiệu Bằng việc tối ưu sử dụng nguồn tài nguyên hệ thống, chi phí triển khai ban đầu thấp, ảo hóa đem lại cho doanh nghiệp khả nhanh chóng thu hồi vốn đầu tư Bên cạnh đó, người d ng cá nhân hưởng lợi từ cơng nghệ loại bỏ nỗi lo âu tính tương thích hệ thống, giúp ta thối mái thử nghiệm công nghệ mà tốn nhiều thời gian, công sức hạn chế nguy hư hỏng hệ thống, mát liệu sơ suất Dĩ nhiên, ảo hóa tồn nhược điểm: Nhưng điểm khắc phục được, dường nhỏ bé đem so sánh với ưu điểm mà công nghệ mang lại cho Về bản, điện toán đám mây phát triển dựa ba yếu tố máy tính trung ương, máy chủ/khách ứng dụng web Nhưng chất ba 27 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thành phần tồn vấn đề ảo hóa Khi tổ chức ủy thác thơng tin quan trọng lên đám mây, đám mây phân tán thông tin vềmặt địa lý, đó, thơng tin quan trọng khơng cịn nằm kiểm sốt trực tiếp tổ chức Vì vấn đề ảo hóa ln đặt lên hàng đầu Ngồi thủ tục thơng thường mà hệ thống ảo hóa thơng thường cung cấp, việc thiết kế phần mềm điện tốn đám mây cịn nằm suốt q trình phát triển vịng đời phần mềm để làm giảm cơng bề mặt đám mây Mặc dù vậy, thời điểm nay, vấn đề ảo hóa khơng ngăn bùng nổ công nghệ ưa chuộng điện toán đám mây khả giải đáp ứng nhu cầu thiết kinh doanh Thị trường điện toán đám mây lớn, kể đến phủ điện tử, giáo dục, y tế khu công nghiệp… Không thể phủ nhận rằng, tương lai thời điện toán đám mây Ngày nay, nhu cầu chia sẻ, trao đổi thông tin người tăng cao quan trọng nhu cầu quản lý, phân công công việc ban giám đốc doanh nghiệp khơng cịn quan tâm đến sở hạ tầng, công nghệ mà tập trung vào cơng việc kinh doanh họ mang lại cho họ hiệu lợi nhuận ngày cao giảm dần chi phí Thơng tin lưu vết, cập nhật chia sẻ cách tức thời, truy cập lúc, nơi Lãnh đạo đội ngũ quản lý nắm toàn tình hình hoạt động hàng ngày doanh nghiệp, khó khăn vướng mắc, đề xuất người lao động, từ có đinh ph hợp với tình hình thực tế Tiết kiệm chi phí, thời gian, tối ưu nguồn lực nâng cao suất lao động Tạo môi trường làm việc công bằng, chuyên nghiệp phù hợp với chu ẩn mực quốc tế bước hình thành xây dựng văn hóa doanh nghiệp riêng 28 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... 18 Tìm Hiểu Mơ Hình Ảo Hóa Trong Điện Tốn Đám Mây 19 3.1 Cơng nghệ ảo hóa: 19 3.2 Cơng nghệ ảo hóa máy chủ 23 3.3 Tìm hiểu mơ hình ảo hóa máy chủ điện toán đám. .. Internet integration Tìm Hiểu Mơ Hình Ảo Hóa Trong Điện Tốn Đám Mây 3.1 Cơng nghệ ảo hóa: 3.1.1 Ảo hóa gì? Ảo hố cơng nghệ tiên tiến loạt cách mạng công nghệ nhằm tăng mức độ ảo hóa hệ thống cho... Đặc điểm điện toán đám mây 14 1.4 Các mơ hình triển khai điện toán đám mây 14 1.5 Các giải pháp điện toán đám mây 15 1.6 Tính bảo mật điện toán đám mây