Tổng quan về Cloud Computing

Tổng quan về Cloud Computing

Chương 1. Tổng quan về Cloud ComputingI. Đặt vấn đềNgày 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 và đối tác là một trong những bài toán được ưu tiên hàng đầu và đang không ngừng gây khó khăn cho họ. Để có thể quản lý được nguồn dữ liệu đó, ban đầu các doanh nghiệp phải đầu tư, tính toán rất nhiều loại chi phí như chi phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí cho quản trị viên, chi phí bảo trì, sửa chữa, … Ngoài ra họ còn phải tính toán khả năng mở rộng, nâng cấp thiết bị; phải kiểm soát việc bảo mật dữ liệu cũng như tính sẵn sàng cao của dữ liệu.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. Thuật ngữ “cloud computing” còn được bắt nguồn từ ý tưởng đưa tất cả mọi thứ như dữ liệu, phần mềm, tính toán, … lên trên mạng Internet. Chúng ta sẽ không còn trông thấy các máy PC, máy chủ của riêng các doanh nghiệp để lưu trữ dữ liệu, phần mềm nữa mà chỉ còn một số các “máy chủ ảo” tập trung ở trên mạng. Các “máy chủ ảo” sẽ cung cấp các dịch vụ giúp cho doanh nghiệp có thể quản lý dữ liệu dễ dàng hơn, họ sẽ chỉ trả chi phí cho lượng sử dụng dịch vụ của họ, mà không cần phải đầu tư nhiều vào cơ sở hạ tầng cũng như quan tâm nhiều đến công nghệ. Xu hướng này sẽ giúp nhiều cho các công ty, doanh nghiệp vừa và nhỏ mà không có cơ sở hạ tầng mạng, máy chủ để lưu trữ, quản lý dữ liệu tốt.Vậy “cloud computing” là gì ? Nó có thể giải quyết bài toán trên như thế nào và có những đặc điểm nổi bật gì ? Chúng ta sẽ đi qua các phần sau để nắm rõ vấn đề này.II. Định nghĩaTheo Wikipedia: “Điện toán đám mây (cloud computing) là một mô hình điện toán có khả năng co giãn (scalable) linh động và các tài nguyên thường được ảo hóa được cung cấp như một dịch vụ trên mạng Internet”.Theo Ian Foster: “Một mô hình điện toán phân tán có tính co giãn lớn mà hướng theo co giãn về mặt kinh tế, là nơi chứa các sức mạnh tính toán, kho lưu trữ, các nền tảng (platform) và các dịch vụ được trực quan, ảo hóa và co giãn linh động, sẽ được phân phối theo nhu cầu cho các khách hàng bên ngoài thông qua Internet”.“Điện toán đám mây là một dạng thức điện toán cung cấp các tài nguyên ảo hóa và có quy mô dưới dạng dịch vụ qua mạng Internet. Người dùng không cần tới những kiến thức chuyên môn để quản lý hạ tầng công nghệ này bởi phần việc đó là dành cho các nhà cung cấp dịch vụ.” “Điện toán đám mây là sự kết hợp giữa các khái niệm Hạ tầng hướng dịch vụ (IaaS), Nền tảng hướng dịch vụ (PaaS), Phần mềm hướng dịch vụ (SaaS) và một số khái niệm công nghệ mới. Dịch vụ điện toán đám mây thường cung cấp các trực tuyến ứng dụng doanh nghiệp thông dụng, có thể truy xuất qua trình duyệt Web trong khi phần mềm và dữ liệu được lưu trữ trên máy chủ của nhà cung cấp.” Hình Mọi thứ đều tập trung vào đám mây(Từ: http://infreemation.net/cloud-computing-linear-utility-or-complex-ecosystem/)III. Các giải phápCloud Computing ra đời để giải quyết các vấn đề sau: - Vấn đề về lưu trữ dữ liệu :Dữ liệu được lưu trữ tập trung ở các kho dữ liệu khổng lồ. Các công ty lớn như Microsoft, Google có hàng chục kho dữ liệu trung tâm nằm rải rác khắp nơi trên thế giới. Các công ty lớn này sẽ cung cấp các dịch vụ cho phép doanh nghiệp có thể lưu trữ và quản lý dữ liệu của họ trên các kho lưu trữ trung tâm.- Vấn đề về sức mạnh tính toán :Có 2 giải pháp chính: o Sử dụng các siêu máy tính (super-computer) để xử lý tính toán. o Sử dụng các hệ thống tính toán song song, phân tán.- Vấn đề về cung cấp tài nguyên, phần mềm :Cung cấp các dịch vụ như IaaS (infrastructure as a service), PaaS (platform as a service), SaaS (software as a service).Hình Minh họa về các dịch vụIV. Các tầng tạo nên đám mâyCác thông tin được tham khảo trên Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki Cloud computing cung cấp hạ tầng, nền tảng và phần mềm như là dich vụ, mà có thể được cung ứng như là một dich vụ cho thuê trong cách dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu đối với người dùng. Hình Các tầng tạo nên đám mây(Nguồn : http://edgewatertech.wordpress.com/2009/03/)• Các dịch vụ ứng dụng Tầng này có lẽ là hầu như quen thuộc với người dùng Web hàng ngày. Tầng các dịch vụ ứng dụng này lưu trữ các ứng dụng phù hợp với mô hình SaaS. Đây là những ứng dụng chạy trong một đám mây và được cung cấp theo yêu cầu về các dịch vụ cho người dùng. Đôi khi các dịch vụ này được cung cấp miễn phí và các nhà cung cấp dịch vụ tạo ra doanh thu từ những thứ khác như là các quảng cáo Web và nhiều khi các nhà cung cấp ứng dụng tạo ra doanh thu trực tiếp từ việc sử dụng dịch vụ. Âm thanh quen thuộc quá phải không? Nó có lẽ làm như vậy kể từ khi hầu hết tất cả chúng ta đã sử dụng chúng. Nếu bạn đã từng gửi tệp thuế của bạn trực tuyến bằng cách sử dụng Turbo taxe, kiểm tra thư của bạn khi sử dụng Gmail hoặc Yahoo Mail hoặc theo kịp các cuộc hẹn khi sử dụng Google Calendar, thì bạn đã quen thuộc với tầng trên cùng của đám mây. Đây chỉ là một vài ví dụ về các kiểu ứng dụng này. Thật vậy có hàng ngàn ứng dụng SaaS và số lượng phát triển hàng ngày nhờ các công nghệ Web 2.0.Có lẽ không hoàn toàn rõ ràng với đa số công chúng về việc có nhiều ứng dụng trong tầng các dịch vụ ứng dụng được chuyển trực tiếp tới cộng đồng doanh nghiệp. Ở đó có lưu trữ các yêu cầu phần mềm có sẵn để xử lý bảng lương, quản lý nguồn nhân lực, cộng tác, quản lý quan hệ khách hàng, quản lý mối quan hệ đối tác kinh doanh và nhiều hơn nữa. Các ví dụ phổ biến về các yêu cầu này bao gồm IBM® Lotus® Live, IBM Lotus Sametime®, Unyte, Salesforce.com, Sugar CRM, và WebEx.Trong cả hai trường hợp, các ứng dụng được cung cấp qua mô hình SaaS làm lợi cho người tiêu dùng bằng cách giải phóng cho họ khỏi việc cài đặt và bảo trì phần mềm và các ứng dụng có thể được sử dụng thông qua các mô hình cấp phép có hỗ trợ trả tiền để sử dụng các khái niệm.• Các dịch vụ nền tảng Đây là tầng ở đó chúng ta thấy cơ sở hạ tầng ứng dụng nổi lên như là một tập hợp các dịch vụ. Dịch vụ này nhưng không bị hạn chế tầng giữa như là một dịch vụ, truyền thông như là một dịch vụ, tích hợp như là một dịch vụ, thông tin như là một dịch vụ, kết nối như một dịch vụ, v.v. Các dịch vụ ở đây được dành để hỗ trợ cho các ứng dụng. Các ứng dụng này có thể đang chạy trong đám mây và chúng có thể đang chạy trong một trung tâm dữ liệu doanh nghiệp truyền thống hơn. Để đạt được khả năng mở rộng cần thiết trong một đám mây, các dịch vụ khác nhau được đưa ra ở đây thường được ảo hóa. Các ví dụ về các đề nghị trong phần này của đám mây bao gồm các ảnh ảo của IBM® WebSphere® Application Server virtual images, Amazon Web Services, Boomi, Cast Iron, và Google App Engine.Các dịch vụ nền tảng này cho phép người tiêu dùng chắc chắn rằng các ứng dụng của họ được trang bị để đáp ứng các nhu cầu của người dùng bằng cách cung cấp cơ sở hạ tầng ứng dụng dựa theo yêu cầu. • Các dịch vụ cơ sở hạ tầng Tầng đáy của đám mây là tầng các dịch vụ cơ sở hạ tầng. Ở đây, chúng ta thấy một tập hợp các tài sản vật lí như các máy chủ, các thiết bị mạng và các đĩa lưu trữ được đưa ra như là các dịch vụ được cung cấp cho người tiêu dùng. Các dịch vụ ở đây hỗ trợ cơ sở hạ tầng ứng dụng - bất kể cơ sở hạ tầng đó đang được cung cấp qua một đám mây hay không- và nhiều người tiêu dùng hơn. Cũng như với các dịch vụ nền tảng, sự ảo hóa là một phương pháp thường được sử dụng để tạo ra chế độ phân phối các nguồn tài nguyên theo yêu cầu. Ví dụ về các dịch vụ cơ sở hạ tầng bao gồm IBM Bluehouse, VMware, Amazon EC2, Microsoft Azure Platform, Sun ParaScale Cloud Storage và nhiều hơn nữa.Các dịch vụ cơ sở hạ tầng tập trung vào vấn đề trang bị đúng các trung tâm dữ liệu bằng cách đảm bảo công suất điện toán khi cần thiết. Ngoài ra, do thực tế là các kỹ thuật ảo hóa thường được sử dụng trong tầng này, nên có thể thấy rõ sự tiết kiệm chi phí do việc sử dụng nguồn lực hiệu quả mang lại.V. Lợi ích của cloud computingTiết kiệm : Nhanh chóng cải thiện với người dùng có khả năng cung cấp sẵn các tài nguyên cơ sở hạ tầng công nghệ một cách nhanh chóng và ít tốn kém. Giảm chi phí : Chi phí được giảm đáng kể và chi phí vốn đầu tư được chuyển sang hoạt động chi tiêu. Điều này làm giảm rào cản cho việc tiếp nhận, chẳng hạn như cơ sở hạ tầng được cung cấp bởi đối tác thứ 3 và không cần phải mua để dùng cho các tác vụ tính toán thực hiện 1 lần hay chuyên sâu mà không thường xuyên. Việc định giá dựa trên cơ sở tính toán theo nhu cầu thì tốt đối với những tùy chọn dựa trên việc sử dụng và các kỹ năng IT được đòi hỏi tối thiểu (hay không được đòi hỏi) cho việc thực thi. Đa phương tiện : Sự độc lập giữa thiết bị và vị trí làm cho người dùng có thể truy cập hệ thống bằng cách sử dụng trình duyệt web mà không quan tâm đến vị trí của họ hay thiết bị nào mà họ đang dùng, ví dụ như PC, mobile. Vì cơ sở hạ tầng off-site (được cung cấp bởi đối tác thứ 3) và được truy cập thông qua Internet, do đó người dùng có thể kết nối từ bất kỳ nơi nào. Chia sẻ : Việc cho thuê nhiều để có thể chia sẻ tài nguyên và chi phí giữa một phạm vi lớn người dùng, cho phép: o Tập trung hóa cơ sở hạ tầng trong các lĩnh vực với chi phí thấp hơn (chẳng hạn như bất động sản, điện, v.v.) o Khả năng chịu tải nâng cao (người dùng không cần kỹ sư cho các mức tải cao nhất có thể). o Cải thiện việc sử dụng và hiệu quả cho các hệ thống mà thường chỉ 10-20% được sử dụng. Độ tin cậy : Độ tin cậy cải thiện thông qua việc sử dụng các site có nhiều dư thừa, làm nó thích hợp cho tính liên tục trong kinh doanh và khôi phục thất bại. Tuy nhiên, phần lớn các dịch vụ của cloud computing có những lúc thiếu hụt và người giám đốc kinh doanh, IT phải làm cho nó ít đi. Tính co giãn linh động : Tính co giãn linh động (“theo nhu cầu”) cung cấp tài nguyên trên một cơ sở mịn, tự bản thân dịch vụ và gần thời gian thực, không cần người dùng phải có kỹ sư cho chịu tải. Hiệu suất : hiệu suất hoạt động được quan sát và các kiến trúc nhất quán, kết nối lỏng lẽo được cấu trúc dùng web service như giao tiếp hệ thống. Bảo mật : Việc bảo mật cải thiện nhờ vào tập trung hóa dữ liệu, các tài nguyên chú trọng bảo mật, v.v… nhưng cũng nâng cao mối quan tâm về việc mất quyền điều khiển dữ liệu nhạy cảm. Bảo mật thường thì tốt hay tốt hơn các hệ thống truyền thống, một phần bởi các nhà cung cấp có thể dành nhiều nguồn lực cho việc giải quyết các vấn đề bảo mật mà nhiều khách hàng không có đủ chi phí để thực hiện. Các nhà cung cấp sẽ ghi nhớ (log) các truy cập, nhưng việc truy cập vào chính bản thân các audit log có thể khó khăn hay không thể. Khả năng chịu đựng : Khả năng chịu đựng xảy ra thông qua việc tận dụng tài nguyên đã được cải thiện, các hệ thống hiệu quả hơn. Tuy nhiên, các máy tính và cơ sở hạ tầng kết hợp là những thứ tiêu thụ năng lượng chủ yếu.VI. Thách thức của điện toán đám mâyChi phí : chi phí bản quyền phần mềm ban đầu có thể khá caoCông tác quản lý cũng có thể sẽ gặp khó khăn, bởi đám mây là một dịch vụ được cung cấp từ bên ngoài, với phương thức hoạt động, lưu trữ và xử lý dữ liệu từ những nguồn không xác định.Tính sẵn sàng : Không đảm bảo về tính sẵn sàng cũng là một trở ngại hiện nay, khi chỉ có một số rất ít nhà cung cấp dịch vụ cam kết được về sự sẵn sàng và liên tục của dịch vụ, về thời gian sửa chữa và phục hồi dữ liệu. Nói cách khác, những dịch vụ điện toán đám mây có vẻ không đáng tin cậy đối với một số ứng dụng quan trọng và có yêu cầu cao.Tính riêng tư trong điện toán đám mây cũng là một vấn đề đáng quan tâm. Khi dữ liệu được cập nhật trong đám mây, nó có thể dễ dàng bị những tên tội phạm mạng, gián điệp và những đối thủ cạnh tranh xâm nhập. Thực tế hiện nay các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây vẫn chưa có một phương pháp bảo vệ nào trong trường hợp dữ liệu bị xâm nhập.Vấn đề tuân thủ cũng trở nên phức tạp. Những nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây có thể chuyển dữ liệu tới quốc gia khác có giá điện rẻ hơn, nhưng luật lỏng lẻo hơn. Vậy ai sẽ là người chịu trách nhiệm pháp lý về quản lý dữ liệu, sở hữu dữ liệu, sự minh bạch của tài liệu cũng như tính chính xác của dữ liệu kiểm toán? Cho đến giờ, chưa có công ty cung cấp dịch vụ đám mây nào sẵn sang cung cấp sự đảm bảo mà các công ty lớn cần có thể có thể loại trừ những rủi ro đó.(Nguồn : http://www.fit.vimaru.edu.vn/cntt/modules.php?name=News&file=article&sid=684)VII. Xu hướng phát triểnThuật ngữ “cloud computing” ra đời từ giữa năm 2007, cho đến nay đã không ngừng phát triển mạnh mẽ và được hiện thực bởi nhiều công ty lớn trên thế giới như IBM, Sun, Amazon, Google, Microsoft, Yahoo, SalesForce, … Hình Một số nhà cung cấp dịch vụ cloud computing(Nguồn : http://www.boston.com/business/ticker/2009/03/marketspace_iss.html)Với mục tiêu giải quyết các bài toán về dữ liệu, tính toán, dịch vụ, … cho khách hàng, cloud computing đã và đang mang lại lợi nhuận lớn, đem đến một sân chơi, một thị trường rộng lớn cho các nhà cung cấp dịch vụ, nên sự phát triển nhanh chóng của nó có thể được tính bằng từng ngày. Trong khi đó, thuật ngữ ban đầu của “grid computing” không mang tính kinh tế, lợi nhuận cao nên sự phát triển của nó đang ngày càng giảm sút, và chỉ đang được áp dụng vào lĩnh vực nghiên cứu khoa học.Theo báo VNUnet (28/04/2009), trong một cuộc khảo sát các khách hàng sử dụng các dịch vụ của cloud computing thì có tới 27,7% quan tâm về vấn đề lưu trữ dữ liệu (data storage); 17% về các ứng dụng liên quan tài chính; 12,8% về e-mail. . dịch vụ của cloud computing thì có tới 27,7% quan tâm về vấn đề lưu trữ dữ liệu (data storage); 17% về các ứng dụng liên quan tài chính; 12,8% về e-mail. . http://infreemation.net /cloud- computing- linear-utility-or-complex-ecosystem/)III. Các giải phápCloud Computing ra đời để giải quyết các vấn đề sau: - Vấn đề về lưu trữ