điện toán đám mây di động đánh giá, xu hướng và triển vọng

Hướng nghiên cứu trong tương lai CHƯƠNG I: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Trong vài năm qua, những tiến bộ trong lĩnh vực mạng máy tính và các ứng dụng dựatrên nhu cầu đã dẫn đến tốc độ tăng trưởng b

Mục Lục

CHƯƠNG I: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 5

1.1 Điện toán di động 8

1.1.1 Các tính năng của điện toán di động 8

1.1.2 Thách thức 9

1.2 Tổng quan về Điện toán đám mây 9

1.2.1 Định nghĩa điện toán đám mây 10

1.2.2 Mô hình tổng quan của điện toán đám mây 11

1.2.3 Các tính năng của điện toán đám mây 12

1.2.3.1 Ảo hóa 12

1.2.3.2 Độ tin cậy, khả năng sử dụng và mở rộng 13

1.2.3.3 Quy mô lớn 13

1.2.3.4 Tự trị 13

1.2.4 Đặc điểm của điện toán đám mây 13

1.2.5 Các giải pháp 14

1.2.6 So sánh điện toán đám mây và điện toán truyền thống 15

1.3 Mô hình khai thác Điện toán đám mây 17

1.3.1 Mô hình các lớp dịch vụ 17

1.3.1.1 Dịch vụ hạ tầng IaaS (Infrastructure as a Service) 18

1.3.1.2 Dịch vụ nền tảng PaaS (Platform as a Service) 18

1.3.1.3 Dịch vụ Phần mềm SaaS (Software as a Service) 19

1.3.2 Mô hình triển khai Cloud Computing 19

1.3.2.1 Đám mây “công cộng” 20

1.3.2.2 Đám mây “riêng” 20

1.3.2.3 Đám mây “cộng đồng” 21

1.3.2.4 Đám mây “lai” 21

1.3.3 Ảo hóa 22

1.3.3.1 Ảo hóa máy chủ 22

1.3.3.2 Ảo hóa lưu trữ 23

1.3.3.3 Ảo hóa mạng 24

1.3.3.4 Ảo hóa ứng dụng 25

1.3.4 Đặc tính của Cloud Computing Service 26

1.3.4.1 Khả năng co giãn (Rapid elasticity) 26

1.3.4.2 Dịch vụ theo nhu cầu (On-demand self-service) 27

1.3.4.3 Truy xuất diện rộng (Broad network access) 27

1.3.4.4 Dùng chung tài nguyên 27

1.3.4.5 Điều tiết dịch vụ 27

1.4 Kết luận 28

CHƯƠNG II: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY DI ĐỘNG 29

2.1 Điện toán đám mây di động là gì? 29

2.2 Kiến trúc của điện toán đám mây di dộng 30

2.3 Các ưu điểm của điện toán đám mây di động 33

2.3.1 Mở rộng đời pin 33

2.3.2 Cải thiện khả năng lưu trữ dữ liệu và sức mạnh xử lý 34

2.3.3 Cải thiện độ tin cậy 35

2.4 Ứng dụng của MMC 36

2.4.1 Thương mại di động (Mobile Commerce) 36

2.4.2 Học tập di động (Mobile learning) 37

2.4.3 Chăm sóc sức khỏe di động (Mobile healthcare) 37

2.4.4 Trò chơi di động (Mobile Gaming) 38

2.4.5 Các ứng dụng thực tế khác 39

2.5 Các vấn đề và phương pháp của MCC 41

2.5.1 Băng thông thấp 41

2.5.2 Tính sẵn sàng 42

2.5.3 Tính không đồng nhất 43

2.6 Các vấn đề ở phía tính toán 44

2.6.1 Giảm tải tính toán 44

2.6.1.1 Giảm tải trong môi trường tĩnh 44

2.6.1.2 Giảm tải trong môi trường động 47

2.6.2 Bảo mật data trên Clouds 49

2.6.3 Nâng cao hiệu quả truy cập dữ liệu 50

2.6.4 Nhận biết ngữ cảnh các dịch vụ mobile cloud 50

2.6.5 Chưa hoàn thiện 50

3 TÌM HIỂU GOOGLE CLOUD MESSAGING (GCM) 50

3.1 Giới thiệu Google Cloud Messaging 50

3.2 Đặc điểm chính của Google Cloud Messaging (GCM) 51

3.3 Tổng quan kiến trúc 51

3.4 Xử lý kết quả đăng ký 53

3.5 Xử lý dữ liệu nhận 55

3.6 Vai trò của các máy chủ ứng dụng của bên thứ 3 55

3.7 Quá trình gửi tin nhắn 55

3.8 Định dạng gửi yêu cầu 56

3.9 Định dạng nhận phản hồi 60

3.10 Thời gian sống của 1 tin nhắn 61

3.11 Điều tiết (Throttling) 62

3.12 So sánh Send-to-Sync và Messages with Payload 62

Điện toán đám mây di động: Đánh giá,Xu hướng và triển vọng

Điện toán đám mây di động (MCC) kết hợp điện toán di dộng và điện toán đám mây đãtrở thành một trong những từ được nhắc đến nhiều và là chủ để thảo luận chính tronggiới công nghệ thông tin từ năm 2009.Hiện tại MCC vẫn đang ở giai đoạn đầu pháttriển, cần sự nắm bắt công nghệ để đưa ra hướng nghiên cứu trong tương lai

Nội dung chính

1 Điện toán di động đến điện toán đám mây

2 Thảo luận về đặc điểm của các công trình nghiên cứu gần đây

3 Phân tích tính năng, cơ sở hạ tầng của điện toán đám mây di động

4 Phân tích những thách thức của điện toán đám mây di động

5 Tóm tắt 1 số dự án nghiên cứu

6 Hướng nghiên cứu trong tương lai

CHƯƠNG I: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

Trong vài năm qua, những tiến bộ trong lĩnh vực mạng máy tính và các ứng dụng dựatrên nhu cầu đã dẫn đến tốc độ tăng trưởng bùng nổ của mô hình ứng dụng như điệntoán đám mây, phần mềm như một dịch vụ, mạng xã hội, web site, Như một mô hìnhứng dụng quan trọng trong thời đại của Internet, điện toán đám mây đã trở thành mộthướng nghiên cứu của cộng đồng khoa học và công nghiệp từ năm 2007 Thông

thường, điện toán đám mây được mô tả như một loạt các dịch vụ được cung cấp bởimột hệ thống cụm dựa trên Internet Hệ thống này bao gồm một nhóm các máy chủ chiphí thấp hoặc Máy tính cá nhân (PC), tổ chức các nguồn lực khác nhau các máy tínhtheo một chiến lược quản lý nhất định, và cung cấp an toàn, đáng tin cậy, nhanh chóng,thuận tiện và minh bạch các dịch vụ như lưu trữ dữ liệu, truy cập và tính toán đếnclient Theo 10 xu hướng công nghệ hàng đầu chiến lược cho năm 2012 [1] được cungcấp bởi Gartner (là một cty tư vấn và phân tích toàn cầu nổi), điện toán đám mây đã cómặt trên đầu danh sách, có nghĩa là điện toán đám mây sẽ có một tác động lớn đếndoanh nghiệp và hầu hết các tổ chức trong 2012 Trong khi đó, điện thoại thông minhđược coi là đại diện cho các thiết bị di động khác nhau khi chúng được kết nối với nhauqua Internet Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ mạng không dây Có mặt ởkhắp nơi và tính cơ động là hai đặc điểm chính trong mạng thế hệ kế tiếp mà cung cấp

cá nhân hoá dịch vụ mạng qua nhiều thiết bị đầu cuối và hình thức truy cập Côngnghệ lõi của điện toán đám mây đang tập trung vào dịch vụ, và ứng dụng cụ thể khitiện ích được bán như nước, gas hoặc điện đến người dùng Do đó, sự kết hợp củamạng di động và điện toán đám mây tạo ra 1 hình thức mới đó là điện toán đám mây diđộng Như một kế thừa và phát triển của điện toán đám mây,tài nguyên trong mạnglưới điện toán đám mây di động được ảo hóa và được giao trong một nhóm nhiều máytính phân tán chứ không phải trong các máy tính truyền thống hoặc các máy chủ cungcấp cho các thiết bị di động như điện thoại thông minh, thiết bị đầu cuối di động, vv.(Hình 1)Trong khi đó, các ứng dụng khác nhau dựa trên điện toán đám mây di động đãđược phát triển và phục vụ cho người sử dụng, chẳng hạn như của Google Gmail,Maps và định hướng hệ thống điện thoại di động, tìm kiếm bằng giọng nói, và một sốứng dụng trên một nền tảng Android, MobileMe của Apple, Live Mesh từ Microsoft,

và MotoBlur của Motorola Theo nghiên cứu của Juniper, phần mềm và ứng dụng điệntoán đám mây di động dự kiến sẽ tăng 88% mỗi năm từ 2009-2014, và tang trưởng nhưvậy có thể tạo ra 9,5 tỷ Mỹ đô la trong năm 2014

Hình 1: Điện toán đám mây di động

Điện toán đám mây di động đóng góp lớn cho cuộc sống hằng ngày của chúng ta, tuynhiên, mang nhiều thách thức và các vấn đề.Vấn đề cốt lõi của những thách thức này làlàm thế nào để kết hợp hai công nghệ liền lạc.Một mặt để bảo đảm rằng thiết bị di độngtận dụng tối đa thuận lợi của điện toán đám mây để cải thiện và mở rộng chức năng của

nó Mặt khác, để khắc phục sự bất lợi của tài nguyên hạn chế và khả năng tính toán củathiết bị di động để truy cập điện toán đám mây với hiệu suất cao như máy tính PC vàmáy chủ Do đó, để giải quyết thách thức đề cập và chỉ ra hướng nghiên cứu, việc hiểubiết kỹ về mô hình điện toán đám mây di động là cần thiết.Tìm hiểu các mô hình cơbản của điện toán đám mây di động,nền tảng, công nghệ trọng điểm, tình trạng nghiêncứu hiện nay, và hướng nghiên cứu trong tương lai

Khi phát triển và mở rộng điện toán đám mây và điện toán di động, điện toán đám mây

di động đã được đưa ra từ năm 2009.tìm hiểu điện toán di động và điện toán đám mây

1.1 Điện toán di động

Di động đã trở nên phổ biến nhanh chóng trong lĩnh vực điện toán ngày nay Tốc độtăng trưởng đáng kinh ngạc xuất hiện trong các thiết bị di động như là: điện thoại thôngminh, PDA, dẫn đường bằng GPS và máy tính xách tay với nhiều điện toán di động,mạng và an ninh công nghệ

Ngoài ra, với sự phát triển công nghệ vô tuyến như WiMax,Ad Hoc và WIFI, ngườidùng có thể là lướt internet dễ dàng hơn và không bị giới hạn bởi dây cáp như trước

Do đó,những thiết bị di động ấy được chấp nhận hơn Với nhiều đây là lựa chọn đầutiên của họ cho công việc và giải trí trong cuộc sống hằng ngày

Vì vậy, điện toán di động là những gì? Theo Wikipedia, nó được mô tả như một hìnhthức tương tác của con người-máy tính bằng cách mà một máy tính dự kiến sẽ đượcvận chuyển trong quá trình sử dụng bình thường [2] Điện toán di động dựa vào tậphợp ba khái niệm chính: phần cứng, phần mềm và truyền thông Các khái niệm về phầncứng có thể được coi là thiết bị di động, chẳng hạn như điện thoại thông minh và máytính xách tay, linh kiện điện thoại di động Phần mềm của điện toán di động là ứngdụng di động nhiều trong thiết bị, như là trình duyệt di động, phần mềm diệt vi - rút vàtrò chơi Các vấn đề thông tin liên lạc bao gồm các cơ sở hạ tầng của mạng di động,các giao thức và cung cấp dữ liệu trong việc sử dụng chúng

1.1.1 Các tính năng của điện toán di động

 Tính cơ động: nodes di động trong mạng điện toán di động có thể thiết lập kết

nối với nodes khác

 Tính đa dạng của điều kiện mạng : Các mạng sử dụng bằng nodes di động

không phải là duy nhất, mạng như vậy có thể là mạng có dây với băng thôngcao, hoặc mạng diện rộng ( WWAN ) với băng thông thấp, hoặc thậm chí trongtrạng thái ngắt kết nối

 Ngắt kết nối thường xuyên và tính nhất quán :như những hạn chế của nguồn

pin,các vấn đề về mạng không dây, điều kiện mạng…

 Mạng giao tiếp đối xứng : các máy chủ và các điểm truy cập cho khả năng gửi /

nhận mạnh mẽ, trong khi khả năng như vậy trong các nút di động là khá yếu Do

đó, băng thông truyền thông và tổng phí giữa đường xuống(downlink) và đườnglên(uplink) có sự khác biệt

 Độ tin cậy thấp: Do tín hiệu rất dễ bị liên lệch và rình mò, một hệ thống mạng

lưới điện toán di động có được xem xét từ thiết bị đầu cuối, mạng lưới, các nềntảng cơ sở dữ liệu, cũng như các ứng dụng phát triển để giải quyết vấn đề anninh vấn đề

1.1.2 Thách thức

So với mạng truyền thông có dây, mạng điện toán di động có thể đối mặt nhiều vấn đề

và thách thức trong các khía cạnh khác, như là rối loạn tín hiệu, an ninh, trễ hand-off,giới hạn thời lượng pin, khả năng tính toán thấp trong môi trường vô tuyến và vô sốcác nút di động Ngoài ra, chất lượng của Dịch vụ ( QoS ) trong mạng điện toán diđộng bị ảnh hưởng bởi địa hình, thời tiết và các tòa nhà

1.2 Tổng quan về Điện toán đám mây

Trong thời đại công nghệ thông tin, nhiều người dùng thấy rằng các máy tính họ mua 2năm trước đây không thể bắt kịp với sự phát triển của cong nghệ thông tin ngày nay, họcần một CPU tốc độ cao hơn, công suất lớn hơn, đĩa cứng lớn hơn, và một hệ thốnghoạt động hiệu suất cao hơn (OS) Đó là sự kỳ diệu của 'Moores Luật "trong đó chủtrương nâng cấp máy tính của liên tục, nhưng không bao giờ vượt qua sự phát triển kỹthuật Do đó, một thuật ngữ gọi là bùng nổ 'Điện toán đám mây' đến cuộc sống hàngngày

Điện toán đám mây đã trở thành một cụm từ phổ biến từ năm 2007 Tuy nhiên, không

có sự đồng thuận về định nghĩa điện toán đám mây hay hệ thống điện toán đám mây dohàng chục các nhà phát triển và các tổ chức mô tả nó theo những nhau quan điểm khácnhau C Hewitt [3] giới thiệu các chức năng chính của một hệ thống điện toán đámmây được lưu trữ dữ liệu trên đám mây các máy chủ, và sử dụng công nghệ bộ nhớ

cache trong các client để lấy dữ liệu Những client có thể là máy tính, máy tính xáchtay, điện thoại thông minh R Buyya [4] đưa ra định nghĩa từ quan điểm đánh dấu rằngđiện toán đám mây là hệ thống máy tính song song và phân tán, chúng được kết hợpbởi một nhóm các ảo máy với các liên kết nội bộ Giữa nhà cung cấp dịch vụ và người

sử dụng cần có những thỏa thuận cụ thể được nêu trong SLA (Service LevelAgreement) trong đó xác định vể yêu cầu chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service).Tuy nhiên, một số tác giả đã đề cập rằng điện toán đám mây không phải là một kháiniệm hoàn toàn mới L Youseff từ UCSB cho rằng điện toán đám mây chỉ được kếthợp bởi nhiều tồn tại và vài khái niệm mới trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu, như làphân phối và tính toán lưới, kiến trúc hướng dịch vụ ( SOA ) và ảo hóa

Hệ thống điện toán đám mây là sự phát triển xử lý song song, phân phối và tính toánlưới trên Internet, cung cấp QoS khác nhau bảo đảm dịch vụ như: phần cứng, cơ sở hạtầng, nền tảng, lưu trữ các ứng dụng Internet khác nhau và người sử dụng

1.2.1 Định nghĩa điện toán đám mây

“Điện toán đám mây là một khái niệm rộng, nhưng theo quan điểm của chúng tôi,

nó tương quan với các phương thức để cung cấp cơ sở hạ tầng, dịch vụ và phần mềmthông qua mạng theo nhu cầu, phù hợp với quy mô Điện toán đám mây dựa trên mộtnền tảng ảo hóa, trong đó các kho tài nguyên (ảo hóa) được tổ chức một cách linh động

vì lợi ích của các ứng dụng và phần mềm Điều này sẽ làm thay đổi cách thức các ứng

dụng được viết ra và cung cấp” – Cisco System

Theo định nghĩa của Viện nghiên cứu tiêu chuẩn và công nghệ quốc gia Hoa Kỳ(NIST), “Điện toán đám mây là mô hình điện toán cho phép truy cập qua mạng để lựachọn và sử dụng tài nguyên tính toán (ví dụ: mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng và dịchvụ) theo nhu cầu một cách thuận tiện và nhanh chóng; đồng thời cho phép kết thúc sửdụng dịch vụ, giải phóng tài nguyên dễ dàng, giảm thiểu các giao tiếp với nhà cungcấp”

Theo đó, mô hình ĐTĐM có các đặc trưng chính là cho phép sử dụng dịch vụ theo yêucầu (on-demand service), cung cấp khả năng truy cập dịch vụ qua mạng rộng rãi từmáy tính để bàn, máy tính xách tay tới thiết bị di động (broad network access); với tàinguyên tính toán động, phục vụ nhiều người (resource pooling for multi-tenancy), nănglực tính toán mềm dẻo, đáp ứng nhanh với mọi nhu cầu từ thấp tới cao (rapidelasticity) Mô hình ĐTĐM cũng đảm bảo việc sử dụng các tài nguyên luôn được “cânđo” để nhà cung cấp dịch vụ quản trị và tối ưu hóa được tài nguyên, đồng thời ngườidùng chỉ phải trả chi phí cho phần tài nguyên thực sự sử dụng (pay-by-use).

Hình 1.1: Mô hình điện toán đám mây của NIST

1.2.2 Mô hình tổng quan của điện toán đám mây

Các nguồn điện toán khổng lồ như phần mềm, dịch vụ sẽ nằm tại các máy chủ

ảo (đám mây) trên Internet thay vì trong máy tính gia đình và văn phòng để mọi ngườikết nối và sử dụng mỗi khi họ cần

Hình 1.2: Mô hình tổng quan của điện toán đám mây

Hiện nay, các nhà cung cấp đưa ra nhiều dịch vụ của điện toán đám mây theo nhiềuhướng khác nhau, đưa ra các chuẩn riêng cũng như cách thức hoạt động khác nhau Do

đó, việc tích hợp các cloud để giải quyết một bài toán lớn của khách hàng vẫn còn làmột vấn đề khó khăn Chính vì vậy, các nhà cung cấp dịch vụ đang có xu hướng tíchhợp các đám mây lại với nhau thành “sky computing”, đưa ra các chuẩn chung để giảiquyết các bài toán lớn của khách hàng

1.2.3 Các tính năng của điện toán đám mây

1.2.3.1 Ảo hóa

Đám mây có thể được coi là nơi chứa tài nguyên ảo, thiết bị phần cứng tất cả được ảohoá Thiết bị đầu cuối thông qua trình duyệt và lấy dữ liệu từ nhà cung cấp điện toánđám mây từ các trung tâm dữ liệu riêng của họ Hơn nữa, máy ảo thường được cài đặttrên máy chủ để nâng cao hiệu quả sử dụng và máy ảo như vậy hỗ trợ chuyển tải khi cómột máy chủ quá tải

1.2.3.2 Độ tin cậy, khả năng sử dụng và mở rộng

Điện toán đám mây cung cấp chế độ an toàn để lưu trữ dữ liệu của người sử dụngngười sử dụng không phải lo lắng về các vấn đề chẳng hạn như cập nhật phần mềm, vá

lỗ hổng, virus tấn công và mất dữ liệu Nếu thất bại xảy ra trên một máy chủ hoặc máy

ảo, điện toán đám mây chuyển sang hệ thống và sao lưu các dữ liệu cho các máy khác.Sau đó xóa các nút thất bại ấy ra khỏi hệ thống để chắc chắn rằng toàn bộ hệ thốnghoạt động bình thường Trong khi đó, đám mây có thể được mở rộng theo chiều ngang

và theo chiều dọc trong một mạng lưới quy mô lớn, để xử lý nhiều yêu cầu từ hàngngàn các nút và máy chủ

1.2.4 Đặc điểm của điện toán đám mây

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

Chi phí được giảm đáng kể và chi phí vốn đầu tư được chuyển sang hoạt động chitiêu Điều này làm giảm rào cản cho việc tiếp nhận, chẳng hạn như cơ sở hạ tầng đượccung cấp bởi đối tác thứ 3 và không cần phải mua để dùng cho các tác vụ tính toánthực hiện 1 lần hay chuyên sâu mà không thường xuyên Việc định giá dựa trên cơ sởtính toán theo nhu cầu thì tốt đối với những tùy chọn dựa trên việc sử dụng và các kỹnăng IT được đòi hỏi tối thiểu (hay không được đòi hỏi) cho việc thực thi

Sự độc lập giữa thiết bị và vị trí làm cho người dùng có thể truy cập hệ thống bằngcách 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 đốitác thứ 3) và được truy cập thông qua Internet, do đó người dùng có thể kết nối từ bất

IT phải làm cho nó ít đi

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 chochịu tải Hiệu suất hoạt động được quan sát và các kiến trúc nhất quán, kết nối lỏng lẽođược cấu trúc dùng web service như giao tiếp hệ thống

Việc bảo mật cải thiện nhờ vào tập trung hóa dữ liệu, các tài nguyên chú trọng bảomật, v.v… nhưng cũng nâng cao mối quan tâm về việc mất quyền điều khiển dữ liệunhạy cảm Bảo mật thường thì tốt hay tốt hơn các hệ thống truyền thống, một phần bởicác 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 khókhăn hay không thể

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 nhữngthứ tiêu thụ năng lượng chủ yếu

1.2.5 Các giải pháp

Điện toán đám mây 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 liệukhổng lồ Các công ty lớn như Microsoft, Google có hàng chục kho dữ liệutrung tâm nằm rải rác khắp nơi trên thế giới Các công ty lớn này sẽ cung cấpcác dịch vụ cho phép doanh nghiệp có thể lưu trữ và quản lý dữ liệu của họ trêncác kho lưu trữ trung tâm

 Vấn đề về sức mạnh tính toán: Có 2 giải pháp chính

 Sử dụng các siêu máy tính (super-computer) để xử lý tính toán

 Sử dụng các hệ thống tính toán song song, phân tán, tính toán lưới (gridcomputing)

 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 aService)

Hình 1 Minh họa về dịch vụ của điện toán đám mây

1.2.6 So sánh điện toán đám mây và điện toán truyền thống

Trong mô hình điện toán truyền thống, các cá nhân, doanh nghiệp sẽ xây dựng riêng cơ

sở hạ tầng kỹ thuật để tự cung cấp các dịch vụ cho các hoạt động thông tin đặc thù củamình Với mô hình này, mọi thông tin sẽ được lưu trữ, xử lý nội bộ và họ sẽ trả tiền đểtriển khai, duy trì cơ sở hạ tầng đó (mua thiết bị phần cứng, phần mềm chuyên dụng,trả lương cho bộ phận điều hành )

Khác với mô hình điện toán truyền thống, điện toán đám mây lưu trữ và xử lý toàn bộthông tin trong đám mây Internet Mọi công nghệ, kỹ thuật, cơ sở hạ tầng cũng như chiphí triển khai trong đám mây sẽ do nhà cung cấp đảm bảo xây dựng và duy trì Do đó,thay vì phải đầu tư từ đầu rất nhiều tiền cho chi phí xây dựng cơ sở hạ tầng riêng, các

cá nhân, doanh nghiệp trong quá trình hoạt động sẽ chỉ phải trả số tiền vừa đủ theo nhucầu sử dụng của mình (pay-for-what-you-use)

Như vậy, mô hình này có rất nhiều lợi ích như sử dụng hợp lý nguồn vốn, điều hòa chitiêu tính toán theo thực tế sử dụng, luôn hưởng năng suất tính toán theo cam kết củanhà cung cấp dịch vụ, tận dụng được sức mạnh của Internet và các siêu máy tính, giảm

cơ bản trách nhiệm quản lý hệ thống CNTT nội bộ

1.3 Mô hình khai thác Điện toán đám mây

1.3.1 Mô hình các lớp dịch vụ

Dịch vụ điện toán đám mây rất đa dạng, bao gồm tất cả các lớp dịch vụ điện toán từcung cấp năng lực tính toán trên lưới máy chủ hiệu năng cao hay các máy chủ ảo,không gian lưu trữ dữ liệu, hay một hệ điều hành, một công cụ lập trình, hay một ứngdụng kế toán

Các mô hình dịch vụ ĐTĐM phổ biến nhất có thể được phân thành ba nhóm:

Hình 2: Mô hình các lớp dịch vụ của điện toán đám mây

1.3.1.1 Dịch vụ hạ tầng IaaS (Infrastructure as a Service)

IaaS cung cấp dịch vụ cơ bản bao gồm năng lực tính toán, không gian lưu trữ, kết nốimạng tới khách hàng Khách hàng (cá nhân hoặc tổ chức) có thể sử dụng tài nguyên hạtầng này để đáp ứng nhu cầu tính toán hoặc cài đặt ứng dụng riêng cho mình Với dịch

vụ này khách hàng làm chủ hệ điều hành, lưu trữ và các ứng dụng do khách hàng pháttriển và cài đặt Khách hàng điển hình của dịch vụ IaaS có thể là mọi đối tượng cần tớimột máy tính và tự cài đặt ứng dụng của mình

Ví dụ điển hình về dịch vụ này là dịch vụ EC2 của Amazon Khách hàng có thể đăng

ký sử dụng một máy tính ảo trên dịch vụ của Amazon và lựa chọn một hệ điều hành (ví

dụ, Windows hoặc Linux) và tự cài đặt ứng dụng của mình

1.3.1.2 Dịch vụ nền tảng PaaS (Platform as a Service)

PaaS cung cấp nền tảng điện toán cho phép khách hàng phát triển các phần mềm, phục

vụ nhu cầu tính toán hoặc xây dựng thành dịch vụ trên nền tảng Cloud đó Dịch vụPaaS có thể được cung cấp dưới dạng các hạ tầng trao đổi thông tin ứng dụng(middleware), các nền tảng ứng dụng (application server) cùng các công cụ lập trìnhvới ngôn ngữ lập trình nhất định để xây dựng ứng dụng Dịch vụ PaaS cũng có thểđược xây dựng riêng và cung cấp cho khách hàng thông qua một API riêng Kháchhàng xây dựng ứng dụng và tương tác với hạ tầng ĐTĐM thông qua API đó Ở mứcPaaS, khách hàng không quản lý nền tảng Cloud hay các tài nguyên lớp như hệ điềuhành, lưu trữ ở lớp dưới Khách hàng điển hình của dịch vụ PaaS chính là các nhà pháttriển ứng dụng (ISV)

Dịch vụ App Engine của Google là một dịch vụ PaaS điển hình, cho phép khách hàngxây dựng các ứng dụng web với môi trường chạy ứng dụng và phát triển dựa trên ngônngữ lập trình Java hoặc Python

1.3.1.3 Dịch vụ Phần mềm SaaS (Software as a Service)

SaaS cung cấp các ứng dụng hoàn chỉnh như một dịch vụ theo yêu cầu cho nhiều kháchhàng với chỉ một phiên bản cài đặt Khách hàng lựa chọn ứng dụng phù hợp với nhucầu và sử dụng mà không quan tâm tới hay bỏ công sức quản lý tài nguyên tính toánbên dưới.

Dịch vụ SaaS nổi tiếng nhất phải kể đến Salesforce com với các ứng dụng cho doanhnghiệp mà nổi bật nhất là CRM Các ứng dụng SaaS cho người dùng cuối phổ biến làcác ứng dụng office Online của Microsoft hay Google Docs của Google

1.3.2 Mô hình triển khai Cloud Computing

Cho dù sử dụng loại mô hình dịch vụ nào đi nữa thì cũng có 4 mô hình triển khai chínhlà: Public Cloud, Private Cloud, Community Cloud và Hybrid Cloud

Hình 3: Các mô hình triển khai điện toán đám mây

1.3.2.1 Đám mây “công cộng”

Các dịch vụ Cloud được nhà cung cấp dịch vụ cung cấp cho mọi người sử dụng rộngrãi Các dịch vụ được cung cấp và quản lý bởi một nhà cung cấp dịch vụ và các ứngdụng của người dùng đều nằm trên hệ thống Cloud Người sử dụng dịch vụ sẽ được lợi

là chi phí đầu tư thấp, giảm thiểu rủi ro do nhà cung cấp dịch vụ đã gánh vác nhiệm vụquản lý hệ thống, cơ sở hạ tầng, bảo mật… Một lợi ích khác của mô hình này là cungcấp khả năng co giãn (mở rộng hoặc thu nhỏ) theo yêu cầu của người sử dụng

Tuy nhiên Public Cloud có một trở ngại, đó là vấn đề mất kiểm soát về dữ liệu và vấn

đề an toàn dữ liệu Trong mô hình này mọi dữ liệu đều nằm trên dịch vụ Cloud, do nhà

cung cấp dịch vụ Cloud đó bảo vệ và quản lý Chính điều này khiến cho khách hàng,nhất là các công ty lớn cảm thấy không an toàn đối với những dữ liệu quan trọng củamình khi sử dụng dịch vụ Cloud.

1.3.2.2 Đám mây “riêng”

Trong mô hình Private Cloud, cơ sở hạ tầng và các dịch vụ được xây dựng để phục vụcho một tổ chức (doanh nghiệp) duy nhất Điều này giúp cho doanh nghiệp có thể kiểmsoát tối đa đối với dữ liệu, bảo mật và chất lượng dịch vụ Doanh nghiệp sở hữu cơ sở

hạ tầng và quản lý các ứng dụng được triển khai trên đó

Private Cloud có thể được xây dựng và quản lý bởi chính đội ngũ IT của doanh nghiệphoặc có thể thuê một nhà cung cấp dịch vụ đảm nhiệm công việc này Như vậy, mặc dùtốn chi phí đầu tư nhưng Private Cloud lại cung cấp cho doanh nghiệp khả năng kiểmsoát và quản lý chặt chẽ những dữ liệu quan trọng

Hình 4: Private Cloud và Public Cloud

1.3.2.3 Đám mây “cộng đồng”

Đám mây cộng đồng (Community Cloud) là mô hình trong đó hạ tầng đám mây đượcchia 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 cận tới các dịch vụ Public Cloud và chia sẻ chung một

hạ tầng CC để nâng cao hiệu quả đầu tư và sử dụng

1.3.2.4 Đám mây “lai”

Public Cloud dễ áp dụng, chi phí thấp nhưng không an toàn Ngược lại, Private Cloud

an toàn hơn nhưng tốn chi phí và khó áp dụng Do đó nếu kết hợp được hai mô hìnhnày lại với nhau thì sẽ khai thác ưu điểm của từng mô hình Đó là ý tưởng hình thành

mô hình Hybrid Cloud

Hình 5: Mô hình kết hợp Public Cloud và Private CloudHybrid Cloud là sự kết hợp của Public Cloud và Private Cloud Trong đó doanh nghiệp

sẽ “out-source” các chức năng nghiệp vụ và dữ liệu không quan trọng, sử dụng cácdịch vụ Public Cloud để giải quyết và xử lý các dữ liệu này Đồng thời, doanh nghiệp

sẽ giữ lại các chức năng nghiệp vụ và dữ liệu tối quan trọng trong tầm kiểm soát(Private Cloud)

Một khó khăn khi áp dụng mô hình Hybrid Cloud là làm sao triển khai cùng một ứngdụng trên cả hai phía Public và Private Cloud sao cho ứng dụng đó có thể kết nối, traođổi dữ liệu để hoạt động một cách hiệu quả

1.3.3 Ảo hóa

Đám mây có thể được coi là nơi chứa tài nguyên ảo, thiết bị phần cứng tất cả được ảohoá Thiết bị đầu cuối thông qua trình duyệt và lấy dữ liệu từ nhà cung cấp điện toánđám mây từ các trung tâm dữ liệu riêng của họ Hơn nữa, máy ảo thường được cài đặttrên máy chủ để nâng cao hiệu quả sử dụng và máy ảo như vậy hỗ trợ chuyển tải khi cómột máy chủ quá tải.

1.3.3.1 Ảo hóa máy chủ

Một máy chủ riêng ảo-Virtual Private Server hay máy chủ ảo hoá là một phươngpháp phân vùng một máy chủ vật lý thành máy tính nhiều máy chủ ảo, mỗi máy chủ đã

có khả năng của riêng của mình chạy trên máy tính dành riêng Mỗi máy chủ ảo riêngcủa nó có thể chạy full-fledged hệ điều hành, và mỗi máy chủ độc lập có thể được khởiđộng lại

Lợi thế của ảo hoá máy chủ :

 Tiết kiệm được chi phí đầu tư máy chủ ban đâu

 Hoạt động hoàn toàn như một máy chủ riêng

 Có thể dùng máy chủ ảo hoá cài đặt các ứng dụng khác tùy theo nhu cầu củadoanh nghiệp

 Bảo trì sửa chữa nâng cấp nhanh chóng và dễ dàng

 Dễ dàng nâng cấp tài nguyên RAM, HDD, Băng thông khi cần thiết

 Có thể cài lại hệ điều hành từ 5-10 phút

 Không lãng phí tài nguyên

1.3.3.2 Ảo hóa lưu trữ

Hiện nay các nhà lưu trữ cung cấp đã được cung cấp giải pháp lưu trữ hiệu suấtcao cho khách hàng của họ trong một thời gian tương đối lâu Trong hình thức cơ bảnnhất của nó, lưu trữ ảo hóa tồn tại trong việc ta lắp ráp ổ đĩa vật lý nhiều thành mộtthực thể duy nhất được trình bày để các máy chủ lưu trữ và chạy hệ điều hành chẳnghạn như triển khai RAID Điều này có thể được coi là ảo bởi vì tất cả các ổ đĩa được sửdụng và tương tác với như một ổ đĩa logic duy nhất, mặc dù bao gồm hai hoặc nhiều ổđĩa trong

Một công nghệ ảo hoá lưu trữ mà ta biết đến SAN (Storeage Area Network – lưutrữ qua mạng) Storage Area Network (SAN) là một mạng được thiết kế cho việc thêmcác thiết bị lưu trữ cho máy chủ một cách dễ dàng như: Disk Aray Controllers, hayTape Libraries

Với những ưu điểm nổi trội SANs đã trở thành một giải pháp rất tốt cho lưu trữthông tin cho doanh nghiệp hay tổ chức SAN cho phép kết nối từ xa tới các thiết bịlưu trữ trên mạng như: Disks và Tape drivers Các thiết bị lưu trữ trên mạng, hay cácứng dụng chạy trên đó được thể hiện trên máy chủ như một thiết bị của máy chủ (aslocally attached divices)

Có hai sự khác nhau cơ bản trong các thành phần của SANs:

 Mạng (network) có tác dụng truyền thông tin giữa thiết bị lưu trữ và hệthống máy tính Một SAN bao gồm một cấu trúc truyền tin, nó cung cấp kếtnối vật lý, và quản lý các lớp, tổ chức các kết nối, các thiết bị lưu trữ, và hệthống máy tính sao cho dữ liệu truyền trên đó với tốc độ cao và tính bảomật Giới hạn của SAN thường được nhận biết với dịch vụ Block I/O đúnghơn là với dịch vụ File Access

 Một hệ thống lưu trữ bao gồm các thiết bị lưu trữ, hệ thống máy tính, haycác ứng dụng chạy trên nó, và một phần rất quan trọng là các phần mềm điềukhiển, quá trình truyền thông tin qua mạng

1.3.3.3 Ảo hóa mạng

Các thành phần mạng trong cơ sở hạ tầng mạng như Switch, Card mạng, được ảo hoámột cách linh động Chuyển mạch ảo cho phép các máy ảo trên cùng một máy chủ cóthể giao tiếp với nhau bằng cách sử dụng các giao thức tương tự mà như trên thiết bịchuyển mạch vật lý mà không cần phần cứng bổ sung Chúng cũng hỗ trợ VLANtương thích với việc triển khai VLAN theo tiêu chuẩn từ nhà cung cấp khác, chẳng hạnnhư Cisco

Một máy ảo có thể có nhiều card mạng ảo, việc tạo các card mạng ảo này rất đơn giản

và không giới hạn số card mạng tạo ra.Ta có thể nối các máy ảo này lại với nhau bằngmột chuyển mạch ảo Điều đặc biệt quan trọng, tốc độ truyền giữa các máy ảo này với

nhau thông qua các switch ảo được truyền với tốt độ rất cao theo chuẩnGIGABITE(1GB), dẫn đến việc đồng bộ giữa các máy ảo với nhau diễn ra rất nhanh.

Hình 1.5: Ảo hóa mạng

1.3.3.4 Ảo hóa ứng dụng

Ảo hóa ứng dụng là giải pháp tiến đến công nghệ "điện tóan đám mây" cho phép bạn

sử dụng phần mềm của công ty mà không cần phải cài vài phần mềm này vào bất cứmáy tính con nào

Giải pháp ảo hóa ứng dụng cho bạn những lợi ích nổi trội sau:

 Tất cả các máy tính đều có thể sử dụng phần mềm ảo như đang cài trên máytính của mình mà không phải lo về cấu hình (ví dụ chạy Photoshop trên máyP4 chỉ có 512 MB RAM) Tốc độ phần mềm luôn ổn định và không phụthuộc vào cấu hình từng máy

 Các máy tính con luôn ở trong tình trạng sạch và chạy nhanh hơn Lọai bỏhoàn toàn việc phải sửa lỗi phần mềm do virus, spyware hoặc do người dùng

sơ ý

 Cho phép sử dụng phần mềm mà không phải quan tâm đến hệ điều hành bạnđang sử dụng (ví dụ: bạn có thể dùng Microsoft Office 2007 ngay trongLinux, Windows 98 hoặc MAC-OS)

 Bạn có thể phân phối phần mềm một cách linh động này đến một số cánhân hoặc nhóm có nhu cầu sử dụng thay vì cài vào tất cả mọi máy như cáchphổ thông Việc phân phối hoặc gỡ bỏ phần mềm ra các máy tính có thể diễn

ra chỉ trong vòng chỉ vài giây thay vì hàng tuần nếu như công ty các bạn cóhàng chục máy tính

 Thông tin luôn luôn được lưu trữ an toàn ở server trung tâm thay vì có thểphân tán ra từng máy con Cho dù bạn ở bất cứ nơi nào (tại một máy tínhkhác, tại nhà hay thậm chí ở Internet cafe), việc truy nhập và sử dụng phầnmềm của doanh nghiệp trở nên dễ dàng qua một hệ thống bảo mật hiện đạinhất

Ảo hóa ứng dụng là giải pháp cho phép sử dụng và quản lý phần mềm doanh nghiệpmột cách hiệu quả hệ thống Tiết kiệm tối đa chi phí bảo trì, hỗ trợ kỹ thuật và quản lýtừng máy tính

1.3.4 Đặc tính của Cloud Computing Service

Cloud Computing có 5 tính chất nổi bật so với mô hình truyền thống:

1.3.4.1 Khả năng co giãn (Rapid elasticity)

Một đặc tính nổi bật của Cloud Computing là khả năng tự động mở rộng hoặc thu nhỏ

hệ thống theo yêu cầu người dùng (hệ thống sẽ tự mở rộng hoặc thu hẹp bằng cáchthêm hoặc giảm bớt tài nguyên) Một người dùng ký hợp đồng thuê một Server gồm 4CPU Nếu lượng truy cập thấp chỉ cần 1 CPU là đủ, khi đó hệ thống quản lý của nhàcung cấp dịch vụ sẽ tự ngắt bớt 3 CPU, người dùng không phải trả phí cho 3 CPU nóitrên và chúng được đưa sang phục vụ người dùng khác Đến khi nhu cầu tăng tức làlượng truy cập tăng, hệ thống ngay lạp tức sẽ tự động thêm CPU vào, nếu nhu cầu vượtquá 4 CPU thì người dùng trả phí theo hợp đồng đã ký với nhà cung cấp dịch vụ cloud

computing Khả năng co giãn nhanh và linh hoạt giúp cho nhà cung cấp dịch vụ cloudcomputing service tận dụng tài nguyên dư thừa phục vụ được nhiều khách hàng, ngườidùng giảm chi phí vì họ chỉ phải trả tiền cho những tài nguyên thực sự dùng

1.3.4.2 Dịch vụ theo nhu cầu (On-demand self-service)

Người dùng gửi yêu cầu thông qua trang web cung cấp dịch vụ, hệ thống của nhà cungcấp sẽ đáp ứng để người dùng có thể tự phục vụ như: tăng – giảm thời gian sử dụngserver và dung lượng lưu trữ, … mà không cần phải trực tiếp yêu cầu nhà cung cấpdịch vụ, tức là mọi nhu cầu khách hàng đều được xử lý trên internet

1.3.4.3 Truy xuất diện rộng (Broad network access)

Cloud Computing Service là tập hợp các dịch vụ công nghệ thông tin (CNTT) đượccung cấp thông qua môi trường internet, ở đó người dùng thích dịch vụ gì thì dùng dịch

vụ ấy, dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu, được lựa chọn những dịch vụ tốt nhất ở bất cứ đâu

ào bất cứ lúc nào Như vậy người dùng có kết nối internet là có thể sử dụng dịch vụ,Cloud Computing Service không yêu cầu người dùng phải có khả năng xử lý cao,người dùng có thể truy xuất bằng các thiết bị di dộng như điện thoại, PDA, laptop

1.3.4.4 Dùng chung tài nguyên

Nhà cung cấp dịch vụ cho phép người dùng dùng chung tài nguyên do họ cung cấp dựatrên mô hình “multi-tenant”, tài nguyên được phân phát rất linh hoạt tùy theo nhu cầucủa người dùng Khi nhu cầu của một người dùng nào đó giảm xuống, lập tức phần tàinguyên dư thừa sẽ được phục vụ cho người dùng khác Nếu một người dùng 4 CPU từ

7 - đến 11 giờ hàng ngày, một người dùng khác thuê 4 CPU tương tự 13 giờ đến 17 giờhàng ngày thì họ có thể dùng chung 4 CPU đó

1.3.4.5 Điều tiết dịch vụ

Cloud Computing Service dựa trên công nghệ ảo hóa, tài nguyên ở đây đa phần là tàinguyên ảo, chúng được cấp phát linh hoạt tùy theo nhu cầu (động) của từng người

dùng khác nhau, nhà cung cấp dịch vụ có thể phục vụ nhiều người dùng hơn so vớicách cấp phát tài nguyên (tĩnh) truyền thống Hệ thống Cloud Computing Service tựđộng kiểm soát và tối ưu hóa sử dụng tài nguyên bao gồm: dung lượng lưu trữ, đơn vị

xử lý, băng thông, … Lượng tài nguyên sử dụng có thể được theo dõi, kiểm soát vàbáo cáo một cách minh bạch cho cả hai phía nhà cung cấp dịch vụ và người dùng

1.4 Kết luận

Chương I đã trình bày những kiến thức cơ bản về các khái niệm, định nghĩa, các loạihình và các đặc điểm của điện toán đám mây Qua đó chúng ta có thể thấy được rằngđiện toán đám mây hơn hẳn điện toán truyền thống ở nhiều khía cạnh như dễ dàng sửdụng, khả năng mở rộng và độ sẵn sàng đáp ứng cao, cung cấp nhanh theo yêu cầu vàđáng kể đến nhất là mức chi phí sẽ đỡ tốn kém hơn so với việc sử dụng điện toántruyền thống khi mà chúng ta chỉ phải chi trả cho những gì mình sử dụng thay vì phảiđầu từ trang thiết bị máy móc đắt tiền

Dịch vụ đám mây về cơ bản có ba dịch vụ chính đó là dịch vụ cơ sở hạ tầng-cung cấptài nguyên phần cứng bao gồm các máy chủ, thiết bị mạng, bộ nhớ, CPU… Dịch vụnền tảng-cung cấp nên tảng tính toán và một tập các giải pháp nhiều lớp Dịch vụ phầnmềm-là mô hình triển khai ứng dụng mà ở đó người cung cấp cho phép người người sửdụng dịch vụ theo yêu cầu Các dịch vụ này đều được xây dựng dựa trên sự ảo hóa cácthiết bị phần cứng như ảo hóa máy chủ, ảo hóa lưu trữ, ảo hóa mạng và ảo hóa phầnmềm

Chính nhờ việc sử dụng ảo hóa khiến điện toán đám mây tận dụng hết tất cả các nguồntài nguyên về phần cứng từ đó nâng cao được hiệu quả và giảm chi phí trong sản xuất.Qua đây có thể thấy rằng điện toán đám mây hứa hẹn sẽ là mảnh đất màu mỡ để pháttriển thêm nhiều ứng dụng mới trong tương lai nhất là các dịch vụ đa phương tiện cầnđến một nguồn tài nguyên tính toán khổng lồ để đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăngcủa con người

CHƯƠNG II: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY DI ĐỘNG

Ngày nay, cả phần cứng và phần mềm của thiết bị di động được cải thiện hơn so vớitrước đây Một số điện thoại thông minh như iPhone, Android, Windows Mobile vàBlackberry, không chỉ là điện thoại di động truyền thống với cuộc trò chuyện, tin nhắn

SMS, email và trình duyệt web cần thiết cho người sử dụng hàng ngày mà những điệnthoại thông minh Đồng thời, các điện thoại thông minh đó bao gồm module khác nhaunhư dẫn đường, quang học, trọng lực, định hướng, mang đến sự tiện lợi và trảinghiệm di động thông minh đến người dùng.

Thuật ngữ "điện toán đám mây di động" (MCC) đã được giới thiệu không lâu sau kháiniệm "điện toán đám mây" ra mắt vào giữa năm 2007 Nó đã thu hút được sự chú ý củacác doanh nhân như một lựa chọn kinh doanh có lợi nhuận, làm giảm các chi phí pháttriển và chạy các ứng dụng di động, của người sử dụng di động như là một công nghệmới để trải nghiệm một loạt các dịch vụ di động với chi phí thấp, và các nhà nghiêncứu như một hứa hẹn cho giải pháp IT xanh Phần này cung cấp một cái nhìn tổng quancủa MCC, bao gồm định nghĩa, kiến trúc, và lợi thế của MCC

2.1 Điện toán đám mây di động là gì?

"Điện toán đám mây di động đề cập đến một cơ sở hạ tầng lưu trữ và xử lý dữ liệu xảy

ra bên ngoài thiết bị di động Ứng dụng đám mây di động di chuyển sức mạnh tính toán

và lưu trữ dữ liệu từ điện thoại di động và vào các đám mây, các ứng dụng và tính toán

di động của không phải chỉ người dùng điện thoại thông minh mà phạm vi rộng hơnnhiều các thuê bao di động "

Aepona mô tả MCC là một mô hình mới cho các ứng dụng di động, theo đó việc xử lý

dữ liệu và lưu trữ được chuyển từ thiết bị di động vào các nền tảng mạnh mẽ và tậptrung đặt trong các đám mây Các ứng dụng này sau đó được truy cập qua kết nốikhông dây dựa trên trình duyệt web trên các thiết bị di động

Ngoài ra, MCC có thể được định nghĩa là một sự kết hợp của web di động và điện toánđám mây là công cụ phổ biến nhất cho người sử dụng di động để truy cập vào các ứngdụng và dịch vụ trên Internet

Tóm lại, MCC cung cấp cho người sử dụng di động với việc xử lý dữ liệu và các dịch

vụ lưu trữ trong các đám mây Các thiết bị di động không cần một cấu hình mạnh mẽ

(ví dụ, CPU tốc độ và dung lượng bộ nhớ) vì tất cả các mô-đun tính toán phức tạp cóthể được xử lý trong những đám mây.

2.2 Kiến trúc của điện toán đám mây di dộng

Hình 2.1 Kiến trúc điện toán đám mây di động

Từ khái niệm của MCC, kiến trúc chung của MCC có thể được hiển thị trong hình 2.1.Trong hình 2.1, các thiết bị di động được kết nối với các mạng di động thông qua cáctrạm (ví dụ, cơ sở trạm thu phát (BTS), điểm truy cập (access point), hoặc vệ tinh)được thiết lập và kiểm soát các kết nối và giao diện chức năng giữamạng và các thiết bị

di động Yêu cầu của người dùng di động và thông tin (ví dụ như ID và vị trí) đượctruyền đến các bộ vi xử lý trung tâm được kết nối với máy chủ cung cấp dịch vụ mạng

di động Ở đây, nhà khai thác mạng di động có thể cung cấp dịch vụ cho người sử dụng

di động là AAA (authentication, authorization, and accounting) dựa trên các homeagent (HA) và dữ liệu của thuê bao được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu Sau đó, yêu cầu

của thuê bao được chuyển giao cho một đám mây thông qua Internet Trong đám mây,các bộ điều khiển điệntoán đám mây(cloud controller) xử lý các yêu cầu để cung cấpcho người sử dụng di động với các dịch vụ đám mây tương ứng Những dịch vụ nàyđược phát triển với các khái niệm tiện ích tính toán, ảo hóa và kiến trúc hướng dịch vụ(ví dụ web, ứng dụng, và máy chủ cơ sở dữ liệu).

Kiến trúc chi tiết của điện toán đám mây có thể khác nhau trong các ngữ cảnh khácnhau Ví dụ, kiến trúc bốn lớp (4-layers) để so sánh điện toán đám mây với điện toánlưới (grid computing) Ngoài ra, một kiến trúc hướng dịch vụ, được gọi là Aneka, đượcgiới thiệu để cho phép các nhà phát triển xây dựng ứng dụng NET với sự hỗ trợ cácgiao diện lập trình ứng dụng (API) và nhiều mô hình lập trình trình bày một kiến trúc

để tạo ra các đám mây hướng thị trường (market-oriented) Trong bài báo này, chúngtôi tập trung vào một kiến trúc được phân lớp (layered architecture) của điện toán đámđám mây (Hình 2.2).Kiến trúc này thường được sử dụng để chứng minh hiệu quả của

mô hình điện toán đám mây trong việc đáp ứng yêu cầu của người sử dụng

Hình 2.2 Kiến trúc điện toán đám mây hướng dịch vụ

Nói chung, điện toán đám mây là một hệ thống mạng phân bố quy mô lớn dựa trên một

số lượng máy chủ tại các trung tâm dữ liệu Dịch vụ đám mây được phân loại dựa trênkhái niệm lớp (Hình 2) Trong các tầng trên của cơ sở hạ tầng này,hạ tầng như một

Dịch vụ (IaaS), nền tảng như một dịch vụ (PaaS), và Phần mềm như một dịch vụ(SaaS) được xếp chồng lên nhau.

 Lớp trung tâm dữ liệu: Lớp này cung cấp các thiết bị phần cứng và cơ sở hạ

tầng cho các đám mây Trong lớp trung tâm dữ liệu, một số máy chủ được liênkết với các mạng tốc độ cao để cung cấp các dịch vụ cho khách hàng Thôngthường, các trung tâm dữ liệu được xây dựng ở những nơi ít dân cư, hiệu năngcao và ổn định và ít có nguy cơ thiên tai

 Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ (IaaS): IaaS được xây dựng trên đỉnh của lớp

trung tâm dữ liệu IaaS cho phépcung cấp dung lượng lưu trữ, phần cứng, máychủ và các thành phần mạng Khách hàng thường trả tiền cho mỗi lần sử dụng.Như vậy, khách hàng có thể tiết kiệm chi phí khi thanh toán khi chỉ được dựatrên các nguồn tài nguyên họthực sự sử dụng Cơ sở hạ tầng có thể được mởrộng hoặc thu nhỏ tự động khi cần thiết Các ví dụ của IaaS là Amazon EC2(Elastic Cloud Computing) và S3 (Simple Storage Service)

 Nền tảng như một dịch vụ (PaaS): PaaS cung cấp môi trường tích hợp nâng cao

cho việc xây dựng, kiểm tra và triển khai các ứng dụng Các ví dụ về PaaS làGoogle App Engine, Microsoft Azure,và Amazon Map Reduce/Simple StorageService

 Phần mềm như một dịch vụ (SaaS): SaaS hỗ trợ phân phối phần mềm với yêu

cầu cụ thể Trong lớp này, người dùng có thể truy cập một ứng dụng và thôngtin từ xa thông qua Internet và chỉ trả tiền cho những thứ họ sử dụng Salesforce

là một trong những người tiên phong trong việc cung cấp mô hình dịch vụ này.Microsoft’s Live Mesh cũng cho phép chia sẻ tập tin và thư mục trên nhiều thiết

bị cùng một lúc Mặc dù kiến trúc điện toán đám mây có thể được chia thànhbốn lớp như hình 2, nókhông có nghĩa là các lớp trên phải được xây dựng trênlớp trực tiếp bên dưới nó Ví dụ, các ứng dụng SaaS có thể được triển khai trựctiếp trên IaaS, thay vì PaaS Ngoài ra, một số dịch vụ có thể được coi như mộtphần củanhiều hơn một lớp Ví dụ, dịch vụ lưu trữ dữ liệu có thể được xem như

là một trong IaaS hoặc PaaS Vì vậy, người dùng có thể sử dụng các dịch vụ linhhoạt và hiệu quả.

2.3 Các ưu điểm của điện toán đám mây di động

Điện toán đám mây được biết đến như là một giải pháp đầy hứa hẹn cho điệntoán di động do nhiều lý do (ví dụ, khả năng thông tin liên lạc, tính di động) Sau đây,chúng tôi sẽ mô tả đám mây có thể được sử dụng như thế nào để vượt qua những trởngại trong tính toán di động, từ đó chỉ ra các lợi thế của MCC

2.3.1 Mở rộng đời pin

Pin là một trong những mối quan tâm chính cho các thiết bị di động Một số giải pháp

đã được đề xuất để nâng cao hiệu suất của CPU [14], [15] và để quản lý đĩa và mànhìnhmột cách thông minh [16], [17] để giảm tiêu thụ điện năng Tuy nhiên, các giảipháp này yêu cầu thay đổitrong cấu trúc của thiết bị di động, hoặc họ yêu cầu một phầncứng mới mà kết quả có thể làm gia tăng chi phívà có thể không khả thi cho tất cả cácthiết bị di động Kỹ thuật dỡ tải tính toán (computation offloading) được đề xuất để dichuyển các tính toán lớn và phức tạp từ các thiết bị có nguồn lực hạn chế (tức là,cácthiết bị di động) cho các máy tính tháo vát (tức là, các máy chủ trong các đám mây).Điều này tránh được một ứng dụng có thời gian thực hiện lâu trên các thiết bị di độnglàm cho chúng tiêu hao một số lượng lớn điện năng tiêu thụ.[18] [19] đánh giá hiệu quảcủa kỹ thuật giảm tải thông qua một số thí nghiệm Các kết quả chứng minh rằng việcthực hiện ứng dụng từ xa có thể tiết kiệm năng lượng đáng kể Đặc biệt, [18] đánh giá

số tính toán quy mô lớn và cho thấy có đến 45% năng lượng tiêu thụ cho tính toán matrận lớn có thể được giảm Ngoài ra, nhiều ứng dụng di động tận dụng lợi thế từ dichuyển nhiệm vụ và xử lý từ xa Ví dụ, giảm tải cho chương trình tối ưu hóa trình biêndịch [20] cho xử lý hình ảnh có thể làm giảm41% tiêu thụ năng lượng của một thiết bị

di động Ngoài ra, sử dụng bộ nhớ số học đơn vị (memory arithmetic unit) và giao diện(MAUI - memory arithmetic unit and interface)để di chuyển các thành phần trò chơi diđộng [21] đến các máy chủ trong các đám mây có thể tiết kiệm 27% tiêu thụ nănglượngcho các trò chơi máy tính và 45% cho các trò chơi cờ vua