TÓM TẮT NỘI DUNG: Khái niệm điện toán đám mây (Lịch sử phát triển, định nghĩa). Đặc trưng của điện toán đám mây và so sánh với các mô hình điện toán khác. Phân tích kiến trúc của một đám mây Cung cấp dịch vụ trên ĐTĐM (So sánh với mô hình truyền thống, phân tích ưu nhược điểm của mô hình) Tìm hiểu về các nhà cung cấp dịch vụ đám mây lớn hiện nay (google, amazon, microsoft)Tài liệu có đầy đủ: Mở đầu, kết luận, danh mục từ viết tắt, menu... như một luận văn hoàn chỉnh.
ĐẠI HỌC DÂN LẬP PHƯƠNG ĐÔNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN _______________________ ĐỒ ÁN 8 ĐỀ TÀI: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ CNTT TRÊN NỀN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Giảng viên hướng dẫn : ThS. Chu Hải Hà Sinh viên thực hiện : Trần Quang Huy Mã số sinh viên : 510100096 HÀ NỘI – 4/2014 MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Viết tắt của Dịch nghĩa NIST National Institute of Standards and Technology Viện Tiêu chuẩn và công nghệ quốc gia - Bộ Thương mại Mỹ SaaS Software as a Service Phần mềm dịch vụ SOA Service Oriented Architecture Kiến trúc hướng dịch vụ PaaS Platform as a Service Nền tảng như một dịch vụ IaaS Instructure as a Service Cơ sở hạ tầng là dịch vụ API Application programming interface Giao diện lập trình ứng dụng AWS Amazon Web Services Dịch vụ Web của Amazon QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong những năm gần đây, điện toán đám mây nổi lên như là một xu thế mới của công nghiệp điện toán và luôn được nhắc đến với những tính năng và ưu điểm vượt trội. Theo đó tất cả dữ liệu, phần mềm và thậm chí cả hạ tầng đều có thể truy cập được từ xa và là một dịch vụ cho thuê. Trong tương lai gần, các doanh nghiệp sẽ không còn phải đầu tư vào hệ thống máy tính của doanh nghiệp nữa, mà chỉ cần thuê lại các máy chủ ảo của một nhà cung cấp dịch vụ thứ ba. Các máy chủ ảo này sẽ giúp doanh nghiệp giải quyết mọi vấn đề về lưu trữ, quản lý dữ liệu, bảo mật như một hệ thống thông thường triển khai trong nội bộ nhưng với những ưu điểm vượt trội như: tính bảo mật cao hơn, doanh nghiệp chỉ phải trả chi phí cho những gì mình thực sự sử dụng và khả năng co dãn linh hoạt, khi yêu cầu về hệ thống tăng lên gần như ngay lập tức doanh nghiệp sẽ được đáp ứng hạ tầng tương ứng. Xu hướng này mang lại rất nhiều ưu điểm cho doanh nghiệp khi mà họ không cần có cơ sở hạ tầng nhưng vẫn đáp ứng được các nhu cầu sử dụng. Đề tài nghiên cứu “Điện toán đám mây và cung cấp dịch vụ CNTT trên nền điện toán đám mây” sẽ tìm hiểu kỹ hơn về công nghệ mới mẻ này. 2. Mục đích − Đề tài được nghiên cứu với mục đích tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây và các dịch vụ trên nền điện toán đám mây − Đề tài tập trung vào nghiên cứu về khái niệm công nghệ điện toán đám mây và các ưu, nhược điểm của công nghệ này từ đó so sánh với các công nghệ điện toán khác. 3 Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây 3. Mục tiêu nghiên cứu − Tìm hiểu cơ bản về công nghệ điện toán đám mây và cấu trúc của một “đám mây”. − So sánh những mô hình cung cấp dịch vụ truyền thống với mô hình điện toán đám mây. − Nghiên cứu việc triển khai các ứng dụng trên mô hình điện toán đám mây. 4 Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1.1. TỔNG QUAN 1.1.1. Điện toán đám mây là gì? Điện toán đám mây là một mô hình điện toán mà trong đó tất cả các dữ liệu và dịch vụ được đặt trong những trung tâm dữ liệu và dịch vụ khổng lồ (Cloud – đám mây) và dữ liệu và dịch vụ đó có thể truy cập được thông qua Internet. Hình 1.1. Đám mây điện toán 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 cá nhân để mọi người kết nối và sử dụng mỗi khi họ cần. Một trong những ý tưởng quan trọng nhất của điện toán đám mây là khả năng mở rộng và công nghệ chủ chốt là công nghệ ảo hóa. Ảo hóa cho phép sử dụng tốt hơn một server bằng cách kết hợp các hệ điều hành và các ứng dụng trên một máy tính chia sẻ đơn lẻ. Ảo hóa cũng cho phép di trú trực tuyến (online migration) để khi một server quá tải, một instance của hệ điều hành (và các ứng dụng trên đó) có thể di trú đến một server mới, ít tải hơn. Nhìn chung, điện toán 5 Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây đám mây đơn giản là việc di trú tài nguyên tính toán và lưu trữ từ doanh nghiệp vào đám mây. Người dùng chỉ định yêu cầu tài nguyên và nhà cung cấp đám mây hầu như tập hợp các thành phần ảo này trong hạ tầng của nó. Hình 1.2. Di trú tài nguyên lên mây Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ (NIST) đã đưa ra định nghĩa: “Điện toán đám mây là mô hình cho phép truy cập qua mạng để lựa chọn và sử dụng nguồn tài nguyên tính toán (VD: mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng và dịch vụ) theo nhu cầu một cách thuận tiện và tức thì, đồng thời cho phép kết thúc sử dụng dịch vụ và giải phóng tài nguyên nhanh chóng, giảm thiểu các giao tiếp với nhà cung cấp.” Ưu điểm mới của điện toán đám mây là khả năng ảo hóa và chia sẻ tài nguyên giữa các ứng dụng. 6 Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây Hình 1.3. Ảo hóa Sever Ba nền tảng độc lập tồn tại cho các ứng dụng khác nhau , mỗi ứng dụng chạy trên server của nó. Trong đám mây, server có thể được chia sẻ (ảo hóa) giữa các hệ điều hành và các ứng dụng để sử dụng server tốt hơn. Càng ít server thì càng cần ít không gian (giảm vùng bao phủ của các data center) và càng ít năng lượng làm mát (giảm tiêu hao nhiên liệu). Hiện nay, các nhà cung cấp đưa ra nhiều dịch vụ của điện toán đám mây theo nhiều hướng khác nhau, đưa ra các chuẩn riêng cũng như cách thức hoạt động khác nhau. Do đó, việc tích hợp các đám mây để giải quyết một bài toán lớn của khách hàng vẫn còn là một vấn đề khó khăn. Chính vì vậy, các nhà cung cấp dịch vụ đang có xu hướng tích hợp các đám mây lại với nhau thành “sky computing”, đưa ra các chuẩn chung để giải quyết các bài toán lớn của khách hàng. 7 Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây Hình 1.4. Liên kết các đám mây (Sky computing) 1.1.2. Lịch sử Khái niệm về điện toán đám mây xuất hiện từ những năm 1960, khi John McCarthy phát biểu rằng “Một ngày nào đó, việc tính toán sẽ được tổ chức như một tiện ích công cộng”. Các đặc điểm của điện toán đám mây như khả năng co giãn , cung cấp như một tiện ích trực tuyến, với khả năng gần như vô hạn. Thuật ngữ “đám mây” lấy cảm hứng từ các công ty viễn thông. Thuật ngữ “điện toán đám mây” lần đầu tiên được sử dụng trong bài giảng của Ramnath Chellappa năm 1997. Amazon đã góp một vai trò quan trọng trong sự phát triển của điện toán đám mây bằng cách hiện đại hóa trung tâm dữ liệu. Hầu hết các mạng máy tính được tạo ra chỉ sử dụng ít nhất là 10% năng lực của nó tại một thời điểm. Kiến trúc điện toán đám mây giúp tối ưu năng lực làm việc của máy chủ. Amazon bắt đầu phát triển các sản phẩm cung cấp điện toán đám mây cho khách hàng và tung ra dịch vụ Web Amazon (AWS) như một tiện ích máy tính năm 2006. 8 Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây Trong năm 2007, Google, IBM và một số trường đại học bắt tay vào nghiên cứu dự án điện toán đám mây với quy mô lớn. Vào đầu năm 2008, Eucalyptus đã trở thành mã nguồn mở đầu tiên cho AWS API, nền tảng tương thích cho việc triển khai các đám mây cá nhân. OpenNebula tài trợ dự án kho lưu trữ và trở thành phần mềm mã nguồn mở đầu tiên triển khai đám mây riêng, đám mây lai và liên đoàn các đám mây. Trong năm đó, những nỗ lực đã được tập trung vào việc cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) để đảm bảo đám mây hoạt động thuộc dự án của ủy ban IRMOS tài trợ. Đến giữa năm 2008, Gartner nhận thấy tiềm năng của điện toán đám mây có thể được đưa ra làm dịch vụ cung cấp cho khách hàng. 1.2. ĐẶC TRƯNG CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Điện toán đám mây xuất hiện kèm theo nhiều đặc điểm tiên tiến, nên có nhiều vượt trội hơn so vơi các công nghệ điên toán khác: Ảo hóa & chia sẻ tài nguyên (Shared, virtualized infrastructure): Ảo hóa cung cấp khả năng chia sẻ các tài nguyên tính toán như servers, storage, data Nhờ khả năng ảo hóa, hệ thống sẽ được tận dụng hiệu quả hơn. Khả năng tự phục vụ (Self-service access): Điện toán đám mây cung cấp khả năng tự phục vụ (self-service) cho các user. Người sử dụng có khả năng truy cập trực tiếp vào các tài nguyên và sử dụng theo nhu cầu. Co giãn tài nguyên (Elastic resource pools): Tài nguyên cung cấp cho người sử dụng (servers, storage, data ) có thể dễ dàng co giãn tùy theo nhu cầu sử dụng. Những tài nguyên không còn được sử dụng sẽ được giải phóng cho hệ thống. Hướng dịch vụ (Service-oriented): 9 Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây Hệ thống điện toán đám mây là hướng dịch vụ và được xây dựng dựa trên tập các dịch vụ. Các dịch vụ có thể độc lập hoặc được xây dựng dựa trên các dịch vụ đã có nhờ khả năng tái sử dụng. Chi trả theo mức sử dụng (Pay per use): Người dùng chỉ phải chi trả cho những tài nguyên họ sử dụng. Về phía nhà cung cấp, khả năng này cho phép họ theo dõi các dịch vụ được sử dụng. Tự sửa lỗi (Self-Healing): Các ứng dụng/dịch vụ chạy trong môi trường điện toán đám mây đều có đặc tính tự sửa lỗi. Mỗi ứng dụng khi thực thi đều có các bản copy, các phiên bản này tự động cập nhật. Khi ứng dụng gặp sự cố sẽ luôn có một bản copy tiếp tục được thực thi. 1.3. SO SÁNH VỚI CÁC MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN KHÁC Điện toán đám mây ra đời dựa trên nền tảng của các công nghệ trước đó. Bắt nguồn từ điện toán lưới (Grid computing) trong thập niên 1980, tiếp theo là điện toán theo nhu cầu (Utility computing) và dịch vụ Web 2.0. 1.3.1. Điện toán lưới (Grid computing) Hình 1.5. Mô hình điện toán lưới 10 [...]... Giải pháp đặt ra là tiếp nhận và cung cấp các dịch vụ từ các nguồn khác nhau như thể chúng có nguồn gốc từ một nơi và có thể tương tác giữa các đám mây riêng và chung Hình 1.16 Mô hình đám mây lai 22 Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây 1.6 KỸ THUẬT ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Kỹ thuật điện toán đám mây là kỹ thuật tập trung vào các dịch vụ đám mây như SaaS, PaaS và IaaS Đó là một giải pháp... tiết mát mẻ quanh năm như Phần Lan, Thụy Điển và Thụy Sĩ đang cố gắng thu hút các nhà đầu tư lớn đặt trung tâm dữ liệu điện toán đám mây của mình tại đây 25 Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây CHƯƠNG 2 CUNG CẤP DỊCH VỤ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRÊN NỀN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 2.1 CUNG CẤP DỊCH VỤ CNTT THEO MÔ HÌNH TRUYỀN THỐNG Cung cấp dịch vụ CNTT theo mô hình truyền thống cho một khách hàng... MỘT SỐ NHÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY LỚN 3.1 DỊCH VỤ ĐIỆN TOÁN CỦA AMAZONE, GOOGLE VÀ MICROSOFT Hình 2.6 Các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây lớn 3.1.1 Amazone Web Services (AWS) Amazon là hãng tiên phong cung cấp dịch vụ điện toán đám mây Dịch vụ điện toán đám mây của Amazon đi theo hướng “Hạ tầng như dịch vụ IaaS (Infrastructure as a service) bao gồm một tập các dịch vụ mức thấp, cho... nhất các nhà cung cấp sử dụng dịch vụ độc quyền, một số nhà phát triển sợ phải phụ thuộc vào một nhà cung cấp duy nhất Thứ hai là các nhà cung cấp có thể cho phép các ứng dụng được làm việc với một nhà cung cấp khác, tuy nhiên với mức phí cao hơn 18 Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây 1.5.1.3 Dịch vụ cơ sở hạ tầng (IaaS) Tầng dưới cùng của đám mây là tầng cung cấp dịch vụ cơ sở hạ... quản lý tập trung và chúng được cung cấp cho khách hàng theo các hình thức, có thể là cơ sở hạ tầng, cung cấp nền tảng, và cuối cùng là dịch vụ phần mềm Tại đây tài nguyên của hệ thống sẽ được chia sẽ cho khách hàng sử dụng 28 Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây Là nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây thường có những vấn đề phức tạp như sao lưu dữ liệu, nhân rộng, và nhu cầu phục... Mô hình đám mây công cộng 20 Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây Trong mô hình này mọi dữ liệu đều nằm trên mây, do nhà cung cấp dịch vụ đó bảo vệ và quản lý Chính điều này khiến các công ty lớn cảm thấy không an toàn đối với những dữ liệu quan trọng của mình khi sử dụng dịch vụ 1.5.2.2 Đám mây riêng (Private cloud) Trong mô hình đám mây riêng, cơ sở hạ tầng và các dịch vụ được... mức phí để 17 Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây ứng dụng có thể hoạt động lại Nếu nhà cung cấp không còn cung cấp dịch vụ thì ứng dụng và dữ liệu của khách hàng sẽ bị mất toàn bộ Nền tảng hướng dịch vụ thường cung cấp một giao diện người dùng dựa trên HTML hoặc JavaScript Nền tảng hướng dịch vụ hỗ trợ phát triển giao diện web như Simple Object Access Protocol (SOAP) và REST(Representational... được gọi là “mô hình SPI” 14 Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây Hình 1.9 Mô hình SPI 1.5.1.1 Dịch vụ phần mềm (SaaS) Đây là mô hình dịch vụ mà trong đó nhà cung cấp dịch vụ sẽ cung cấp cho khách hàng một phần mềm dạng dịch vụ hoàn chỉnh Khách hàng chỉ cần lựa chọn ứng dụng phần mềm nào phù hợp với nhu cầu và chạy ứng dụng đó trên cơ sở hạ tầng đám mây Mô hình này giải phóng người... Models): Phân loại cách thức triển khai dịch vụ điện toán đến với khách hàng 1.5.1 Các mô hình dịch vụ Hiện tại, có rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau Tuy nhiên có ba loại dịch vụ điên toán cơ bản là: Dịch vụ phần mềm (Software as a Service – SaaS) Dịch vụ nền tảng (Platform as a Service – PaaS) Dịch vụ cơ sở hạ tầng (Infrastructure as a Service... sử dụng: Tính toán lưới chủ yếu hướng tới khoa học còn điện toán đám mây hướng tới mục đích thương mại, quan tâm tới việc phục vụ nhu cầu của khách hàng 1.3.2 Tính toán theo nhu cầu (Utility computing) Hình 1.6 Công nghệ tính toán theo nhu cầu 11 Điện toán đám mây và dịch vụ trên nền điện toán đám mây Điểm giống với công nghệ điện toán đám mây là tất cả các tài nguyên tính toán được cung cấp cho khách . TOÁN ĐÁM MÂY Giảng viên hướng dẫn : ThS. Chu Hải Hà Sinh viên thực hiện : Trần Quang Huy Mã số sinh viên : 51 0100096 HÀ NỘI – 4/2014 MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Viết tắt của Dịch nghĩa NIST National. tính toán bó, tốc độ toán nhanh hơn. Về mô hình dữ liệu: Tính toán lưới dùng các giao thức chuyên biệt để tìm kiếm các tài nguyên trên mạng cho việc lưu trữ còn điện toán đám mây dùng Data. dịch vụ. Các ứng dụng được cung cấp bao gồm các quá trình của việc kinh doanh như: quản lý dây chuyền cung cấp, danh sách khách hàng và các công cụ hướng dẫn kinh doanh. Dành cho cá nhân: Các