đề tài: tìm hiểu về cloud computing

18 Danh mục bảng Bảng 1: Bảng khảo sát chất lượng dịch vụ ...10 Lời nói đầu Ngày nay công nghệ thông tin phát triển rất nhanh chóng, nắm giữ vai trò quan trọng trong việc thúc đấy sự tăn

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

- 0 0 0

-MÔN BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI

Đề Tài: Tìm hiểu về Cloud Computing

Nguyễn Thị Hà Trần Quang Hiến Nguyễn Hồng Liên Nguyễn Văn Tiến

HÀ NỘI - THÁNG 10/2014

Mục lục

Lời nói đầu 2

I Tổng quan 4

1 Khái niệm 4

2. Đặc điểm cơ bản của mô hình Cloud Computing 4

2.1 Khả năng co giãn( Rapid elasticity) 5

2.2 Dịch vụ theo nhu cầu(On – demand self – service) 5

2.3 Truy xuất diện rộng(Broad network access) 5

2.4 Dùng chung tài nguyên (Resource Pooling) 5

2.5 Điều tiết dịch vụ(Measured Service) 6

3 Mô hình trong Cloud Computing 6

3.1 Mô hình dịch vụ 6

3.1.1 Dịch vụ hạ tầng IaaS(Infrastructure as a Service) 6

3.1.2 Dịch vụ nền tảng PaaS(Plalform as a Service) 6

3.1.3 Dịch vụ phần mềm SaaS(Software as a Service) 7

3.2 Mô hình triển khai 7

3.2.1 Public Cloud 7

3.2.2 Private Cloud 8

3.2.3 Hybrid Cloud 9

3.2.4 Community Cloud 9

II Khó khăn và Lợi ích 10

2.1 Những thuận lợi và khó khăn của Cloud Computing 10

2.1.1 Tính sẵn sàng 10

2.1.2 Data lock-in 11

2.1.3 Bảo mật và kiểm tra dữ liệu 11

2.1.4 Việc gây ra thắt cổ trai trong việc truyền dữ liệu 12

2.1.5 Khó tiên đoán trong hiệu suất thực thi của máy tính 12

2.1.6 Đáp ứng nhu cầu khả năng lưu trữ của người dùng 13

2.1.7 Khả năng tự co giãn của hệ thống 13

2.1.8 Bản quyền phần mềm 14

2.2 Lợi ích của Cloud Computing đối với doanh nghiệp 14

2.2.1 Giảm chi phí 14

2.2.2 Sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn 15

2.2.3 Tính linh hoạt 16

III Kết luận 17

IV Tài liệu tham khảo 19

Danh mục hình Hình 1: Mọi thứ đều tập trung vào đám mây 4

Hình 2: Đặc điểm của Cloud Computing 4

Hình 3: Tài nguyên dùng chung 5

Hình 4: Các loại dịch vụ Cloud Computing 6

Hình 5: Mô hình triển khai chính 7

Hình 6: Private Cloud 8

Hình 7: Hybrid Cloud 9

Hình 8: Community Cloud 10

Hình 9: Biểu đồ so sánh hiệu xuất chạy 72 máy ảo trên EC2 giữa các máy chia sẻ bộ nhớ (a) và máy chia sẻ ổ cứng (b) Để giảm ảnh hưởng của việc truy xuất vào ổ cứng Ta có thể dùng flash để hạn chế trong giảm hiệu suất này 13

Hình 10: Cloud Computing giúp doanh nghiệp giảm chi phí đầu tư 15

Hình 11: Single-tenant 15

Hình 12:Multi-tenant 16

Hình 13: Hạ tầng dịch vụ 17

Hình 14: Sơ đồ xây dựng mô hình 18

Danh mục bảng Bảng 1: Bảng khảo sát chất lượng dịch vụ 10

Lời nói đầu

Ngày nay công nghệ thông tin phát triển rất nhanh chóng, nắm giữ vai trò quan trọng trong việc thúc đấy sự tăng trưởng kinh tế, với sự ra đời của rất nhiều công nghệ mới, các dịch vụ CNTT đáp ứng nhu cầu của người dùng cũng như là các doanh nghiệp, Tuy nhiên, trong giai đoạn suy thoái kinh tế như hiện nay, thì việc ứng dụng một công nghệ hay một dịch vụ CNTT đáp ứng việc quản lý tốt, hiệu quả dữ liệu của riêng công ty cũng như dữ liệu khách hàng, đối tác là một trong những bài toán được

ưu tiên hàng đầu và đang không ngừng gây khó khăn cho doanh nghiệp 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 Để giải quyết vấn đề trên thì 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 Khái niệm “điện toán đám mây” (ĐTĐM) đã ra đời trong hoàn cảnh đó và đang dần trở nên quen thuộc đối với các doanh nghiệp, đặc biệt là đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ

Bởi vậy nhóm chúng em đã tập trung vào tìm hiểu về Cloud Computing Qua bài báo cáo này chúng em mong rằng có thể xây dựng và hệ thống được cho mọi người hiểu được các đặc điểm cũng như mô hình triển khai và mô hình dịch vụ Các lợi ích bên cạnh

đó cũng đã đưa ra không ít khó khăn khi xây dựng mô hình Cloud Computing

Tuy nhiên do điều kiện cũng như khả năng còn hạn chế nên bài báo cáo này còn thiết sót và chưa được hoàn thiện một cách thành công hơn vậy kính mong Thầy cho chúng em những nhận xét, góp ý để chúng em có thể hoàn thiện hơn về đề tài này Xin Chân Thành Cảm Ơn Thầy!

I Tổng quan

1 Khái niệm

Cloud Computing là kho ứng dụng chứa các file, ứng dụng, dữ liệu, cơ sở hạ tầng trên Internet

Hình 1: Mọi thứ đều tập trung vào đám mây

Thuật ngữ Cloud Computing được sử dụng để mô tả các hoạt động liên quan

đến một số lượng máy tính được kết nối thông qua một mạng lưới truyền thông với thời gian thực như Internet Trong khoa học, điện toán đám mây là một từ đồng nghĩa với các hoạt động máy tính phân tán qua mạng, có nghĩa là một chương trình hoặc ứng dụng có khả năng chạy trên nhiều máy tính kết nối qua mạng cùng một lúc

Cloud Computing theo định nghĩa của NIST(National Institute of Standards and Technology – Viện Tiêu Chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ):

 Cloud Computing là một mô hình cho phép tiếp cận 1 hệ thống tài nguyên điện

toán dùng chung(ví dụ: tài nguyên mạng, server, lưu trữ, ứng dụng và dịch vụ) thông qua kết nối mạng theo nhu cầu một cách thuận tiện và nhanh chóng, đồng thời cho phép kết thúc sử dụng dịch vụ, giải phóng tài nguyên dễ dàng, giảm thiểu các giao tiếp với nhà cung cấp.

2 Đặc điểm cơ bản của mô hình Cloud Computing

Mô hình Cloud Computing cần đảm bảo 5 đặc điểm

Hình 2: Đặc điểm của Cloud Computing

2.1 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 cách thêm hoặc giảm bớt rài nguyên)

Một người dùng ký hợp đồng thuê một Server gồm 4 CPU Nếu lượng truy cập thấp chỉ cần 1 CPU là đủ, khi đó hệ thống quản lý của nhà cung cấp dịch vụ sẽ tự ngắt bớt 3 CPU, người dùng không phải trả phí cho 3 CPU nói trên và chúng được đưa sang phục vụ người khác Đến khi nhu cầu tăng tức là lượng truy cập tăng, hệ thống ngay lập tức sẽ tự động thêm CPU vào

 Khả năng co giãn nhanh và linh hoạt giúp cho nhà cung cấp dịch vụ Cloud Computing tận dụng được tài nguyên dư thừa, giảm chi phí

2.2 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 cung cấp sẽ đáp ứng để người dùng có thể tự phục vụ như: tăng – giảm thời gian sử dụng server và dung lượng lưu trữ, mà không cần phải trực tiếp yêu cầu nhà cung cấp dịch vụ, tức là mọi nhu cầu khách hàng đều được xử lý trên internet

2.3 Truy xuất diện rộng(Broad network access)

Clood Computing là tập hợp các dịch vụ công nghệ thông tin được cung cấp thông qua môi trường internet, ở đó người dùng thích dịch vụ gì thì dùng dịch vụ ấy, được lựa chọn những dịch vụ tốt nhất ở bất cứ đâu vào bất cứ lúc nào

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

2.4 Dùng chung tài nguyên (Resource Pooling)

Cho phép người dùng chung tài nguyên do họ

cung cấp dựa trên mô hình “multi – tenant”, tài

nguyên được phân phát rất linh hoạt tùy theo nhu

cầu của người dùng Khi nhu cầu của một người

dùng nào đó giảm xuống, lập tức phần tài nguyên

dư thừa sẽ được phục vụ cho người dùng khác Nếu

một người dùng 4 CPU từ 7h đến 11h hàng ngày,

một người dùng khác thuê 4 CPU tương tự từ 13h

đến 17h hằng ngày thì họ có thể dùng chung 4 CPU

đó

Hình 3: Tài nguyên dùng chung

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

nhau, có thể phục vụ nhiều người dùng hơn sơ với cách cấp phát tài nguyên truyền thống( cấp phát tài nguyên tĩnh)

2.5 Điều tiết dịch vụ(Measured Service)

Hệ thống Cloud Computing tự động 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 và báo cáo một cách minh bạch

3 Mô hình trong Cloud Computing

Các mô hình Cloud Computing được phân thành hai loại:

 Các mô hình dịch vụ(Service Models): Phân loại các dịch vụ của các nhà cung cấp dịch vụ Cloud Computing

 Các mô hình triển khai(Deployment Models): Phân loại cách thức triển khai dịch

vụ Cloud Computing đến với khách hàng

3.1 Mô hình dịch vụ

Hình 4: Các loại dịch vụ Cloud Computing

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

Dịch vụ IaaS cung cấp dịch vụ cơ bản bao gồm năng lực tính toán, không gian lưu trữ, kết nối mạng tới các máy khách Máy khách có thể sử dụng tài nguyên hạ tầng này để đáp ứng nhu cầu tính toán hoặc cài đặt ứng dụng riêng cho người sử dụng với dịch vụ này máy khách làm chủ hệ điều hành, lưu trữ và các ứng dụng chính người sử dụng cài đặt

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 thống điều hành(Windows hoặc linux) và tự cài đặt ứng dụng của mình

3.1.2 Dịch vụ nền tảng PaaS(Plalform as a Service)

Dịch vụ 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 nên tảng Cloud

đó Dịch vụ PaaS có thể được cung cấp dưới dạng các ứng dụng lớp giữa(middleware), các ứng dụng chủ(application server) cùng các công cụ lập trình với ngôn ngữ lập trình nhất định để xây dựng ứng dụng Dịch vụ PaaS cũng có thể được xây dựng riêng và cung cấp cho người sử dụng thông qua một API riêng

Người sử dụng xây dựng ứng dụng và tương tác với hạ tầng Cloud Computing thông qua API đó ở mức PaaS, người sử dụng không quản lý nền tảng Cloud hay các tài nguyên lớn như hệ điều hành, lưu trữ ở lớp dưới Điển hình là các nhà phát triển ứng dụng(ISV) sử dụng dịch vụ PaaS

Dịch vụ App Engine của Google là một dịch vụ điển hình, cho phép người sử dụng xây dựng các ứng dụng web với môi trường chạy ứng dụng và phát triển dựa trên ngôn ngữ lập trình Java hoặc Python

3.1.3 Dịch vụ phần mềm SaaS(Software as a Service)

Dịch vụ SaaS cung cấp các ứng dụng hoàn chỉnh như một dịch vụ theo yêu cầu cho nhiều người sử dụng với chỉ một phiên bản cài đặt người dùng lựa chọn ứng dụng phù hợp với nhu cầu và sử dụng mà không quan tâm tới hay bỏ công sức quản lý tài nguyên tính toán bên dưới

Dịch vụ SaaS nổi tiếng nhất phải kể đến Salesforce.com với các ứng dụng cho doanh nghiệp mà nổi bật nhất là CRM Các ứng dụng SaaS cho người dùng cuối phổ biến là các ứng dụng Office Online của Microsoft hay Google Docs của Google 3.2 Mô hình triển khai

Cho dù sử dụng loại mô hình dịch vụ nào đi nữa thì cũng có ba mô hình triển khai chính là: Public Cloud, Private Cloud và Hybrid Cloud Ngoài ra còn có mô hình Community Cloud cũng được sử dụng

Hình 5: Mô hình triển khai chính

3.2.1 Public Cloud

Mô hình đầu tiên được nhắc đến khi đề cập tới Cloud Computing là mô hình Puclic Cloud Đây là mô hình mà hạ tầng Cloud Computing được một tổ chức sở hữa

và cung cấp dịch vụ rộng rãi cho tất cả các khách hàng thông qua hạ tầng mạng internet hoặc các mạng công cộng diện rộng Các ứng dụng khác nhau chia sẻ chung tài nguyên tính toán, mạng và lưu trữ Do vậy, hạ tầng Cloud Computing được thiết kế để đảm bảo

cô lập về dữ liệu giữa các người dùng và tách biệt về truy cập

Các dịch vụ Public Cloud hướng tới số lượng người dùng lớn nên thường có năng lực về hạ tầng cao, đáp ứng nhu cầu tính toán linh hoạt, đem lại chi phí thấp cho người dùng Do đó người dùng lợi thế trong việc dễ dàng tiếp cận các ứng dụng công nghệ cao, chất lượng mà không phải đầu tư ban đầu, chi phí sử dụng thấp, linh hoạt

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 Do 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

3.2.2 Private Cloud

Hình 6: Private Cloud

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

Private Cloud có thể được xây dựng và quản lý bởi chính đội ngũ IT của doanh nghiệp hoặc có thể là một nhà cung cấp dịch vụ đảm nhiệm công việc này

Như vậy, mặc dù tốn chi phí đầu tư nhưng Private Cloud lại cung cấp cho doanh nghiệp khả năng kiểm soát và quản lý chặt chẽ những dữ liệu quan trọng

3.2.3 Hybrid Cloud

Như đã phân tích ở trên, Public Cloud dễ áp dụng, chi phí thấp nhưng không an toàn Ngược lại Private Cloud an toàn cao hơn nhưng tốn chi phí và khó áp dụng Do

đó nếu kếp hợp được hai mô hình này lại với nhau thì sẽ khai thác ưu điểm của từng mô hình Đó là ý tưởng để hình thành mô hình Hybrid Cloud

Hybrid 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 các dịch vụ Public Cloud để giải quyết và xử lý các dữ liệu này Đồng thời doanh nghiệp

sẽ giữ lại các chức năng nhiệm vụ và dữ liệu tối quan trọng trong tầm kiểm soát của mô hình Private Cloud

Hình 7: Hybrid Cloud

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

3.2.4 Community Cloud

Community Cloud là mô hình trong đó hạ tầng đám mây được chia sẻ bởi tổ chức cho cộng đồng người dùng trong các tổ chức đó Các tổ chức này do đặc thù không tiếp cận với các dịch vụ Public Cloud và chia sẻ cùng chung một hạ tầng Cloud Computing để nâng cao hiệu quả đầu tư và sử dụng

Hình 8: Community Cloud

II Khó khăn và Lợi ích

2.1 Những thuận lợi và khó khăn của Cloud Computing

2.1.1 Tính sẵn sàng

Hiện nay, việc sử dụng các dịch vụ của cloud computing làm cho người sử dụng

lo lắng đến tính sẵn sàng của dịch vụ mà họ sử dụng Nên đây là một lý do có thể làm cho người sử dụng ngại sử dụng các dịch vụ của Cloud Computing Nhưng hiện tại, những người sử dụng dịch vụ của Cloud Computing có thể an tâm về chất lượng dịch

vụ Ví dụ như trong SaaS có dịch vụ tìm kiếm của Google, hiện tại khi người dùng truy cập vào trang web sử dụng dịch vụ tìm kiếm này thì có thể an tâm rằng mình luôn được đáp ứng nếu mình truy cập không được thì có thể đó là vấn đề do kết nối đường truyền mạng Năm 2008, có một cuộc khảo sát về chất lượng dịch vụ thì có hai hãng hàng đầu đạt chất lượng phục vụ tốt về tích sẵn sàng của dịch vụ

S3 outage: authentication service overload

leading to unavailability [39]

2hours 2/15/2008

S3 outage: Single bit error leading to gossip

protocol blow up [41]

6-8hours 7/2/2008

App engine partial outage: Programming

error[43]

5hours 6/17/2008

Gmail: Site unavailability due to outage in

contacts system [29]

1,5hours 8/11/2008

Bảng 1: Bảng khảo sát chất lượng dịch vụ

Ngoài ra sự đe dọa đến tính sẵn sàng của dịch vụ còn nằm ở chỗ khi dịch vụ bị tấn công bằng cách DDOS (distributed denial of service attacks).Với kiểu tấn công này làm cho các nhà cung cấp dịch vụ tốn một khoảng tiền lớn để đối phó với cách tấn công này