Tìm hiểu điện toán đám mây và thử nghiệm ứng dụng trong hệ thống thông tin nhà trường

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CNTT & TRUYỀN THÔNG  Đặng Thị Thùy Linh TÌM HIỂU ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN NHÀ TRƢỜNG Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60.48.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên - 2013 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Để có thể tìm hiểu, hoàn thiện luận văn và có đƣợc kết quả nhƣ ngày hôm nay, tôi xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn tới trƣờng Đại học công nghệ thông tin và truyền thông – Đại học Thái Nguyên đã tạo môi trƣờng thật tốt cho tôi đƣợc học tập, rèn luyện, tìm hiểu và trau dồi kiến thức trong suốt hai năm học vừa qua. Tôi cũng xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới các thầy trong Viện Công nghệ thông tin – Viện khoa học và công nghệ Việt Nam, những ngƣời đã tận tình dạy bảo tôi cùng tập thể lớp trong suốt quá trình chúng tôi học tập tại trƣờng. Đặc biệt tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới GS.TS Nguyễn Thanh Thủy, thầy đã rất nhiệt tình hƣớng dẫn, chỉ bảo, đóng góp ý kiến và tạo mọi điều kiện cho tôi thực hiện luận văn. Cuối cùng, tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn chân thành, lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp những ngƣời luôn bên cạnh, động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn. Luận văn có đƣợc một số kết quả nhất định, tuy nhiên không thể tránh khỏi sai sót và hạn chế, kính mong đƣợc sự cảm thông và đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn. Thái Nguyên, ngày 02 tháng 01 năm 2013 Đặng Thị Thùy Linh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan toàn bộ nội dung trong luận văn này là kết quả quá trình tìm hiểu các tài liệu liên quan đến đề tài của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ công trình nào khác. (Ký tên và ghi rõ họ tên) Đặng Thị Thùy Linh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH VẼ vii MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ SỔ LIÊN LẠC ĐIỆN TỬ 2 1.1. Tổng quan về mô hình điện toán đám mây. 2 1.1.1. Khái niệm điện toán đám mây. 2 1.1.2. Các mô hình dịch vụ của điện toán đám mây. 5 1.1.2.1. Phần mềm nhƣ một dịch vụ (SaaS - Software as a Service) 5 1.1.2.2. Nền tảng nhƣ một dịch vụ (PaaS - Platform as a Service) 7 1.1.2.3. Hạ tầng nhƣ một dịch vụ (IaaS - Infrastructure as a Service) 8 1.1.3. Các mô hình triển khai của điện toán đám mây. 8 1.1.3.1. Mô hình đám mây công cộng (Public Cloud) 9 1.1.3.2. Mô hình đám mây riêng (Private Cloud) 9 1.1.3.3. Mô hình đám mây lai (Hybrid Cloud) 10 1.1.4. Kiến trúc điện toán đám mây. 11 1.1.4.1. Kiến trúc tổng quát 11 1.1.4.2. Các thành phần của điện toán đám mây 12 1.1.5. Các tầng kiến trúc của điện toán đám mây. 14 1.1.6. Các ƣu, nhƣợc điểm của điện toán đám mây. 16 1.1.6.1. Các ƣu điểm của điện toán đám mây 16 1.1.6.2. Các hạn chế của điện toán đám mây 18 1.1.7. Bảo mật trong điện toán đám mây. 20 1.2. Phân tích so sánh mô hình điện toán đám mây với các mô hình, kiến trúc phần mềm khác. 22 1.2.1. Điện toán lƣới (grid computing) 22 1.2.2. Tính toán theo yêu cầu (Utility Computing) 25 ii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.2.3. Dịch vụ web (Web service) 26 1.3. Các tính chất cơ bản của điện toán đám mây. 28 1.3.1. Tự phục vụ theo nhu cầu (On-demand self-service) 28 1.3.2. Truy xuất diện rộng (Broad network access) 28 1.3.3. Dùng chung tài nguyên (Resource pooling) 29 1.3.4. Khả năng co giãn (Rapid elasticity) 29 1.3.5. Điều tiết dịch vụ (Measured service) 30 1.4. Tổng quan về vấn đề ứng dụng công nghệ thông tin trong nhà trƣờng và sổ liên lạc điện tử. 30 1.4.1. Tình hình ứng dụng công nghệ thông tin trong nhà trƣờng 30 1.4.2. Tổng quan về sổ liên lạc điện tử 31 1.5. Kết luận 32 CHƢƠNG 2: CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY CỦA GOOGLE 34 2.1. Điện toán đám mây theo công nghệ nguồn mở 34 2.1.1. Công nghệ nguồn mở. 34 2.1.2. Điện toán đám mây theo công nghệ nguồn mở. 34 2.2. Giải pháp điện toán đám mây của Google 37 2.2.1. Dịch vụ nền tảng điện toán đám mây của Google 37 2.2.2. Tổng quan về Google Apps 37 2.3. Công nghệ nền Google App Engine 41 2.3.1. Google App Engine 41 2.3.2. Các đặc điểm nổi bật của Google App Engine 42 2.3.3. Hạn chế 42 2.3.4. Thành phần của Google App Engine 43 2.3.5. Mô hình kiến trúc và các dịch vụ của Google App Engine 45 2.3.5.1. Tổ chức và lƣu trữ dữ liệu (Datastore) 46 2.3.5.2. Quản lý vùng nhớ đệm (Memcache) 51 2.3.5.3. Dịch vụ giao tiếp web (URL Fetch) 52 2.3.5.4. Dịch vụ thƣ điện tử (Mail) 52 2.3.5.5. Một số dịch vụ khác 52 iii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.4. Các công cụ trên nền tảng công nghệ điện toán đám mây của Google 53 2.4.1. Môi trƣờng phát triển 53 2.4.2. Công cụ quản lý ứng dụng 54 2.4.3. Xây dựng và triển khai ứng dụng trên GAE 54 2.4.3.1. Xây dựng ứng dụng 54 2.4.3.2. Triển khai ứng dụng 57 CHƢƠNG 3:XÂY DỰNG HỆ THỐNG SỔ LIÊN LẠC ĐIỆN TỬ TRÊN NỀN TẢNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY CỦA GOOGLE 58 3.1. Bài toán sổ liên lạc điện tử. 58 3.2. Phân tích thiết kế hệ thống 58 3.2.1. Mô hình tổng thể hệ thống 58 3.2.2. Các mô hình ca sử dụng. 59 3.2.3. Các biểu đồ hoạt động 61 3.3. Một số giao diện chính 65 3.4. Kết luận 67 KẾT LUẬN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 iv Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên khoa học Giải nghĩa AJAX Asynchronous Javascript and XML JavaScript và XML không đồng bộ AOP Aspect Oriented Programming Phƣơng pháp lập trình hƣớng khía cạnh API Aplication Programming Interface Giao diện lập trình ứng dụng CIO Chief Information Officer Giám đốc công nghệ thông tin CPU Central Processing Unit Đơn vị xử lý trung tâm CSDLQH Cơ Sở Dữ Liệu Quan Hệ CSS Cascading Style Sheets Tập tin định kiểu theo tầng EC2 Amazon Elastic Compute Cloud Nền tảng tính toán của Amazon FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền tập tin GAE Google App Engine Công nghệ nền tảng điện toán đám mây của Google GFS Google File System Hệ thống lƣu trữ tệp của Google HTML HyperText Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản HTTP HyperText Transfer Protocol Giao thức truyền tin siêu văn bản IaaS Infrastructure as a Service Hạ tầng nhƣ một dịch vụ IMAP Internet Message Access Protocol Giao thức truy cập thƣ Internet JDO Java Data Objects Các đối tƣợng dữ liệu Java JDOQL Java Data Objects Query Language Ngôn ngữ truy vấn dữ liệu trong Datastore JVM Java Virtual Machine Máy ảo Java v Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn OGSA Open Grid Service Architecture Kiến trúc dịch vụ lƣới mở PC Personal Computer Máy tính cá nhân PaaS Platform as a Service Nền tảng nhƣ một dịch vụ SaaS Software as a Service Phần mềm nhƣ một dịch vụ SDK Software Development Kit Bộ công cụ phát triển phần mềm SOA Service Oriented Architecture Kiến trúc hƣớng dịch vụ SOAP Simple Object Access Protocol Giao thức truy cập đối tƣợng đơn giản SMTP Simple Mail Transfer Protocol Giao thức truyền thƣ điện tử đơn giản SQL Structured Query Language Ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc TTDL Data center Trung Tâm Dữ Liệu URL Uniform Resource Locator Địa chỉ truy cập tài nguyên Internet XML eXtensible Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng vi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang Bảng 2.1 Bảng ánh xạ giữa CSDLQH với App Engine Datastore 47 Bảng 2.2 Giá trị của các lớp thuộc tính 47 [...]... điện toán đám mây, các dịch vụ và mô hình của điện toán đám mây, tình hình ứng dụng công nghệ thông tin trong hệ thống thông tin nhà trƣờng và ứng dụng sổ liên lạc điện tử Chương 2: Công nghệ điện toán đám mây của Google, trình bày về công nghệ nguồn mở, giải pháp điện toán đám mây của Google với nền tảng là App Engine, các dịch vụ của Google Apps Chương 3: Xây dựng thử nghiệm sổ liên lạc điện tử trong. .. tác điện toán đám mây và các nhà cung cấp điện toán đám mây trong hệ thống Sự phát triển mạnh mẽ của điện toán đám mây đã thu hút rất nhiều nhà khoa học, các trƣờng đại học và cả các công ty công nghệ thông tin đầu tƣ nghiên cứu Rất nhiều chuyên gia đã đƣa ra định nghĩa của mình về điện toán đám mây Mỗi nhóm nghiên cứu đƣa ra định nghĩa theo cách hiểu, cách tiếp cận của riêng mình nên rất khó tìm ra... này và đƣợc sự gợi ý của giáo viên hƣớng dẫn, em đã chọn đề tài Tìm hiểu điện toán đám mây và thử nghiệm ứng dụng trong hệ thống thông tin nhà trường cho luận văn tốt nghiệp của mình Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn đƣợc trình bày trong 3 chƣơng, các nội dung cơ bản của luận văn đƣợc trình bày theo cấu trúc nhƣ sau: Chương 1: Tổng quan về điện toán đám mây và sổ liên lạc điện. .. so sánh mô hình điện toán đám mây với các mô hình, kiến trúc phần mềm khác Điện toán đám mây không ra đời một cách riêng lẻ hay độc lập mà nó dựa trên nền tảng của các công nghệ trƣớc đó, vì vậy thật khó mà phân biệt điện toán đám mây với các mô hình điện toán khác Điện toán đám mây xuất hiện bắt nguồn từ ứng dụng điện toán lƣới (grid computing) trong thập niên 1980, tiếp theo là điện toán theo nhu cầu... lý một số thông tin khác trong hệ thống của mình Dó đó, dƣới góc nhìn an toàn, an ninh thông tin, điện toán đám mây đƣợc chia thành ba mô hình triển khai bao gồm: đám mây công cộng (public cloud), đám mây riêng (private cloud) và đám mây lai (hybrid cloud) 1.1.3.1 Mô hình đám mây công cộng (Public Cloud) Trong mô hình đám mây công cộng (Public cloud), các hoạt động, chức năng công nghệ thông tin đƣợc... Chương 3: Xây dựng thử nghiệm sổ liên lạc điện tử trong hệ thống thông tin nhà trƣờng trên nền tảng điện toán đám mây của Google Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ SỔ LIÊN LẠC ĐIỆN TỬ 1.1 Tổng quan về mô hình điện toán đám mây 1.1.1 Khái niệm điện toán đám mây Ngày nay, đối với các công ty, doanh nghiệp, việc quản... tính toán và lƣu trữ khối lƣợng dữ liệu khổng lồ mà không cần biết chúng ở đâu và đƣợc cấu hình nhƣ thế nào Điện toán đám mây đã trở thành một dịch vụ mở phổ biến trong lĩnh vực dịch vụ công nghệ thông tin Các cơ sở kỹ thuật của điện toán đám mây bao gồm kiến trúc hƣớng dịch vụ (SOA) và công nghệ ảo hóa của phần cứng và phần mềm với mục tiêu là chia sẻ tài nguyên giữa các ngƣời sử dụng dịch vụ đám mây, ... khai cùng một ứng dụng trên cả hai phía đám mây công cộng” và đám mây riêng” mà nó vẫn có thể kết nối, trao đổi dữ liệu và hoạt động một cách hiệu quả Doanh nghiệp có thể chọn để triển khai các ứng dụng trên đám mây công cộng, đám mây riêng hay đám mây lai tùy theo nhu cầu cụ thể Mỗi mô hình đều có điểm mạnh và yếu riêng Các doanh nghiệp phải cân nhắc đối với các mô hình điện toán đám mây mà họ chọn... cứng để tận dụng các dịch vụ điện toán đám mây trên mạng Thiết bị cung cấp cho khách hàng có thể là Web browser, PC, laptop hoặc mobile, … 1.1.5 Các tầng kiến trúc của điện toán đám mây Theo kiến trúc do Sun đề xuất, điện toán đám mây cung cấp các dịch vụ ở tất cả các tầng, từ phần cứng tới các phần mềm nhƣ trong hình sau Hình 1.6 Cơ sở hạ tầng các tầng của điện toán đám mây[ 1] Cơ sở hạ tầng của điện. .. vụ của điện toán đám mây làm cho ngƣời sử dụng lo lắng đến tính sẵn sàng của dịch vụ mà họ sử dụng Đây là một lý do có thể làm cho ngƣời sử dụng ngại sử dụng các dịch vụ của điện toán đám mây Nhƣng hiện tại, những ngƣời sử dụng dịch vụ của điện toán đám mây có thể an tâm về chất lƣợng dịch vụ Ví dụ nhƣ trong mô hình SaaS có dịch vụ tìm kiếm của Google, khi ngƣời dùng truy cập vào trang web sử dụng dịch . lạc điện tử, trình bày một số khái niệm cơ bản, kiến trúc điện toán đám mây, các dịch vụ và mô hình của điện toán đám mây, tình hình ứng dụng công nghệ thông tin trong hệ thống thông tin nhà. thiết thực của vấn đề này và đƣợc sự gợi ý của giáo viên hƣớng dẫn, em đã chọn đề tài Tìm hiểu điện toán đám mây và thử nghiệm ứng dụng trong hệ thống thông tin nhà trường cho luận văn tốt. nghệ ảo hóa của phần cứng và phần mềm với mục tiêu là chia sẻ tài nguyên giữa các ngƣời sử dụng dịch vụ đám mây, các đối tác điện toán đám mây và các nhà cung cấp điện toán đám mây trong hệ thống.