Phát triển dịch vụ dựa trên vị trí (LBS) trên nền tảng điện toán đám mây

 Dịch vụ mạng liên quan Network related services: vị trí người dùng có thể nhận được thông qua bộ tiếp nhận GNSS được tích hợp trong các thiết bị di động hoặc thông qua chính mạng truyề

Trang 4

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 2

LỜI CẢM ƠN 3

MỤC LỤC 4

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC BẢNG BIỂU TRONG LUẬN VĂN 7

DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN 7

MỞ ĐẦU 9

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ DỊCH VỤ DỰA TRÊN VỊ TRÍ 11

1.1 Giới thiệu về dịch vụ LBS 11

1.2 Các thành phần cơ bản của LBS 13

1.3 Hoạt động của hệ thống LBS 14

1.4 Đặc điểm của LBS 20

1.5 Một số ví dụ về ứng dụng LBS: 22

1.6 Kết luận 25

CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 27

2.1 Định nghĩa Điện toán đám mây 27

2.2 Tính chất cơ bản của Điện toán đám mây 29

2.2.1 Tự phục vụ theo nhu cầu (On-demand self-service) 30

2.2.2 Truy xuất diện rộng (Broad network access) 30

2.2.3 Dùng chung tài nguyên (Resource pooling) 30

2.2.4 Khả năng co giãn (Rapid elasticity) 31

2.2.5 Điều tiết dịch vụ (Measured service) 32

2.3 Các mô hình Điện toán đám mây 32

2.3.1 Mô hình dịch vụ 32

2.3.2 Mô hình triển khai 34

2.4 Điện toán đám mây: lợi ích và khó khăn 37

2.4.1 Ưu và nhược điểm của Điện toán đám mây 37

2.4.2 Lợi ích của Điện toán đám mây đối với doanh nghiệp 41

Trang 5

2.4.3 Điện toán đám mây có phải là giải pháp tối ưu? 43

2.5 Sự khác nhau giữa Điện toán đám mây và Tính toán lưới 44

2.6 Dịch vụ Điện toán đám mây của Google – Google App Engine 45

2.6.1 Tổng quan về GOOGLE APP ENGINE 45

2.6.2 Phát triển ứng dụng App Engine trên nền tảng ngôn ngữ Java 48

2.7 Kết luận 49

CHƯƠNG III: PHÁT TRIỂN DỊCH VỤ LBS TRÊN NỀN TẢNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 50

3.1 Đặt vấn đề 50

3.2 Phân tích thiết kế hệ thống 50

3.2.1 Phân tích hệ thống 50

3.2.2 Thiết kế hệ thống 51

3.3 Giao diện chương trình 61

3.5.1 Giao diện trên Server 61

3.5.2 Giao diện trên Client 62

KẾT LUẬN 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

PHỤ LỤC 67

Phụ lục 1: Khởi tạo môi trường phát triển ứng dụng Google App Engine trên Eclipse 67

1 Cài đặt Eclipse 67

2 Cài đặt Google Plugin cho Eclipse 67

3 Khởi tạo một Project sử dụng Google App Engine 67

4 Chạy ứng dụng 67

5 Đưa ứng dụng lên Google App Engine 68

Phụ lục 2: Cài đặt Android với Eclipse 68

1 Download Android SDK 68

2 Tích hợp Android SDK vào Eclipse 70

Cloud Computing Điện toán đám mây

2 GEA Google App Engine Dịch vụ điện toán đám mây của

Grid Computing Tính toán lưới

6 Hybrid Cloud Hybrid Cloud Dịch vụ đám mây lai

10 Private Cloud Private Cloud Dịch vụ đám mây nội bộ

11 Public Cloud Public Cloud Dịch vụ đám mây mở

Service

Dịch vụ phần mềm

Trang 7

DANH MỤC BẢNG BIỂU TRONG LUẬN VĂN

Bảng 2.1: Bảng khảo sát chất lượng dịch vụ 38

Bảng 2.2: Bảng so sánh Điện toán đám mây và Gird Computing 45

Bảng 2.3: Bảng mô tả giới hạn sử dụng của một ứng dụng GAE miễn phí 47

Bảng 2.4: Bảng mô tả free quota của một ứng dụng GAE miễn phí 48

DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1: Các hệ thống thông tin tích hợp 11

Hình 1.2: Công nghệ định vị và hệ thống LBS 12

Hình 1.3: Các thành phần cơ bản của LBS 13

Hình 1.4: Trao đổi thông tin giữa các thành phần trong hệ thống LBS 14

Hình 1.5: Các thiết bị di động 16

Hình 1.6: Vai trò của GeoMobility Server 17

Hình 1.7: Các kiểu ngữ cảnh khác nhau theo Nivala (2003) 21

Hình 1.8: Phân loại các ứng dụng LBS 23

Hình 1.9: Tổng quan hệ thống COSPAS-SARSAT (vệ tinh NOAA và dịch vụ thông tin, 2005) 24

Hình 1.10: Dẫn đường ô tô (Tomtom, 2005) 25

Hình 2.1: Điện toán đám mây 29

Hình 2.2: Đặc điểm của Điện toán đám mây và các nhóm mô hình phân loại 30

Hình 2.3: Nhiều khách hàng dùng chung tài nguyên 31

Hình 2.4: Các loại dịch vụ Điện toán đám mây 32

Hình 2.5: Mô hình SPI 33

Hình 2.6: Mô hình Public Cloud 34

Hình 2.7: Mô hình Private Cloud 35

Hình 2.8: So sánh Private Cloud và Public Cloud 35

Hình 2.9: Kết hợp Public Cloud và Private Cloud 36

Hình 2.10: Triển khai ứng dụng trên Hybrid Cloud 37

Trang 8

Hình 2.11: 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) 41

Hình 2.12: Điện toán đám mây giúp doanh nghiệp giảm chi phí đầu tư 42

Hình 2.13: Single-tenant 42

Hình 2.14: Multi-tenant 43

Hình 2.15: Bảng theo dõi hoạt động ứng dụng của GAE 47

Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống 52

Hình 3.2: Biểu đồ các pha sử dụng của hệ thống 53

Hình 3.3: Biểu đồ ca sử dụng Đăng nhập 54

Hình 3.4: Biểu đồ ca sử dụng Tìm kiếm thông tin 54

Hình 3.5: Biểu đồ ca sử dụng Quản trị dữ liệu ATM 55

Hình 3.6: Biểu đồ ca sử dụng Hiển thị bản đồ 56

Hình 3.7: Biểu đồ ca sử dụng Truy vấn điểm đặt ATM 56

Hình 3.8: Biểu đồ tuần tự chức năng Đăng nhập 57

Hình 3.9: Biểu đồ tuần tự chức năng Truy vấn điểm ATM 58

Hình 3.10: Biểu đồ luồng dữ liệu chức năng Đăng nhập 58

Hình 3.11: Biểu đồ luồng dữ liệu chức năng Truy vấn điểm đặt ATM 59

Hình 3.12: Quan hệ giữa các bảng trong CSDL 60

Hình 3.13: Giao diện trên Web – Đăng nhập hệ thống 61

Hình 3.14: Giao diện trên Web – Tìm kiếm ATM 61

Hình 3.15: Giao diện trên Web – Chỉ đường đến điểm tìm được 62

Hình 3.16: Tìm kiếm các điểm ATM có trong phạm vi 500m 63

Hình 3.17: Chỉ đường từ vị trí đứng đến cây ATM tìm được 64

Trang 9

MỞ ĐẦU

Dịch vụ dựa trên vị trí (Location Based Services - LBS) là một hướng nghiên cứu rất được quan tâm và được ứng dụng nhiều trong thực tế tại Việt Nam trong những năm gần đây Có thể hiểu một cách đơn giản về LBS là những dịch vụ tiện ích cung cấp cho người sử dụng dựa trên vị trí địa lý của họ Nó bao gồm những dịch vụ về các lĩnh vực giao thông, địa điểm du lịch, quảng cáo trực tuyến…

Hiện nay, trên thế giới LBS đã có nhiều nghiên cứu và ứng dụng trong thực tiễn như điều hành giao thông, quản lý vườn quốc gia, thương mại dịch vụ… ở Việt nam, một số dịch vụ dựa trên vị trí đã bắt đầu được một số doanh nghiệp triển khai Có thể

kể đến các dịch vụ tìm kiếm điểm tiện ích như điểm đặt ATM, cây xăng, nhà hàng… ở xung quanh vị trí của khách hàng

Việc các thiết bị di động cá nhân có tích hợp GPS (Global Positioning System)ngày càng phổ biến trong cuộc sống càng tạo điều kiện cho phép các nhà phát triển ngiên cứu mở rộng các ứng dụng về dịch vụ dựa trên vị trí

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của dịch vụ Điện toán đám mây (Điện toán đám mây) và công nghệ mạng di động, sự tăng nhanh số lượng các thiết bị di động sử dụng dịch vụ lưu trữ đám mây để mở rộng khả năng lưu trữ cũng như khả năng chia sẻ dữ liệu Với ưu điểm không cần mất quá nhiều chi phí khởi tạo bảo trì hệ thống máy chủ, với khả năng đáp ứng đến 99.99% thời gian hoạt động, khả năng mở rộng, Điện toán đám mây đang là một lựa chọn khả thi cho các doanh nghiệp phát triển và cung cấp các dịch vụ nội bộ và cho khách hàng

Ở Việt Nam hiện nay, việc xây dựng dịch vụ trên nền tảng Điện toán đám mây còn là một lĩnh vực mới đang được nghiên cứu và ứng dụng Vì vậy, luận văn tập

trung nghiên cứu vào lĩnh vực này: “Phát triển dịch vụ dựa trên vị trí (LBS) trên nền

tảng điện toán đám mây”

Nội dung luận văn bao gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về dịch vụ dựa trên vị trí

- Chương này giới thiệu chung về dịch vụ dựa trên vị trí (Location

Based Services – LBS) và những ứng dụng của dịch vụ LBS trong thực tiễn

Chương 2: Công nghệ Điện toán đám mây

- Chương này đưa ra một cái nhìn tổng quan nhất về Điện toán đám

mây, về lợi ích và hạn chế khi áp dụng Điện toán đám mây trong thực tiễn

- Giới thiệu về công nghệ Điện toán đám mây của Google – Google

App Engine

Trang 10

Chương 3: Xây dựng dịch vụ LBS trên nền tảng điện toán đám mây

- Phát triển dịch vụ dựa trên vị trí trên nền tảng điện toán đám mây

trong việc tìm kiếm các điểm đặt cột ATM xung quanh một vị trí trên bản đồ

Trang 11

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ DỊCH VỤ DỰA TRÊN VỊ TRÍ

Chương này giới thiệu chung về dịch vụ dựa trên vị trí (LBS), những ứng dụng của dịch vụ LBS trong thực tiễn

1.1 Giới thiệu về dịch vụ LBS

Dịch vụ LBS là dịch vụ thông tin sử dụng với thiết bị di động qua mạng không dây và vị trí địa lý của thiết bị di động[10]

Dịch vụ LBS là phần giao của ba công nghệ chính được thể hiện như trong hình

1.1, bao gồm: GIS – cơ sở dữ liệu không gian, Internet và thiết bị di động – định vị

toàn cầu [1],[2]

Hình 1.1: Các hệ thống thông tin tích hợp

Hình 1.1 cho thấy các loại hệ thống thông tin tích hợp được hình thành như sau:

 Hệ thống WebGIS được hình thành từ việc tích hợp Internet và GIS/CSDL không gian

Web GIS GIS di động

Dịch vụ LBS có khả năng cung cấp 2 nhóm hoạt động chính là liên lạc thông tin

và tương tác qua lại giữa khác hàng và dịch vụ Vì thế, người sử dụng có thể cho nhà cung cấp dịch vụ biết trong bối cảnh hiện tại thì các loại thông tin họ cần và phù hợp với họ, với vị trí của họ Hệ thống sẽ cung cấp các thông tin hoàn toàn phù hợp với người sử dụng hoặc các thông tin do người sử dụng yêu cầu

Các ứng dụng dịch vụ LBS được chia thành 4 nhóm chính [9]:

 Dịch vụ thông tin và dẫn đường (Information and navigation services): LBS cung cấp dữ liệu trực tiếp cho người dùng cuối (end-users), đó là thông tin vị trí hiện tại, vị trí đích, và các gợi ý nâng cao…

 Hỗ trợ khẩn cấp (Emergency assistance): LBS cung cấp vị trí người dùng di động trong trường hợp đối tượng gặp tai nạn cần hỗ trợ

 Dịch vụ lưu vết (Tracking services): một trong những chức năng cơ bản của dịch vụ LBS là lưu vị trí người dùng theo thời gian Tuy nhiên, với các yêu cầu an ninh và bảo mật, các thông tin này thường không được công khai sử dụng

 Dịch vụ mạng liên quan (Network related services): vị trí người dùng có thể nhận được thông qua bộ tiếp nhận GNSS được tích hợp trong các thiết bị di động hoặc thông qua chính mạng truyền thông của thiết bị, như trong hình 1.2

Hình 1.2: Công nghệ định vị và hệ thống LBS

Với các ứng dụng phổ biến của dịch vụ LBS hiện nay là:

Trang 13

 Thông tin về hiện trạng giao thông: người sử dụng muốn biết tình trạng hiện tại của các con đường (tắc/không tắc, ngập/không ngập…), đường đi tối ưu (gần nhất, nhanh nhất…) từ vị trí của họ tới một địa điểm nào đó…

 Tìm kiếm địa điểm: người sử dụng có thể truy vấn các điểm tiện ích xung quanh vị trí hiện tại của mình theo một tiêu chí nào đó Ví dụ: người dùng muốn biết có các điểm ATM của ngân hàng mình sử dụng cách vị trí của họ một khoảng cách nào đó, hay điểm ATM nào gần vị trí của họ nhất…

 Quảng cáo, thương mại: nhà cung cấp gửi thông tin quảng cáo tới khách hàng…

1.2 Các thành phần cơ bản của LBS

Một hệ thống dịch vụ LBS bao gồm có 5 thành phần cơ bản:

 Các thiết bị di động (Mobile Devices)

 Thiết bị định vị (Positioning)

 Mạng truyền tin (Communication Network)

 Nhà cung cấp ứng dụng và dịch vụ (Service and Content Provider)

 Nhà cung cấp dữ liệu và nội dung/CSDL không gian (Geodatabase)

Các thành phần của hệ thống dịch vụ LBS được mô tả như trong hình 1.3, bao gồm:

Hình 1.3: Các thành phần cơ bản của LBS

Các thiết bị di động (Mobile Devices)

Là công cụ để người sử dụng đưa ra các yêu cầu về thông tin mong muốn Kết quả trả về có thể là tiếng nói, hình ảnh, văn bản… Các thiết bị di động có thể là PDA, điện thoại di động (Cell Phones), máy tính cá nhân (Laptop), các thiết bị dẫn đường trên ô tô…

Thiết bị định vị (Positioning)

Trang 14

Một thành phần cơ bản của hệ thống LBS là các thiết bị định vị Để các dịch vụ LBS hoạt động, vị trí của người sử dụng cần được xác định Ví trí người sử dụng có thể thu nhận thông tin thôn gqua mạng truyền tin di động, GPS ở ngoài trời (Outdoor), mạng sóng radio ở trong nhà (Indoor) Nếu vị trí của người sử dụng không được định

vị tự động thì người sử dụng có thể cho biết vị trí của mình một cách thủ công (manual)

Mạng truyền tin (Communication Network)

Có nhiệm vụ truyền tải dữ liệu và các yêu cầu dịch vụ từ thiết bị di động đến các nhà cung cấp dịch vụ, đồng thời truyền tải thông tin kết quả trở lại cho người sử dụng

Nhà cung cấp ứng dụng và dịch vụ (Service and Content Provider)

Nhà cung cấp dịch vụ có trách nhiệm cung cấp các dịch vụ khác nhau tới người

sử dụng, có trách nhiệm xử lý các yêu cầu dịch vụ do người sử dụng gửi lên thông qua mạng truyền tin Các dịch vụ được cung cấp phải có các chức năng cơ bản như xác định vị trí, tìm đường đi (ngắn nhất, nhanh nhất), tìm kiếm các thông tin liên quan đến

vị trí theo yêu cầu của người sử dụng

Nhà cung cấp dữ liệu và nội dung/CSDL không gian (Geodatabase)

Thông thường, các nhà cung cấp dịch vụ không lưu trữ và quản lý thông tin do người sử dụng yêu cầu Các dữ liệu và nội dung liên quan như trang vàng, bản đồ, giao thông đều được lưu trữ tại các cơ quan, công ty có thẩm quyền cung cấp và chịu trách nhiệm về nội dung cung cấp như Công ty đo đạc bản đồ, Công ty giao thông…

1.3 Hoạt động của hệ thống LBS

Một hệ thống dịch vụ LBS khi hoạt động cần có sự phối hợp nhịp nhàng của tất

cả các thành phần hệ thống.Sơ đồ biểu diễn luồng thông tin trao đổi giữa các thành phần trong hệ thống được mô tả như hình 1.4:

Hình 1.4: Trao đổi thông tin giữa các thành phần trong hệ thống LBS

Thiết bị di động

 Thiết bị: Đối tượng sử dụng LBS có thể là người hoặc máy móc Phụ thuộc vào

kỹ năng của người sử dụng thiết bị di động, khả năng lưu trữ của thiết bị, và mục đích

sử dụng, có thể chia các thiết bị LBS thành 2 loại chính là: đơn mục đích và đa mục đích

- Thiết bị đơn mục đích: thực hiện nhiệm vụ cơ bản của dịch vụ LBS Ví dụ: hộp dẫn đường cho ô tô, hộp công cụ hoặc thiết bị khẩn cấp cho người già hoặc người tàn tật…

- Thiết bị đa mục đích: thực hiện nhiều dịch vụ tiện ích dựa trên dịch vụ LBS Thiết bị này có thể là điện thoại di động, máy hỗ trợ cá nhân dùng kỹ thuật số PDA, máy tính xách tay, máy tính để bàn…

 Giới hạn: Hầu hết các thiết bị đa mục đích đều có chức năng tính toán và bộ

nhớ nguồn giới hạn, có giới hạn không gian tính toán, các điều khiển Vì vậy, các tính toán được chủ yếu thực hiện trên dịch vụ máy chủ (Server) rồi gửi kết quả cho người dùng Bên cạnh đó, còn có các giới hạn về nguồn pin của thiết bị, màn hình hiển thị nhỏ, ảnh hưởng của môi trường…

sử dụng là WWAN – Wireless Wide Area Networkví dụ GMS và UMTS,WLAN –

Wireless Local Area Network ví dụ IEEE 802.11 chuẩn b/g/n và WPAN – Wireless

Personal Area Network ví dụ Bluetooth Trong đó:

 WWAN: phạm vi hoạt động của mạng từ 100m – 35km Các phổ tần số phổ

thông đều phải đăng ký, do các cơ quan có thẩm quyền quản lý Thế hệ mạng đầu tiên (tương tự G1) được đưa ra ứng dụng cho dịch vụ radio, có tốc độ truyền dữ liệu khá thấp (4.8kbps) Hệ thống di động toàn cầu (GSM) và dịch

vụ sóng vô tuyến (GPRS) là mạng thế hệ 2 (ký hiệu G2) có tốc dộ truyền dữ liệu cao hơn (GSM: 9.6 – 14kpbs; GPRS: 20 – 115kbps) Tuy nhiên, tốc độ này chưa đủ đáp ứng cho các ứng dụng đa phương tiện, vì thế, các nhà khoa họcđang nghiên cứu phát triển thế hệ mạng thứ 3 Hiện nay, tại châu Âu có

hệ thống băng tần UMTS (hệ thống truyền thông vũ trụ không dây), cho phép tốc độ lên tới 2Mbps

 WLAN: có vùng phủ sóng từ 10m – 150m (300m trong điều kiện ngoài trời)

Các phổ tần số được sử dụng miễn phí, không phải đăng ký, có tốc độ truyền

dữ liệu lên đến 100Mbps

 WPAN: có vùng phủ sóng 10m – 100m

Các yêu cầu của một kiến trúc LBS

Các yêu cầu về kiến trúc LBS được xuất phát từ các hoạt động của người dùng nhằm làm nổi bật các yêu cầu khác nhau trên hệ thống kiến trúc LBS Hơn nữa các kiểu dịch vụ khác nhau được đưa ra bởi các công ty nhằm thỏa mãn các yêu cầu cần thiết

Khác với hệ thống thông tin địa lý thường là máy để bàn hoặc các ứng dụng Client – Server giới hạn số người dùng, LBS cung cấp khả năng truy nhập và đáp ứng thông tin cho người dùng

Các tính năng nổi trội của LBS so với hệ thống GIS tĩnh:

 Sự thực thi cao: Phân phát các câu trả lời nếu thông tin truy vấn từ Internet và

Cơ sở dữ liệu

 Kiến trúc bậc thang: Phục vụ cho hàng nghìn khách hàng với hàng TB dữ liệu

 Xác thực: Khả năng thực thi lên đến 99.999%

 Hiện thời: Cung cấp khả năng thực thi thời gian thực và di động

Trang 17

 Di động: Có hiệu lực từ bất kỳ thiết bị nào và vị trí nào

 Tính mở: Chấp nhận các chuẩn thông dụng và các giao thức phổ thông (HTTP, WAP, WML, XML, MML)

 Bảo mật: Quản lý các khóa dữ liệu cơ bản và các dịch vụ bảo mật

 Tích hợp: Tích hợp đƣợc với các ứng dụng kinh doanh điện tử nhƣ Quản lý khách hàng thân thiết, quản cáo, cá nhân hóa, các cổng định vị di động

19101 đem lại sự phân loại các dịch vụ địa lý, còn OGC định nghĩa cho các dịch vụ định vị mở (OpenLS)

OpenLS định nghĩa các dịch vụ cơ bản nhất (core), chúng truy cập và trừu tƣợng hóa các kiểu dữ liệu, tạo thành một khung mẫu cho dịch vụ mở, đƣợc gọi là GeoMobility Server Trong đó, Server hành động nhƣ một ứng dụng máy chủ để trả lời các yêu cầ dịch vụ Vai trò của Server đƣợc mô tả nhƣ hình 1.6

Hình 1.6: Vai trò của GeoMobility Server

Trang 18

OpenLS 1.1 định nghĩa các kiểu dịch vụ thành 5 kiểu chính:

 Dịch vụ thư mục: Dịch vụ này cung cấp các truy nhập vào một thư mục

trực tuyến để tìm kiếm một địa điểm gần

nhất hoặc một địa điểm cụ thể, sản phẩm

hoặc dịch vụ Ví dụ: “Điểm đặt ATM của

ngân hàng X ở đâu?”, “Điểm đặt ATM

gần khách sạn nhất nằm ở đâu?”, “Trong

bán kính 1km, có điểm đặt ATM nào?”…

 Dịch vụ cổng vào: Đây là giao diện giữa GeoMobility Server và Location

Server Nó được sử dụng để yêu cầu đặt

câu hỏi từ vị trí hiện tại tới các điểm khác

nhau (các điểm tiện ích), hay vị trí hiện tại

là ở đâu?

 Dịch vụ vị trí hữu ích: Dịch vụ này thực

hiện như một Geocode bằng việc xác định

rõ vị trí địa lý Ví dụ: tên địa điểm, tên địa

chỉ đường phố, mã thư tín…

 Dịch vụ trình diễn: Dịch vụ này trả về

thông tin địa lý để hiển thị trên các thiết bị di động đầu cuối Một ứng dụng OpenLS có thể sử dụng dịch vụ này để thu được bản đồ vùng mong muốn, hoặc bản đồ phủ miêu tả lộ trình hình học, điểm quan tâm, địa điểm, vị trí hoặc địa chỉ Ví dụ: Người

dùng A muốn thấy nhà của mình trên

bản đồ; để lên kế hoạch đi chơi, người

đó muốn quan sát vị trí khách sạn đã đặt

phòng tại địa điểm du lịch…

 Dịch vụ định tuyến: Dịch vụ này xác định một lộ trình từ điểm đầu đến

điểm cuối cho trước Người dùng khi sử dụng dịch vụ này phải biết được

vị trí xuất phát (thường vị trí xuất phát sẽ thu được thông qua dịch vụ cổng vào, nhưng vị trí xuất phát có thể là một địa điểm trên danh nghĩa như vị trí nhà, vị trí trung tâm của khu vực…)

và điểm đến (là vị trí muốn đến hoặc vị

trí có được thông qua dịch vụ thư mục)

Người dùng có thể tùy ý chỉ các điểm

Trang 19

trên đường, đường đi liên quan (nhanh nhất, ngắn nhất, ít tắc nhất, lãng mạn nhất…) Thông tin định tuyến trở lại có thể là nguyên bản, có thể là bản mã (miêu tả sự thay đổi và các khoảng cách) hoặc là hình học, hay bản đồ

Người cung cấp nội dung và dữ liệu

Các kiểu dữ liệu có thể là rất khác nhau và phụ thuộc vào các kiểu dịch vụ được

đề nghị Dựa vào mục đích sử dụng, chia thành 2 loại ứng dụng LBS với các loại dữ liệu khác nhau:

 Các ứng dụng LBS với mục đích chuyên biệt: thể hiện qua các dịch vụ chuyên biệt như trợ giúp người tàn tật, các dịch vụ được cung cấp ở công viên quốc gia… Ví dụ đầu tiên là xác định vị trí và phạm vi hoạt động của người tàn tật nhằm có thể quan sát, hỗ trợ bệnh nhân tốt hơn Đồng thời, dịch vụ kiểm tra sẽ xác định và cảnh báo mỗi khi đối tượng đi vào vùng nguy hiểm Ví dụ thứ hai, LBS được ứng dụng để quản lý các vùng đặc biệt trong công viên: diện tích rừng phòng hộ, rừng nguyên sinh, vùng dịch bệnh… hay dùng để xác định phạm vi hoạt động của các cá thể động vật quí hiếm cần bảo vệ sinh hoạt trong vùng rừng quốc gia

 Các ứng dụng LBS phổ biến được xây dựng và đưa ra sử dụng đại trà bởi các nhà cung cấp truyền thông như AT&T, Vodaphone… hay các công ty cung cấp dịch vụ bản đồ số Google, Diadiem.com …

Chúng ta có thể phân loại các nhà cung cấp dữ liệu khác nhau:

 Dịch vụ thư mục: nhà cung cấp dịch vụ trang vàng (Yellow Pages) trong

vùng, quốc gia hoặc quốc tế; các công ty vận tải (xe buýt, xe khách toàn quốc, taxi…); các dịch vụ tìm kiếm Internet (Google.com, Bing.com…); các dịch vụ thông tin tiêu dùng Internet (Ciao.com) và các trang Web cá nhân (Personal Site, Website của công ty…); thư viện điện tử như Wikipedia; các dịch vụ thời tiết, giải trí, thông tin thời sự…

 Dịch vụ cổng vào: các dịch vụ định vị, các nhà cung cấp vị trí

 Các dịch vụ vị trí hữu dụng: các nhà cung cấp dữ liệu (chi nhánh bưu điện

quốc gia), dữ liệu đường phố (NAVTEQ, tele Atlas)

 Dịch vụ trình diễn: Nhà cung cấp ảnh Ăngten và vệ tinh (trung tâm thời tiết,

trung tâm viễn thám quốc gia); nhà cung cấp bản đồ (Cục bản đồ quốc gia, NXB Bản đồ); nhà cung cấp dịch vụ bản đồ số (Gmap, Gearth, Diadiem…)

 Dịch vụ định tuyến: các nhà cung cấp dữ liệu đường phố, các nhà quản trị,

qui hoạch thành phố… và các dịch vụ định tuyến được kết nối với các dịch

vụ trình diễn (maps.google.com, Bingmap.com, diadiem.com…)

Trang 20

1.4 Đặc điểm của LBS

Các dịch vụ LBS sẽ khác nhau dựa vào các mốc nhận thức như biển chỉ đường, danh bạ, bản đồ… bởi vì chúng được nhận thức riêng biệt trong từng ngữ cảnh của người sử dụng và phù hợp với nội dung trong từng ngữ cảnh đó Có nhiều loại ngữ cảnh khác nhau, thường được thể hiện thông qua các câu hỏi về vị trí, thời gian, công việc như:

 Người dùng đang ở đâu?

đề cần làm rõ ở đây là thuật ngữ “ngữ cảnh” và cách sử dụng để phân biệt các ứng dụng LBS

Ngữ cảnh

Ngữ cảnh là các thông tin có thể sử dụng để mô tả trạng thái của một thực thể, thực thể đó có thể là con người, địa điểm, hoặc đối tượng được quan tâm để gây ra các tác động giữa người dùng và ứng dụng Các nhà nghiên cứu đã phân loại các kiểu ngữ cảnh khác nhau để thích hợp với người dùng khi truy cập thông tin dịch vụ Ví dụ, theo Schilit: nhấn mạnh vào 3 vấn đề quan trọng của ngữ cảnh: bạn ở đâu? (ngữ cảnh không gian), ai đi cùng bạn? (ngữ cảnh xã hội), cái gì ở gần đây? (ngữ cảnh thông tin), nhưng cũng đề cập đến các tác động của yếu tố ngoại cảnh như: băng thông, mạng kết nối, tốc độ người dùng và các tình huống xã hội khác hoặc các điều kiện thời tiết Ngoài ra, còn có sự phân loại của các nhà khoa học

Vào năm 2003, Nivala đã công bố một cách phân loại cho dịch vụ di động dựa trên bản đồ, có 9 kiểu ngữ cảnh được miêu tả như hình 1.7, bao gồm: Người dùng di động, vị trí, thời gian, sự định hướng, lịch sử dẫn đường, mục đích sử dụng, tình huống văn hóa xã hội, môi trường vật lý, hệ thống thuộc tính

Trang 21

Hình 1.7: Các kiểu ngữ cảnh khác nhau theo Nivala (2003)

Trong đó:

 Người dùng di động: đặc điểm về người dùng rất quan trọng, các ứng dụng

cần quan tâm đến các vấn đề sau:

- Tuổi và giới tính: trẻ em không quan tâm đến quầy bar nhưng quan tâm đến các khu vui chơi giải trí…

- Đặc điểm liên quan: ngôn ngữ, tập quán…

- Bạn bè và cộng sự: nếu người dùng muốn hợp tác…

 Vị trí: là thành phần được quan tâm phổ biến của ngữ cảnh Nó cho phép có

các thông tin định vị Ví trí của người dùng có thể được xác thực, ví dụ miêu

tả một liên kết địa lý, hoặc sự liên quan địa lý như phòng trong tòa nhà

 Thời gian: thời gian có thể là thời gian tức thời trong ngày hoặc khoảng thời

gian như buổi sáng, buổi trưa, buổi chiều hoặc tối, cũng có thể là ngày trong tuần, ngày trong năm… Trong một môi trường thời gian của dịch vụ thì thời gian phải được xác định

 Sự định hướng: sự định hướng của người dùng là rất quan trọng để xác định

xu hướng của người dùng Trong dịch vụ định hướng phải kiểm tra được người dùng đang ở đâu trong thứ tự định hướng

 Lịch sử dẫn đường: cho phép người dùng quan sát họ đã ở đâu và họ đã làm

gì Điều này cho phép các dịch vụ đưa ra các gợi ý cho người dùng trong khi

họ di chuyển và cho phép họ quay lại khi bị lạc đường Nó còn giúp tạo ra tiểu sử người dùng, làm tăng giá trị cho các thông tin liên quan

 Mục đích sử dụng: được định nghĩa bằng các hành vi, mục tiêu, công việc và

các vai trò của người dùng Có các kiểu khác nhau như:

Trang 22

- Kiểu thông tin

- Kiểu trình diễn: bản đồ, văn bản, âm thanh

- Mô hình tương tác

 Tình huống văn hóa và xã hội: là các đặc điểm:

- Quan hệ giữa các đối tượng

- Quan hệ xã hội

- Sự cộng tác

 Môi trường vật lý: là các mức độ ánh sáng, tiếng ồn…

 Hệ thống thuộc tính: các bộ phận máy tính của của người sử dụng Thiết bị

nào họ đang sử dụng và khả năng của chúng (khả năng xử lý, bộ nhớ, khả năng hiển thị…), có khả năng truy nhập Internet, băng thông, chất lượng thông tin định vị, tin tức GPS

Tính riêng tư

Ý nghĩa của ngữ cảnh giúp cho việc phân phát thông tin hợp lý với đặc tính riêng của người dùng, đồng thời các thông tin ngữ cảnh của mỗi người dùng là riêng biệt, việc các thông tin cá nhân của người dùng bị công khai sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến người dùng, đến nhà cung cấp dịch vụ… Ví dụ, thông tin di chuyển của một cá nhân A – là người nổi tiếng bị công bố, sẽ gây ra các nguy cơ trực tiếp về an ninh, tính riêng tư đối với cá nhân A Vì vậy, thông tin cá nhân cần phải được bảo vệ khi lưu chuyển trên mạng và để giảm bớt sự lo lắng thì cần phải luôn hiểu biết về các thông tin được tổng hợp và bảo vệ các dữ liệu đó Hơn nữa, người dùng LBS phải có tùy chọn đến thiết bị

để tắt hoặc mở ngữ cảnh

1.5 Một số ví dụ về ứng dụng LBS:

Có rất nhiều các dịch vụ dựa trên địa lý khác nhau Chúng ta có thể phân loại một cách tổng quan các ứng dụng LBS như hình dưới:

ra nó vì họ đang trong một tình huống khẩn cấp (như bị thương, tội phạm tấn công…)

Ví dụ 1: người lái xe thường không biết vị trí chính xác của họ khi phương tiện của họ bị tai nạn Nhờ việc định vị chính xác tự động sẽ giúp cho các dịch vụ trợ giúp khẩn cấp cung cấp nhanh chóng và hiệu quả Nó bao gồm cả loại công cộng và riêng

tư cho cả người đi bộ và người lái xe Các dịch vụ khẩn cấp công cộng có thể gọi lính cứu hỏa, đội cứu thương… theo đúng quy định, các tổ chức công cộng giúp đỡ khẩn cấp trên đường cho những người lái xe xuất hiện là một trong những triển vọng của các dịch vụ giúp đỡ

Ví dụ 2: dịch vụ Tìm kiếm và Cứu nạn (SAR -Search and rescue) như trong hình 1.9 Dịch vụ này là một trong những ví dụ lâu nhất cho một hệ thống dịch vụ khẩn cấp dựa trên vị trí Đèn hiệu Radio …trên những chiếc thuyền biển hoặc đèn hiệu nhỏ trên người truyền tín hiệu radio trong trường hợp khẩn cấp Hệ thống sẽ khoanh vùng từ đèn hiệu nhỏ với tín hiệu radio (như tín hiệu giải cứu hoặc vệ tinh) đến đèn hiệu và chuyển vị trí GPS hiện tại của họ thông qua vệ tinh đến dịch vụ khẩn cấp

Ví dụ: Từ vị trí của điện thoại di động, người điều khiển có thể cho phép người dùng biết chính xác nơi họ muốn đến và xác định hướng đi như thế nào để đến đích Trong hầu hết các hệ thống dẫn đường ô tô hiện nay, thông tin khác với lộ trình và dữ liệu đường đi không có trong thiết bị di động người dùng tính toán lại lộ trình thông qua mạng di động (Hình 1.10)

Ví dụ: Dịch vụ du lịch hoặc hướng dẫn du lịch: các dịch vụ như hướng dẫn du lịch (tự động hoặc thiết bị trợ giúp), khai báo về vị trí gần nhất mà người dùng quan tâm, dịch vụ vận chuyển và các dịch vụ khác có thể cung cấp cho khách du lịch đi lại trong một môi trường không quen thuộc (thành phố, công viên quốc tế…)

Dịch vụ theo dõi và quản lý

Dịch vụ theo dõi có thể được cung cấp cho cả khách hàng và công ty Một ví dụ phổ biến nhờ theo dõi các gói hàng gửi bằng bưu điện các công ty biết được chúng bất

cứ lúc nào Theo dõi các phương tiện có thể được ứng dụng để định vị và có thể giải quyết cho xe cứu thương gần nhất đến nơi yêu cầu Một ứng dụng tương tự cho phép các công ty định vị nhân viên của họ (ví dụ, người bán hàng và thợ sửa chữa) vì vậy họ

có khả năng như cử ngay một kỹ sư gần nhất và cung cấp cho khách hàng của họ với nhân viên phù hợp và đúng lúc Cuối cùng, có thể tận dụng phù hợp để cung cấp các sản phẩm theo dõi trong phạm vi có thể để thiết bị di động quản lý

1.6 Kết luận

Cùng với sự phát triển của công nghệ mạng và sự phổ biến của các thiết bị cầm tay thông minh, ngày nay các ứng dụng dịch vụ LBS được nghiên cứu phát triển và phổ biến không chỉ trong các lĩnh vực quân sự mà còn cả dân sự Với tiềm lực của

Trang 26

mình, các công ty ngày nay hoàn toàn có thể xây dựng cho một một hệ thống cung cấp dịch vụ LBS cho riêng mình Có thể lấy ví dụ như dịch vụ truy vấn cây ATM, phòng giao dịch của riêng ngân hàng …

Tuy nhiên, đối với các công ty có qui mô vừa và nhỏ, chi phí cho xây dựng và duy trì hệ thống dịch vụ LBS là một khoản chi phí không phải là nhỏ Cùng với sự ra đời của công nghệ điện toán đám mây (Điện toán đám mây), hạn chế về chi phí cao trong việc xây dựng và duy trì các hệ thống dịch vụ LBS đã được khắc phục phần nào Việc kết hợp hai công nghệ để xây dựng các dịch vụ LBS trên nền tảng điện toán đám mây là một chủ đề đang được nghiên cứu và phát triển hiện nay không chỉ ở Việt Nam

mà còn cả trên thế giới

Trong chương II của luận văn sẽ giới thiệu tổng quan, các ưu và nhược điểm của công nghệ mới đang được quan tâm hiện nay: công nghệ Điện toán đám mây

Trang 27

CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

Chương này đưa ra một cái nhìn tổng quan nhất về Điện toán đám mây, về lợi ích và hạn chế khi áp dụng Điện toán đám mây trong thực tế

Giới thiệu về công nghệ Điện toán đám mây của Google – Google App Engine

Khái niệm và mô hình Điện toán đám mây mới xuất hiện gần đây, đang phát triển rất mạnh mẽ và sôi nổi như một trào lưu mới, các công ty cung cấp dịch vụ Đám mây ngày càng nhiều, cung cấp các dịch vụ ngày càng đa dạng Đặc điểm nổi bật của Điện toán đám mây chính là khả năng co giãn linh hoạt, sự tiện lợi và giảm tối đa chi phí cho người dùng Chính điều này thu hút sự quan tâm của rất nhiều doanh nghiệp khi bước chân vào Điện toán đám mây

Các định nghĩa của Điện toán đám mây vẫn chưa thống nhất Trong số nhiều định nghĩa hiện có, luận văn tham khảo chủ yếu hai định nghĩa của Ian Foster[6] và Rajkumar Buyya[4] Hai định nghĩa này đứng về góc độ kỹ thuật và nêu lên các công nghệ cũng như các đặc điểm nổi bật của Điện toán đám mây Các mô hình và đặc điểm

cơ bản của Điện toán đám mâyluận văn đã tham khảo các mô hình từ Jinesh Varia[11], nhóm Cloud Security Alliance[5]

2.1 Định nghĩa Điện toán đám mây

Thuật ngữ Điện toán đám mây chỉ mới xuất hiện gần đây Giữa năm 2007, Amazon đẩy mạnh nghiên cứu và triển khai Điện toán đám mây Ngay sau đó, với sự tham gia của các công ty lớn như Microsoft, Google, IBM… thúc đẩy Điện toán đám mây phát triển ngày càng mạnh mẽ

Sự phát triển mạnh mẽ của Điện toán đám mây đã thu hút rất nhiều nhà khoa học, các trường đại học và cả các công ty công nghệ thông tin (IT) đầu tư nghiên cứu Rất nhiều chuyên gia đã đưa ra định nghĩa của mình về Điện toán đám mây Theo thống kê của tạp chí “Cloud Magazine” thì hiện tại có hơn 200 định nghĩa khác nhau

về Điện toán đám mây Mỗi nhóm nghiên cứu đưa ra định nghĩa theo cách hiểu, cách tiếp cận của riêng mình nên rất khó tìm một định nghĩa tổng quát nhất của Điện toán đám mây Dưới đây là ví dụ một số định nghĩa về Điện toán đám mây:

 Điện toán đám mây là dịch vụ IT được cung cấp không phụ thuộc vào vị trí (“The cloud is IT as a Service, delivered by IT resources that are independent of location” - The 451 Group)

Trang 28

 Điện toán đám mây cung cấp các tài nguyên IT có khả năng mở rộng và co giãn, các tài nguyên này được cung cấp dạng dịch vụ cho người dùng thông qua mạng Internet (“Cloud Computing is a style of computing where massively scalable IT-related capabilities are provided „as a service‟ across the Internet to multiple external customers” - Gartner)

Những định nghĩa trên có một điểm chung: họ cố gắng định nghĩa Điện toán đám mây theo hướng thương mại, từ góc nhìn của người dùng đầu cuối Theo đó, tính năng chủ yếu của Điện toán đám mây là cung cấp cơ sở hạ tầng và các ứng dụng về IT dưới dạng dịch vụ có khả năng mở rộng được Tuy nhiên, các công ty như Gartner, IDC, Merrill Lynch, The 451 Group [11] không phải là các công ty chuyên về IT cho nên những định nghĩa này tập trung vào giải thích Điện toán đám mây là “như thế nào” và chủ yếu dựa trên kinh nghiệm của các công ty này

Đứng ở góc nhìn khoa học kỹ thuật cũng có nhiều định nghĩa khác nhau, trong đó

có hai định nghĩa của Ian Foster và Rajkumar Buyya được dùng khá phổ biến và có nhiều điểm tương đồng

Theo Ian Foster: Điện toán đám mây là 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 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 (“A

large-scale distributed computing paradigm that is driven by economies of scale, in which a pool of abstracted, virtualized, dynamically scalable, managed computing power, storage, platforms, and services are delivered on demand to external customers over the Internet”[6])

Theo Rajkumar Buyya: Cloud là một loại hệ thống phân bố và xử lý song gồm các máy tính ảo kết nối với nhau và được cung cấp động cho người dùng như một hoặc nhiều tài nguyên đồng nhất dựa trên sự thỏa thuận dịch vụ giữa nhà cung cấp và người

sử dụng (“A Cloud is a type of parallel and distributed system consisting of a

collection of interconnected and virtualised computers that are dynamically provisioned and presented as one or more unified computing resources based on service-level agreements established through negotiation between the service provider and consumers”[4])

Trang 29

Hình2.1:Điện toán đám mây

Cả hai định nghĩa trên đều định nghĩa Điện toán đám mây là một hệ phân bố, cung cấp các dạng tài nguyên ảo dưới dạng dịch vụ một cách linh động theo nhu cầu của người dùng trên môi trường internet

2.2 Tính chất cơ bản của Điện toán đám mây

Điện toán đám mây có năm tính chất nổi bật so với mô hình truyền thống

Trang 30

Hình 2.2:Đặc điểm của Điện toán đám mây và các nhóm mô hình phân loại

2.2.1 Tự phục vụ theo nhu cầu (On-demand self-service)

Mỗi khi nảy sinh nhu cầu sử dụng tài nguyên hệ thống, người dùng chỉ cần gửi yêu cầu thông qua trang web cung cấp dịch vụ, hệ thống của nhà cung cấp sẽ đáp ứng yêu cầu của người dùng Người dùng có thể tự đáp ứng các nhu cầu sử dụng của mình như tăng thời gian sử dụng server, tăng dung lượng lưu trữ, tăng lưu lượng băng thông, tăng giới hạn truy vấn… mà không cần phải tương tác trực tiếp với nhà cung cấp dịch

vụ, mọi nhu cầu về dịch vụ đều sẽ được xử lý trên môi trường Internet

2.2.2 Truy xuất diện rộng (Broad network access)

Điện toán đám mây cung cấp dịch vụ người dùng thông qua môi trường Internet

Do đó, người dùng chỉ cần kết nối với Internet là có thể sử dụng dịch vụ Hơn nữa, Điện toán đám mây ở dạng dịch vụ nên không đòi hỏi khả năng xử lý cao ở phía client,

vì vậy người dùng có thể truy xuất tới hệ thống dịch vụ bằng các thiết bị di dộng như điện thoại, PDA, laptop…

Bên cạnh đó, điện toán đám mâygiúp cho người dùng không còn bị phụ thuộc vị trí và thời điểm sử dụng dịch, điện toán đám mây cho phép người dùng sử dụng dịch

vụ từ bất kỳ nơi nào, vào bất kỳ lúc nào thông qua Internet

2.2.3 Dùng chung tài nguyên (Resource pooling)

Tài nguyên của nhà cung cấp dịch vụ được dùng chung, phục vụ cho nhiều người dùng dựa trên mô hình “multi-tenant” Trong mô hình “multi-tenant”, tài nguyên sẽ được phân phát động tùy theo nhu cầu của người dùng theo thời gian thực Khi nhu

Trang 31

cầu của một khách hàng giảm xuống, thì phần tài nguyên dư thừa của hệ thống sẽ được tận dụng để phục vụ cho một khách hàng khác Ví dụ như khách hàng A thuê 10 CPU mỗi ngày từ 7 giờ đến 11 giờ, một khách hàng B thuê 10 CPU tương tự mỗi ngày từ 13 giờ đến 17 giờ thì hai khách hàng này có thể dùng chung 10 CPU đó

Hình 2.3: Nhiều khách hàng dùng chung tài nguyên

Điện toán đám mây dựa trên công nghệ ảo hóa, nên các tài nguyên đa phần là tài nguyên ảo Các tài nguyên ảo này sẽ được cấp phát động theo sự thay đổi nhu cầu của từng khách hàng khác nhau Nhờ đó nhà cung cấp dịch vụ có thể phục vụ nhiều khách hàng hơn so với cách cấp phát tài nguyên tĩnh truyền thống

2.2.4 Khả năng co giãn (Rapid elasticity)

Khả năng co giãn là tính chất đặc biệt nhất, nổi bật nhất và quan trọng nhất của Điện toán đám mây: là khả năng tự động mở rộng hoặc thu nhỏ hệ thống tùy theo nhu cầu của người dùng Khi nhu cầu sử dụng tăng cao, hệ thống sẽ tự mở rộng bằng cách thêm tài nguyên hệ thống, và khi nhu cầu giảm xuống, hệ thống sẽ tự động giảm bớt tài nguyên Khả năng co giãn giúp cho nhà cung cấp sử dụng tài nguyên hiệu quả, tận dụng triệt để tài nguyên dư thừa, phục vụ được nhiều khách hàng Đối với người sử dụng dịch vụ, khả năng co giãn giúp họ giảm chi phí do họ chỉ trả phí cho những tài nguyên thực sự dùng

Ví dụ: khách hàng thuê một Server gồm 10 CPU Thông thường do có ít truy cập nên chỉ cần 5 CPU là đủ, khi đó hệ thống quản lý của nhà cung cấp dịch vụ sẽ tự ngắt

Trang 32

bớt 5 CPU dư thừa, khách hàng không phải trả phí cho những CPU dư thừa này (những CPU này sẽ được cấp phát cho các khách hàng khác có nhu cầu) Khi lượng truy cập tăng cao, nhu cầu tăng lên thì hệ thống quản lý của nhà cung cấp dịch vụ sẽ tự

“gắn” thêm CPU vào, nếu nhu cầu tăng vượt quá 10 CPU thì khách hàng phải trả phí cho phần vượt mức theo thỏa thuận với nhà cung cấp

2.2.5 Điều tiết dịch vụ (Measured service)

Hệ thống Điện toán đám mây tự động kiểm soát và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên (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 cho cả hai phía nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng

2.3 Các mô hình Điện toán đám mây

Các mô hình Điện toán đám mây được phân thành hai loại:

 Các mô hình dịch vụ (Service Models): Phân loại các dịch vụ của các nhà cung cấp dịch vụ Điện toán đám mây

 Các mô hình triển khai (Deployment Models): Phân loại cách thức triển khai dịch vụ Điện toán đám mây đến với khách hàng

2.3.1 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 Điện toán đám mây cơ bản là:

dịch vụ cơ sở hạ tầng (Infrastructure as a Service – IaaS), dịch vụ nền tảng (Platform

as a Service – PaaS) và dịch vụ phần mềm (Software as a Service – SaaS) Cách phân

loại này thường được gọi là “mô hình SPI”

Hình 2.4: Các loại dịch vụ Điện toán đám mây

Trang 33

Trong loại dịch vụ này, khách hàng được cung cấp những tài nguyên máy tính

cơ bản (như bộ xử lý, dung lượng lưu trữ, các kết nối mạng…) Khách hàng sẽ cài hệ điều hành, triển khai ứng dụng và có thể nối các thành phần như tường lửa và bộ cân bằng tải Nhà cung cấp dịch vụ sẽ quản lý cơ sở hạ tầng cơ bản bên dưới, khách hàng

sẽ phải quản lý hệ điều hành, lưu trữ, các ứng dụng triển khai trên hệ thống, các kết nối giữa các thành phần

Nhà cung cấp dịch vụ sẽ cung cấp một nền tảng (platform) cho khách hàng Khách hàng sẽ tự phát triển ứng dụng của mình nhờ các công cụ và môi trường phát triển được cung cấp hoặc cài đặt các ứng dụng sẵn có trên nền platform đó Khách hàng không cần phải quản lý hoặc kiểm soát các cơ sở hạ tầng bên dưới bao gồm cả mạng, máy chủ, hệ điều hành, lưu trữ, các công cụ, môi trường phát triển ứng dụng nhưng quản lý các ứng dụng mình cài đặt hoặc phát triển

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 Cloud Mô hình này giải phóng người dùng khỏi việc quản lý hệ thống, cơ sở hạ tầng,

hệ điều hành… tất cả sẽ do nhà cung cấp dịch vụ quản lý và kiểm soát để đảm bảo ứng dụng luôn sẵn sàng và hoạt động ổn định

Hình 2.5: Mô hình SPI

Trang 34

2.3.2 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: Dịch vụ đám mây mở - Public Cloud, Dịch vụ đám mây nội bộ - Private Cloud và Dịch vụ đám mây lai - Hybrid Cloud

2.3.2.1 Dịch vụ đám mây mở - Public Cloud

Các dịch vụ Cloud được nhà cung cấp dịch vụ cung cấp cho mọi người sử dụng rộng rãi Các dịch vụ được cung cấp và quản lý bởi một nhà cung cấp dịch vụ và các ứng dụng 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 vụ quản lý hệ thống, cơ sở hạ tầng, bảo mật… Một lợi ích khác của mô hình này là cung cấp khả năng co giãn (mở rộng hoặc thu nhỏ) theo yêu cầu của người sử dụng

Dịch vụ Lưu trữ Dịch vụ Mạng Dịch vụ Tính Toán

Public Cloud

Internet

Hình 2.6: Mô hình Public Cloud

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 của mình khi sử dụng dịch vụ 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

Trang 35

thể kiểm soát tối đa đối với dữ liệu, bảo mật và chất lƣợng dịch vụ Doanh nghiệp sở hữu cơ sở hạ tầng và quản lý các ứng dụng đƣợc triển khai trên đó Private Cloud có thể đƣợc xây dựng và quản lý bởi chính đội ngũ IT của doanh nghiệp hoặc có thể thuê một nhà cung cấp dịch vụ đảm nhiệm công việc này Mặc dù tốn chi phí đầu tƣ nhƣng Private Cloud lại cung cấp cho doanh nghiệp khả năng kiểm soát và quản lý chặt chẽ những dữ liệu quan trọng

Dịch vụ Lưu trữ Dịch vụ Mạng Dịch vụ Tính Toán

Private Cloud

Intranet

Hình 2.7: Mô hình Private Cloud

Hình 2.8:So sánh Private Cloud và Public Cloud

Trang 36

Như đã phân tích ở trên, 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 Ý tưởng của mô hình dịch vụ đám mây lai là kết hợp các ưu điểm của 2 loại dịch vụ trên thành một giải pháp đám mây hoàn chỉnh cung cấp cho người dùng

Dịch vụ Lưu trữ

Dịch vụ Mạng Dịch vụ Tính Toán

Public Cloud

Dịch vụ Lưu trữ Dịch vụ Mạng Dịch vụ Tính Toán

Public Cloud

Dịch vụ Lưu trữ Dịch vụ Mạng Dịch vụ Tính Toán

Hình 2.9: Kết hợp Public Cloud và Private 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 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 ứng dụng trên cả hai phía Public và Private Cloud sao cho ứng dụng đó có thể kết nối, trao đổi dữ liệu để hoạt động một cách hiệu quả

Trang 37

Hình 2.10: Triển khai ứng dụng trên Hybrid Cloud

Doanh nghiệp có thể chọn để triển khai các ứng dụng trên Public, Private hay Hybrid Cloud tùy theo nhu cầu cụ thể Mỗi mô hình đều có điểm mạnh và yếu của nó Các doanh nghiệp phải cân nhắc đối với các mô hình Điện toán đám mây mà họ chọn

Và họ có thể sử dụng nhiều mô hình để giải quyết các vấn đề khác nhau Nhu cầu về một ứng dụng có tính tạm thời có thể triển khai trên Public Cloud bởi vì nó giúp tránh việc phải mua thêm thiết bị để giải quyết một nhu cầu tạm thời Tương tự, nhu cầu về một ứng dụng thường trú hoặc một ứng dụng có những yêu cầu cụ thể về chất lượng dịch vụ hay vị trí của dữ liệu thì nên triển khai trên Private hoặc Hybrid Cloud

2.4 Điện toán đám mây: lợi ích và khó khăn

2.4.1 Ưu và nhược điểm của Điện toán đám mây

2.4.2.1 Ưu điểm của điện toán đám mây

Một đặc điểm nổi bật của điện toán đám mây là phục vụ theo nhu cầu của người dùng: khi cần thiết mở rộng khả năng lưu trữ, hệ thống có nhiệm vụ cung cấp đủ nhu cầu sử dụng cần thiết, và khi muốn giảm bớt dung lượng lưu trữ, hệ thống có nhiệm vụ thu hồi lượng dung lượng không cần thiết, tất cả các hoạt động của hệ thống đều được thực hiện một cách tự động theo yêu cầu của người dùng

Tuy nhiên, đặc điểm này của điện toán đám mây sẽ gây ra khó khăn trong việc quản lý hệ thống lưu trữ (cung cấp cho người dùng bao nhiêu dung lượng lưu trữ là đủ