MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ CÔNG CỤ CLOUDBUS TOOLKIT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  BÀI THU HOẠCH CHUN ĐỀ TÍNH TỐN LƯỚI MƠ HÌNH ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY VÀ CƠNG CỤ CLOUDBUS TOOLKIT Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Học viên thực hiện: Thái Hồng Quang CH1101033 Lớp: Thạc sỹ CNTT khoá 06 MỤC LỤC GIỚI THIỆU Điện toán đám mây thâm nhập vào ngành công nghiệp Công nghệ thông tin sâu đủ để ảnh hưởng đến công ty lớn để áp dụng vào kinh doanh họ Tác động Trang mạnh mẽ việc sử dụng cơng nghệ ảo hóa để thực Infrastructure-as-a-Service (IaaS) khiến doanh nghiệp tính tốn khả th bao theo hướng điên tốn đám mây cơng cộng cho dịch vụ lưu trữ ứng dụng họ Song song đó, nghiên cứu học viện nghiên cứu khía cạnh an ninh, software frameworks, chất lượng dịch vụ, tiêu chuẩn hóa Việc thực đầy đủ tầm nhìn điện tốn đám mây dẫn đến đời thị trường ảo, nơi broker Điện toán đám mây, thay mặt cho người dùng cuối, chịu trách nhiệm lựa chọn dịch vụ quảng cáo nhà cung cấp đám mây khác Để thực điều này, giải pháp công nghệ có phải thiết kế lại mở rộng từ quan điểm định hướng thị trường tích hợp với nhau, tạo thị trường theo định hướng điện toán đám mây Trong đánh giá tình trạng Điện tốn đám mây cách cung cấp mơ hình tham khảo, thảo luận thách thức nhà nghiên cứu học viên IT phải đối mặt gặp phải tương lai gần, trình bày phương pháp tiếp cận cho giải chúng từ quan điểm Cloudbus toolkit, bao gồm tập hợp cơng nghệ hướng tới thị trường định hướng Điện toán đám mây Cung cấp kết thí nghiệm chứng tỏ thị trường trích lập dự phịng theo định hướng tài ngun môi giới đám mây qua nhiều tài nguyên phân tán Chúng bao gồm ứng dụng minh họa lưu trữ điện tâm đồ phân tích SaaS dịch vụ mazon IaaS (EC2 S3) Từ khố: Điện tốn đám mây, Platform-as-a-Service, ảo hóa, Tiện ích máy tính, thị trường định hướng Máy tính Chương I TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1.1 Giới thiệu Năm 1969, Leonard Kleinrock, nhà khoa học trưởng dự án nghiên cứu ban đầu nâng cao (ARPANET) cho biết: Hiện tại, máy tính mạng giai đoạn trứng nước, phát trở nên tinh vi, có lẽ thấy lây lan tiện ích máy tính, đó, cơng ty điện điện thoại tại, phục vụ nhà riêng văn phòng khắp đất nước Tầm nhìn tiện ích máy tính, dựa dịch vụ mơ hình dự phịng, dự đốn biến đổi lớn tồn ngành cơng nghiệp máy tính kỷ 21 dịch vụ điện tốn có sẵn theo u cầu, nước, điện, khí đốt, điện thoại dịch vụ có sẵn xã hội hơm Tương tự vậy, máy tính sử dụng dịch vụ cần phải trả nhà cung cấp họ truy cập vào dịch vụ điện tốn, mà khơng cần phải đầu tư mạnh Trang gặp khó khăn việc xây dựng trì sở hạ tầng CNTT phức tạp Họ truy cập vào dịch vụ dựa yêu cầu họ mà không quan tâm đến nơi mà dịch vụ lưu trữ Mơ hình gọi điện tốn tiện ích, gần Điện toán đám mây Điện toán đám mây cung cấp sở hạ tầng, tảng, phần mềm (ứng dụng) dịch vụ, thực dịch vụ dựa đăng ký mơ hình pay-as-you-go cho người tiêu dùng Trong ngành cơng nghiệp, dịch vụ gọi Infrastructure-as-a-Service (IaaS), Platform-as-a-Service (PaaS), Software-as-a-Service (SaaS) Đám mây nhằm mục đích trung tâm liệu , kiến trúc chúng mạng lưới dịch vụ ảo (phần cứng, sở liệu, giao diện người dùng, ứng dụng logic) để người dùng truy cập triển khai ứng dụng từ nơi giới nhu cầu với chi phí cạnh tranh tùy thuộc vào người sử dụng chất lượng dịch vụ yêu cầu (QoS) Nó cung cấp lợi ích đáng kể cho cơng ty CNTT giải thoát họ khỏi nhiệm vụ cấp thấp thiết lập phần cứng (máy chủ) phần mềm sở hạ tầng cho phép họ tập trung vào đổi tạo giá trị kinh doanh họ dịch vụ Điện toán đám mây chắn đầu xu hướng công nghệ, đạt đỉnh điểm mong đợi 3-5 năm Xu hướng thực nhà cung cấp Amazon (Http://aws.amazon.com), AT & T, Google, Salesforce (http://www.salesforce.com), IBM, Microsoft, Sun Microsystems Thiết lập trung tâm liệu cho lưu trữ điện toán đám mây cho ứng dụng mạng xã hội Facebook(http://www.facebook.com) MySpace (http://www.myspace.com ), cổng thông tin game ví dụ Bigpoint (http://www.bigpoint.com ), kinh doanh ứng dụng (ví dụ, SalesForce.com), phân phối nội dung phương tiện truyền thông, công việc khoa học Hiện nay, Điện toán đám mây chủ yếu đề cập đến giải pháp lưu trữ ảo số hay giá trị gia tăng cho khách hàng Phân khúc thị trường gọi Infrastructure-as-a-Service (IaaS) tập trung phần lớn cơng ty lớn hoạt động điện tốn đám mây Công nghệ khái niệm chung đặc trưng cho giải pháp IaaS chủ yếu phát triển thành lập, nhiều công ty người sử dụng áp dụng tùy chọn đám mây để tiết kiệm chi phí sở hạ tầng truy cập vào sức mạnh tính tốn lớn theo u cầu Những thách thức cho mối quan tâm thơng qua Điện tốn đám mây tập trung nhiều cách làm cho việc sử dụng lợi nhuận công nghệ làm để đơn giản hóa việc phát triển ứng dụng phần mềm Cloud Đặc biệt có tồn thị trường liên quan đến Trang việc cung cấp tảng công cụ để xây dựng ứng dụng lưu trữ Điện toán đám mây dịch vụ đám mây tận dụng cho nhiều nhiệm vụ Trong ý nghĩa này, Cloudbus toolkit định hướng cho điện tốn đám mây cung cấp cơng cụ cơng nghệ, thực nhau, góp phần thực tầm nhìn Điện tốn đám mây Phương pháp tiếp cận thách thức từ quan điểm định hướng thị trường 1.2 Điện toán đám mây Điện toán đám mây mơ hình nhằm mục đích cung cấp sở hạ tầng phần cứng ứng dụng phần mềm dịch vụ, người dùng tiêu thụ trả cho sử dụng, sở Điện toán đám mây đỉnh cao có nhiều kỳ vọng từ cơng nghệ 1.3 Định nghĩa đám mây định hướng thị trường máy tính Do tiến nhanh chóng mơ hình điện tốn đám mây, có nghĩa khác người khác Như kết quả, có số định nghĩa đề xuất Vaquero et al đề xuất định nghĩa tập trung vào khả mở rộng, mơ hình tiện ích pay-per-use ảo hóa Trang Theo Gartner, Điện tốn đám mây dạng thức điện toán nơi mà dịch vụ cung cấp qua mạng Internet cách sử dụng khác mơ hình lớp trừu tượng Biểu tượng đám mây truyền thống đại diện cho Internet ARMBRUST et al nhận thấy Điện toán đám mây đề cập đến ứng dụng cung cấp dịch vụ Internet phần cứng phần mềm hệ thống trung tâm liệu cung cấp dịch vụ Định nghĩa mô tả chất thực xu hướng này, nơi mà hai ứng dụng phần mềm sở hạ tầng phần cứng chuyển từ môi trường tin cho bên thứ ba trung tâm liệu truy cập thơng qua Internet Buyya et al định nghĩa đám mây loại hệ thống song song phân phối bao gồm tập hợp máy tính kết nối với ảo hóa tự động cung cấp trình bày tài nguyên máy tính thống dựa cấp độ dịch vụ Định nghĩa đặt Máy tính vào quan điểm định hướng thị trường nhấn mạnh chất kinh tế tượng Các tính quan trọng khả cung cấp hai sở hạ tầng phần mềm dịch vụ tiêu thụ trả cho sử dụng Xu hướng trước giới hạn lớp người sử dụng cụ thể tài nguyên CNTT Nó cung cấp dịch vụ với khối lượng khác nhau, từ người dùng cuối lưu trữ tài liệu cá nhân họ Internet cho doanh nghiệp gia cơng phần mềm tồn CNTT họ sở hạ tầng trung tâm liệu bên Service Level Agreements (SLAs) yêu cầu thiết lập khách hàng nhà cung cấp đám mây SLA quy định cụ thể chi tiết dịch vụ cung cấp số liệu thoả thuận tất bên, hình phạt vi phạm SLAs hoạt động bảo hành cho người sử dụng, người thoải mái di chuyển kinh doanh sang Điện toán đám mây khác Kết là, doanh nghiệp cắt giảm bảo dưỡng chi phí hành cách cho thuê CNTT họ sở hạ tầng từ nhà cung cấp đám mây Tương tự vậy, người sử dụng tận dụng điện tốn đám mây khơng cho việc truy cập họ liệu cá nhân từ khắp nơi, mà cịn để thực hoạt động mà khơng phải mua phần mềm đắt tiền phần cứng Các thành phần cấp cao kiến trúc hướng dịch vụ bao gồm khách hàng dịch vụ môi giới điều phối hỗ trợ quản lý tiện ích điều khiển Đám mây Lập kế hoạch ứng dụng, phân bổ tài nguyênvà chuyển khối lượng công việc Hệ thống giảm bớt crossdomain tích hợp cho khả theo yêu cầu, linh hoạt, tiết kiệm lượng, đáng tin cậy truy cập vào sở hạ tầng dựa cơng nghệ ảo hóa Trang Theo định hướng thị trường ngành cơng nghiệp máy tính nhận thực tế chứng phát triển từ cơng ty Amazon Ví dụ, EC2 bắt đầu với giá hộ sau chuyển đến định giá dựa khác biệt dịch vụ giới thiệu gần dựa mơ hình đấu giá, sử dụng trường hợp chỗ (Http://aws.amazon.com/ec2/spot-instances) Cloud Exchange (CEX) hoạt động nhà sản xuất cho thị trường tập hợp nhà sản xuất dịch vụ người tiêu dùng Nó địi hỏi tập hợp sở hạ tầng từ nhà ứng dụng đánh giá chúng việc cung cấp sẵn có.Nó nhằm mục đích hỗ trợ dịch vụ giao dịch Điện toán đám mây dựa mơ hình kinh tế cạnh tranh thị trường hàng hóa bán đấu giá CEX cho phép người tham gia (Điều phối viên môi giới) xác định vị trí nhà cung cấp người tiêu dùng phù hợp Thị trường cho phép dịch vụ thành hàng hố đó, mở đường cho việc tạo sở hạ tầng thị trường động kinh doanh dựa SLA Sự sẵn có hệ thống ngân hàng thị trường đảm bảo giao dịch tài liên quan đến SLAs người tham gia thực mơi trường an tồn đáng tin cậy Mỗi khách hàng tảng Điện toán đám mây cần phải tạo dịch vụ Cloud broker tự động thiết lập hợp đồng dịch vụ với Điều phối viên điện tốn đám mây thơng qua chức giao dịch tiếp xúc Cloud Exchange 1.4 Mô hình tham chiếu điện tốn đám mây Hình 14.2 cung cấp hình dung Điện tốn đám mây xác định mơ hình tham chiếu vào tất thành phần quan trọng tổ chức phân loại.Sự lạ phương pháp bao gồm toàn máy tính: từ hệ thống cấp thấp nơi sở hạ tầng cung cấp theo yêu cầu, đến mức người sử dụng, nơi ứng dụng minh bạch lưu trữ đám mây truy cập từ nơi Đây khía cạnh cách mạng Điện toán đám mây mà làm cho nhà cung cấp dịch vụ, doanh nghiệp, người dùng hoàn toàn suy nghĩ lại họ Mức thấp mơ hình đặc trưng tài ngunvật chất, mà tạo thành tảng điện toán đám mây Các nguồn tài nguyên có chất khác nhau: cụm, trung tâm liệu, máy tính để bàn Các sở hạ tầng CNTT triển khai quản lý Điện toán đám mây thương mại triển khai có nhiều khả thành lập trung tâm liệu lưu trữ hàng trăm hàng ngàn máy tính, đám mây tư nhân cung cấp Trang môi trường không đồng Hình 14.2: đám mây tiện ích theo định hướng kết nối mạng họ qua trung gian cloud exchange Cơ sở hạ tầng vật lý quản lý trung gian cốt lõi có mục tiêu cung cấp mơi trường ,thời gian chạy thích hợp cho ứng dụng sử dụng tài nguyên vật chất tốt Trang Cơng nghệ ảo hóa cung cấp tính lập ứng dụng, chất lượng dịch vụ.Trong số giải pháp khác cho việc ảo hóa, mức độ ảo hóa phần cứng trình độ ngơn ngữ lập trình ảo hóa u thích Mức phần cứng ảo hóa đảm bảo hồn toàn tách biệt ứng dụng phân vùng tốt nguồn tài nguyên vật lý, chẳng hạn nhớ CPU, phương tiện máy ảo Lập trình cấp ảo hóa cung cấp sand boxing quản lý cho ứng dụng phát triển với cơng nghệ chương trình cụ thể ngơn ngữ (ví dụ Java, NET, Python) Cơng nghệ ảo hóa giúp việc tạo mơi trường dịch vụ chuyên nghiệp thương mại tích hợp Chúng bao gồm: thương lượng chất lượng dịch vụ, nhận kiểm soát, quản lý giám sát thực hiện, kế toán toán Cơ sở hạ tầng vật lý lõi trung gian đại diện cho tảng nơi mà ứng dụng triển khai Nền tảng thực thông qua mức độ trung gian người sử dụng, cung cấp môi trường công cụ đơn giản hóa việc phát triển triển khai ứng dụng điện tốn đám mây Đó là: giao diện web 2.0, cơng cụ dịng lệnh, thư viện, ngơn ngữ lập trình Ở cấp cao nhất, loại khác ứng dụng tận dụng lợi dịch vụ cung cấp mô hình tham chiếu điện tốn đám mây Các nhà cung cấp phần mềm độc lập (ISV) dựa điện toán đám mây để quản lý ứng dụng dịch vụ Các doanh nghiệp tận dụng điện toán đám mây để cung cấp dịch vụ cho khách hàng họ Cơ hội khác tìm thấy lĩnh vực giáo dục, điện tốn xã hội, khoa học máy tính mạng phân phối nội dung 1.5 State of Art điện toán đám mây Là phổ biến cho giải pháp để bao gồm tất dịch vụ mơ tả mơ hình tài liệu tham khảo Nhiều khả năng, nhà cung cấp khác tập trung vào việc cung cấp lớp dịch vụ giải nhu cầu khu vực thị trường cụ thể dự án nghiên cứu quan tâm nhiều phải đối mặt với thách thức cụ thể khía cạnh điện tốn đám mây, lập kế hoạch, an ninh, bảo mật, ảo hóa Bằng cách làm theo mơ hình tham chiếu trước phân loại tùy chọn có sẵn thành ba loại chính: Software-as-a-Service (SaaS), Platform-as-a-Service (PaaS), Infrastructure / Trang Hardware-as-a-Service (IaaS / Haas), H.14 Mô hình tham chiếu Điện tốn đám mây 1.6 Infrastructure as a Service Infrastructure as a Service (IaaS) Hardware-as-a-Service (Haas) cung cấp giải pháp sở hạ tầng dựa nguồn tài nguyên ảo tài nguyên vật lý loại hàng hóa cho khách hàng Các tài nguyênđáp ứng cho người dùng cuối yêu cầu nhớ, loại CPU, điện, lưu trữ, hầu hết trường hợp, hoạt động hệ thống tốt Nó xác định hai phương pháp tiếp cận khác nhau: giải pháp IaaS túy cung cấp hai sở hạ tầng quản lý phần cứng vật lý, nơi sở hạ tầng triển khai, IaaS tập trung vào việc Trang 10 dụng đến đám mây công cộng làm cho phần mềm độc quyền truy cập đến hàng triệu Đây thách thức nhà cung cấp phần mềm hỏi làm để tôn trọng ranh giới công nghệ mã nguồn mở phần mềm cấp phép đám mây 1.13 Các ứng dụng đám mây Hiện có nhiều ứng dụng thực tế chạy cụm phân tán xung quanh giới Tuy nhiên, có vài người số họ sử dụng tài nguyên đám mây với sửa đổi nhỏ Điều thực tế ứng dụng cũ thiết kế để hoạt động vật lý phần cứng với tối ưu hóa nặng nhắm mục tiêu lưu trữ, đầu vào , đầu ra, thơng tin liên lạc, v.v điện tốn đám mây cung cấp mơ hình khác nhau, nơi giả định truyền thống thiết bị phần cứng phần mềm mơ hình khơng ln ln làm việc Đầu vào / đầu ra, ví dụ, khác tùy thuộc vào vị trí trường hợp máy ảo phân bổ cho ứng dụng phần cứng lưu trữ sử dụng Tương tự vậy, thuộc tính khác ứng dụng như: trải nghiệm người dùng, phân phối, bảo trì có vấn đề ứng dụng chuyển đến mây Các câu hỏi quan trọng để hỏi trước di chuyển ứng dụng đám mây là: • Làm để lập đồ thuộc tính ứng dụng thuộc tính đám mây ? • Có phải tất ứng dụng "Điện tốn đám mây sẵn sàng"? • ứng dụng nên sử dụng nhiều dịch vụ đám mây dựa dịch vụ đám mây nhà cung cấp? Thuộc tính ứng dụng, chẳng hạn yêu cầu liệu, tảng, truyền thơng, phân phối, bảo mật vv, liên quan đến lớp khác điện tốn đám mây Nó đáp ứng u cầu kết hợp dịch vụ từ nhà cung cấp đám mây khác Nhưng kết hợp cung cấp dịch vụ khác mang lại chi phí cao hơn, rủi ro, khó khăn quản lý vấn đề interoperation Các ứng dụng cần phải "Điện tốn đám mây sẵn sàng" trước họ gặt hái lợi ích điện tốn đám mây có để cung cấp 1.13 Tiêu chuẩn Đám mây trở thành môi trường thường sử dụng để lưu trữ ứng dụng, nhiều công cụ dịch vụ có sẵn để sử dụng từ nhà cung cấp Do thiếu chuẩn hóa, cơng cụ khơng hồn tồn tương thích với Điều làm tăng tốc độ phân chia nhà cung cấp dịch vụ đám mây, hạn chế khả tương tác dịch vụ lưu trữ nhà cung cấp Ví dụ, ứng dụng cần phải thực kết nối để sử dụng Trang 21 giải pháp IaaS từ nhà cung cấp khác Nỗ lực hướng tới tiêu chuẩn hóa Open Virtualization Format (OVF), tiêu chuẩn mở để đóng gói phân phối thiết bị ảo nói chung phần mềm để chạy máy ảo Mặc dù cơng ty đại diện lĩnh vực (Microsoft, IBM, Dell, HP, VMware, XenSource) hỗ trợ sáng kiến, kết thành tiêu chuẩn sơ công tác quản lý phân phối, đặc điểm kỹ thuật OVF nắm bắt đại diện trường hợp ảo Do đó, dùng chủ yếu cách kinh điển phân phối image máy ảo Nhiều nhà cung cấp triển khai thực đơn giản sử dụng OVF nhập định dạng chuyển đổi sang định dạng thời gian chạy cụ thể họ chạy image Trong quản lý lớp Điện toán đám mây, OGF Open Cloud Computing Interface (OCCI) làm việc thông số kỹ thuật cho quản lý từ xa dịch vụ điện toán đám mây Đặc điểm kỹ thuật họ giúp tiêu chuẩn hóa việc phát triển cơng cụ chi phối chức triển khai, mở rộng quy mô giám sát máy ảo khối lượng công việc chạy phần dịch vụ đám mây Tiêu chuẩn hóa khía cạnh IaaS, PaaS hay SaaS thách thức Các nhà cung cấp cố gắng làm cho họ sản phẩm khác so với đối thủ cạnh tranh họ để đạt thị phần tốt Có độc đáo khả coi thường thu hút nhiều khách hàng ban đầu Tuy nhiên, sau nhiều công ty phát triển khả phổ biến tất nhà cung cấp, trở thành tiêu chuẩn Nhưng điều xảy ra, người sử dụng khơng sử dụng khả có tất nhà cung cấp dịch vụ đám mây Tiêu chuẩn hóa cung cấp dịch vụ điện tốn đám mây dẫn đến liệu lock-in kiến trúc ứng dụng phát triển ứng dụng lock-in Nỗ lực bổ sung phải đặt để xác định thực thi tiêu chuẩn cho khách hàng dịch vụ cung cấp Đây thách thức quan trọng cần giải cho áp dụng thành công Mô hình điện tốn đám mây vào sương xống ngành công nghiệp CNTT Sáng kiến R & D hai học viện ngành cơng nghiệp đóng vai trò quan trọng việc giải thách thức Đặc biệt, kết nghiên cứu mơ hình, khn khổ phần mềm, ứng dụng tạo thành cơng cụ được sử dụng để trải nghiệm điện toán đám mây Các Cloudbus Toolkit bước hướng tới mục tiêu Trang 22 Hình 14.5: thị trường điện tốn đám mây Hình 14.5 cung cấp nhìn thống qua tương lai điện toán đám mây thị trường Điện toán đám mây, bao gồm loại khác mây điện toán, lưu trữ, nội dung , có sẵn cho người sử dụng doanh nghiệp Người dùng tương tác với thị trường đám mây minh bạch, cách sử dụng ứng dụng tận dụng điện toán đám mây, cách rõ ràng, cách yêu cầu tài nguyên theo nhu cầu ứng dụng Khi Hiện nay, trách nhiệm người sử dụng để tương tác trực tiếp với nhà cung cấp đám mây Trong bối cảnh Cloud thị trường thực tế, người sử dụng gián tiếp tương tác với nhà cung cấp đám mây họ dựa vào tạo lập thị trường thành phần meta-broker, có trách nhiệm cung cấp dịch vụ tốt theo ngân sách hạn chế người sử dụng khách hàng Cloud, nhúng trực tiếp ứng dụng, có sẵn cơng cụ riêng biệt, tương tác với nhà sản xuất thị trường cách xác định chất lượng mong muốn Các thông số dịch vụ thông qua Service Level Trang 23 Agreement Kết truy vấn, meta-broker chọn lựa chọn tốt số tất nhà cung cấp đám mây thuộc Tương tác diễn thông qua giao diện địa tiếp xúc nhà cung cấp thông qua tiêu chuẩn hóa dịch vụ mơi giới Hình 14.6: Các Cloudbus Toolkit - quan điểm tầng công nghệ thành phần cho thị trường định hướng Điện toán đám mây có sẵn cơng cụ Cloudbus Để tăng hội cung cấp dịch vụ tốt cho khách hàng, Cloud khác nhà cung cấp thiết lập kết nối ngang thỏa thuận với để giảm tải (hoặc phục vụ từ) nhà cung cấp khác yêu cầu dịch vụ Sắp xếp ngang hàng xác định liên bang Cloud nuôi đời giao diện tiêu chuẩn sách cho kết nối mây không đồng Các tích hợp cơng nghệ khác giải pháp thành giá trị cung cấp Trang 24 chìa khóa để thành cơng điện toán đám mây thị trường Giải pháp PaaS, chẳng hạn Aneka, dựa vào nhà cung cấp khác để tận dụng khối lượng công việc cân việc sử dụng tài nguyêntư nhân cách cung cấp nguồn tài nguyên ảo từ mây cơng cộng Phương pháp áp dụng cho tính tốn chuyên sâu, lưu trữ phân phối nội dung MetaCDN , mà nội dung chuyển đếnĐiện toán đám mây, nhằm cung cấp truy cập hợp để lưu trữ Đám mây khác để cung cấp dịch vụ tốt cho người sử dụng tối đa hóa tiện ích Dự án sử dụng điện tốn đám mây thị trường có thách thức riêng số người số họ được thảo luận Để thực tầm nhìn thành thực, đáng kể số lượng nghiên cứu phải thực thơng qua thí nghiệm Mơi trường mơ chắn giúp nhà nghiên cứu tiến hành thí nghiệm lặp lại kiểm sốt, đặt sách thuật tốn để trích lập dự phòng tài nguyên chiến lược cho hiệu tiết kiệm lượng sử dụng nguồn tài nguyên vật lý Bộ công cụ mô cần hỗ trợ mơ hình kịch lớp mơ hình tham chiếu Điện toán đám mây: từ thành phần sở hạ tầng, chẳng hạn nút vật lý, trung tâm liệu, máy ảo, với dịch vụ cao cấp cung cấp để kết thúc người sử dụng Điều giúp nhà nghiên cứu tái tạo khung vấn đề mà họ muốn giải để có kết đáng tin cậy Cloudbus Toolkit tập hợp cơng nghệ thành phần mà cố gắng tồn diện để giải thách thức liên quan đến việc thực tầm nhìn thành thực cụ thể Hình 14.6 cung cấp lớp tồn cơng cụ đặt vào bối cảnh đám mây thị trường thực Ở đầu ứng dụng thực tế thuộc nhiều loại khác (tài chính, khoa học, giáo dục, kỹ thuật, đa phương tiện, những khác) tận dụng điện toán đám mây Tài nguyênsẵn có điện tốn đám mây mua lại phương tiện dịch vụ môi giới bên thứ ba làm trung gian truy cập vào sở hạ tầng thực Cloudbus toolkit chủ yếu hoạt động cấp độ cách cung cấp môi giới dịch vụ sở hạ tầng trung tâm cho việc triển khai ứng dụng điện toán đám mây Đối với liên quan đến dịch vụ mơi giới, nhà sản xuất thị trường thành phần cho phép người dùng tận dụng lợi đầy đủ Đám mây Các nhà sản xuất thị trường dựa việc triển khai trung gian khác để thực yêu cầu người sử dụng: chúng cơng nghệ Cloudbus triển khai bên thứ ba Hình 14.6 cung cấp phân tích thành phần cấu thành trung gian Cloudbus Trang 25 Công nghệ Aneka Workflow cung cấp dịch vụ để thực ứng dụng điện tốn đám mây Đây mây công cộng, mạng nội tư nhân, trung tâm liệu mà tất quản lý thống InterCloud Chương II: CLOUDBUS / CLOUDS LAB TECHNOLOGIES 2.1 Giới thiệu Phịng thí nghiệm cloud thiết kế phát triển công nghệ điện toán đám mây để hỗ trợ khoa học, kỹ thuật, kinh doanh, phương tiện truyền thông sáng tạo, ứng dụng người tiêu dùng 2.2 Aneka Aneka Platform-as-a-Service cho điện toán đám mây cung cấp tảng phần mềm để phát triển triển khai ứng dụng điện tốn đám mây Các tính cốt lõi Aneka là: a) chứa phần mềm cấu hình tạo thành khối xây dựng điện toán đám mây; b) Kết thúc mở mơ hình lập trình có sẵn c12ho nhà phát triển để thể ứng dụng phân tán; c) Tập hợp công cụ để nhanh chóng tạo mẫu porting ứng dụng điện toán đám mây; d) Tập hợp dịch vụ tiên tiến mà đặt mã lực Aneka góc độ định hướng thị trường yếu tố tạo nên Aneka độc đáo thiết kế linh hoạt mức độ cao tùy biến cho phép để nhắm mục tiêu ứng dụng khác nhau: giáo dục, kỹ thuật, khoa học máy tính, tài ứng dụng Container Aneka, cốt lõi thành phần Aneka dựa đám mây, triển khai vào tài nguyên máy tính kết nối Internet cho dù vật lý hay ảo Điều làm cho việc tích hợp với công cộng tư nhân mây minh bạch dịch vụ cụ thể cho trích lập dự phịng động tài nguyên xây dựng vào khuôn khổ để khai thác sức mạnh Cloud Tập hợp giao diện chuẩn hóa, chẳng hạn dịch vụ web, làm Aneka hồn tồn tích hợp với ứng dụng khách hàng dịch vụ môi giới bên thứ ba mà đàm phán chất lượng mong muốn dịch vụ nộp hồ sơ để Aneka mây Trang 26 2.3 Broker - Harnessing Cloud tài nguyên phân tán khác The Gridbus Resource Broker định hướng lên lịch cho tính tốn liệu Lưới, với hỗ trợ cho loạt dịch vụ truy cập tài nguyên từ xa cung cấp thông qua công nghệ trung gian truyền thống Aneka [43], PBS, Globus, SGE Nó mở rộng để cung cấp tính tốn dịch vụ lưu trữ cung cấp mây công cộng Amazon EC2 Broker hỗ trợ mơ hình ứng dụng khác tham số quét, công việc, nhiệm vụ song song nhiệm vụ Broker quan tâm nhiều yêu cầu chức ứng dụng phân tán bao gồm phát tài nguyênthích hợp cho ứng dụng người dùng cụ thể, lập kế hoạch công việc để đáp ứng thời hạn xử lý lỗi xảy trình thực Đặc biệt, Broker cung cấp khả lựa chọn nguồn tài nguyên, lập kế hoạch công việc, quản lý công việc truy cập liệu ứng dụng đòi hỏi tài nguyên lưới phân phối để thực Broker xử lý thông tin liên lạc với tài nguyênchạy trung gian khác nhau, thất bại cơng việc, thay đổi tài ngunsẵn có, mục tiêu sử dụng khác đáp ứng thời hạn chót để thực hạn chế thực số ngân sách Broker cung cấp tham số QoS mơ tả dịch vụ cho ứng dụng địi hỏi phải có kết hợp nguồn tài nguyên đám mây công cộng tư nhân Người sử dụng xác định giá trị QoS cho ứng dụng họ môi giới giao diện Lịch trình mơi giới ứng dụng vào nguồn tài nguyên phân phối bao gồm địa phương tài nguyênvà tài nguyên đám mây để đáp ứng người dùng u cầu QoS Nó tạo điều kiện trích lập dự phịng động sách mà phần khối lượng cơng việc ứng dụng chuyển đến mây cơng cộng số cịn lại thực tài nguyênđịa phương Việc phân chia khối lượng công việc nhiên phụ thuộc vào ngân sách / thời hạn ứng dụng khả tài nguyênđịa phương để thực ứng dụng 2.4 Workflow Management System Workflow Management System (WMS) hỗ trợ người sử dụng cách cho phép ứng dụng họ biểu diễn quy trình làm việc sau thực đám mây từ mức độ trừu tượng cao WMS cung cấp cách dễ dàng sử dụng trình soạn thảo quy trình làm việc cho thành phần ứng dụng, quy trình làm việc dựa XML ngôn ngữ đại diện Trang 27 cho cấu trúc, cổng thông tin người sử dụng thân thiện với phát hiện, giám sát, thành phần kế hoạch Nó tận dụng Aneka Gridbus broker để quản lý ứng dụng chạy tài nguyênphân tán Những công cụ để cho phép người dùng lựa chọn tài nguyênđược phân phối mây, tải lên / tải lượng lớn liệu đến / từ tài nguyênđược lựa chọn, thực ứng dụng tài nguyênđược phân phối sử dụng thuật toán lập lịch khác theo dõi tiến độ ứng dụng thời gian thực Khi công việc lưu trữ PaaS sử dụng Dịch vụ điện toán đám mây khác nhau, chẳng hạn lưu trữ, phân phối nội dung, vv Trong trường hợp này, người dùng gửi ứng dụng thơng qua ứng dụng web chạy Google App Engine, mà đại biểu yêu cầu đến công việc chạy Amazon EC2 Các ứng dụng quảng cáo sử dụng ứng dụng SaaS tổ chức salesforce.com Mạng doanh nghiệp khác sử dụng Engine cơng việc trình cơng việc để Aneka Enterprise Cloud Tập trung gần quản lý liệu ứng dụng chuyên sâu cách sử dụng Workflow engine Đám mây Họ phát triển số công nghệ tự động cho lập kế hoạch ứng dụng quy trình làm việc cách tận dụng khả tìm lại liệu phân phối Trái ngược với sử dụng nguồn liệu nhất, chuyển phân đoạn liệu từ tất nguồn có sẵn (với nguồn tài ngun tính tốn để xử lý) theo tỷ lệ chi phí truyền liệu từ địa điểm lưu trữ liệu Do đó, xếp cơng việc công việc với tài nguyênvà truyền liệu đặt hàng để giảm thiểu tổng chi phí truyền liệu Particle Swarm Optimization (PSObased), Non-linear Programming (NLP-based), thăm dị dựa chẩn đốn cho khả tìm lại liệu công việc lập lịch Độ tin cậy nhà cung cấp dịch vụ thông số cần ý sử dụng Dịch vụ điện tốn đám mâyHọ phát triển cơng nghệ tự động lập kế hoạch cho ứng dụng quy trình làm việc dựa độ tin cậy WMS sử dụng nhiều ứng dụng thực tế như: fMRI brain imaging analysis tiến hóa tối ưu hóa đa mục tiêu sử dụng tài nguyênphân tán xâm nhập hệ thống phát với mơ hình khác 2.5 Market Market Maker/Meta-broker Market Maker/Meta-broker phần sở hạ tầng đám mây hoạt động thay mặt cho người sử dụng nhà cung cấp dịch vụ đám mây Nó làm trung gian tiếp cận với nguồn tài nguyên phân phối cách khám phá phù hợp Các nhà cung cấp điện toán đám mây cho ứng dụng người dùng định cố gắng để tối ưu yêu cầu người sử Trang 28 dụng Market Maker phần thị trường toàn cầu, nơi cung cấp dịch vụ người tiêu dùng tham gia để tìm phù hợp với Nó cung cấp dịch vụ khác để khách hàng tài nguyênphát hiện, siêu lịch, dịch vụ đặt phịng, dịch vụ xếp hàng, kế tốn giá dịch vụ Meta-broker gửi yêu cầu cho tài nguyên sử dụng điện toán đám mây Trao đổi giao diện người dùng meta-broker phát tài nguyênsẵn có bắt đầu phù hợp với yêu cầu người sử dụng (ứng dụng môi giới cho siêu môi giới) để cung cấp tài nguyên Khi kết hợp đặt phù hợp nguồn tài nguyên, người dùng thơng báo cho thời gian có sẵn Người dùng sử dụng trực tiếp tài nguyêncho thực công việc họ 2.6 InterCloud Trong năm tới, người dùng nhìn thấy nhiều số nhà cung cấp đám mây toàn giới tuyệt vọng để cung cấp nguồn tài nguyên máy tính, liệu, cơng cụ để mở rộng khoa học, kỹ thuật, ứng dụng kinh doanh Về lâu dài, đám mây yêu cầu chia sẻ tải với Cloud khác cung cấp dịch vụ người dùng chọn dịch vụ đám mây khác để làm việc ứng dụng họ, Do đó, đám mây phân tán dẫn đến việc tạo khác mây với khơng có tương tác chúng Mơ hình InterCloud sẽ: (a) đẩy mạnh nối kết vơi thông qua phép chia sẻ tài nguyên đám mây, (b) cung cấp khả mở rộng cấu trúc đám mây cho phép họ kết nối với phát triển cách bền vững; (C) tạo sở hạ tầng Cyber toàn cầu để hỗ trợ ứng dụng kinh doanh điện tử Khoa học 2.7 MetaCDN MetaCDN hệ thống khai thác "lưu trữ đám mây" tài nguyên cung cấp nhiều nhà cung cấp IaaS, tạo mạng che phủ tích hợp cung cấp chi phí thấp, hiệu suất cao cho người tạo nội dung Nó loại bỏ phức tạp giao dịch với nhiều nhà cung cấp lưu trữ, kết hợp thông minh đặt nội dung cung cấp người sử dụng vào nhiều nhà cung cấp lưu trữ dựa họ chất lượng dịch vụ, bảo hiểm ngân sách ưu đãi Bằng cách sử dụng tên miền không gian thống nhất, giúp người dùng để khai thác hiệu hoạt động phạm vi nhiều "lưu trữ mây" Trang 29 Trong dịch vụ MetaCDN, người dùng sử dụng cổng thông tin web SOAP RESTful Web Services để triển khai nội dung đến địa điểm địa lý phân phối theo yêu cầu họ, quản lý phân phối theo lưu trữ họ ngân sách truyền thông liệu, xem chỉnh sửa phân phối nội dung 2.8 Tối ưu hóa trung tâm liệu Trung tâm liệu thành phần cốt lõi sở hạ tầng đám mây Họ tổ chức tính tốn, lưu trữ, mạng phần cứng mà máy ảo khởi tạo, cho thuê cho người sử dụng theo yêu cầu Khi phân bổ phần cứng yêu cầu real-time/reserved, trở nên vơ quan trọng để sử dụng thuật tốn thích nghi mà tổng chi phí phân bổ giảm thiểu Ví dụ, instantiating máy ảo máy ngẫu nhiên dẫn đến nhiều máy bật với việc sử dụng nguồn tài nguyên Tương tự vậy, máy ảo nhắm mục tiêu đến vài kệ, "điểm nóng" dẫn đến tiêu thụ điện cao hơn, tình trạng tải phần cứng vv Do phân bổ nên có tính đến yêu cầu QoS người sử dụng không quy định tài nguyên phần cứng Phân bổ máy ảo vào máy vật lý với đa tối ưu hóa mục tiêu vấn đề khó khăn [45] 2.9 Năng lượng máy tính hiệu Để hỗ trợ ứng dụng đàn hồi, nhà cung cấp sở hạ tầng đám mây thiết lập trung tâm liệu nhiều vị trí địa lý Các Trung tâm liệu đắt đỏ hoạt động kể từ họ tiêu thụ số lượng đáng kể lượng điện Ví dụ, tiêu thụ lượng Trung tâm liệu Google 29 tương đương với điện tiêu thụ thành phố San Francisco Điều không làm tăng hóa đơn điện, góp phần vào ấm lên tồn cầu lượng khí thải carbon cao Trên thực tế, cơng nghệ thơng tin khu vực chịu trách nhiệm khoảng phần trăm phát thải khí nhà kính tồn cầu Trong nghiên cứu chúng tôi, điều tra phát triển kỹ thuật công nghệ để giải thách thức khả mở rộng ứng dụng hiệu lượng với mục đích làm cho ảnh hưởng lớn đến ngành cơng nghiệp sản xuất dịch vụ theo định hướng công nghệ ICT xanh Như phần điều này, khám phá lịch nhận thức [25], cách để giảm tiêu thụ lượng sử dụng trung tâm liệu lớn Các thuật toán lập lịch trình chúng tơi chọn điện áp cung cấp thích hợp chế biến yếu tố để giảm thiểu tiêu thụ lượng Như tiêu thụ lượng tối ưu hóa, chi phí hoạt động giảm độ tin cậy hệ thống tăng Trong kịch điển hình, người dùng gửi u cầu trích lập dự Trang 30 phòng cho máy ảo để nhà quản lý tồn cầu Các trao đổi thơng tin quản lý tồn cầu cho lượng hiệu phân bổ VM di cư Này thông tin chia sẻ với nhà quản lý địa phương, kiểm sốt máy ảo nút vật lý 2.10 CloudSim CloudSim cơng cụ cho phép người dùng mơ hình mô mở rộng đám mây thực ứng dụng mây Cơng cụ hồn tồn tùy biến, cho phép mở rộng định nghĩa sách tất thành phần phần mềm Điều làm cho phù hợp cơng cụ nghiên cứu giảm người dùng xử lý phức tạp phát sinh từ cung cấp, triển khai, cấu hình thực tế tài nguyêntrong mơi trường vật lý CloudSim cung cấp tính sau đây: (i) Hỗ trợ cho mơ hình hóa mô lớn sở hạ tầng quy mô Điện toán đám mây, bao gồm (ii) trung tâm liệu nút máy tính vật lý Nền tảng khép kín cho trung tâm liệu mơ hình, service brokers, lập kế hoạch phân bổ (iii) sách Tạo điều kiện cho mơ trung tâm liệu, CloudSim cung cấp: Engineảo hóa, giúp việc tạo quản lý nhiều, độc lập, đồng tổ chức dịch vụ ảo hóa (iv) trung tâm nút liệu, Sự linh hoạt để chuyển đổi phân bổ không gian chia sẻ thời gian chia sẻ xử lý lõi với dịch vụ ảo hóa Những tính CloudSim tăng tốc độ phát triển sách phân bổ tài ngunmới thuật tốn lập lịch trình cho Điện toán đám mây KẾT LUẬN Qua thu hoạch giới thiệu khái niệm thị trường điện toán đám mây ,nghiên cứu dịch vụ điện toán đám mây SaaS ,PaaS IaaS cách thức vận Trang 31 hành thách thức mơ hình điện tốn đám mây Cũng với mục tiêu tơi trình bày lý thuyết công cụ cloudbus toolkit trường đại học Melbourne Dr Rajkumar Buyya nghiên cứu phát triển Do giới hạn đề tài thời gian thực tơi chưa thể trình bày ứng dụng mà cơng cụ cung cấp Tôi phát triển thêm ứng dụng từ cơng cụ để xây dựng đám mây điện toán cá nhân phát triển cho mơ hình cơng ty mà nơi tơi công tác Tài liệu tham khảo [1] Nguyen Phi Khu ,” MCS-CGridcom-22-13” Trang 32 [2] Rajkumar Buyya, Suraj Pandey, and Christian Vecchiola “Market-Oriented Cloud Computing and the Cloudbus Toolkit” 2012 [2] “An overview of the granules runtime for cloud computing Proceedings of the 2008 Fourth IEEE International Conference on eScience” [3]http://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90i%E1%BB%87n_to%C3%A1n_ %C4%91%C3%A1m_m%C3%A2y [4] http://www.cloudbus.org Trang 33 ... tảng công cụ để xây dựng ứng dụng lưu trữ Điện toán đám mây dịch vụ đám mây tận dụng cho nhiều nhiệm vụ Trong ý nghĩa này, Cloudbus toolkit định hướng cho điện toán đám mây cung cấp công cụ công. .. cơng cụ được sử dụng để trải nghiệm điện toán đám mây Các Cloudbus Toolkit bước hướng tới mục tiêu Trang 22 Hình 14.5: thị trường điện tốn đám mây Hình 14.5 cung cấp nhìn thống qua tương lai điện. .. cho Điện toán đám mây KẾT LUẬN Qua thu hoạch giới thiệu khái niệm thị trường điện toán đám mây ,nghiên cứu dịch vụ điện toán đám mây SaaS ,PaaS IaaS cách thức vận Trang 31 hành thách thức mơ hình