Tiểu luận môn tính toán lưới KHAI THÁC DỊCH VỤ CLOUD COMPUTING

Từ đó hình thành nên các “tổ chức ảo” VirtualOrganization VO, các liên minh tạm thời giữa các tổ chức và tập đoàn, liên kếtvới nhau để chia sẻ tài nguyên hoặc kỹ năng nhằm đáp ứng tốt hơ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Giảng viên hướng dẫn : PGS TS Nguyễn Phi Khứ

Học viên thực hiện : Đoàn Vũ Ngọc Duy (CH1101010)

Trịnh Duy Sâm (CH1101035) Lớp : Cao Học-CNTT Khóa 6

LỜI NÓI ĐẦU

Cho đến nay điện toán lưới(Grid Computing) là một lĩnh vực mới mẻ và hấpdẫn trong ngành công nghệ thông tin Với khả năng tận dụng các nguồn tài nguyênnhàn rỗi môi trường điện toán lưới có thể đem lại cách giải quyết tối ưu cho nhữngbài toán lớn cả về mặt kinh tế lẫn thời gian thực hiện mà hiện nay các hệ thống siêumáy tính cũng như các cluster vẫn còn gặp một số khó khăn khi giải quyết Mặc dùđiện toán lưới đã đạt được một số kết quả nhất định nhưng các viện nghiên cứu vànhiều người quan tâm đến lĩnh vực công nghệ thông tin vẫn tập trung nghiện cứu đểhướng tới một hệ thống lưới hoàn chỉnh trên phạm vi toàn cầu Tại Việt Nam côngnghệ này có thể nói là vẫn còn khá mới mẻ, nó chỉ được biết tới trong các đề tàinghiên cứu khoa học, trong các viện chuyên môn mà chưa được xem xét nghiên cứu

kỹ tại các trường đại học

Trong vài năm qua, Công nghệ thông tin đã bắt đầu một mẫu hình mới - điệntoán đám mây Mặc dù điện toán đám mây chỉ là một cách khác để cung cấp các tàinguyên máy tính, chứ không phải là một công nghệ mới, nhưng nó đã châm ngòimột cuộc cách mạng trong cách cung cấp thông tin và dịch vụ của các tổ chức Lúcđầu điện toán trên máy tính lớn (mainframe) thống trị công nghệ thông tin Cấu hìnhmạnh mẽ này cuối cùng đã cho ra đời mô hình khách-chủ Công nghệ thông tin hiệnđại ngày càng trở thành một chức năng của công nghệ di động, điện toán lan tỏahoặc mọi nơi và tất nhiên, cả điện toán đám mây Trong bài tiểu luận này chúng emxin trình bày về các đặc điểm, những lợi ích và khó khăn khi sử dụng các dịch vụ

này thông qua đề tài “khai thác dịch vụ Cloud computing”

CHƯƠNG I – GIỚI THIỆU 8

1 Giới thiệu Grid computing – điện toán lưới 8

a Nguồn gốc điện toán lưới 8

b Khái niệm điện toán lưới 8

2 Sự khác nhau giữa cloud computing và grid computing 12

a Mô hình thương mại (Business Model) 14

b Kiến trúc (Architecture) 15

c Quản lý tài nguyên (Resource Management) 18

d Mô hình lập trình (Programming Model) 21

e Mô hình ứng dụng (Application Model) 22

f Mô hình bảo mật (Security Model) 22

CHƯƠNG II – CLOUD COMPUTING 24

1 Định Nghĩa 24

2 Tính chât cơ bản của Cloud Computing 25

3 Các mô hình cloud computing 25

a Mô hình dịch vụ 25

 Infrastructure as a Service – IaaS ( Hạ tầng như một dịch vụ): 25

 Platform as a Service – PaaS (Nền tảng như một dịch vụ): 26

 Software as a Service – SaaS (Phần mềm như một dịch vụ ): 26

 Business Process as a Service-BPaaS (Quy trình nghiệp vụ như một

dịch vụ ): 26

b Mô hình triển khai 27

 Đám mây tư nhân (Private Cloud) 27

 Đám mây công cộng(public cloud): 27

 Đám mây lai: 28

4 Lợi ích và khó khăn khi triển khai cloud 28

a Cloud có phải là giải pháp tối ưu cho các doanh nghiệp? 28

b Những thuận lợi và khó khăn của cloud computing 29

 Tính sẵn sàng 29

 Data lock-in 29

 Bảo mật và kiểm tra dữ liệu 31

 Việc gây ra thắc cổ trai trong việc truyền dữ liệu 32

 Khó tiên đoán trong hiệu suất thực thi của máy tính 32

 Đáp ứng nhu cầu khả năng lưu trữ của người dùng 33

 Khả năng tự co giãn của hệ thống 33

 Bản quyền phần mềm 34

c Lợi ích của Cloud Computing đối với doanh nghiệp 34

 Giảm chi phí 35

 Sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn 35

 Tính linh hoạt 37

CHƯƠNG III – KHAI THÁC SỬ DỤNG DỊCH VỤ CLOUD 38

1 Khai thác các dịch vụ trên IBM LOTUSLIVE 38

a Giới thiệu về IBM Lotus Live 38

b Đăng ký tài khoản 40

c Quản trị người dùng 43

d Cấu hình IBM LotusLive cho tổ chức 48

 Điều chỉnh thông tin về tổ chức 48

 Tạo các thông báo chung 48

 Hủy khả năng chia sẽ bên ngoài tổ chức 50

 Thiết lập iNotes 50

e Làm việc cộng tác 60

f Thao tác thư điện tử với LotusLive iNote 65

g Hội nghị trực tuyến 69

 Họp trực tuyến với LotusLive Meetings 69

h Kết chương 74

2 Triển khai ứng dụng thư điện tử với google apps 74

a Giới thiệu về google apps 74

b Đăng ký sử dụng & xác minh quyền sở hữu tên miền 75

c Quản trị người dùng 83

 Tạo người dùng 83

 Treo và xóa người dùng 85

d Tạo vai trò quản trị viên tùy chỉnh 85

e Google Apps for business 87

3 Giới thiệu về một số hệ điều hành cloud 87

a Hệ điều hành JoliCloud 87

b Hệ điều hành Cloudo 92

c Hệ điều hành eyeOS 94

CHƯƠNG IV – MỘT SỐ NỀN TẢNG PHÁT TRIỂN CLOUD COMPUTING 100

1 Giới thiệu một số nền tảng hỗ trợ phát triển ứng dụng cloud 101

a Infrastructure-as-a-Service (IaaS - Dịch vụ hạ tầng): 101

b Platform-as-a-Service (PaaS - Dịch vụ nền tảng): 102

c Software-as-a-Service (SaaS - Dịch vụ phần mềm): 102

2 Amazon web services 103

a Amazon Web Services SmugMug 103

b Lưu trữ với Amazon S3 106

c Tương tác với S3 107

d Các ví dụ cụ thể 109

3 Microsoft windows Azure 113

a SQL Azure 115

b Windows Azure Platform AppFabric 117

c Microsoft Windows Azure và các mô hình thực thi 118

d Các thành phần của Windows Azure 119

e. Virtual Machines (Các máy chủ ảo) VM 120

4 Google app Engine 123

a Kiến trúc hoạt động 124

b Các thành phần chính và chức năng 125

 Môi trường thực thi (runtime environment) 125

 Các file server tĩnh (static file servers) 126

 Kho dữ liệu (datastore) 127

 Thực thể (entities) và Thuộc tính (properties) 127

 Truy vấn (queries) và Chỉ mục (indexes) 128

 Phiên giao dịch (transaction) 128

 Các dịch vụ (services) 129

 Tài khoản Google (google accounts) 129

 Các công cụ lập trình (programming tools) 130

 Hạn chế của google app engine 131

5 Kết luận 131

6 Tài liệu tham khảo 132

CHƯƠNG I – GIỚI THIỆU

1 Giới thiệu Grid computing – điện toán lưới

a Nguồn gốc điện toán lưới

Cũng giống như các công nghệ tính toán khác, điện toán lưới xuất phát từnhu cầu tính toán của con người Thực tiễn ngày càng đặt ra những bài toán phứctạp hơn và do vậy các tổ chức cũng cần phải có năng lực tính toán mạnh mẽ hơn.Các tổ chức giải quyết vấn đề này bằng hai cách:

Đầu tư thêm trang thiết bị, cơ sở hạ tầng tính toán(mua thêm máy chủ, máytrạm, siêu máy tính, cluster…) Tuy nhiên cách làm này cómột nhược điểm là tốnkém tiền của, số trang thiết bị sẽ tỉ lệ thuận với độ phức tạp của bài toán

Có một cách làm khác hiệu quả hơn đó là phân bố lại tài nguyên hợp lý trong

tổ chức hoặc thuê thêm các nguồn tài nguyên từ bên ngoài (tất nhiên là việc thuênày sẽ có chi phí ít hơn nhiều so với việc đầu tư mới trang thiết bị)

Cách giải quyết thứ hai này chính là mục tiêu và lànguồn gốc yêu cầu cho sựhình thành của tính toán lưới Các nhà khoa học tại Argone National Labsthuộc đại học Chicago (Mỹ) là những người đầu tiên đề xuất ý tưởng về điện toánlưới Cũng như nhiều ý tưởng cách mạng khác trong tin học như World Wide Web,siêu máy tính … điện toán lưới được hình thành bởi nhu cầu thực tế là mong muốnđạt tới giới hạn của khả năng tính toán

b Khái niệm điện toán lưới

Hiện nay tồn tại khá nhiều định nghĩa khác nhau về điện toán lưới và vẫnchưa có được một định nghĩa nào được coi là chuẩn Khóa luận trình bày định nghĩa

về tính toán lưới của Ian Foster, đây là định nghĩa sớm và chuẩn nhất về điện toánlưới, định nghĩa này được ông đưa ra trong một bài báo được mang tên “What isGrid ?”

“Grid là một loại hệ thống tính toán song song, phântán cho phép chia sẻ, lựa chọn,kết hợp các tài nguyên phân tán theo địa lý, thuộc nhiều tổ chức khác nhau dựa trên

tính sẵn sàng, khả năng, chi phí của chúng và yêu cầu về chất lượng dịch vụ (QoS)của người dùng để giải quyết các bài toán, ứng dụng có quy mô lớn trong khoa học,

kỹ thuật và thương mại Từ đó hình thành nên các “tổ chức ảo” (VirtualOrganization (VO)), các liên minh tạm thời giữa các tổ chức và tập đoàn, liên kếtvới nhau để chia sẻ tài nguyên hoặc kỹ năng nhằm đáp ứng tốt hơn các cơ hội kinhdoanh hoặc các dự án có nhu cầu lớn về tính toán và dữ liệu, toàn bộ việc liên minhnày dựa trên các mạng máy tính”

Ta cũng có thể hiểu rằng: điện toán lưới là một cơ sở hạ tầng tin học cụ thểbáo gồm và phần cứng và phần mềm cho phép người sử dụngkhai thác các tàinguyên trên cá máy trạm hay máy chủ với tốc độ cao với độ tin cậy, giá thành chấpnhận được và hệ thống có xu hướng trong suốt với người dùng Điện toán lướichính là bước phát triển tiếp theo của tính toán phân tán Mục đích làtạo ra một máytính ảo với người sử dụng, nó có khả năng tính toán lớn, thậm chí trên cả một siêumáy tính

Ý tưởng về điện toán lưới rất có ý nghĩa thực tế Bởi lẽ, hiện nay theo cácnghiên cứu thì các máy tính cá nhân thường chỉ sử dụng từ 5-10% năng lực tínhtoán còn các máy chủ, siêu máy tính cũng chỉ sử dụng đến 20% năng lực tính toán,đây là sự phí phạm một nguồn tài nguyên tính toán rất lớn Việc tận dụng hiệu quảcác nguồn tài nguyên này có thể mạng lại một sức mạnh tính toán khổng lồ Điệntoán lưới sẽ là một giải pháp hữu hiệu khi mà mục đích sử dụng của nó tập trungvào sử dụng tốt hơn và có hiệu quả hơn các nguồn tài nguyên nhằm chia sẻ các ứngdụng và tăng cường sự hợp tác trong các dự án Thuật ngữ “lưới” ở đây xuấtphát từ lưới điện (electricity grid), ngụ ý rằng bất cứ một thiết bị tương thích nàođều có thể gắn vào trong lưới và được xếp ở một mức tài nguyên nào đó mà khôngcần quan tâm đến nguồn gốc của tài nguyên đó Trong tương lai, điện toán lưới cóthể cung cấp cho người sử dụng các dịch vụ đóng vai trò như là dịch vụ cơ sở hạtầng mà chúng ta có thể sử dụng hàng ngày như: điện, nước, giao thông, …

Các nghiên cứu về điện toán lưới đã và đang được tiến hành là nhằm tạo ramột cơ sở hạ tầng lưới, cho phép dễ dàng chia sẻ và quản lý các tài nguyên đa dạng

và phân tán trong môi trường lưới Các thách thức mà công nghệ lưới hướng tới giảiquyết bao gồm:

Sự đa dạng và không đồng nhất của các tài nguyên

Tài nguyên ở đây được hiểu theo nghĩa tổng quát, đó có thể là các tài nguyênphần cứng: tài nguyên tính toán, tài nguyên lưu trữ, các thiết bị đặc biệt khác, …;các tài nguyên phần mềm: các CSDL, các phần mềm đặc biệt bản quyền đắt giá, cácđường truyền mạng, Các tài nguyên này có thể khác nhauvề mặt kiến trúc, giaodiện, khả năng xử lý,…Việc tạo ra một giao diện thống nhất cho phép khai thác và

sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên này là hoàn toàn không dễ dàng

Sự đa dạng về chính sách quản lý tài nguyên

Các tài nguyên không chỉ phụ thuộc về một tổ chức mà thuộc về nhiều tổ chức cùngtham gia vào lưới Các tổ chức này phải tuân thủ một số quy định chung khi thamgia vào lưới còn nhìn chung là hoạt động độc lập tức làcác tài nguyên này đều cóquyền tự trị Các tổ chức khác nhau thường có chính sách sử dụng hay cho thuê tàinguyên của họ khác nhau, do vậy cũng gây khó khăn cho việc quản lý

Sự phân tán của các tài nguyên

Dễ nhận thấy rằng các tài nguyên khi tham gia vào lưới là không tập trung,

có thể ở nhiều tổ chức nhiều vùng lãnh thổ khác nhau, miễn là các tài nguyên này

có thể kết nối được với nhau vì vậy phải có cơ chế quản lý sự phântán tài nguyêntrong lưới

Vấn đề an toàn, bảo mật thông tin

Môi trường lưới là một môi trường rất phức tạp, tuy rằng khi các tổchức cá nhân cùng tham gia vào một mạng lưới thì sẽ có các quy định áp dụng cho

họ nhưng cũng cần phải quan tâm đến việc bảo vệ an toàn thông tin cho các tổ chức

khi tham gia vào lưới, đây phải là một ưu tiên hàng đầu cho những người xây dựng

hệ thống lưới Trong bài báo “What Is Grid ?” Ian Foster cũng đã đưa ra bađặc điểm của một hệ thống điện toán lưới:

Kết hợp chia sẻ các nguồn tài nguyên không đượcquản lý tập trung Grid tíchhợp và phối hợp các tài nguyên, người dùng thuộc nhiều vùng quản lý khác nhau,nhiều đơn vị khác nhau trong một tổ chứcvà nhiều tổ chức khác nhau

Công nghệ Grid tập trung giải quyết một số vấn đề bảo vệ tài nguyên, chính sáchquản

trị, chi phí, thành viên, …nảy sinh trong quá trìnhchia sẻ và sử dụng tài nguyên

Sử dụng các giao diện và giao thức chuẩn mang tính mở :

Điện toán lưới sử dụng các chuẩn mở để chia sẻ qua mạng những tàinguyên phức tạp (trên các nền tảng kiến trúc phần mềm, phần cứng và ngôn ngữ lậptrình khác nhau), nằm tại những điểm khác nhau tùy vào khu vựchành chính Nóicách khác nó “ảo hóa” các tài nguyên tính toán

Điện toán lưới thường bị nhầm với tính toán phân cụm, tuy nhiên có sự khácnhau giữa hai kiểu tính toán này: cụm tính toán là một tập đơn các nút tính toán tậptrung trên một khu vực địa lý nhất định Lưới tính toán gồm nhiều cụm tính toán vànhững tài nguyên khác (như mạng, các thiết bị lưu trữ)

Cung cấp các dịch vụ có chất lượng cao

Điện toán lưới tạo ra một mô hình để giải quyết cácbài toán tính toán lớnbằng cách sử dụng những tài nguyên rỗi (CPU, thiết bị lưu trữ) của một loạt cácmáy tính riêng rẽ, thường là máy để bàn Hệ thống này được coi là một cụm “máyảo”, nhúng trong một môi trường liên lạc phân tán

Giới thiệu Cloud computing

Điện toán đám mây là một giải pháp toàn diện cung cấp công nghệ thông tinnhư một dịch vụ Nó là một giải pháp điện toán dựa trên Internet ở đó cung cấp tài

nguyên chia sẻ giống như dòng điện được phân phối trên lưới điện Các máy tínhtrong các đám mây được cấu hình để làm việc cùng nhau và các ứng dụng khácnhau sử dụng sức mạnh điện toán tập hợp cứ như thể là chúng đang chạy trên một

hệ thống duy nhất

Tính linh hoạt của điện toán đám mây là một chức năng phân phát tài nguyêntheo yêu cầu Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng các tài nguyên tíchlũy của hệ thống, phủ nhận sự cần thiết phải chỉ định phần cứng cụ thể cho mộtnhiệm vụ Trước điện toán đám mây, các trang web và các ứng dụng dựa trên máychủ đã được thi hành trên một hệ thống cụ thể Với sự ra đời của điện toán đámmây, các tài nguyên được sử dụng như một máy tính gộp ảo Cấu hình hợp nhất nàycung cấp một môi trường ở đó các ứng dụng thực hiện một cách độc lập mà khôngquan tâm đến bất kỳ cấu hình cụ thể nào

Tại sao lại đổ xô vào đám mây?

Có các lý do có cơ sở và quan trọng về kinh doanh và công nghệ thông tin đốivới sự dịch chuyển sang mẫu hình điện toán đám mây Việc coi thuê ngoài như mộtgiải pháp có những điểm cơ bản được xem là các lý do ấy

- Chi phí giảm: Điện toán đám mây có thể làm giảm cả chi phí vốn (CapEx)

lẫn chi phí vận hành (OpEx) vì các tài nguyên chỉ được mua khi cần và chỉ phải trả tiền khi sử dụng

- Cách sử dụng nhân viên được tinh giản: Việc sử dụng điện toán đám mây

giải phóng đội ngũ nhân viên quý giá cho phép họ tập trung vào việc cung cấp giá trị hơn là duy trì phần cứng và phần mềm

- Khả năng mở rộng vững mạnh: Điện toán đám mây cho phép khả năng

điều chỉnh quy mô ngay lập tức hoặc tăng lên hoặc giảm xuống, bất cứ lúc nào mà không cần giao kết dài hạn

2 Sự khác nhau giữa cloud computing và grid computing

Sự khác nhau giữa Grid Computing và Cloud Computing

Grid computing Cloud computingSức mạnh tính toán Tính toán mạnh hơn Grid

Computing; sử dụng khảnăng tính toán của internet

Sử dụng khả năng tínhtoán trong nội bộ củaCloud

Computing; dùng các giaothức để tìm kiếm các tàinguyên thích hợp trênmạng để lưu trữ

Khả năng lưu trữ ít hơnGrid Computing; dùngcác data center trongviệc lưu trữ

Tốc độ truyền dữ liệu

(trao đổi các resource

trong lúc thực thi)

Tốc độ chậm hơn CloudComputing; tốc độ củađưởng truyền sử dụngđường truyền internet, tốc

độ thường là mega byte

Nhanh hơn GridComputing, việc traođổi resource thườngthực hiện bằng đườngtruyền nội bộ, được xâydựng để kết nối giữa cácdata center Tốc độ cóthể lên đến hàng gigabyte

Khả năng mở rộng Có khả năng mở rộng

Việc mở rộng được thựchiện trên đường truyềninternet (khi có như cầu

sử dụng thêm resource thì

hệ thống sẽ tìm trên mạngxem hiện có resource nàođáp ứng nhu cầu của mìnhphù hợp không)

Có khả năng mở rộng,

co lại dễ dàng và nhanh(theo nhu cầu sử dụng)

Ví dụ: nếu trong mộtthời điểm đang có 10máy nhưng muốn có 20máy thì CloudComputing có thể cungcấp, hoặc muốn giảmxuống chỉ sử dụng còn 5máy; Cloud hổ trợ cho

việc này nhanh chóng.Phạm vi Chủ yếu hướng tới khoa

học

Chủ yếu hướng tớithương mại, quan tâmđến việc phục vụ nhucầu của khách hàngthông qua việc cung cấpcác dịch vụ theo nhu cầucủa khách hàng

Resource Việc sử dụng resource

thông qua việc tìm kiếmcác resource trên internet,người dùng không thể cấuhình tài nguyên theo ýmuốn của người dùng

Cung cấp resource theodạng unified resource,người dùng được phépcấu hình resource theonhu cầu của người sửdụng

Phần này tập trung so sánh giữa Grids và Clouds ngang qua nhiều khía cạnh từ kiếntrúc , mô hình bảo mật, mô hình thương mại, mô hình lập trình, ảo hóa, mô hình dữliệu, mô hình tính toán đến “nguồn gốc (provenance)” và ứng dụng Cả hai mô hìnhtính toán về mặt tổng quát thì giống nhau nhưng trong cụ thể thì có một số điểmkhác biệt

a Mô hình thương mại (Business Model)

Mô hình thương mại truyền thống trong các phần mềm trước đây là các hìnhthức tính phí theo một máy tính Trong Clouds mô hình thanh toán phí linh hoạt hơnnhiều, người khách hàng chỉ cần trả theo nhu cầu sử dụng như các loại phí sinh hoạthàng ngày mà họ phải trả: điện, nước, gas v.v Ngoài ra Clouds còn hỗ trợ khảnăng mở rộng hệ thống mang tính kinh tế, tức là người sử dụng có thể triển khai với

hệ thống ngày một lớn hơn với chi phí phù hợp Các tiềm năng hiện có là các trungtâm dữ liệu lớn của các tập đoàn Amazon, IBM, Sun, google v.v

Người dùng trong tương lai chỉ cần một thẻ tín dụng đã có thể truy cập theonhu cầu đến hàng 100 000 bộ xử lý ngang qua hàng chục trung tâm dữ liệu trải khắpthế giới.

Mô hình thương mại của Grids là hướng đến các dự án nghiên cứu trong môitrường học thuật như các đại học, viện nghiên cứu, phòng thí nghiệm của chính phủ.TeraGrid làm một ví dụ điển hình cho hình thức thương mại của Grid, nó sử dụnghàng chục Grid khác nhau từ các viện nghiên cứu trong cùng một quốc gia Khi một

tổ chức nào đó gia nhập vào TeraGrid thì sẽ có thể truy cập đến các Girds khác vàđồng thời có thể sử dụng tài nguyên, kết quả thí nghiệm … trên hệ thống Grid này

Mô hình này đã được ứng dụng rộng rải nhiều nơi trên thế giới Có nhiều nỗ lực đểxây dựng một Grid kinh tế cho cở sở hạ tầng Grid toàn cầu, nó hỗ trợ thương mại,đàm phán, cung cấp dịch vụ theo nhu cầu sử dụng, khả năng rủi ro, chi phí và sởthích của người sử dụng Nếu như các cố gắng này mang đến kết quả khả quan thì

mô hình thương mại của Grids và Clouds thật khó phân biệt trong tương lai

c Kiến trúc (Architecture)

Phần này trình bày mô hình kiến trúc của Grids và Clouds để làm nổi bật sựkhác biệt trong hướng tiếp cận của cả hai Trong khi Grids tập trung trên việc tíchhợp các tài nguyên sẵn có gồm cả phần cứng, hệ điều hành, cở sở hạ tầng an ninhcủa các hệ thống thì Clouds hướng đến các cấp độ khác nhau của dịch vụ nhằm đápứng tối đa nhu cầu người sử dụng như SaaS, IaaS, PaaS

Để hỗ trợ cho việc tạo ra các tổ chức ảo (Virtual Organizations) – một thựcthể luận lý mà bên trong nó các tài nguyên phân bố có thể được khám phá và chia sẻnhư thể trong cùng một tổ chức, Grids đã định nghĩa và cung cấp một tập các giaothức chuẩn, phần mềm cơ sở (middleware), bộ công cụ và các dịch vụ được xâydựng trên tập giao thức này Khả năng hoạt động liên kết và tính an toàn là nhữngvấn đề chính được quan tâm cho cơ sở hạ tầng Grids bởi vì các tài nguyên có thểđến từ các miền quản trị khác nhau, có cả chính sách sử dụng tài nguyên cục bộ và

toàn cục khác nhau, các nền và cấu hình phần cứng và phần mềm cũng khác nhau

bố, khám phá, đàm phán, giám sát, kế toán và thanh toán chi phí cho các hoạt độngtrên các tài nguyên riêng biệt Lớp collective nắm giữ sự tương tác ngang qua cáctập tài nguyên, dịch vụ thư mục cho phép giám sát và khám phá ra các tài nguyên tổchức ảo Cuối cùng là lớp application bao gồm các ứng dụng người dùng được xâydựng trên đầu của các giao thức

Clouds được phát triển để giải quyết những bài toán tính toán mở rộng quaInternet trong đó một số giả thiết là khác biệt so với Grids Clouds thường đượcxem như là một “hồ” tính toán và lưu trữ có thể được truy cập thông qua các giaothức chuẩn và qua một giao tiếp trừu tượng Thật ra Clouds có thể được hiện thực

trên nhưng công nghệ Grids đã tồn tại hàng thập niên nhưng hướng vào kiến trúc 4lớp sau:

Lớp Fabric gồm các tài nguyên phần cứng, lớp Unified Resource chứa các tàinguyên được trừu tượng hóa để có thể xuất hiện đồng nhất với người dùng, lớpPlatform thêm vào một tập các công cụ, phần mềm và dịch vụ trên lớp UnifiedResource, lớp Application là lớp chứa các ứng dụng chạy trên Clouds Hình 2 minhhọa một kiến trúc của Clouds

Hình 2: Kiến trúc Clouds computing

Kiến trúc của Clouds nhằm hướng đến ba mô hình dịch vụ sau: Software as aService – SaaS, Platform as a Service – PaaS, Infrastructure as a Service – IaaS.Tuynhiên người sử dụng có thể yêu cầu đan xen hay tổng hợp các loại hình dịch vụ này

Infrastructure as a Service: Mô hình này cho phép cung cấp phần cứng, phầnmềm và thiết bị với hình thức chi trả dựa trên tài nguyên sử dụng Cơ sở hạ tầng(infrastructure) có thể mở rộng hay thu nhỏ một cách linh hoạt tùy theo nhu cầu

Các ví dụ tiêu biểu là Amazon EC2 (Elastic Cloud Computing), S3 (Simple StorageService).

Platform as a Service: đưa ra môi trường tích hợp cấp cao để xây dựng,kiểm tra, và triển khai các ứng dụng tùy ý Một cách tổng quát các nhà phát triểnứng dụng sẽ phải chấp nhận một số hạn chế trên các kiểu phần mềm mà họ có thểviết đổi lại tính mở rộng gắn liền với ứng dụng Ví dụ điển hình là Google AppEngine

Sofware as a Service: hướng tới việc phân phối phần mềm với yêu cầu cụthể, trong mô hình này người sử dụng có thể truy cập từ xa thông qua Internet và chitrả theo mức độ sử dụng Salesforce là một trong những nhà tiên phong cung cấp

mô hình dịch vụ này Ngoài ra còn có Live Mesh của Microsoft cũng cho phép chia

sẻ tập tin, thư mục đồng thời qua nhiều thiết bị

Từ kiến trúc của Clouds và Grids cho thấy do mục tiêu hướng đến khác nhaunên chúng có cách giải quyết vấn đề và tổ chức hệ thống khác nhau

d Quản lý tài nguyên (Resource Management)

Quảng lý tài nguyên là vấn đề quyết định khả năng hoạt động của hệ thống

và đương nhiên nó không thể thiếu trong các hệ thống lớn như Grids và Clouds.Trong phần này, đề cập đến những thách thức chính mà cả Grids và Clouds phải đốimặt để thấy được điểm tương đồng và khác biệt trong hai mô hình

Mô hình tính toán (Compute Model): Hầu hết các Grids sử dụng mô hìnhtính toán bó batch-scheduled compute model) cùng với một bộ quản lý tài nguyêncục bộ như PBS, SGE, Condor để quản lý tài nguyên tại các vị trí khác nhau Vớiphương thức quản lý này Grids không thể phục vụ tốt cho các chương trình yêu cầunhiều bộ xử lý và thực thi trong thời gian dài Chẳng hạn trong trường hợp mộtchương trình cần 100 bộ xử lý và thực thi trong 60 phút, nó phải đợi đến khi hệthống có đủ 100 bộ xử lý và rảnh trong 60 phút Mô hình tính toán trong Cloudshoàn toàn khác, các người dùng được sử dụng tài nguyên đồng thời mặc dù phải

đảm bảo được chất lượng dịch vụ cho người sử dụng Đây cũng là một trong nhữngthách thức của Clouds về khả năng mở rộng và khi số lượng người dùng lớn.

Mô hình dữ liệu (Data Model): Mô hình dữ liệu có khuynh hướng trongtương lai là mô hình tương tác tam giác như chỉ ra trong hình sau

Tính toán Internet sẽ xoay quanh mô hình dữ liệu ở trên do các nguyên nhânkhách quan từ thực tiễn Người khách hàng không muốn đưa các dữ liệu nhạy cảmhoặc tối quan trọng lên xử lý và lưu trữ trên Clouds Đồng thời, người dùng cũngmuốn truy cập đến dữ liệu riêng tư của họ ngay khi các giao tiếp mạng chậm hay hưhỏng Ngoài ra, công nghệ đa nhân (multicore - technology) cũng mang đến chongười dùng nhiều hệ thống con mạnh mẽ trong tương lai

Đối với Grids, thì mô hình tính toán tập trung vào dữ liệu đa được quan tâm

từ sớm, chẳng hạn như Data Grid đã được thiết kế dành riêng cho các ứng dụng tậptrung lớn trên dữ liệu Do đó, Grids không cần thiết đưa ra định hướng phát triển

mô hình dữ liệu như Clouds thay vào đó nó đã có mô hình chuyên biệt để sử dụng Tính cục bộ của dữ liệu (Data Locality): Một thách thức chính trong vấn đề

mở rộng ứng dụng một cách hiệu quả là vị trí dữ liệu liên quan đối với các tài

nguyên đã sẵn sàng Việc di dời dữ liệu ở xa về các bộ xử lý một cách liên tục làmột hạn chế rõ rệt, hơn nữa quá trình nhập xuất (I/O) dữ liệu từ xa có khác biệt lớnvới I/O trên dữ liệu cục bộ và ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của hệ thống Đây

là một định hướng được Clouds quan tâm giải quyết Quá trình xử lý dữ liệu là kếthợp dữ liệu liên quan và tiến trình (process) xử lý nó trong cùng một nút (node), do

đó vấn đề “data locality” sẽ được giải quyết một cách hiệu quả Về phía Grids,

dữ liệu được lưu trữ dựa trên các hệ thống file chia sẻ như NFS, GPFS, PVFS v.v.Nơi mà tính “data locality” không dễ dàng áp dụng, đây cũng là một điểm yếu củaGrids so với Clouds

Kết hợp tính toán và quản lý dữ liệu(Combining compute and datamanagement): Tính cục bộ của dữ liệu chỉ hiệu quả khi mà số lượng người dùng vàqui mô chưa thực sự lớn Khi hệ thống ngày càng mở rộng thì vấn đề kết hợp tínhtoán và quản lý dữ liệu trở thành yếu tố quan trọng cho việc cải thiện hiệu suất Đó

là bài toán định thời công việc (job) gần với dữ liệu mà nó sử dụng trong suốt quátrình thực thi tránh tối đa hoạt động di dời dữ liệu qua mạng Girds đã có các môhình tập trung cho các ứng dụng dữ liệu khổng lồ còn Clouds thì sẽ phải đối mặt vớivấn đề này trong tương lai

Ảo hóa (Virtualization): Đây là công nghệ được khai thác mạnh mẽ trong hầu hết

các Clouds Không giống như mô hình tính toán của Grids, Clouds đòi hỏi chạynhiều ứng dụng người dùng và tất cả các ứng dụng này phải được thực hiện mộtcách đồng thời đối với người sử dụng Bên cạnh đó mỗi người dùng có cảm giácnhư là họ đại sở hữu toàn bộ tài nguyên sẵn có Công nghệ ảo hóa cung cấp mứctrừu tượng thiết yếu cho việc hợp nhất tài nguyên nhằm đạt được mục tiêu này.Đồng thời ảo hóa còn cho phép mỗi ứng dụng có thể được đóng gói(encapsulate) để

có thể cấu hình, triển khai, bắt đầu, di chuyển, tạm dừng, tiếp tục, dừng hẳn, v.v

và vì vậy cung cấp tính độc lập, khả năng quản lý, bảo mật tốt hơn Grids khôngdựa vào công nghệ ảo hóa nhiều như Clouds, nhưng để đảm bảo được tính riêng tư

cho các tổ chức ảo trên tài nguyên thì công nghệ ảo hóa cũng được sử dụng tronglưới chẳng hạn như Nimbus.

Giám sát (Monitoring): Một thách thức khác mà công nghệ ảo hóa mang lại cho

Clouds đó là việc giám sát tài nguyên Vấn đề giám sát tài nguyên trên Clouds chưađược tổ chức trực tiếp như Grids Grids đề ra các mô hình tin cậy khác nhau đểngười dùng được ủy quyền có thể truy cập các tài nguyên khác nhau trên các Gridkhác nhau và quá tình duyệt tài nguyên này được đảm bảo an toàn Hơn nữa, Gridskhông có độ trừu tượng cao và tận dụng ảo hóa như Clouds, ví dụ công cụ giám sátGanglia có thể theo dõi các cluster và Grids phân tán một cách khá hiệu

quả và được chấp nhận rộng rải trong cộng đồng Grids Khả năng giảm sát tàinguyên của Clouds gặp nhiều thách thức do mục tiêu đề ra của nó về việc cân bằngquá trình giám sát các ứng dụng thương mại, quản lý máy chủ xí nghiệp, giám sátmáy ảo, bảo trì phần cứng v.v Do đó trong tương lai gần Clouds sẽ hướng đến việccung cấp khả năng tự bào trì, cấu hình và quản lý về phía người dùng

Nguồn gốc dữ liệu(Provenance): Đây là quá trình hướng dẫn về nguồn gốc, lai

lịch của các sản phẩm dữ liệu bao gồm tất cả các dữ liệu nguồn, sản phẩm dữ liệutrung gian, và các thủ tục được ứng dụng vào trong sản phẩm dữ liệu Thông tin này

là cần thiết để hiểu, khám phá, hợp lệ và chia sẻ các sản phẩm dữ liệu cũng như cácứng dụng, chương trình dẫn xuất từ nó Trong Grids “provenance” đã được triểnkhai thành các hệ thống workflow và được sử dụng hiệu quả Ngược lại, Clouds cònchưa khai thác lĩnh vực này và có nhiều thách thức trong việc theo

vết dữ liệu ngang qua các nhà cung cấp dịch vụ khác nhau, ngang qua các phầnmềm khác nhau và các lớp phần cứng trừu tượng thuộc một nhà cung cấp

e Mô hình lập trình (Programming Model)

Mặc dù mô hình lập trình trong môi trường Grids không có các khác biệt về

cơ bản so với các môi trường lập trình song song và phân bố truyền thống Nó cómột số vấn đề phức tạp như nhiều miền quản trị, tài nguyên bất đồng bộ, hiệu suất

và tính ổn định, điểu khiển ngoại lệ trong môi trường có tính linh động cao v.v.Mục đích chính của Grids là các ứng dụng khoa học đòi hỏi khả năng mở rộng cao,

mở rộng đến khối lượng tài nguyên lớn và thực thi vừa nhanh vừa hiệu quả, do dócác chương trình cần phải hoàn tất một cách chính xác nên phải xem xét đến độ tincậy và khả năng kháng lỗi trong môi trường Grids

Ngoài các môi trường lập trình truyền thống như MPI, Globus Toolkit, còn

có một một mô hình lập trình được quan tâm gần đây là MapReduce MapReducethật ra chỉ là một mô hình lập trình song song khác nhằm vào các hệ thống với khốilượng dữ liệu lớn Nó được xây dựng dựa trên hai từ khóa chính là “map” và

“reduce” mượn từ ngôn ngữ tự nhiên Chức năng “map” là cung cấp thao tác cụ thểlên một tập dữ liệu và sinh ra một tập dữ liệu mới Thao tác “reduce” ngược lại sẽthu gom các dữ liệu lại Một hiện thực mã mở của mô hình này là Hadoop và đangđược quan tâm trong Clouds

Clouds về khái quát chấp nhận các Web Services APIs, nơi mà người dùngcấu hình và lập trình dịch vụ Cloud dựa trên các API được trình bày trong WebServices Các giao thức HTTP và SOAP là những giao thức chuẩn được chọn trongcác dịch vụ này Mặc dù Clouds chấp nhận một số giao thức tổng quát như HTTP

và SOAP, khả năng tích hợp và liên kết giữa các dịch vụ lẫn ứng dụng vẫn là mộtthách thức lớn khi người sử dụng làm việc với các nhà cung cấp Clouds khác nhau

f Mô hình ứng dụng (Application Model)

Grids một cách tổng quát hỗ trợ nhiều loại ứng dụng khác nhau và hỗ trợ tốtcho các ứng dụng hiệu suất cao (high performance computing - HPC) HPC là cácứng dụng song song chạy trên một hệ thống cục bộ không phải qua internet Mặtkhác Clouds Computing cũng hỗ trợ các loại ứng dụng tương tự Grids nhưng khôngđạt được tính hiệu quả đối với các ứng dụng HPC Bởi vì Clouds còn trong quátrình sơ khai, nó còn nhiều vấn đề cần giải quyết

g Mô hình bảo mật (Security Model)

Clouds hầu như bao gồm các trung tâm dữ liệu (data center) chuyên dụngthuộc về cùng một tổ chức, nó mang tính đồng nhất khác biệt hoàn toàn với môitrường Grids Mô hình bảo mật của Clouds hiện tại đơn giản và ít an toàn hơn các

mô hình sẵn có của Grids Tiêu biểu là Clouds dựa trên Web tạo ra tài khoản ngườidùng, cho phép họ đặt lại mật khẩu và nhận mật khẩu mới thông qua email trongmột môi trường không mã hóa và không an toàn Chú ý rằng, người dùng có thể dễdàng sử dụng Clouds ngay lập tức với chỉ một thẻ tín dụng hay địa chỉ email.Ngược lại hoàn toàn, Grids hạn chế hơn về tính bảo mật Chẳng hạn, mặc dù thôngqua Web để tạo tài khoản người dùng, thông tin nhạy cảm về tài khoản, mật khẩuđược yêu cầu giao tiếp giữa người với người để xác nhận rõ ràng người dùng được

- Sự tách biệt về dữ liệu: Dữ liệu giữa các người sử dụng khác nhau phải được lưutrữ riêng biệt

- Khôi phục: Nhà cung cấp Clouds phải có cơ chế nhân bản và khôi phục dữ liệutrong trường hợp có hỏng hóc xảy ra

- Hỗ trợ kiểm tra: Các dịch vụ Clouds rất khó kiểm tra, nếu như điều đó là quantrọng với khách hàng thì nhà cung cấp dịch vụ cũng phải có có chế hỗ trợ

- Tính lâu dài: Dữ liệu trên Clouds phải tồn tại lâu dài bền vững ngay khi nhàcung cấp Clouds bị thu mua bởi một tập đoàn khác

Việc so sánh giữa Grids và Clouds trong thời điểm hiện tại chỉ phản ánh được phầnnào

các ưu và khuyết điểm hiện có của chúng Nhưng cả hai cộng đồng này vẫn đangkhông

ngừng phát triển để hoàn thiện Để hiểu rõ hơn vể chúng cần có những tài liệuchuyên sâu

hơn và không ngừng cập nhật không thuộc phạm vi của báo cáo, dưới đây là một sốbài

báo đã tham khảo

CHƯƠNG II – CLOUD COMPUTING

Viện Tiêu Chuẩn và Công Nghệ Mỹ (NIST):“Điện toán đám mây là một mô hìnhcho phép truy cập mạng theo nhu cầu, thuận tiện, sẵn có tới một luồng dùng chungcác tài nguyên máy tính có thể cấu hình được (như mạng lưới, máy chủ, kho lưu trữ,ứng dụng, dịch vụ) mà có thể nhanh chóng cung cấp và giải phóng với nỗ lực quản

lý hay tương tác nhà cung cấp dịch vụ tối thiểu.”

Theo Wikipedia:

“Điện toán đám mây là điện toán dựa trên mạng Internet, theo đó các tài nguyên,phần mềm và thông tin chia sẻ được cung cấp cho các máy tính và các thiết bị kháctheo yêu cầu, giống như mạng lưới điện.”

3 Tính chât cơ bản của Cloud Computing

Tự dịch vụ theo nhu cầu (On-demand self-service): Một người dùng có thểđơn phương cung cấp các khả năng tính toán như thời gian sử dụng máy chủ và kholưu trữ mạng, khi cần mà không cần yêu cầu tác động nhiều từ nhà cung cấp dịchvụ

Truy cập mạng khắp nơi (Ubiquitous network access): Khả năng này là sẵn

có qua mạng và được truy cập qua các cơ chế tiêu chuẩn thúc đẩy việc sử dụng bởicác nền tảng hoặc dày hoặc mỏng không đồng nhất khác nhau (ví dụ, điện thoại di

Tổng hợp tài nguyên độc lập vị trí (Location independent resource pooling):Tài nguyên máy tính của nhà cung cấp được tổng hợp để phục vụ người dùng sửdụng mô hình đa người dùng (multi-tenant), với các tài nguyên ảo và vật lý khácnhau được bàn giao và thu hồi tự động theo nhu cầu của người sử dụng

Khả năng đàn hồi nhanh (Rapid elasticity): Khả năng này có thể được cungứng

nhanh để mở rộng và giải phóng nhanh để thu hẹp

Chi trả theo việc sử dụng (Pay per use): Khả năng này được thanh toán bằngcách sử dụng mô hình lập hoá đơn theo quảng cáo, phí dịch vụ, hay việc đo đạc đểthúc đẩy việc tối ưu hoá việc sử dụng tài nguyên Ví dụ, đo đạc kho lưu trữ, băngthông, và tài nguyên máy tính đã sử dụng và thanh toán cho những tài khoản ngườidùng đã kích hoạt theo từng tháng

4 Các mô hình cloud computing

a Mô hình dịch vụ

• Infrastructure as a Service – IaaS ( Hạ tầng như một dịch vụ):

Là mô hình cung cấp dịch vụ mà khách hàng sử dụng việc xử lý, kho lưu trữ,mạng lưới, và các tài nguyên máy tính khác IaaS có khả năng cung cấp nhanh

và đàn hồi, cùng với việc kiểm soát tài nguyên Trong mô hình này khách hàng

có thể triển khai, thực thi phần mềm và các dịch vụ mà không cần quản lý hayđiều khiển các tài nguyên cơ sở (máy chủ, mạng, kho lưu trữ) Dịch vụ IBMResearch Compute Cloud (RC2), Amazon EC2 là những ví dụ điển hình về loạihình dịch vụ này

• Platform as a Service – PaaS (Nền tảng như một dịch vụ):

Là mô hình cung cấp dịch vụ mà khách hàng có thể sử dụng ngôn ngữ lập trình,công cụ, nền tảng để phát triển và triển khai ứng dụng trên nền tảng dùng chungvới khả năng kiểm soát môi trường và ứng dụng đã triển khai IBM WorkloadDeployer, Google App Engine, Windows Azure, Force.com từ Salesforce lànhững ví dụ về PaaS

• Software as a Service – SaaS (Phần mềm như một dịch vụ ):

Là mô hình phổ biến mà khách hàng sử dụng các ứng dụng chuyên môn từ cácthiết bị khác khác nhau qua một trình duyệt Web trên nền tảng dùng chung màkhông cần quản lý hay kiểm soát tài nguyên cơ sở Ví dụ, Gmail, Google Docs,IBM LotusLive

• Business Process as a Service-BPaaS (Quy trình nghiệp vụ như một dịch

vụ ):

Là một mô hình mới nổi mà khách hàng có thể sử dụng các kết quả kinh doanhbằng cách truy cập các dịch vụ nghiệp vụ qua giao hiện trung tâm Web trên nềntảng dùng chung Ví dụ nghiệp vụ quản lý phúc lợi nhân viên, dịch vụ du lịch,

Hình 4: Mô hình triển khai Điện toán đám mây

h Mô hình triển khai

• Đám mây tư nhân (Private Cloud)

Là hệ thống CNTT được sở hữu và quản lý trong mạng nội bộ của một doanhnghiệp phía sau tường lửa Truy cập vào đám mây tư nhân được giới hạn đối vớingười dùng Đám mây tư nhân điều khiển sự hiệu quả, sự chuẩn hoá và các thựchành tốt nhất trong khi vẫn duy trì sự tuỳ biến và kiểm soát cùng với tổ chức.Trong môi trường đám mây tư nhân, tất cả tài nguyên, nguồn lực là thuộc nội bộdoanh nghiệp Việc quản lý đám mây cũng thuộc nội bộ doanh nghiệp

• Đám mây công cộng(public cloud):

Là hệ thống CNTT được cung cấp trên mạng Internet, được sở hữu và quản lýbởi nhà cung cấp dịch vụ Người dùng cần đăng ký để được cấp quyền truy cậpvào đám mây công cộng Đám mây công cộng cung cấp một tập hợp các quytrình thương mại, ứng dụng, dịch vụ hạ tầng được chuẩn hoá theo mức giá linhhoạt dựa trên việc sử dụng

Mô hình đa người thuê là đặc điểm chính của dịch vụ đám mây công cộng

• Đám mây lai:

Là sự kết hợp những đặc điểm của cả đám mây công cộng và đám mây tư nhân,

mà ở đó các phương thức cung cấp dịch vụ trong và ngoài được kết hợp Ví dụtrong trường hợp đám mây tư nhân ngoài mặt bằng doanh nghiệp, tài nguyên thìđược dành riêng, nhưng nó lại không phải là tài sản của doanh nghiệp đó Doanhnghiệp quản lý danh mục dịch vụ và các quy tắc, còn nhà cung cấp dịch vụ đámmây vận hành và quản lý hạ tầng đám mây và luồng tài nguyên

5 Lợi ích và khó khăn khi triển khai cloud

a Cloud có phải là giải pháp tối ưu cho các doanh nghiệp?

Điều đó phụ thuộc vào quy mô của công ty, và tính chất kinh doanh màdoanh nghiệp đó theo đuổi Đối với các doanh nghiệp hoạt động mà dữ liệu củacông ty mang tính chất là sống còn trong việc kinh doanh thì công ty đó sẽ xâydựng nên một hệ thống riêng trong công ty của mình vận hành như hệ thống lưu trữcủa các ngân hàng Nhưng đối với các doanh nghiệp nhỏ thì Cloud có lẽ là giải pháptối ưu do họ không phải đầu tư vào cơ sở hạ tầng và cũng không cần phải có phòng

để quản lý, bảo trì vận hành hệ thống (như vấn đề về việc thay thế các thiết bị lưutrữ, phải bảo đảm nhiệt độ của hệ thống làm việc tốt, ngoài ra còn vấn đề về nănglượng tiêu thụ của hệ thống), và dữ liệu của công ty thì có lẽ không quan trọng lắm

Ngoài ra với các dịch vụ PaaS, thì vấn đề phụ thuộc vào nền tảng của nhàcung cấp dịch vụ là rất nhiều Ví dụ với Google và dịch vụ Google App Engine thìkhi khách hành phát triển một ứng dụng trên đó thì sẽ phụ thuộc vào Google, vìhiện nay vấn đề API chưa được chuẩn hóa giữa các nhà cung cấp dịch vụ theo dạngnày trong Cloud Computing Vì vậy nếu hệ thống của Google có trục trặc hay cóvấn đề khác Nếu những điều đó làm ứng dụng của mình không chạy được thì ứngdụng của mình cũng không thể chạy ở nơi khác vì nền tảng bên dưới mà nhà cungcấp dịch vụ đã che dấu và cũng không phải là mã nguồn mở

i Những thuận lợi và khó khăn của cloud computing

• Tính sẵn sàng

Hiện nay, việc sử dụng các dịch vụ của cloud computing làm cho người sửdụng lo lắng đến tính sẵn sàng của dịch vụ mà họ sử dụng Nên đây là một lý do cóthể làm cho người sử dụng ngại sử dụng các dịch vụ của Cloud Computing Nhưnghiện tại, những người sử dụng dịch vụ của Cloud Computing có thể an tâm về chấtlượng dịch vụ Ví dụ như trong SaaS có dịch vụ tìm kiếm của Google, hiện tại khingười dùng truy cập vào trang web sử dụng dịch vụ tìm kiếm này thì có thể an tâmrằng 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

Hình 5 Bảng khảo sát chất lượng dịch vụ

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

• Data lock-in

Hiện nay các phần mềm đã được cải thiện khả năng tương tác giữa các nềntảng khác nhau, nhưng các hàm API của Cloud Computing vẫn còn mang tính đôcquyền, chưa được chuẩn hóa Do đó khi một khách hàng viết một ứng dụng trênmột nền tảng do một nhà cung cấp dịch vụ thì ứng dụng đó sẽ chỉ được sử dụng trêncác dịch đó, nếu đem ứng dụng đó qua một nền tảng khác do một nhà cung cấp dịch

vụ khác cung cấp thì có thể không chạy được Điều này dẫn đến người sử dụng phụ

thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ Ngoài ra nhà cung cấp dịch vụ cũng sẽ tập trunghơn để phát triển dịch vụ của mình để phục vụ nhu cầu người sử dụng tốt hơn.

Ngoài ra việc sử dụng các dịch vụ của cloud computing cũng gây ra một vấn

đề, khi dữ liệu của người sử dụng dịch vụ lưu trữ trên hệ thống của nhà cung cấpdịch vụ thì có điều gì đảm bảo cho người sử dụng là dữ liệu của mình sẽ an toàn,không bị rò rỉ ra bên ngoài Hiện nay, về mặt kỹ thuật thì vẫn chưa có cách nào hiệuquả để giải quyết vấn đề trên Điều này dẫn đến việc thực hiện hay sử dụng thườngxảy ra đối với các nhà cung cấp dịch vụ có tiếng, uy tín

Ví dụ: tháng 8 năm 2008 khi dịch vụ lưu trữ dữ liệu trực tuyến của Linkup bịhỏng, sau khi phục hồi lại hệ thống thì phát hiện ra mất 45% dữ liệu của kháchhàng Sau sự cố này thì uy tín và doanh thu của công ty hạ xuống Khoãng 20.000người dùng dịch vụ của Linkup đã từ bỏ nhà cung cấp nay để tìm đến một nhà cungcấp dịch vụ mới Và sau đó dịch vụ này phải dựa trên một dịch vụ lưu trữ trực tuyếnkhác để tồn tại là Nirvanix, và hiện nay hai công ty này đã kết hợp với nhau trongviệc cung cấp dịch vụ lưu trữ trực tuyến

Từ ví dụ trên ta thấy nếu các các nhà cung cấp dịch vụ có cơ chế chuẩn hóacác API thì các nhà phát triển dịch vụ có thể triển khai dịch vụ trên nhiều nhà cungcấp dịch vụ, khi đó một nhà cung cấp dịch vụ nào đó bị hỏng, thì dữ liệu của cácnhà phát triển không mất hết mà có thể nằm đâu đó trên các nhà cung cấp dịch vụkhác Nếu như cách này được các nhà cung cấp dịch vụ thể hiện thì sẽ dẫn đến cuộccạnh tranh về giá của nhà cung cấp Hai tham số ảnh hưởng đến việc lựa chọn mộtdịch vụ lúc đó là:

Tham số thứ nhất là chất lượng dịch vụ tương xứng với giá mà người sửdụng trả cho nhà cung cấp dịch vụ Hiện nay có một số nhà cung cấp dịch vụ có giácao gấp 10 lần so với các nhà cung cấp khác, nhưng nếu nó có chất lượng tốt cộngthêm các tính năng hỗ trợ người dùng như: tính dễ dùng, một số tính năng phụkhác…

Tham số thứ hai, ngoài việc giảm nhẹ data lock – in, thì việc chuẩn hóa cácAPI sẽ dẫn đến một mô hình mới: cơ sở hạ tầng cùng phần mềm có thể chạy trênprivate cloud hay public cloud.

• Bảo mật và kiểm tra dữ liệu

Như đã phân tích ở phần trước đó, khi đưa dữ liệu lên cloud thì một câu hỏiđặt ra là: dữ liệu của mình có an toàn không? Do đó các dữ liệu nhạy cảm của cáccông ty thường không để lên cloud lưu trữ Việc để dữ liệu lên đó sẽ làm cho khảnăng bị nhiều khác truy xuất hơn Và vấn đề này đang là một thách thức thực sự đốivới công nghệ hiện đại trong việc việc bảo mật dữ liệu Hiện nay có một giải phát lànhững người dùng dịch vụ Cloud phải mã hóa dữ liệu trước khi đưa lên hệ thốngcloud, và khi muốn sử dụng dữ liệu này thì phải thực hiện công việc giải mã này ởmáy local Ví dụ việc mã hóa dữ liệu trước khi đưa lên cloud sẽ bảo mật hơn so vớiđem dữ liệu lên cloud mà không có mã hóa Mô hình này đã có những thành côngnhất định đối với đối với việc sử dụng TC3, đây là công ty về chăm sóc sức khỏe(công ty này sử dụng hệ thống TC3), dữ liệu của họ là những thông tin nhạy cảm( dữ liệu của họ chủ yếu là về các thông tin bệnh của các bệnh nhân)

Ngoài ra, còn có thể thêm vào việc ghi nhận lại các thộng tin mà hệ thống đã làm,

và sử dụng các hệ điều hành ảo khi cung cấp dịch vụ IaaS sẽ làm cho ứng dụng củamình khó bị tấn công hơn

Việc bảo mật dữ liệu ngoài các vấn đề về kỹ thuật thì nó còn liên quan đếncác vấn đề khác như con người, các đạo luật… Việc sử dụng các luật bảo vệ người

sử dụng dịch vụ cloud khi họ đưa dữ liệu của mình lưu trữ trên Cloud, thì các nhàcung cấp dịch vụ phải bảo đảm dữ liệu của khách hàng không bị rò rỉ ra bên ngoài

Thêm vào đó các nhà cung cấp dịch vụ SaaS còn cung cấp cho người dùng

cơ chế lựa chọn vị trí mà người dùng muốn lưu trữ dữ liệu cũa mình Ví dụ:Amazon cung cấp dịch S3, khi sử dụng dịch vụ này người dùng có thể lưu trữ dữliệu vật lý của mình ở châu Âu hay ở Mỹ

• Việc gây ra thắc cổ trai trong việc truyền dữ liệu

Đối với các ứng dụng, mà lúc đầu ứng dụng bắt đầu chạy thường thì dữ liệu

ít, và càng về sau thì dữ liệu càng nhiều Và ngoài ra có thể có ứng dụng chạy trênCloud mà dữ liệu có thể lưu ở các vị trí khác nhau Khi lúc ứng dụng này chạy cóthể dẫn đến việc vận chuyển giữa các dữ liệu (việc vận chuyển dữ liệu giữa các datacenter) Hiện nay giá của việc vận chuyển dữ liệu là 100$ đến 150$ cho mỗiterabyte vận chuyển Khi ứng dụng chạy càng về sau thì chi phí này có thể càngtăng lên, làm cho chi phí truyền tải dữ liệu là một vấn đề quan trọng trong chi phívận hành ứng dụng Và vấn đề này cũng đã được các nhà cung cấp dịch vụ Cloud vànhững người sử dụng Cloud suy nghĩ đến Và vấn đề này đã được giải quyết trongdịch vụ Cloudfront mà công ty Amazon đã phát triển

• Khó tiên đoán trong hiệu suất thực thi của máy tính

Khi nhiều máy ảo chạy cùng chạy, thì vấn đề chia sẽ về CPU hay bộ nhớ đạthiệu quả cao, nhưng vấn đề giao tiếp IO của các máy ảo này gây ra nhiều vấn đề vềhiệu suất

Hình 6 Biểu đồ so sánh hiệu xuất chạy 72 máy ảo trên EC2 giữa các máy chia sẻ

Để giảm ảnh hưởng của việc truy xuất vào ổ cứng Ta có thể dùng flash để hạn chếtrong giảm hiệu suất này.

• Đáp ứng nhu cầu khả năng lưu trữ của người dùng

Đây là một tính năng khá tốt của Cloud Computing, phục vụ theo nhu cầungười dùng: khi người dùng muốn mở rộng khả năng lưu trữ do nhu cầu tăng lên thì

hệ thống có nhiệm vụ cung cấp đủ dung lượng cho người sử dụng, khi người dùngmuốn giảm khả năng lưu trữ thì hệ thống có nhiệm vụ thu hồi dung lượng đã cấpcho người sử dụng

Điều này gây ra khó khăn trong việc quản lý hệ thống lưu trữ (khi một người

sử dụng mua một khoảng dung lượng thì phải cung cấp cho người đó bao nhiêu?vừa đủ cho người sử dụng yêu cầu hay nhiều hơn yêu cầu?), tăng độ phức tạp cấutrúc dữ liệu (cấu trúc dữ liệu làm sao hổ trợ vấn đề lưu trữ, vấn đề duyệt, vấn đề mởrộng ), hiệu suất truy xuất dữ liệu trong ổ cứng không cao (nếu phục vụ nhu cầucủa người sử dụng thì hệ thống lưu trữ của mình có thể dễ bị hiện tượng phân mảnhtrong lưu trữ) Điều này dẫn đến vần đề nghiên cứu tạo ra một hệ thống lưu trữ saocho tiện lợi trong phục vụ nhu cầu khả năng lưu trữ của người sử dụng

• Khả năng tự co giãn của hệ thống

Hiện nay, Google triển khai platform Google App Engine giúp đỡ cácdeveloper phát triển web application Khi người sử dụng dùng dịch vụ này củaGoogle khi triển khai ứng dụng, nếu ứng dụng của mình sử dụng hết tài nguyênmua của Google nếu mình chọn ở mức mua dữ liệu (Google còn cung cấp thêm mộtmức là sử dụng miễn phí không có chức năng này) thì khi đó google tự động cungcấp thêm tài nguyên (dung lượng lưu trữ, số clock mà CPU chạy cho ứng dụng) choứng dụng ta chạy đồng thời tính thêm tiền cần Đây cũng là một thách thức trongviệc nhận ra khi nào tài nguyên người sử dụng đã dùng ở mức quá hạn và cung cấpthêm tài nguyên người dùng (đây là vấn đề cần thiết nếu nhà cung cấp dịch vụkhông cung cấp kịp tài nguyên thì hệ thống người dùng triển khai trên nên tảng củanhà cung cấp dịch vụ có thể gây ra tình trạng hỏng)

Ngoài ra nếu giải quyết được bài toán tự co giãn tài nguyên của người sửdụng thuê thì nhà cung cấp dịch vụ cũng sẽ tiết kiệm được một khoảng tiền Theonghiên cứu của của trường đại học California thì khi một hệ thống hoạt động ở trạngthái hoạt động nhiều nhất, cũng chỉ sử dụng 2/3 công suất của hệ thống Vậy nếugiải quyết tốt thì khi nhà cung cấp dịch vụ cho thuê 2 máy, có thể điều chỉnh hiệusuất của 2 máy này đạt hiệu quả hơn Giả sử hệ thống ta có thể cung cấp 100%, giả

sử rằng ta cho 2 người dùng thuê tài nguyên và cả 2 không bao giờ sử dụng tàinguyên này hết 100% Nếu bài toán co giãn tài nguyên được giải quyết thì ta có thểbán 100% hệ thống của ta cho 2 người sử dụng này

• Bản quyền phần mềm

Hiện tại các máy tính nếu không có phần mềm thì máy tính cũng chỉ là cáclinh kiện không có khả năng hoạt động tốt Nếu máy tính có thêm các phần mềm thìcác máy tính sẽ hoạt động hết tất cả khả năng của nó Nhưng bản quyền phần mềmcũng là một vấn đề đối với các nhà cung cấp dịch vụ và những người sử dụng dịch

vụ điện toán đám mây, ngoài ra còn tiền vận hành và bảo trì phần mềm Ví dụ: theonhư hãng SAP công bố thì chi phí để bảo trì vận hành phần mềm hằng năm chíếm ítnhất 22% giá trị của phần mềm Đây cũng là cơ hội cho sự phát triển của các phầnmềm mã nguồn mở cũng như cách tính phí của các phần mềm mã nguồn đóng, vì

dụ giống như nhà cung cấp Amazone và Microsoft có sự kết hợp với nhau trongphục vụ khách hàng, về cách tính phí phần mềm và việc sử dụng dịch vụ EC2 củangười sử dụng Nếu khách hàng dùng EC2 để chạy các phần mềm có bản quyền củaMicrosoft như Window Server hay Window SQL Server thì bị tính phí là 0,15$ cònngược lại nếu dùng dịch vụ EC2 mà sử dùng phần mềm mã nguồn mở thì chỉ phảitrả 0,1$

j Lợi ích của Cloud Computing đối với doanh nghiệp

Ưu việt của Cloud Computing so với những công nghệ có trước là nó chophép người dùng một khả năng sử dụng tài nguyên hiệu quả, với chi phí thấp, ngườidùng chỉ trả chi phí cho nhà cung cấp những gì đã sử dụng

• Giảm chi phí

Khi doanh nghiệp sử dụng dịch vụ Cloud Computing, đặc biệt là PublicCloud, thì chi phí đầu tư ban đầu rất thấp Nếu doanh nghiệp tự xây dựng một hệthống quy mô lớn cho mình thì chi phí đầu tư rất lớn (mua phần cứng, quản lýnguồn điện, hệ thống làm mát, nguồn nhân lực vận hành hệ thống…) Và các dự ántốn kém như vậy thường cần rất nhiều thời gian để được phê chuẩn Việc xây dựngmột hệ thống như vậy cũng đòi hỏi nhiều thời gian Giờ đây, nhờ Cloud Computing,mọi thứ đã được nhà cung cấp dịch vụ chuẩn bị sẵn sàng, doanh nghiệp chỉ cần thuê

là có thể sử dụng được ngay mà không phải tốn chi phí đầu tư ban đầu

Hình 7 Cloud Computing giúp doanh nghiệp giảm chi phí đầu tư

Một yếu tố giúp giảm chi phí nữa là khách hàng chỉ trả phí cho những gì họthật sự dùng (Usage-based costing) Với những tài nguyên đã thuê nhưng chưa dùngđến (do nhu cầu thấp) thì khách hàng không phải trả tiền Đây thật sự là một lợi íchrất lớn đối với doanh nghiệp khi sử dụng dịch vụ Cloud Computing

• Sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn

Nhờ khả năng co giãn (elasticity) nên tài nguyên luôn được sử dụng mộtcách hợp lý nhất, theo đúng nhu cầu của khách hàng, không bị lãng phí hay dư thừa.Đối với nhà cung cấp dịch vụ, công nghệ ảo hóa giúp cho việc khai thác tài nguyênvật lý hiệu quả hơn, phục vụ nhiều khách hàng hơn

Một yếu tố khác ảnh hưởng đến việc sử dụng tài nguyên đó là cách “gán”(cấp phát) tài nguyên cho khách hàng Các mô hình truyền thống hiện thực cấp phát

tài nguyên theo kiểu single-tenant: một tài nguyên được cấp phát “tĩnh” trực tiếpcho một khách hàng, như vậy một tài nguyên chỉ có thể phục vụ cho một kháchhàng dù cho khách hàng đó có những lúc không có nhu cầu sử dụng thì tài nguyên

đó sẽ ở trạng thái rảnh, dư thừa chứ không được thu hồi lại

Hình 8 Single-tenant

Cloud Computing hiện thực việc phân phối tài nguyên theo kiểu tenant: một tài nguyên có thể được cấp phát “động” cho nhiều khách hàng khácnhau, các khách hàng này sẽ luân phiên sử dụng tài nguyên được cấp phát chung.Với mô hình multi-tenant, một tài nguyên có thể phục vụ cho nhiều khách hàngkhác nhau Như vậy khi khách hàng không có nhu cầu, tài nguyên rảnh sẽ được hệthống thu hồi lại và cấp phát cho khách hàng khác có nhu cầu

multi-Hình 1 Multi-tenant

• Tính linh hoạt

Nhờ khả năng co giãn mà Cloud Computing cung cấp, hệ thống của kháchhàng có khả năng mở rộng hoặc thu nhở một cách linh hoạt tùy theo nhu cầu cụ thể.Doanh ghiệp có thể khởi đầu với quy mô nhỏ, nhu cầu thấp nhưng sau đó phát triển

mở rộng quy mô với nhu cầu tăng cao

Các dịch vụ Cloud Computing có thể được truy xuất ở bất kỳ đâu, bất kỳ lúcnào thông qua mạng internet

Khách hàng có thể lựa chọn nhà cung cấp dịch vụ nào đáp ứng tốt nhất chonhu cầu của mình với giá cả và chất lượng dịch vụ hợp lý nhất

Với Cloud Computing, doanh nghiệp sẽ chuyển hầu hết trách nhiệm về kiểmsoát hệ thống, quản lý hạ tầng, bảo mật, đảm bảo chất lượng dịch vụ… cho nhàcung cấp dịch vụ Khi đó doanh nghiệp sẽ giảm rất nhiều chi phí và chỉ tập trungvào nhiệm vụ chính là kinh doanh, không phải bận tâm nhiều đến việc quản lý,kiểm soát hệ thống

CHƯƠNG III – KHAI THÁC SỬ DỤNG DỊCH VỤ CLOUD

1 Khai thác các dịch vụ trên IBM LOTUSLIVE

a Giới thiệu về IBM Lotus Live

IBM Lotus Live được thiết kế nhằm tăng cường khả năng ứng dụng các dịch

vụ cộng tác trên nền tảng điện toán đám mây, giúp các doanh nghiệp trên toàn cầunâng cao hiệu suất làm việc, tăng cường sự cộng tác và tính sáng tạo Với bộ giảipháp này, IBM giúp khách hàng ở mọi quy mô khai thác ưu thế về năng lực cộngtác của LotusLive một cách dễ dàng, như email, thu xếp lịch, nhắn tin tức thời, hộinghị qua web, chia sẻ file và các dịch vụ mạng xã hội ở cấp độ doanh nghiệp

Dịch vụ LotusLive phát triển dựa trên tính năng nhắn tin đã được hàng triệungười trên thế giới sử dụng Dịch vụ LotusLive có các tính năng vượt trội nhưemail, chia sẻ lịch , nhắn tin tức thời hay các dịch vụ liên hệ cá nhân , với mức chiphí chỉ từ 5 đô la mỗi tháng cho một người dùng

Riêng tại Việt Nam được khách hàng dùng phổ biến qua web với mức giáhấp dẫn lần lượt là 8 đô la trên một người dùng trong một tháng với Lotus CompleteCollaboration và 3 đô la trên một người dùng trong một tháng đối với LotusLiveiNotes

LotusLive là Cộng đồng (Communities), có thể tạo thuận tiện về khả năngcộng tác giữa các tổ chức Nó cho phép người dùng tương tác thông qua các diễnđàn thảo luận, công cụ theo dõi dự án, bookmark (đánh dấu), chia sẻ tập tin và gắnthẻ (tagging) thông tin Communities gần giống với phần mềm mạng xã hội doanhnghiệp Lotus Connections của IBM Ngoài những cải tiến trên, IBM đã tích hợpLotusLive với các ứng dụng lên chương trình (scheduling) và lập lịch của Tungle,cho phép người dùng LotusLive sắp xếp các cuộc họp trên nhiều ứng dụng lập lịch

khác nhau; và với phần mềm của Bricsys để chia sẻ, xem và chú thích tài liệu, hỗtrợ hơn 70 loại tài liệu.

Lợi ích cốt lõi khi sử dụng dịch vụ IBM LotusLive

Vì là mô hình đơn giản của điện toán đám mây IBM LotusLive nhằm giúpngười bán và người mua, thuộc mọi quy mô doanh nghiệp, liên lạc và chia sẻ thôngtin một cách an toàn và hiệu quả hơn, nhờ đó, có thể đưa ra những quyết định muabán tự tin hơn

“Tìm được những đối tác mua bán phù hợp với nhau đã khó, kết nối họ lại đểthực hiện thành công các giao dịch còn khó hơn Việc hợp tác với IBM sẽ giúpchúng ta trang bị cho người bán và mua những công cụ trên nền điện toán đám mây

để họ có thể hợp tác và giao tiếp với nhau thông qua các phương thức vừa mới, vừa

đa dang”

Giao dịch đơn giản hơn

Gặp gỡ trực tiếp, điện thoại, fax hay công văn giờ đây đang nhanh chóngđược thay thế bằng các phương tiện truyền thông hiện đại và các công cụ cộng táchiệu quả như hội nghị trực tuyến, chat, mạng xã hội, chia sẻ tài liệu Nhằm hỗ trợcác doanh nghiệp tận dụng thế mạnh của các công cụ hiện đại này, Ariba đã tíchhợp giải pháp Ariba Commerce Cloud vào phần mềm LotusLive của IBM.Việc tíchhợp công cụ truyền thông và cộng tác LotusLive vào quy trình tìm kiếm người mua-người bán của doanh nghiệp sẽ giúp đem lại hiệu quả kinh doanh tốt hơn cho cảngười bán và người mua Doanh nghiệp giờ đây được trang bị thêm những công cụ

để tương tác trực tiếp với nhau, từ đó, giải đáp những khúc mắc cũng như gửi ranhững thông tin phù hợp liên quan đến việc mua bán trước khi chính thức đặt vấn

đề mua bán hoặc bước vào giai đoạn ký kết hợp đồng Sự kết hợp giữa các dịch vụ

và quy trình kinh doanh này giúp đẩy nhanh chu trình mua bán cũng như cung cấpđầy đủ thông tin để ra quyết định phù hợp Nền tảng công nghệ của Ariba

Commerce Cloud dựa trên trình duyệt Web, cho phép doanh nghiệp thực hiện việcmua, bán và quản lý tiền mặt ngày càng hiệu quả hơn.

Với tính tin cậy và bảo mật cao, LotusLive của IBM cung cấp các dịch vụcộng tác có tích hợp e-mail, mạng xã hội dành cho doanh nghiệp và hội nghị trựctuyến, thông qua môi trường điện toán đám mây, giúp đơn giản hóa và nâng caotính tương tác giữa doanh nghiệp với khách hàng, đối tác và đồng nghiệp

Sự kết hợp tính năng của LotusLive và Ariba Commerce Cloud sẽ tạo ra mộtnhịp cầu kết nối Qua đó, mạng lưới các đối tác, nhà cung cấp và khách hàng có thểhợp tác nhịp nhàng với nhau để thực hiện công việc một cách tiết kiệm chi phí vàhiệu quả hơn, và dần dần phát triển những mối quan hệ lâu dài

Hợp tác hiệu quả hơn

Khi LotusLive được tích hợp với Ariba Commerce Cloud, người mua vàngười bán có thể để ngỏ các không gian cộng tác trong phạm vi các ứng dụng Ariba

để hợp tác chặt chẽ với nhau hơn bao giờ hết Cụ thể, người mua và bán sử dụngAriba Discovery có thể gặp nhau để trao đổi thông tin trước khi chính thức chuyểnsang giai đoạn yêu cầu đề xuất hoặc ký kết hợp đồng, giúp đẩy nhanh quá trình cânnhắc ban đầu Với Ariba Sourcing, người mua và người bán có thể cùng nhau xemxét lại các chi tiết hợp đồng để điều chỉnh ngay nếu cần, và nhờ đó rút ngắn chutrình mua bán Doanh nghiệp sử dụng Ariba Contract Management cũng có thểcộng tác và trao đổi các tài liệu quan trọng để giảm rủi ro mắc lỗi.“Lần đầu tiênchúng ta đã có thể vượt ra ngoài khuôn khổ của việc liên lạc với khách hàng bằngvăn bản và có thể cộng tác với họ theo đúng nghĩa là cộng tác”

k Đăng ký tài khoản

Để khai thác dịch vụ cloud của IBM trước tiên chúng ta cần đăng ký một tàikhoản bằng cách truy cập vào địa chỉ http://www.ibmcloud.com/social trong mànhình Create an Account, điền các thông tin cá nhân như họ tên, tên tổ chức, địa chỉemail Nhấn Submit