Tiểu luận môn điện toán lưới và đám mây CLOUD COMPUTING LỢI ÍCH VÀ NHỮNG THÁCH THỨC CÔNG NGHỆ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN adcb BÀI THU HOẠCH ĐIỆN TOÁN LƯỚI VÀ ĐÁM MÂY CLOUD COMPUTING LỢI ÍCH VÀ NHỮNG THÁCH THỨC CÔNG NGHỆ GVHD : PGS. TS. NGUYỄN PHI KHỨ HVTH : NGUYỄN VĂN TIẾN MSHV: CH1301109 TP. Hồ Chí Minh – Tháng 6 Năm 2014 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS. TS. Nguyễn Phi Khứ, người thầy hướng dẫn khoa học nghiêm túc và nhiệt tâm. Thầy là người đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong môn học “Điện toán lưới và đám mây”. Nhờ có những kiến thức của thầy mà em có thể có đủ kiến thức cùng những công cụ cần thiết để thực hiện được bài tiểu luận của môn học này. Trong bài báo cáo này, tôi đã tìm hiểu về công nghệ Cloud Computing, những lợi ích và những thử thách của Cloud Computing trong thời gian tới. Xin cảm ơn tất bạn bè đã và đang động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành tiểu luận của môn học này. TP. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2014 Nguyễn Văn Tiến MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ Điện toán lưới và đám mây CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU Điện toán đám mây được định nghĩa như một hệ thống phân tán song song và nó có được là nhờ sự ảo hóa máy tính và được kết nối với nhau. Điện toán đám mây có ba mô hình phổ biến gồm: Infrastructure as a Service (IaaS), Platform as a Service (PaaS), and Software as a Service (SaaS). Những dịch vụ này bao gồm hệ điều hành phân tán, cơ sở dữ liệu phân tán và dịch vụ khác. Cơ sở dữ liệu đám mây là một trong những dịch vụ cần thiết phát triển nhanh chóng và hiệu quả và cần phải giảm gánh nặng trong cấu hình định tuyến. Cơ sở dữ liệu Điện toán đám mây được xây dựng bằng cách thu thập một số trang web. Các trang web cũng được gọi là các nút được liên kết với nhau bởi một mạng lưới thông tin liên lạc. Mỗi nút duy nhất là một lớp cơ sở dữ liệu. Mỗi lớp cơ sở dữ liệu có cơ sở dữ liệu riêng của mình, thiết bị đầu cuối, bộ xử lý trung tâm và hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu địa phương của chúng. Một cơ sở dữ liệu là một tập hợp có tổ chức của dữ liệu. Một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS) là một gói phần mềm với các chương trình máy tính điều khiển việc tạo ra, duy trì và sử dụng một cơ sở dữ liệu. Nó cho phép các tổ chức để thuận tiện phát triển cơ sở dữ liệu cho các ứng dụng khác nhau. Một cơ sở dữ liệu là một bộ sưu tập tích hợp các hồ sơ dữ liệu, tập tin và các đối tượng khác. Một DBMS cho phép các chương trình ứng dụng người dùng khác nhau để truy cập vào cơ sở dữ liệu đồng thời cùng. DBMS có thể sử dụng một loạt các mô hình cơ sở dữ liệu, chẳng hạn như mô hình quan hệ hoặc mô hình đối tượng để thuận tiện mô tả và các ứng dụng hỗ trợ. Cơ sở dữ liệu hạn được áp dụng một cách chính xác các dữ liệu và hỗ trợ cấu trúc dữ liệu của họ, và không để các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu cùng với DBMS được gọi chung là hệ thống cơ sở dữ liệu. Một cơ sở dữ liệu Điện toán đám mây là một cơ sở dữ liệu mà thường chạy trên một nền tảng điện toán đám mây, chẳng hạn như Windows Azure, Amazon EC2, GoGrid và Rackspace. Có hai mô hình triển khai phổ biến: người dùng có thể chạy cơ Nguyễn Văn Tiến – CH1301108 Trang 4 PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ Điện toán lưới và đám mây sở dữ liệu trên đám mây độc lập, sử dụng một hình ảnh máy ảo, hoặc họ có thể mua quyền truy cập vào một dịch vụ cơ sở dữ liệu, duy trì bởi một nhà cung cấp cơ sở dữ liệu đám mây. Trong cơ sở dữ liệu có sẵn trên đám mây, một số là dựa trên SQL và một số sử dụng một mô hình dữ liệu NoSQL. Mục đích và mục tiêu chính của bài thu hoạch là tìm hiểu về Cloud Computing, Cloud Database, những lợi ích và thách thức hiện nay của Cloud Computing. Nguyễn Văn Tiến – CH1301108 Trang 5 PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ Điện toán lưới và đám mây CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT I. DATABASE [2] Cơ sở dữ liệu là một tập hợp các dữ liệu hoặc thông tin một cách có tổ chức để các dữ liệu có thể được truy cập, cập nhật và quản lý dễ dàng. Nó có thể được hình dung như một tập tin dữ liệu lớn được lưu trữ lại. Hình 1: Database Một cơ sở dữ liệu là tập hợp các dữ liệu hay tập tin. Cơ sở dữ liệu cần phải có những hộ trợ các tính năng như độ tin cậy cao, tính sẵn sàng cao, năng suất cao và an toàn. Một cơ sở dữ liệu được đánh giá là một cơ sở dữ liệu chất lượng cao nếu nó hỗ trợ tính năng các hoạt động cập nhật, quản lý và truy xuất dữ liệu. Nguyễn Văn Tiến – CH1301108 Trang 6 PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ Điện toán lưới và đám mây 1.1. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu là phần mềm các chương trình máy tính cho phép người dùng kiểm soát việc tạo ra, duy trì và sử dụng một cơ sở dữ liệu. Một hệ quản trị cơ sở dữ liệu bao gồm: Data Dictionary, Database engine và User Interface. Hình 2: Hệ quản trị cơ sở dữ liệu 1.2. Tối ưu hóa cơ sở dữ liệu Các doanh nghiệp hiện nay dần đang trở thành những trung tâm dữ liệu lớn và lượng dữ liệu sinh ra ngày càng lớn chẳng hạn như dữ liệu trong các hình thức bán hàng, hồ sơ bán lẻ và các thông tin thương mại khác,…. Dữ liệu sinh ra ngày càng lớn nên cần phải quản lý một cách hiệu quả. Do việc doanh nghiệp cần số liệu để phân tích đánh giá và đưa ra các quyết định chiến lược, do đó hiệu suất cơ sở dữ liệu đóng vai trò quan trọng trong các hoạt động tổng thể của cơ sở dữ liệu. Từ những lý do như vậy nên việc tối ưu hóa dữ liệu luôn là một trong những ưu tiên hàng đầu của các nhà khoa học nghiên cứu và cải thiện. II. CLOUD COMPUTING [2] Theo định nghĩa của Wikipedia thì Cloud Computint là môi trường tính toán dựa trên internet mà ở đó tất cả phần mềm, dữ liệu, tài nguyên được cung cấp cho máy tính và các thiết bị khác theo nhu cầu (tương tự như mạng điện). Nguyễn Văn Tiến – CH1301108 Trang 7 PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ Điện toán lưới và đám mây 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: Cloud Computing 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. 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. Cả hai định nghĩa trên đều định nghĩa Cloud Computing 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. Theo Viện tiêu chuẩn và công nghệ quốc gia Bộ Thương mại Mỹ (NIST): Điện toán đám mây là một mô hình cho phép truy cập mạng thuận tiện, theo nhu cầu đến một kho tài nguyên điện toán dùng chung, có thể định cấu hình (ví dụ như mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng) có thể được cung cấp và thu hồi một cách nhanh chóng với yêu cầu tối thiểu về quản lý hoặc can thiệp của nhà cung cấp dịch vụ. Hình 3:Cloud Computing Nguyễn Văn Tiến – CH1301108 Trang 8 PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ Điện toán lưới và đám mây Một cloud Computing bao gồm 5 đặc tính (On-demand self-service, Broad network access, Resource pooling, Rapid elasticity, Measured service), 3 mô hình dịch vụ (Software as a service, Platform as a service, Infrastructure as a service) và 4 mô hình triển khai (Private Cloud, community Cloud, public Cloud , Hybrid Cloud). III. MÔ HÌNH TRIỂN KHAI CLOUD COMPUTING [2] Hình 4: Mô hình triển khai Cloud Computing 3.1. Private Cloud Trong mô hình Private Cloud, cơ sở hạ tầng và các dịch vụ được xây dựng để phục vụ cho một tổ chức (doanh nghiệp) duy nhất. Điều này giúp cho doanh nghiệp có thể kiểm soát tối đa đối với dữ liệu, bảo mật và chất lượng dịch vụ. 3.2. Community Cloud Community Cloud là một loại cơ sở hạ tầng để chia sẻ một tài nguyên cho nhiều tổ chức từ một cộng đồng cụ thể với các mối quan tâm chung (ví dụ như yêu cầu an ninh, nhiệm vụ, chính sách, …) 3.3. 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. Nguyễn Văn Tiến – CH1301108 Trang 9 PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ Điện toán lưới và đám mây 3.4. Hybrid Cloud Hybrid Cloud là sự kết hợp của Public Cloud và Private Cloud. Trong đó doanh nghiệp sẽ “out-source” các chức năng nghiệp vụ và dữ liệu không quan trọng, sử dụng các dịch vụ Public Cloud để giải quyết và xử lý các dữ liệu này. Đồng thời, doanh nghiệp sẽ giữ lại các chức năng 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. 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 Cloud Computing 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 5 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. IV. MÔ HÌNH DỊCH VỤ CỦA CLOUD [2] Cloud có 3 mô hình dịch vụ bao gồm: Software as a Service (SaaS), Platform as a Service (PaaS) và Infrastructure as a Service (IaaS). Hình 5: Mô hình dịch vụ Cloud Nguyễn Văn Tiến – CH1301108 Trang 10 [...]... Có rất nhiều công nghệ mới đang nổi lên với tốc độ nhanh, mỗi tiến bộ kỹ thuật và có khả năng làm cho cuộc sống của con người dễ dàng hơn Tuy nhiên, người ta phải rất cẩn thận để hiểu những rủi ro an ninh và những thách thức trong việc sử dụng các công nghệ này Cloud computing cũng không là ngoại lệ Hiện nay, vấn an ninh và những thách thức của điện toán đám mây đang là những vấn đề thách thức các nhà... trong một công ty dược phẩm) Mục tiêu chính của khả năng tương tác là để thực hiện liền mạch dữ Nguyễn Văn Tiến – CH1301108 Trang 16 PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Điện toán lưới và đám mây liệu trên đám mây và giữa các ứng dụng điện toán đám mây và ứng dụng trên máy tính cá nhân Có một số các cấp cho rằng khả năng tương tác là điều cần thiết cho điện toán đám mây Đầu tiên, để tối ưu hóa các sản phẩm công nghệ thông... được sử dụng và khi sử dụng, truy cập vào các dữ liệu phải được kiểm soát Hình 6 : Cấu trúc Cloud cho Bảo mật trong lưu trữ dữ liệu Hình 7 : Cấu trúc của NaaS (Network as a Service) Nguyễn Văn Tiến – CH1301108 Trang 13 PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Điện toán lưới và đám mây CHƯƠNG 4 : NHỮNG THÁCH THỨC CLOUD COMPUTING[ 1] Việc áp dụng hiện tại của điện toán đám mây có liên quan với nhiều thách thức bởi vì người... chuyển sang mô hình điện toán đám mây Người tiêu dùng điện toán đám mây phải xem xét sự cân bằng giữa các tính toán, truyền thông, và hội nhập Khi chuyển sang điện toán đám mây có thể làm giảm đáng kể chi phí cơ sở hạ tầng, nó làm tăng chi phí truyền dữ liệu, tức là chi phí truyền dữ liệu của một tổ chức và từ công chúng và cộng đồng Cloud và chi phí trên một đơn vị tài nguyên tính toán sử dụng có khả... cao năng lực lưu trữ của họ sang đám mây Tuy nhiên con số này vẫn còn tương đối thấp so với các ứng dụng hợp tác (46,3%) tại thời điểm đó IV.6 Vấn đề về khả năng tương tác của điện toán đám mây Hiện nay, mỗi cung cấp điện toán đám mây có cách riêng của mình về cách khách hàng đám mây / ứng dụng / người dùng tương tác với điện toán đám mây, dẫn đến hiện tượng “Hazy Cloud Điều này gây cản trở nghiêm... 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 Nguyễn Văn Tiến – CH1301108 Trang 11 PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Điện toán lưới và đám mây CHƯƠNG 3 : NHỮNG LỢI ÍCH CỦA CLOUD COMPUTING[ 1] Cloud Computing. .. trên đám mây Ngoài ra, các dịch vụ đám mây khác nhau (IaaS, PaaS và SaaS) sẽ cần phải xác định thông số kỹ thuật meta SLA khác nhau Điều này cũng đặt ra một số vấn đề thực hiện cho các nhà Nguyễn Văn Tiến – CH1301108 Trang 15 PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Điện toán lưới và đám mây cung cấp điện toán đám mây Hơn nữa, cơ chế SLA tiên tiến cần phải liên tục kết hợp phản hồi người dùng và tùy biến các tính năng vào... tác Tuy nhiên, điện toán đám mây chỉ mới bắt đầu, vấn đề khả năng tương tác đã không được các nhà cung cấp dịch vụ chú trọng tới nhiều Nguyễn Văn Tiến – CH1301108 Trang 17 PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Điện toán lưới và đám mây CHƯƠNG 5 : KẾT LUẬN Mặc dù Điện toán đám mây có thể được xem như một hiện tượng mới được thiết lập để cách mạng hóa cách chúng ta sử dụng Internet, nhưng chúng ta cần có những thận trọng... Cloud Computing đề xuất rất nhiều lợi thế cho cả các cá nhân và tổ chức sử dụng nó Cái ưu điểm lớn nhất của điện toán đám mây có được là ưu điểm về mặt kinh tế Điện toán đám mây cho phép người dùng truy cập một loạt các ứng dụng và dịch vụ mà không cẩn phải tải hoặc cài đặt bất cứ cái gì Cơ sở hạ tầng căn bản và mạng được quản lý và điều hành bởi một nhà cung cấp bên ngoài, và người tiêu dùng không cần... là những vấn đề thách thức các nhà khoa học tìm hiểu và nghiên cứu phát triển Điện toán đám mây có khả năng để trở thành một giải pháp đi tiên phong trong việc thúc đẩy một giải pháp CNTT an toàn, ảo và hiệu quả kinh tế trong tương lai Nguyễn Văn Tiến – CH1301108 Trang 18 PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Điện toán lưới và đám mây TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cloud Computing Security Issues and Challenges”, Kuyoro S . GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN adcb BÀI THU HOẠCH ĐIỆN TOÁN LƯỚI VÀ ĐÁM MÂY CLOUD COMPUTING LỢI ÍCH VÀ NHỮNG THÁCH THỨC CÔNG NGHỆ GVHD : PGS. TS. NGUYỄN PHI KHỨ HVTH. ninh và những thách thức trong việc sử dụng các công nghệ này. Cloud computing cũng không là ngoại lệ. Hiện nay, vấn an ninh và những thách thức của điện toán đám mây đang là những vấn đề thách. 13 PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ Điện toán lưới và đám mây CHƯƠNG 4 : NHỮNG THÁCH THỨC CLOUD COMPUTING [1] Việc áp dụng hiện tại của điện toán đám mây có liên quan với nhiều thách thức bởi vì người dùng