ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ GIẢI PHÁP XÂY DỰNG HỆ THỐNG LƯU TRỮ ĐÁM MÂY CHUYÊN NGHIỆP VỚI OWNCLOUD

Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 1 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 2 L L Ờ Ờ I I M M Ở Ở Đ Đ Ầ Ầ U U Trong những năm gần đây, thuật ngữ “Điện toán đám mây” (ĐTĐM) đã khá quen thuộc với những người làm việc trong ngành Công nghệ thông tin và những ngành liên quan khác. ĐTĐM quả thực là một cuộc cách mạng. Điện toán đám mây đang tạo ra một sự thay đổi cơ bản trong kiến trúc máy tính, phát triển phần mềm và các công cụ và tất nhiên, cả trong cách chúng ta lưu trữ, phân phối và sử dụng thông tin. Sự phát triển của Internet đã làm cho ĐTĐM có tính ứng dụng cao trong các tổ chức, doanh nghiệp và cá nhân dưới hình thức cung cấp các dịch vụ hạ tầng, tài nguyên một cách linh hoạt và nhanh chóng. Mục đích của bài tiểu luận này là trình bày về các mô hình, dịch vụ của công nghệ điện toán đám mây. Tìm hiểu các nhà cung cấp dịch vụ đám mây phổ biến hiện nay. Đồng thời đề xuất giải pháp xây dựng hệ thống lưu trữ đám mây dựa trên phần mềm nguồn mở OwnCloud và tiến hành cài đặt thử nghiệm tại Trường Cao đẳng Giao Thông Vận Tải TP.HCM. Em chân thành tri ơn thầy – PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ, người đã tận tình truyền đạt cho chúng em những tri thức rất bổ ích về môn “Điện toán lưới và đám mây”. Cám ơn những gợi mở mang tính thời sự của thầy về các hướng nghiên cứu trên nền tảng điện toán đám mây. Từ đó giúp em có niềm say mê để nghiên cứu sâu hơn về môn học, tạo cho em ý tưởng để đề xuất xây dựng giải pháp mang lại hiệu quả về mặt quản lý cho đơn vị công tác của mình, cũng như tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành bài tiểu luận này. Nguyễn Tấn Thành – CH1301055 Lớp Cao học khóa 08 Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 3 MỤC LỤC I. Tổng quan về điện toán đám mây 4 1. Điện toán đám mây là gì? 4 2. Những đặc tính cơ bản của điện toán đám mây 5 3. Các mô hình triển khai điện toán đám mây. 6 3.1. Điện toán đám mây riêng. (Private Cloud) 6 3.2. Đám mây chung (Community Cloud) 6 3.3. Đám mây công cộng (Public Cloud) 7 3.4. Đám mây lai ghép (Hybrid Clouds) 7 4. Các lớp dịch vụ điện toán đám mây 8 4.1. Phần mềm được cung cấp như dịch vụ (SaaS) 8 4.2. Nền tảng được cung cấp như dịch vụ (PaaS) 10 4.3. Cơ sở hạ tầng được cung cấp như dịch vụ (IaaS) 10 5. Kiến trúc điện toán đám mây 11 6. Ưu và nhược điểm của điện toán đám mây 12 6.1. Ưu điểm 12 6.2. Nhược điểm 13 II. Các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây 14 1. Dịch vụ Web Amazon 14 2. Google 21 3. Microsoft 25 4. GoGrid 25 III. Xây dựng dịch vụ lưu trữ đám mây dựa trên OwnCloud: 26 1. Phát biểu bài toán lưu trữ dữ liệu tại Trường Cao đẳng GTVT TP.HCM 26 2. Đề xuất mô hình triển khai hệ thống lưu trữ đám mây trường CĐ GTVT TP.HCM 29 3. Quy trình xây dựng hệ thống lưu trữ đám mây với OwnCloud 30 3.1. Giới thiệu phần mềm OwnCloud: 30 3.2. Cấu hình máy chủ thử nghiệm và các thiết bị cần thiết: 31 IV. Kết quả thử nghiệm 32 V. Kết luận – Hướng phát triển 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 4 I. Tổng quan về điện toán đám mây 1. Điện toán đám mây là gì? Điện toán đám mây được định nghĩa dưới góc nhìn của các nhà phân tích: “Điện toán đám mây nói về Công nghệ thông tin (CNTT) dưới dạng dịch vụ. Được cung cấp bởi các tài nguyên CNTT hoàn toàn độc lập với vị trí” - 451 Group “Điện toán đám mây là một kiểu tính toán trong đó các năng lực CNTT có khả năng mở rộng rất lớn được cung cấp ―dưới dạng dịch vụ qua mạng Internet đến nhiều khách hàng bên ngoài.” - Gartner “Một kho tài nguyên cơ sở hạ tầng ảo hóa, có khả năng mở rộng cao và được quản lý, có thể hỗ trợ các ứng dụng của khách hàng cuối và được tính tiền theo mức độ sử dụng.” -Forrester Research “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.” - NIST Điện toán đám mây (ĐTĐM), còn gọi là điện toán máy chủ ảo, là mô hình điện toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng Internet. Ở mô hình ĐTĐM, mọi khả năng liên quan đến công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các dịch vụ (services), cho phép người sử dụng truy cập các dịch vụ công nghệ từ nhà cung cấp nào đó trong đám mây mà không cần phải có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ đó, cũng như không cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó. Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 5 Bắt đầu từ những năm 1980, khi các mô hình tính toán hiệu năng cao phát triển làm tiền đề cho những năm gần đây. Bằng cách chia sẻ sức mạnh điện toán ảo, các mức độ tiện ích sẽ có thể được nâng cao vì những máy chủ sẽ không bị nhàn rỗi, và do đó sẽ giảm chi phí đáng kể trong khi tốc độ phát triển của ứng dụng được gia tăng. 2. Những đặc tính cơ bản của điện toán đám mây Các dịch vụ đám mây đưa ra những đặc tính cơ bản thể hiện mối quan hệ của chúng, và những khác biệt từ các tiếp cận điện toán truyền thống như sau:  Không nằm ngay tại chỗ (Offsite), có thể được cung cấp bởi một nhà cung cấp thứ ba  Khả năng tự phục vụ theo nhu cầu.  Được truy cập qua mạng Internet  Không yêu cầu/Yêu cầu kỹ năng CNTT tối thiểu để triển khai các dịch vụ điện toán đám mây  Các công nghệ hỗ trợ hoàn toàn vô hình đối với người dùng  Truy cập qua trình duyệt Web hoặc API của dịch vụ web  Các tài nguyên được phân bổ riêng hoặc dùng chung  Là các dịch vụ được đo đếm Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 6 Hiện tại có rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau. 3. Các mô hình triển khai điện toán đám mây. Hiện nay có 4 mô hình triển khai cho các dịch vụ đám mây, với những phương án dẫn xuất giải quyết những yêu cầu đặc thù. 3.1. Điện toán đám mây riêng. (Private Cloud) Điện toán đám mây riêng (ĐTĐMR) là một mô hình điện toán sử dụng nguồn tài nguyên dành riêng cho doanh nghiệp. Những đám mây này tồn tại bên trong tường lửa (firewall) công ty và chúng được doanh nghiệp quản lý. 3.2. Đám mây chung (Community Cloud) Các đám mây chung là các đám mây được chia sẻ bởi một số tổ chức và hỗ trợ một cộng đồng cụ thể có mối quan tâm chung. Nó có thể được quản lý bởi các tổ chức hoặc một bên thứ ba. Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 7 3.3. Đám mây công cộng (Public Cloud) Là các dịch vụ đám mây được một bên thứ ba (người bán) cung cấp. Chúng tồn tại ngoài tường lửa công ty và chúng được lưu trữ đầy đủ và được nhà cung cấp đám mây quản lý 3.4. Đám mây lai ghép (Hybrid Clouds) Đám mây lai ghép: là một sự tích hợp của các đám mây công cộng và đám mây riêng. Các qui tắc và chính sách sử dụng dịch vụ được tổ chức công bố dựa trên các yêu cầu về an ninh, kiến trúc sao cho các hoạt động và các nhiệm vụ được phép thực hiện như ở bên trong hoặc bên ngoài tương ứng. Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 8 4. Các lớp dịch vụ điện toán đám mây Các giải pháp dịch vụ điện toán đám mây được phân thành ba mô hình : SaaS, PaaS, IaaS 4.1. Phần mềm được cung cấp như dịch vụ (SaaS) Software as a service (SaaS) là tầng kiến trúc của ĐTĐM liên quan tới phần mềm, và thường được phân phối thông qua môi trường Web - là một môi trường quen Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 9 thuộc với hầu hết người dùng, có thể phục vụ cho hàng trăm nghìn khách hàng cùng một lúc (dịch vụ đám mây công cộng) hoặc môi trường mạng dùng riêng gồm các máy tính và thiết bị mạng cài đặt các phần mềm chuyên dụng (dịch vụ đám mây riêng). Về phía người sử dụng, SaaS đồng nghĩa với việc họ không cần đầu tư mua sắm, sở hữu máy chủ và bản quyền phần mềm. Còn đối với nhà cung cấp, họ chỉ phải duy trì một phần mềm ứng dụng có thể chia sẻ và dùng chung cho nhiều khách hàng, nên chi phí tổng sở hữu rẻ hơn so với cách hosting truyền thống. Hình 2.1. Phần mềm được cung cấp như dịch vụ Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 10 4.2. Nền tảng được cung cấp như dịch vụ (PaaS) Hình 2.2. Nền tảng được cung cấp như dịch vụ Platform as a service (PaaS) là một dạng dịch vụ biến thể từ SaaS, nhưng khi dựa trên công nghệ ĐTĐM đã trở thành một loại dịch vụ đám mây mới để cung cấp nền tảng vận hành các ứng dụng. Một tổ chức hay doanh nghiệp có thể xây dựng ứng dụng chạy trên PaaS của nhà cung cấp dịch vụ đám mây và phân phối lại cho người sử dụng hay khách hàng của mình. 4.3. Cơ sở hạ tầng được cung cấp như dịch vụ (IaaS) Infrastructure as a service (IaaS) là tầng thấp nhất của ĐTĐM, nơi tập hợp các tài sản vật lý như các phần cứng máy chủ, hệ thống lưu trữ và các thiết bị mạng, được chia sẽ và cung cấp dưới dạng dịch vụ IaaS cho các tổ chức hay doanh nghiệp khác nhau. Cũng giống như dịch vụ PaaS, ảo hóa là công nghệ được sử dụng rộng rãi để tạo ra cơ chế chia sẽ và phân phối các nguồn tài nguyên theo yêu cầu. Ví dụ về các dịch vụ IaaS như IBM BlueHouse, Vmware, Amazon EC2, Microsoft Azure Platform, Sun Parascale Cloud Storage [...]... Sơ đồ hệ thống lưu trữ dữ liệu đám mây tại Trường CĐ GTVT TP.HCM Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 29 E:\DATA Máy tính xách tay User: tqcuong Điện thoại thông minh Máy tính để bàn D:\DATA Cloud Internet User: tqcuong User: tqcuong User: bdminh Server Lưu Trữ User: tqcuong Hình 2-2: Sơ đồ các thiết bị sử dụng của một cá nhân trong hệ thống 3 Quy trình xây dựng hệ thống lưu trữ đám mây với OwnCloud. .. để bàn và máy tính xách tay Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 31 + Owncloud for Mobile cài đặt trên hệ điều hành Android, IOS b Cài đặt hệ thống OwnCloud: Việc cài đặt hệ thống OwnCloud được hướng dẫn cụ thể tại trang web cung cấp phần mềm OwnCloud: http://www .owncloud. org cùng với các tài liệu được cung cấp IV Kết quả thử nghiệm Sau quá trình cài đặt và thử nghiệm, hệ thống lưu trữ đám mây đã... Amazon EC2 Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 16 Amazon SimpleDB Amazon SimpleDB là một dịch vụ cơ sở dữ liệu đám mây cung cấp các chức năng cơ sở dữ liệu để lưu trữ dữ liệu chỉ mục và hàng đợi Simple DB không phải là một cơ sở dữ liệu quan hệ trong đám mây nhưng là một phương tiện lưu trữ để lưu trữ và lấy dữ liệu Hình 6-3 Trang chủ Amazon SimpleDB Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 17 Amazon... là mối lo của người sử dụng dịch vụ của điện toán đám mây Bởi lẽ một khi các đám mây bị tấn công hoặc đột nhập, toàn bộ dữ liệu sẽ bị chiếm dụng  Các quy định pháp luật cho các dịch vụ, giữa khách hàng và nhà cung cấp Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 13 II Các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây Nền tảng dịch vụ đám mây vẫn còn trong giai đoạn xây dựng, nhưng các nhà kinh doanh lớn như Microsoft,... SharePoint và CRM (cho nội dung doanh nghiệp) 4 GoGrid Các dịch vụ đám mây GoGrid cung cấp máy ảo Windows và Linux cấu hình sẵn với các thành phần phần mềm được sử dụng thường xuyên nhất Dịch vụ này rất giống dịch vụ Amazon EC2 với một số tính năng khác biệt Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 25 Hình 1-26 Trang chủ GoGrid.com III Xây dựng dịch vụ lưu trữ đám mây dựa trên OwnCloud: 1 Phát biểu bài toán lưu. .. đề ra Hệ thống có thể truy cập theo địa chỉ: http://cloud.hcmct.edu.vn Hình 1: Trang web đăng nhập quản trị hệ thống Owncloud Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 32 Hình 2: Trang chủ quản trị người dùng của hệ thống Owncloud Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 33 Hình 3: Trang quản trị tập tin của người dùng Owncloud Hình 4: Trang chia sẽ dữ liệu của người dùng Owncloud Môn học: Điện toán lưới... để tận dụng hết lưu lượng đường truyền Trên cơ sở các phân tích nêu trên, chúng tôi nhận thấy sự cần thiết phải xây dựng một hệ thống hỗ trợ lưu trữ, chia sẽ và đồng bộ dữ liệu giữa các phòng ban và cá nhân trong nhà trường sao cho việc thực hiện được dễ dàng, tiện dụng và hiệu quả về kinh tế Giải pháp tốt nhất là sử dụng dịch vụ lưu trữ trực tuyến dựa trên công nghệ điện toán đám mây Một trong những... liệu của người dùng Owncloud Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 34 Hình 5: Màn hình cấu hình Owncloud tại máy tính người dùng Hình 6: Folder chứa dữ liệu làm việc với hệ thống Owncloud Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 35 Hình 7 : Màn hình làm việc thử nghiệm với hệ thống trên điện thoại thông minh (iOS) Môn học: Điện toán lưới & đám mây Trang 36 ... phần mềm OwnCloud: a OwnCloud là gì? OwnCloud là phần mềm nguồn mở cho phép xây dựng một hệ thống lưu trữ dữ liệu trực tuyến, hỗ trợ đồng bộ hóa dữ liệu, chia sẻ tập tin, và lưu trữ từ xa của các tập tin OwnCloud được viết bằng ngôn ngữ PHP/javascript Nó được thiết kế để làm việc với một số hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu, bao gồm cả MySQL, MariaDB, SQLite, Oracle Database, và PostgreSQL Hơn nữa OwnCloud. .. 100GB dung lượng lưu trữ Do đó, giải pháp phù hợp nhất hiện nay là xây dựng máy chủ lưu trữ dữ liệu riêng do nhà trường quản lý Hiện tại, ta có thể chọn lựa các phần mềm nguồn mở hỗ trợ việc quản lý, lưu trữ và chia sẽ dữ liệu được cung cấp như: OpenNebular, OpenStack, XenCloud, OwnCloud, Với quy mô và điều kiện thực tế cơ sở vật chất của nhà trường, chúng tôi đề xuất lựa chọn giải pháp OwnCloud để triển . học: Điện toán lưới & đám mây Trang 4 I. Tổng quan về điện toán đám mây 1. Điện toán đám mây là gì? Điện toán đám mây được định nghĩa dưới góc nhìn của các nhà phân tích: Điện toán đám. nghệ điện toán đám mây. Tìm hiểu các nhà cung cấp dịch vụ đám mây phổ biến hiện nay. Đồng thời đề xuất giải pháp xây dựng hệ thống lưu trữ đám mây dựa trên phần mềm nguồn mở OwnCloud và tiến. III. Xây dựng dịch vụ lưu trữ đám mây dựa trên OwnCloud: 26 1. Phát biểu bài toán lưu trữ dữ liệu tại Trường Cao đẳng GTVT TP.HCM 26 2. Đề xuất mô hình triển khai hệ thống lưu trữ đám mây trường