Tiểu luận môn điện toán lưới và đám mây TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ CLOUD COMPUTING

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Tiểu luận môn: Điện toán lưới và đám mây TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ CLOUD COMPUTING GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Phương Thanh Diệu MSHV: CH1301085 TPHCM – 06/2014 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing MỤC LỤC 2 Tính toán lưới Trang 2 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing Ngày nay công nghệ thông tin phát triển rất nhanh chóng, nắm giữ vai trò quan trọng trong việc thúc đấy sự tăng trưởng kinh tế, với sự ra đời của rất nhiều công nghệ mới, các dịch vụ CNTT đáp ứng nhu cầu của người dùng cũng như là các doanh nghiệp Tuy nhiên, trong giai đoạn suy thoái kinh tế như hiện nay, thì việc ứng dụng một công nghệ hay một dịch vụ CNTT đáp ứng việc quản lý tốt, hiệu quả dữ liệu của riêng công ty cũng như dữ liệu khách hàng, đối tác là một trong những bài toán được ưu tiên hàng đầu và đang không ngừng gây khó khăn cho doanh nghiệp. Để có thể quản lý được nguồn dữ liệu đó, ban đầu các doanh nghiệp phải đầu tư, tính toán rất nhiều loại chi phí như chi phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí quản trị, chi phí bảo trì, sửa chữa… Ngoài ra họ còn phải tính toán khả năng mở rộng, nâng cấp thiết bị; phải kiểm soát việc bảo mật dữ liệu cũng như tính sẵn sàng cao của dữ liệu. Để giải quyết vấn đề trên chúng ta thấy được rằng nếu có một nơi tin cậy giúp các doanh nghiệp quản lý tốt nguồn dữ liệu đó, các doanh nghiệp sẽ không còn quan tâm đến cơ sở hạ tầng, công nghệ mà chỉ tập trung chính vào công việc kinh doanh của họ thì sẽ mang lại cho họ hiệu quả và lợi nhuận ngày càng cao hơn. Khái niệm “cloud computing” (điện toán đám mây) đã ra đời trong hoàn cảnh đó và đang dần trở nên quen thuộc đối với các doanh nghiệp, đặc biệt là đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Vậy “cloud computing” là gì ? Nó có thể giải quyết bài toán trên như thế nào và có những đặc điểm nổi bật gì ? Chúng ta sẽ đi qua các phần sau để nắm rõ vấn đề này. Do khả năng và kiến thức có hạn, nên bài báo cáo còn nhiều sai sót. Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Phi Khứ đã giảng dạy và hướng dẫn để hoàn thành bài báo cáo này. 3 Tính toán lưới Trang 3 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing I. Tổng quan về Cloud Computing 1. Khái niệm Cloud Computing Theo Wikipedia: “Điện toán đám mây (cloud computing) là 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)”. Hình 1: Sơ đồ Điện toán đám mây 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”. 2. Tính chất cơ bản Theo NIST định nghĩa có 5 tính chất sau: 4 Tính toán lưới Trang 4 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing  Tự phục vụ theo nhu cầu (On-demand self-service): người dùng tự chọn khả năng tính toán như máy chủ, lưu trữ mạng, mà không cần sự tương tác của con người với mỗi nhà cung cấp dịch vụ.  Truy xuất diện rộng (Broad network access): có thể truy cập thông qua điện thoại di động, máy tính bảng, máy tính xách tay, và máy trạm.  Dùng chung tài nguyên (Resource pooling): nguồn tài nguyên vật lý và ảo hóa tự động được cấp phát theo nhu cầu của người dùng.  Khả năng co giãn (Rapid elasticity): có thể tăng giảm tài nguyên theo nhu cầu.  Điều tiết dịch vụ (Measured service): hệ thống đám mây tự động kiểm soát và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên. 3. Mô hình dịch vụ Cloud computing ra đời để giải quyết các vấn đề sau:  Vấn đề lưu trữ dữ liệu: Dữ liệu được lưu trữ tập trung ở các kho dữ liệu khổng lồ. Các công ty lớn như Microsoft, Google có hàng chục kho dữ liệu trung tâm nằm rải rác khắp nơi trên thế giới. Các công ty lớn này sẽ cung cấp các dịch vụ cho phép doanh nghiệp có thể lưu trữ và quản lý dữ liệu của họ trên các kho lưu trữ trung tâm.  Vấn đề về sức mạnh tính toán: có 2 giải pháp chính:  Sử dụng các siêu máy tính (super-computer) để xử lý tính toán.  Sử dụng các hệ thống tính toán song song, phân tán, tính toán lưới (grid computing).  Vấn đề về cung cấp tài nguyên, phần mềm: Cung cấp các dịch vụ như SaaS (Software as a Service), PaaS (Platform as a Service), IaaS (Infrastructure as a Service). 3.1. SaaS - Software as a Service Là một mô hình triển khai ứng dụng mà ở đó người cung cấp cho phép người dụng sử dụng dịch vụ theo yêu cầu. Những nhà cung cấp SaaS có thể 5 Tính toán lưới Trang 5 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing lưu trữ ứng dụng trên máy chủ của họ hoặc tải ứng dụng xuống thiết bị khách hàng, vô hiệu hóa nó sau khi kết thúc thời hạn. Các chức năng theo yêu cầu có thể được kiểm soát bên trong để chia sẻ bản quyền của một nhà cung cấp ứng dụng thứ ba. Hình 2: Mô hình dịch vụ Cloud Computing 3.2. PaaS - Platform as a Service Cung cấp nền tảng tính toán và một tập các giải pháp nhiều lớp. Nó hỗ trợ việc triển khai ứng dụng mà không quan tâm đến chi phí hay sự phức tạp của việc trang bị và quản lý các lớp phần cứng và phần mềm bên dưới. Cung cấp tất cả các tính năng cần thiết để hỗ trợ chu trình sống đầy đủ của việc xây dựng và cung cấp một ứng dụng và dịch vụ web sẵn sàng trên Internet mà không cần bất kì thao tác tải hay cài đặt phần mềm cho những người phát triển, quản lý tin học, hay người dùng cuối. Nó còn được biết đến với một tên khác là cloudware. Cung cấp dịch vụ nền tảng (PaaS) bao gồm những điều kiện cho qui trình thiết kế ứng dụng, phát triển, kiểm thử, triển khai và lưu trữ ứng dụng 6 Tính toán lưới Trang 6 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing có giá trị như là dịch vụ ứng dụng như cộng tác nhóm, sắp xếp và tích hợp dịch vụ web, tích hợp cơ sở dữ liệu, bảo mật, khả năng mở rộng, quản lý trạng thái, phiên bản ứng dụng, các lợi ích cho cộng đồng phát triển và nghiên cứu ứng dụng. Những dịch vụ này được chuẩn bị như là một giải pháp tính hợp trên nền web. 3.3. IaaS - Infrastructure as a Service Người dùng có thể truy cập đến phần cứng của hệ thống mạng máy tính. Cung cấp nhiều nguồn tài nguyên như firewall, load balancer, địa chỉ IP, nhưng hệ điều hành và các ứng dụng sẽ do bạn cài đặt và cập nhật. Điều này giúp người dùng linh hoạt hơn trong việc sử dụng tài nguyên của mình. IaaS xuất hiện rộng rãi bởi các nhà cung cấp Amazon, Memset, Google, Windows… Một cách giúp quản lý IaaS dễ dàng hơn là phát triển các template cho các dịch vụ đám mây nhằm tạo ra một bản kế hoạch chi tiết để xây dựng hệ thống ready-to-use, và tránh tình trạng di chuyển giữa các đám mây khác nhau. 7 Tính toán lưới Trang 7 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing 4. Mô hình triển khai Hình 3: Các mô hình triển khai 4.1. 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. 8 Tính toán lưới Trang 8 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing 4.2. Community Cloud Cơ sở hạ tầng và các dịch vụ được xây dựng để phục vụ cho một cộng đồng nào đó sử dụng. Ví dụ, một cộng đồng doanh nghiệp chung ngành nghề, 1 nhóm các trường đại học, …). 4.3. 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. 4.4. Hybrid Cloud Hybrid Cloud là sự kết hợp của hai hoặc nhiều mô hình triển khai. Trong đó doanh nghiệp sẽ “out-source” các chức năng nghiệp vụ và dữ liệu 9 Tính toán lưới Trang 9 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing 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). 5. Kiến trúc Cloud Computing Hình 4: Mô hình kiến trúc Cloud Computing Cơ sở hạ tầng (Infrastructure): là phần cứng được cung cấp như là các dịch vụ, nghĩa là được chia sẻ và có thể sử dụng lại dễ dàng. Các tài nguyên phần cứng được 10 Tính toán lưới Trang 10 [...]... công cụ Legend 35 Tính toán lưới Trang 35 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing Kết luận Bài viết này, chúng tôi đi từ vấn đề tổng quan của Cloud Computing để người đọc có thể nhìn rõ nét về mô hình chung của Cloud Computing Qua đó có những quan điểm riêng về Cloud Computing nói chung và các công nghệ cũng như dịch vụ của các hãng phát triển công nghệ này Quá trình tìm hiểu và phân tích về công nghệ và. .. Dữ liệu trên Cloud phải tồn tại lâu dài bền vững ngay khi nhà cung cấp Cloud bị thu mua bởi một công ty khác 20 Tính toán lưới Trang 20 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing III Amazon Web Services 21 Tính toán lưới Trang 21 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing 1 Giới thiệu: Amazon Web Services là tập hợp các dịch vụ cung cấp cho người lập trình có khả năng truy cập tới hạ tầng kiến trúc tính toán kiểu sẵn... Amazon Web Services: Elastic Compute Cloud Trong năm 2006 Amazon công bố dịch vụ lưu trữ Simple Storage Service (S3) và điện toán đám mây Elastic Compute Cloud (EC2) S3 và EC2 cùng tạo ra một điện toán đám mây tính toán và lưu trữ nguồn cung cấp khả năng tính toán trên các cluster song song ảo hóa được cấp phát và thu hồi theo nhu cầu EC2 dựa trên Linux và Xen và rất nhiều O/S images, Amazon Machine... thông qua các giao thức chuẩn và qua lớp trừu tượng Cloud được xây dựng trên các giao thức sẵn có như Web Services (WSDL, SOAP) và một số công 13 Tính toán lưới Trang 13 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing nghệ Web 2.0 như REST, RSS, AJAX Thực tế, Cloud được hiện thi trên những công nghệ Grid đã tồn tại hàng thập niên của cộng đồng Grid Có nhiều phiên bản định nghĩa kiến trúc Cloud Nhưng để so sánh với... dụng cần 22 Tính toán lưới Trang 22 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing thiết trong Amazon Simple Storage Service (S3) và nhận được các lợi ích với nó như có khả năng mở rộng, đáng tin cậy và với mức chi phí thấp cho việc lưu trữ II.2 Tính toán (Computing) : Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) cung cấp khả năng để mở rộng tài nguyên tính toán lớn lên hoặc giảm xuống dựa trên nhu cầu và tạo ra khả năng... học mang tính toán tùy biến cao Điện toán đám mây theo nhu cầu ra đời tạo ra một hướng mới đối với HPC, trong đó nguồn tài nguyên ảo hóa có thể được cô lập và tùy biến Trong phần này, chúng tôi thực hiện bài đánh giá HPC truyền thống trên hệ thống điện toán đám mây EC2 của Amazon, thử nghiệm một ví dụ mô hình khí quyển - đại dương Thử nghiệm mô phỏng tính toán song song trên điện toán đám mây bắt đầu... job nhận dạng người dùng và chứng nhận công việc nào sẽ được thực thi nhằm mục 14 Tính toán lưới Trang 14 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing đích bảo mật, số bộ xử lý cần, và thời gian cấp phát Chẳng hạn trong trường hợp một chương trình cần 100 bộ xử lý và thực thi trong 60 phút, nó phải đợi đến khi hệ thống có đủ 100 bộ xử lý và rảnh trong 60 phút Mô hình tính toán trong Cloud hoàn toàn khác, tất... động liên kết và tính an toàn trên cơ sở hạ tầng Grid vì các tài nguyên đến từ các miền quản trị khác nhau, có cả chính sách sử dụng tài nguyên cục bộ và toàn cục, các nền tảng và cấu hình phần cứng và phần mềm khác nhau Grid cung cấp các giao thức và dịch vụ với 5 lớp khác nhau như hình minh họa sau: 12 Tính toán lưới Trang 12 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing Hình 5: Kiến trúc của Grid và Cloud  Lớp... theo nhu cầu có thể sử dụng tương hỗ cho bài toán song song, có một số giá trị trong hệ thống hàng đợi thô cho phép chạy các bài toán mà không lãng phí thời gian cho việc thiết lập và hủy các cluster mới Torque và GridEngine có thể được thiết lập cài đặt tự động và thử nghiệm 33 Tính toán lưới Trang 33 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing 3.4 Input/Output và hệ thống tập tin Cách đơn giản nhất để chia... nhằm vào các hệ thống với số lượng dữ liệu lớn Nó được xây dựng dựa trên hai từ hàm chính là “map” và “reduce” mượn từ các ngôn ngữ hàm Hàm “map” áp dụng phép toán cụ thể lên mỗi tập dữ liệu và sinh ra một tập dữ liệu mới Hàm “reduce” ngược lại sẽ hợp các dữ liệu lại Một hiện thực mã mở của mô hình này là Hadoop và đang được quan tâm trong Cloud 18 Tính toán lưới Trang 18 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing . CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Tiểu luận môn: Điện toán lưới và đám mây TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ CLOUD COMPUTING GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Phương Thanh Diệu MSHV: CH1301085 TPHCM – 06/2014 Tìm. lưới Trang 3 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing I. Tổng quan về Cloud Computing 1. Khái niệm Cloud Computing Theo Wikipedia: Điện toán đám mây (cloud computing) là là môi trường tính toán dựa trên. Diệu MSHV: CH1301085 TPHCM – 06/2014 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing MỤC LỤC 2 Tính toán lưới Trang 2 Tìm hiểu công nghệ Cloud Computing Ngày nay công nghệ thông tin phát triển rất nhanh chóng,