TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ MỘT SỐ DỊCH VỤ DỰA TRÊN NỀN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC ĐIỆN TOÁN LƯỚI VÀ ĐÁM MÂY ĐỀ TÀI TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ MỘT SỐ DỊCH VỤ DỰA TRÊN NỀN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Thành Phố Hồ Chí Minh – 06/2014 GVHD: PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ HVTH: Lê Thị Thu Thảo MSHV: CH1301057 Lớp : CH K8 - UIT Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 2 MỤC LỤC Trang Mục lục 2 Lời mở đầu 3 Chương I: Tổng quan về Điện toán đám mây 4 1. Khái niệm cơ bản 1.1. Lịch sử phát triển điện toán đám mây 1.2. Khái niệm Điện toán đám mây 2. Kiến trúc điện toán đám mây 2.1. Các mô hình dịch vụ điện toán đám mây 2.2. Các mô hình triển khai 3. Thành phần 4. Đặc điểm 5. Một số ứng dụng thực tiễn của điện toán đám mây 4 4 5 5 5 7 10 11 12 Chương II: Một số dịch vụ dựa trên nền điện toán đám mây 14 1. Google Drive 2. Dropbox 3. Google App Engine 3.1. Kiến trúc hoạt động Google App Engine 3.2. Thành phần chính và chức năng trong Google App Engine 3.3. Các dịch vụ (services) 3.4. Tài khoản Google (Google accounts) 3.5. Các công cụ lập trình (programming tools) 4. Windows Azure 4.1. Mô hình ứng dụng trên Cloud 4.2. Nền tảng Windows Azure 4.3. Demo ứng Dụng HelloWorld trên Development Fabric 14 15 16 16 17 19 20 20 21 21 22 26 Chương III: Kết luận 30 Tài liệu tham khảo 31 Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 3 LỜI MỞ ĐẦU Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ, người đã tận tâm truyền đạt kiến thức nền tảng, cung cấp những thông tin, tư liệu quý giá về môn Điện toán lưới và đám mây để cho em hòan thành bài thu hoạch này. Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 06 Năm 2014. Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 4 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY (CLOUD COMPUTING) 1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Lịch sử phát triển điện toán đám mây: Tuy ý tưởng về điện toán đám mây có mặt rất lâu đời, nhưng sự nở rộ các công ty cung cấp các dịch vụ mới được bắt đầu từ những năm sau năm 2000. Lịch sử các công ty cung cấp phần mềm được tóm gọn trong hình dưới đây: Hình 1. Lịch sử phát triển của cloud computing Điện toán đám mây là cuộc cách mạng lần 3 trong công nghiệp IT tiếp sau cuộc cách mạng PC thập kỷ 80 và Internet thập kỷ 90 Hình 2. Các cuộc cách mạng trong công nghiệp IT Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 5 1.2. Khái niệm Điện toán đám mây: - Theo Wikipedia: “Điện toán đám mây 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)” - Theo NIST: “Điện toán đám mây là mô hình điện toán cho phép truy cập qua mạng để lựa chọn và sử dụng tài nguyên tính toán theo nhu cầu một cách thuận tiện và nhanh chóng, đồng thời cho phép kết thúc sử dụng dịch vụ, giải phóng tài nguyên dễ dàng, giảm thiểu các giao tiếp với nhà cung cấp”. Theo đó, mô hình chính là cho phép sử dụng dịch vụ theo yêu cầu (on- demam service); cung cấp khả năng truy cập dịch vụ qua mạng rộng rãi từ máy tính để bàn, máy tính xách tay tới thiết bị di động (broad net-work access); với tài nguyên tính toán động, phục vụ nhiều người (resource pooling for multi-tenanci), năng lực tính toán phần mềm dẻo, đáp ứng nhanh với nhu cầu thấp tới cao (rapid elasticity). Mô hình Điện toán đám mây cũng đảm bảo việc sử dụng các tài nguyên được “đo” để cung cấp dịch vụ quản trị và tối ưu được tài nguyên, đồng thời người dùng chỉ phải trả chi phí cho phần tài nguyên đã sử dụng (pay-by-use). Hình 3. Mô hình tổng quan về điện toán đám mây 2. KIẾN TRÚC ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 2.1. Các mô hình dịch vụ điện toán đám mây Dựa vào các dịch vụ đám mây cung cấp, có 3 loại mô hình điện toán đám mây: dịch vụ cơ sở hạ tầng (IaaS), dịch vụ nền tảng (PaaS), và dịch vụ phần mềm (SaaS). Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 6 Hình 4. Ba lớp chính của điện toán đám mây (SaaS, PaaS, IaaS) và thêm một lớp DaaS dùng để lưu trữ cơ sở dữ liệu.  Dịch vụ phần mềm (Software as a Service – SaaS) Là một loại trình ứng dụng thích hợp đối với dịch vụ cho người dùng, cho các phần mềm như là dịch vụ trên internet và loại bỏ các nhu cầu như cài đặt và chạy các ứng dụng trên máy tính cục bộ để đơn giản hóa việc bảo trì và hỗ trợ. Một trong những khác biệt chính của việc dùng trình ứng dụng là trình ứng dụng thường được dùng mà không thể làm nhiều sự thích nghi và cách tốt nhất không tích hợp chặt chẽ với hệ thống khác. Như trình ứng dụng có thể truy cập từ các thiết bị client khác nhau bằng cách dùng giao diện client, ví dụ trình duyệt web; nhà cung cấp dịch vụ làm tất cả hoạt động và b trì các lớp ứng dụng. Trình ứng dụng là ứng cử viên được đưa ra SaaS là sự tính toán, hội nghị truyền hình, quản lý khách hàng và quản lý dịch vụ công nghệ thông tin. Một trong những lợi điểm của SaaS là chi phí thấp hơn, người dùng quen thuộc với www, tính sẵn dùng và an toàn của web.  Dịch vụ nền tảng (Platform as a Service – PaaS) PaaS cung cấp tất cả những gì cần thiết để xây dựng các ứng dụng trực tiếp từ Internet mà không cần cài đặt phần mềm cục bộ. PaaS mô hình dịch vụ cho phép triển khai các ứng dụng mà không cần chi phí và độ phức tạp của việc mua / quản lý phần cứng cơ bản và các lớp phần mềm bên dưới. Khách hàng có thể triển khai một ứng dụng trực tiếp trên cơ sở hạ tầng điện toán đám mây, mà không cần phải quản lý và kiểm soát cơ sở hạ tầng, sử dụng ngôn ngữ lập trình và các công cụ hỗ trợ bởi một nhà cung cấp. Khách hàng có kiểm soát đối với các ứng dụng của nó và cấu hình lưu trữ môi trường của. Nó hỗ trợ giao diện phát triển web như Simple Object Access Protocol (SOAP) và Representational State Transfer (REST). Các giao diện cho phép xây dựng nhiều dịch vụ web (mash-up), Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 7 và cũng có thể truy cập cơ sở dữ liệu và các dịch vụ tái sử dụng có sẵn trong mạng riêng.  Dịch vụ cơ sở hạ tầng (Infrastructure as a Service – IaaS) Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ cung cấp một cơ sở hạ tầng máy tính là một nguồn tài nguyên cơ bản như sức mạnh xử lý, dung lượng lưu trữ và mạng lưới khách hàng, thay vì xây dựng trung tâm dữ liệu, mua máy chủ, phần mềm hay thiết bị mạng, khách hàng mua các nguồn tài nguyên như một dịch vụ hoàn toàn bên ngoài mà không cần phải cài đặt trên máy cá nhân. Khách hàng không cần phải quản lý cơ sở hạ tầng cơ bản nhưng có toàn quyền kiểm soát các hệ điều hành và các ứng dụng chạy trên nó. Các mô hình IaaS thường cung cấp các hỗ trợ tự động theo yêu cầu khả năng mở rộng của máy tính và tài nguyên lưu trữ.  Dịch vụ cơ sở dữ liệu (Database as a Service – DaaS) Dịch vụ đám mây hỗ trợ DaaS dành cho các cơ quan nhà nước và chính quyền địa phương, DaaS còn cung cấp không gian lưu trữ mà khách hàng có thể sử dụng bao gồm cả băng thông cho lưu trữ.  Các ví dụ điển hình về các dịch vụ điện toán đám mây: - Dịch vụ EC2 của Amazon là một dịch vụ IAAS điển hình. Khách hàng có thể đăng ký sử dụng một máy tính ảo trên dịch vụ của Amazon và lựa chọn một hệ thống điều hành (ví dụ, Windows hoặc Linux) và tự cài đặt ứng dụng của mình. - Dịch vụ App Engine của Google là một dịch vụ PaaS điển hình, cho phép khách hàng xây dựng các ứng dụng web với môi trường chạy ứng dụng và phát triển dựa trên ngôn ngữ lập trình Java hoặc Python. - Dịch vụ SaaS nổi tiếng nhất phải kể đến Salesforce.com với các ứng dụng cho doanh nghiệp mà nổi bật nhất là CRM. Các ứng dụng SaaS cho người dùng cuối phổ biến là các ứng dụng office Online của Microsoft hay Google Docs của Google. 2.2. Các mô hình triển khai Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 8 Hình 5. Các mô hình triển khai điện toán đám mây  Private Cloud Private Cloud đề cập đến cơ sở hạ tầng điện toán đám mây nội bộ cho tổ chức và thường là không có sẵn cho công chúng. Một cơ sở hạ tầng điện toán đám mây private được hoạt động bình thường và có các tổ chức sở hữu nó quản lý. Tuy nhiên, một tổ chức cũng có thể có được một nhà cung cấp đám mây công cộng để xây dựng, vận hành và quản lý một cơ sở hạ tầng đám mây riêng cho một tổ chức. Private cloud (hoặc internal cloud) tham chiếu tới tính toán đám mây trên các private networks. Private cloud được xây dựng để dùng riêng cho một client, client được kiểm soát hoàn toàn về dữ liệu, an ninh và chất lượng dịch vụ. Hình 6. Mô hình Private Cloud và Public Cloud  Public Cloud Mô hình public cloud computing (hoặc external cloud computing), tài nguyên tính toán được cung cấp linh hoạt trên Internet thông qua các Web applications hoặc Web Services từ một nhà cung cấp thứ ba phi trực Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 9 tuyến (offsite third-party provider). Public cloud được vận hành bởi các bên thứ ba, nhu cầu ứng dụng của các khách hàng khác nhau là tương tự nhau và được hợp nhất trên các cloud servers, các hệ thống lưu trữ và các mạng. Cơ sở hạ tầng điện toán đám mây được thực hiện như là "chỉ trả phí theo nhu cầu sử dụng dịch vụ" và dễ truy cập cho công chúng. Một dịch vụ đám mây công cộng được bán dọc theo dòng của khái niệm được gọi là điện toán tiện ích. Một cơ sở hạ tầng điện toán đám mây công cộng thuộc sở hữu của một tổ chức đang cung cấp các dịch vụ điện toán đám mây, ví dụ như Amazon Web Services và Google AppEngine.  Community Cloud Hạ tầng cơ sở được thiết lập bởi một tập đoàn của một số tổ chức có khả năng có những yêu cầu chung đối với một cơ sở hạ tầng điện toán đám mây Do đó, họ có thể đồng ý thực hiện một cơ sở hạ tầng chung đáng tin cậy và chi phí tốt nhất. Hình 7. Mô hình Community Cloud  Virtual Private Cloud Virtual Private Cloud là một cơ sở hạ tầng chạy trên đầu của một đám mây công cộng mà có một mạng tùy chỉnh và thiết lập bảo mật và dành cho một tổ chức cụ thể. Điện toán đám mây riêng ảo là một giải pháp cho các tổ chức muốn sử dụng điện toán đám mây mà không phải chi phí xây dựng và quản lý đám mây riêng, và để tránh các rủi ro an ninh và bảo mật dữ liệu.  Hybrid Cloud Là một thành phần của hai hoặc nhiều mô hình triển khai điện toán đám mây. Các yếu tố trong một điện toán đám mây lai vẫn còn độc đáo nhưng những người đang bị ràng buộc với nhau bằng công nghệ tiêu chuẩn hoặc độc quyền cho phép tính di động của dữ liệu và các ứng dụng. Môi trường hybrid cloud kết hợp nhiều mô hình public và private cloud. Hybrid cloud thể hiện sự phức tạp khi quyết định cách phân bổ các ứng dụng trên cả public và private cloud. Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 10 Hình 8. Mô hình Hybrid Cloud 3. THÀNH PHẦN Về cơ bản, Điện toán đám mây được chia ra thành 5 lớp riêng biệt, có tác động qua lại lẫn nhau: 3.1. Client (lp khách hng): Lớp Client của điện toán đám mây bao gồm phần cứng và phần mềm, để dựa vào đó, khách hàng có thể truy cập và sử dụng các ứng dụng/dịch vụ được cung cấp từ điện toán đám mây. Chng hạn máy tính và đường dây kết nối Internet (thiết bị phần cứng) và các trình duyệt web (phần mềm)…. 3.2. Application (lp ng dụng): Lớp ứng dụng của điện toán đám mây làm nhiệm vụ phân phối phần mềm như một dịch vụ thông quan Internet, người dùng không cần phải cài đặt và chạy các ứng dụng đó trên máy tính của mình, các ứng dụng dễ dàng được chỉnh sữa và người dùng dễ dàng nhận được sự hỗ trợ. - Các hoạt động được quản lý tại trung tâm của đám mây, chứ không nằm ở phía khách hàng (lớp Client), cho phép khách hàng truy cập các ứng dụng từ xa thông qua Website. - Người dùng không còn cần thực hiện các tính năng như cập nhật phiên bản, bản vá lỗi, download phiên bản mới… bởi chúng sẽ được thực hiện từ các “đám mây”. 3.3. Platform (lp nền tảng): Cung cấp nền tảng cho điện toán và các giải pháp của dịch vụ, chi phối đến cấu trúc hạ tầng của “đám mây” và là điểm tựa cho lớp ứng dụng, cho phép các ứng dụng hoạt động trên nền tảng đó. Nó giảm nh sự tốn kém khi triển khai các ứng dụng khi người dùng không phải trang bị cơ sở hạ tầng (phần cứng và phần mềm) của riêng mình. 3.4. Infrastructure (lp cơ sở hạ tầng): Cung cấp hạ tầng máy tính, tiêu biểu là môi trường nền ảo hóa. Thay vì khách hàng phải bỏ tiền ra mua các server, phần mềm, trung tâm dữ liệu hoặc thiết bị kết nối… giờ đây, họ vẫn có thể có đầy đủ tài nguyên để sử dụng mà [...]... công nghệ điện toán đám mây - Lúc này ứng dụng đã được triển khai thành công - Bạn có thể quan sát trong Emulator các ứng dụng đã triển khai HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 29 Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây CHƯƠNG III KẾT LUẬN Với mức độ tìm hiểu và nghiên cứu về đề tài Tìm hiểu công nghệ Điện toán đám mây và một số dịch vụ dựa trên nền Điện toán. .. Nền tảng Windows Azure là một nhóm các công nghệ đám mây, mỗi công nghệ cung cấp một tập các dịch vụ đặc trưng để phát triển ứng dụng Hình 15, nền tảng Windows Azure có thể được sử dụng bởi ứng dụng chạy trên đám mây, và cả ứng dụng chạy on-premise HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 22 Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây Hình 15 Nền tảng Windows Azure... và thư mục trên nhiều máy tính bằng cách sử dụng và quản lý lưu trữ đám mây 5 GB lưu trữ có sẵn miễn phí HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 13 Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây CHƯƠNG II MỘT SỐ DỊCH VỤ DỰA TRÊN NỀN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1 GOOGLE DRIVE Google Drive là dịch vụ lưu trữ và chỉnh sửa dữ liệu trực tuyến với 15GB dung lượng miễn phí, cho phép... toán đám mây chỉ là mức độ tìm hiểu và khái quát, nhằm thấu hiểu về công nghệ Điện toán đám mây do đó chắc chắn còn nhiều sai sót và hạn chế Trên cơ sở lý thuyết nghiên cứu được của đề tài cho thấy được rằng chúng ta có thể vận dụng công nghệ Điện toán đám mây vào nhiều lĩnh vực khác nhau trong thực tế HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 30 Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công. .. môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây - Lựa chọn các role sẽ được triển khai: chọn ASP.Net Web Role và Worker Role Bước 3: Project Mẫu  - Sau khi đã tạo xong project, bạn đã có sẵn code mẫu của một chương trình minh họa Bạn có thể bắt đầu publish ứng dụng mẫu này HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 27 Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện. .. 25 Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây - endpoint được gán một URI Client sử dụng URI này để xác định vị trí và truy xuất dịch vụ Service Bus cũng xử lí việc chuyển đổi địa chỉ mạng và vượt qua tường lửa mà không cần mở port mới để expose ứng dụng Access Control: Dịch vụ này cho phép ứng dụng client chứng thực chính nó và cung cấp một ứng dụng server với... thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây chi phí được giảm thiểu, hoặc thậm chí là miễn phí Đây là một bước tiến hóa của mô hình máy chủ ảo (Virtual Private Server) 3.5 Server (lớp server - máy chủ): Bao gồm các sản phẩm phần cứng và phần mềm máy tính, được thiết kế và xây dựng đặc biệt để cung cấp các dịch vụ của đám mây Các server phải được xây dựng và có cấu hình... dữ liệu và cơ sở hạ tầng trên đám mây - Các thành phần của nền tảng Windows Azure : Windows Azure : cung cấp môi trường nền tảng Windows để chạy ứng dụng và lưu trữ dữ liệu trên máy chủ trong trung tâm dữ liệu của Microsoft SQL Azure : cung cấp dịch vụ dữ liệu trên đám mây dựa trên SQL Server Windows Azure platform AppFabric : cung cấp các dịch vụ đám mây để kết nối các ứng dụng chạy trên đám mây hoặc... thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây Dịch vụ tính toán dựa trên Windows: Lập trình viên có thể xây dựng ứng dụng sử dụng NET Framework, native-code,… Các ứng dụng này được viết bằng các ngôn ngữ thông thường như : C#, Visual Basic, C++, và Java, sử dụng Visual Studio hoặc công cụ phát triển khác Lập trình viên có thể tạo ứng dụng Web, sử dụng công nghệ như ASP.Net,... để lưu trữ và làm việc với thông tin Trong khi Microsoft nói rằng SQL Azure sẽ bao gồm một loạt các tính năng định hướng dữ liệu, đồng bộ hóa dữ liệu, báo cáo, phân tích dữ liệu và những chức năng khác Hình 17 SQL Azure cung cấp các dịch vụ định hướng dữ liệu trong đám mây HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 24 Bài thu hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây SQL Azure . HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC ĐIỆN TOÁN LƯỚI VÀ ĐÁM MÂY ĐỀ TÀI TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ MỘT SỐ DỊCH VỤ DỰA TRÊN NỀN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY. KIẾN TRÚC ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 2.1. Các mô hình dịch vụ điện toán đám mây Dựa vào các dịch vụ đám mây cung cấp, có 3 loại mô hình điện toán đám mây: dịch vụ cơ sở hạ tầng (IaaS), dịch vụ nền tảng. hoạch môn Điện toán lưới và đám mây – Tìm hiểu công nghệ điện toán đám mây HVTH: Lê Thị Thu Thảo CH1301057 Trang 5 1.2. Khái niệm Điện toán đám mây: - Theo Wikipedia: Điện toán đám mây là