Xây dựng Cloud Computing trên nền tảng Microsoft

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay đối với các công ty, doanh nghiệp, việc quản lý hiệu quả dữ liệu riêng của công ty cũng như dữ liệu khách hàng và đối tác là một trong những bài toán được ưu tiên hàng đâu và đang không ngừng gây khó khăn cho họ. Đề quản lý được nguồn dữ liệu đó, ban đầu các doanh nghiệp phải đầu tư, tính toán rất nhiều loại chi phía như chi phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí cho quản trị viên… Ngoài ra họ còn phải tính toán khả 1 năng mở rộng, nâng cấp thiết bị, kiểm soát việc bảo mật dữ liệu cũng như tính sẵn sàng của dữ liệu. Từ một bài toán điển hình như vậy, chúng ta thấy được rằng nếu có một nơi tin cây 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. Thuật ngữ “điện toán đám mây” ra đời bắt nguồn từ một trong nhu cầu thiết yếu của còn người. Điện toán đám mây còn được bắt nguồn từ ý tưởng đưa tất cả mọi thứ như dữ liệu, phần mềm… lên trên mạng Internet. Chúng ta sẽ không còn trông thấy các máy PC, máy chủ riêng của các doanh nghiệp để lưu trữ dữ liệu nữa mà chỉ còn là các “máy chủ ảo” tập trung ở trên mạng. Các “máy chủ ảo” sẽ cung cấp các dịch vụ giúp cho doanh nghiệp có thể quản lý dữ liệu dễ dàng hơn, họ sẽ chỉ trả chi phí cho lượng sử dụng dịch vụ của họ, mà không cần phải đầu tư nhiều vào cơ sở hạ tầng cũng như quan tâm nhiều đến công nghệ. Xu hướng này sẽ giúp cho các công ty, doanh nghiệp vừa và nhỏ mà không có cơ sở hạ tầng mạng, máy chủ để lưu trữ, quản lý dữ liệu tốt. Hơn thế nữa, vượt ngoài phạm vi “quản lý dữ liệu”, nếu như toàn bộ chương trình ứng dụng của doanh nghiệp được cài đặt trên hệ thống máy tính chủ đó để mọi người có thể dễ dàng truy cập sẽ tạo thuận lợi lớn cho doanh nghiệp để họ có thể tập trung vào nghiệp vụ của mình. Rõ ràng để có thể cung cấp được một hệ thống điện toán đám mây đáp ứng những nhu cầu như vậy thì nhà cung cấp cần một cơ sở vật chất và kỹ thuật cực kỳ tối tân, và trên thực tế chỉ có những hãng công nghệ lớn mới có thể đảm nhận nhiệm vụ này. Amazone và Google là một trong những hãng tiên phong phát triển điện toán đám mây và đã thu được một số thành quả nhất định. Gần đây, hãng phần mềm lớn nhất thế giới Microsoft cũng đã chính thức đưa ra sản phẩm điện toán đám mây của mình: Windows Azure Platform. Dù chỉ mới xuất hiện nhưng Windows Azure đã gây chú ý lớn đặc biệt là ở khả năng xây dựng các ứng dụng với khả năng mở rộng rất mạnh mẽ và linh hoạt. Trong tiểu luận này nhằm tìm hiểu về cloud computing, từ đó đi vào việc triển khai một mô hình cung cấp dịch vụ Cloud Computing trên nền tảng Microsoft. Nắm được nền tảng 2 công nghệ và đưa ra định hướng phát triển đó chính là mục tiêu của đề tài “Xây dựng Cloud Computing trên nền tảng Microsoft”. 3 Triển khai Cloud Computing trên nền tảng Microsoft CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Lịch sử phát triển hơn 30 năm của ngành công nghệ phần mềm tuy chưa phải là dài, nhưng đã chứng kiến những cuộc cách mạng mang tính nhảy vọt. Một trong những thay đổi mang tính quyết định và có ý nghĩa nhiều nhất là sự thay đổi của kiến trúc phần mềm. Có thể kể đến việc chuyển từ cấu trúc Mainframe sang kiến trúc Client-server những năm cuối thập kỉ 80 của thế kỉ 20. Và đến những năm đầu của thập niên 2010 này, chúng ta lại chứng kiến một cuộc cách mạng nữa khi ngành công nghiệp phần mềm đang từng bước chuyển mình sang một kiến trúc mới: Cloud computing – điện toán đám mây. 1.1 Khái niệm 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.” 4 Triển khai Cloud Computing trên nền tảng Microsoft Hình 1.1 Mô hình điện toán đấm mây đối với 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”. Một trong những ý tưởng quan trọng nhất của điện toán đám mây là khả năng mở rộng và công nghệ chủ chốt là công nghệ ảo hóa. Ảo hóa cho phép sử dụng tốt hơn một server bằng cách kết hợp các hệ điều hành và các ứng dụng trên một máy tính chia sẽ đơn lẻ. Ảo hóa cũng cho phép di trú trực tuyến (online migration) để khi một server quá tải một, một instace của hệ điều hành (và các ứng dụng trên đó) có thể di trú đến một server mới, ít tải hơn. 5 Triển khai Cloud Computing trên nền tảng Microsoft 1.2 Các đặc điểm của điện toán đám mây 1.2.1 Tự phục vụ theo nhu cầu (On-demand self-service) Khách hàng có thể tự tăng cường năng lực tính toán, ví dụ như thời gian server hay không gian lưu trữ trên network, một cách hoàn toàn tự động dựa theo nhu cầu mà không cần phải thương lượng với nhà cung cấp dịch vụ. Đặc tính này thường được biết đến với tên gọi Pay-as-you-go. 1.2.2 Truy xuất diện rộng (Broad network access) Khả năng tính toán được cung cấp thông qua network và được truy cập thông qua một cơ cấu chuẩn, mà có thể dung bằng nhiều nền tảng client khác nhau (như mobile phones, laptops, và PDA) 1.2.3 Dùng chung tài nguyên (Resource pooling) Tài nguyên điện toán của nhà cung cấp được dùng chung để phục vụ cho nhiều khách hàng sử dụng một mô hình multi-tenant, với các tài nguyên thực và ảo hóa khác nhau được cấp phát và tái cấp phát một cách động (dynamically) tùy thuộc vào yêu cầu của khác hàng. Không phụ thuộc vị trí … khách hàng về tổng quát không có quyền hay thậm chí là không có hiểu biết về vị trí chính xác của các tài nguyên được cung cấp nhưng có thể xác định vị trí của các tài nguyên cấp cao hơn (ví dụ như nước, bang, datacenter). Các tài nguyên bao gồm không gian lưu trữ, tính toán, bộ nhớ, băng thông mạng và các máy ảo. 1.2.4 Khả năng co giãn (Rapid elasticity) Khả năng co giãn có thể được cung cấp một cách nhanh chóng và co giãn, trong một số trường hơp là tự động, để có thể giãn ra hoặc co vào phụ thuộc vào nhu cầu người dùng. Đối với khách hàng, tài nguyên hiện có được coi như như vô hạn và có thể mua với bất kì số lượng nào vào bất kì thời gian nào. 1.2.5 Điều tiết dịch vụ (Measured Service) Các hệ thống cloud tự động điều khiển và tối ưu hóa tài nguyên sử dụng bằng cách trừu tượng hóa tương ứng với kiểu dịch vụ (lưu trữ, khả năng xử lý, băng thông, và số người 6 Triển khai Cloud Computing trên nền tảng Microsoft dùng active). Tài nguyên sử dụng có thể được giám sát, điều khiển và báo cáo một cách trong suốt cho cả nhà cung cấp và khách hàng của dịch vụ đã dùng. 1.3 Mô hình dịch vụ Có 3 mô hình hình dịch vụ cơ bản mà cloud computing đang được triển khai là Infrastucture as a Service (IssA), Platform as a Service (PaaS) và Software as a Service (SaaS). Hình 1.2 Mô hình dịch vụ 1.3.1 Infrastructure as a Service – IaaS Trong loại dịch vụ này, khách hàng được cung cấp những tài nguyên máy tính cơ bản (như bộ xử lý, dung lượng lưu trữ, các kết nối mạng…). Khách hàng sẽ cài hệ điều hành, triển khai ứng dụng và có thể nối các thành phần như tường lửa và bộ cân bằng tải. Nhà cung cấp dịch vụ sẽ quản lý cơ sở hạ tầng cơ bản bên dưới, khách hàng sẽ phải quản lý hệ điều hành, lưu trữ, các ứng dụng triển khai trên hệ thống, các kết nối giữa các thành phần. 1.3.2 Platform as a Service – PAAS Nhà cung cấp dịch vụ sẽ cung cấp một nền tảng (platform) cho khách hàng. Khách 7 Triển khai Cloud Computing trên nền tảng Microsoft hàng sẽ tự phát triển ứng dụng của mình nhờ các công cụ và môi trường phát triển được cung cấp hoặc cài đặt các ứng dụng sẵn có trên nền platform đó. Khách hàng không cần phải quản lý hoặc kiểm soát các cơ sở hạ tầng bên dưới bao gồm cả mạng, máy chủ, hệ điều hành, lưu trữ, các công cụ, môi trường phát triển ứng dụng nhưng quản lý các ứng dụng mình cài đặt hoặc phát triển. 1.3.3 Software as a Service - SAAS Dịch vụ SaaS cung cấp các ưng dụng hoàn chỉnh như một dịch vụ theo yêu cầu cho nhiều khách hàng với chỉ một phiên bản cài đặt. Khách hàng lựa chọn ứng dụng phù hợp với nhu cầu và sử dụng mà không quan tâm tói hay bỏ công sức quản lý tài nguyên tính toán bên dưới. 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 Office365 của Microsoft hay Google Docs của Google. 1.4 Mô hình triển khai điện toán đám mây 1.4.1 Public Cloud Mô hình đầu tiên được nói đến khi đề cập tới Cloud Computing chính là mô hình Public Cloud. Đây là mô hình mà hạ tầng Cloud Computing được một tổ chức sỡ hữu và cung cấp dịch vụ rộng rãi cho tất cả các khách hàng thông qua hạ tầng mạng Internet hoặc các mạng công cộng diện rộng. Các ứng dụng khác nhau chia sẻ chung tài nguyên tính toán, mạng và lưu trữ. Do vậy, hạ tầng CC được thiết kế để đảm bảo cô lập về dữ liệu giữa các khách hàng và tách biệt về truy cập. 8 Triển khai Cloud Computing trên nền tảng Microsoft Hình 1.3Mô hình triển khai Public Cloud Các dịch vụ Public Cloud hướng tới số lượng khách hàng lớn nên thường có năng lực về hạ tầng cao, đáp ứng nhu cầu tính toán linh hoạt, đem lại chi phí thấp cho khách hàng. Do đó khách hàng của dịch vụ trên Public Cloud sẽ bao gồm tất cả các tầng lớp mà khách hàng cá nhân và doanh nghiệp nhỏ sẽ được lợi thế trong việc dễ dàng tiếp cận các ứng dụng công nghệ cao, chất lượng mà không phải đầu tư ban đầu, chi phí sử dụng thấp, linh hoạt. 1.4.2 Private Cloud Đám mây doanh nghiệp (Private Cloud) là mô hình trong đó hạ tầng đám mây được sở hữu bởi một tổ chức và phục vụ cho người dùng của tổ chức đó. Private Cloud có thể được vận hành bởi một bên thứ ba và hạ tầng đám mây có thể được đặt bên trong hoặc bên ngoài tổ chức sở hữu (tại bên thứ ba kiêm vận hành hoặc thậm chí là một bên thứ tư). 9 Triển khai Cloud Computing trên nền tảng Microsoft Hình 4 Mô hình triển khai private cloud Private Cloud được các tổ chức, doanh nghiệp lớn xây dựng cho mình nhằm khai thác ưu điểm được các tổ chức, doanh nghiệp lớn xây dựng cho mình nhằm khai thác ưu điểm về công nghệ và khả năng quản trị của Cloud Computing. Với Private Cloud, các doanh nghiệp tối ưu được hạ tầng IT của mình, nâng cao hiệu quả sử dụng, quản lý trong cấp phát và thu hồi tài nguyên, qua đó giảm thời gian đưa sản phẩm sản xuất, kinh doanh ra thị trường. 1.4.3 Community Cloud Đám mây chung (Community Cloud) là mô hình trong đó hạ tầng đám mây được chia sẻ bởi một số tổ chức cho cộng đồng người dùng trong các tổ chức đó. Các tổ chức này do đặc thù không tiếp cận với các dịch vụ Public Cloud và chia sẻ chung một hạ tầng Cloud Computing để nâng cao hiệu quả đầu tư và sử dụng. 10 [...]... thống cloud computing trên nền tảng Microsoft Hình 3.1 Mô hình hệ thống Mô hình trên gồm 2 Server vật lý HOST1 và HOST2 Trên HOST1 ta tạo các máy ảo DC, SCVMM, SCOrch, WAP, SFP, SCOM, DPM Vì đây là báo cáo môn học nên tôi không đi qua chi tiết từng bước triển khai, mà chỉ đi vào các bước chính triển khai một hệ thống cloud trên nền tảng của Microsoft và kết quả đạt được 3.1.1 Quy hoạch địa chỉ IP Trên. .. khai Cloud Computing trên nền tảng Microsoft 1.4.4 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) ... đặt và quản trị trên tài nguyên đã cấp phát 29 Kết luận CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN 4.1 Kết quả đạt được Sau khi tìm hiểu một cách khái quát về điện toán đám mây và triển khai một hệ thống điện toán đám mây trên nền tảng Microsoft em đã có được hiểu biết cụ thể về dịch vụ điện toán đám mây Bài tiêu luận đã giải quyết được những mục tiêu sau: - Xây dựng một hệ thống điện toán đám mây trên nền tảng Microsoft Cung... dụng có tính tạm thời có thể triển khai trên Public Cloud bởi vì nó giúp tránh việc phải mua thêm thiết bị 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 11 Triển khai Cloud Computing trên nền tảng Microsoft 1.5 Kiến trúc điện toán đám... - DBAS) Xây dựng hệ thống Cloud Computing có tính sẵn sàng cao 4.2 Hạn chế - Vì thời gian hạn chế nên chưa thể xây dựng được hệ thống thanh toán và tự động khởi tạo tài nguyên khi người sử dụng đã thanh toán 4.3 Hướng phát triển - Xây dựng thêm chức năng Billing, hệ thống tự động khởi tạo tài nguyên và gửi - mail thông báo khi người sử dụng thanh toán Tăng cường bảo mật cho hệ thống Cloud computing, ... đi vào công nghệ ảo hóa, nền tảng để xây dựng điện toán đám mây 13 Công nghệ ảo hóa CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ ẢO HÓA 2.1 Ảo hóa là gì? Ảo hóa là một thiết kế nền tảng kỷ thuật cho tất cả các kiến trúc điện toán đám mây Điện toán đám mây đề cập chủ yếu đến nền tảng ảo hóa Ảo hóa là công nghệ được thiết kế để tạo ra tầng trung gian giữa hệ thống phần cứng máy tính và phần mềm chạy trên nó Ảo hóa cho người dùng... Triển khai Cloud Computing trên nền tảng Microsoft Cloud Runtime: Là dịch vụ phát triển phần mềm ứng dụng và quản lý các yêu cầu phần cứng, nhu cầu phần mềm Ví dụ nền dịch vụ như khung ứng dụng Web, web hosting… Dịch vụ: Dịch vụ đám mây là một phần độc lập có thể kết hợp với các dịch vụ khác để thực hiện tương tác, kết hợp giữa các máy tính với nhau để thực thi chương trình ứng dụng theo yêu cầu trên mạng... một công nghệ dựa trên Hypervisor và một đặc tính then chốt của Windows Server 2008 Công nghệ này đem tới một nền tảng ảo hóa có khả năng mở rộng, tinh cậy và tính sẵn sàng cao 20 Công nghệ ảo hóa Với Hyper-V, Microsoft cung cấp một nền tảng ảo hóa mạnh và linh hoạt, có thể đáp ứng nhu cầu ảo hóa mọi cấp độ cho môi trường doanh nghiệp Với kiến trúc hoạt động mới của Hyper-V giúp xây dựng hệ thống Server... 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. .. thống thì rất khó khăn để có thể làm được Tuy nhiên nếu triển khai mô hệ thống cloud theo mô hình IAAS của Microsoft thì người dùng 28 Mô hình triển khai hoàn toàn có thể làm được việc đó Người dùng hoàn toàn có thể quản lý được tài nguyên của họ, vào triển khai hạ tầng theo ý muốn Hình 3.6 Mô hình xử lý khi trên cloud Ở mô hình trên đầu tiên người sử dụng yêu cầu tài nguyên Ví dụ 100 GB Ram, 1Tb HDD… nhà . hướng phát triển đó chính là mục tiêu của đề tài Xây dựng Cloud Computing trên nền tảng Microsoft . 3 Triển khai Cloud Computing trên nền tảng Microsoft CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Lịch. vụ Public Cloud và chia sẻ chung một hạ tầng Cloud Computing để nâng cao hiệu quả đầu tư và sử dụng. 10 Triển khai Cloud Computing trên nền tảng Microsoft 1.4.4 Hybrid Cloud Hybrid Cloud là sự. một bên thứ tư). 9 Triển khai Cloud Computing trên nền tảng Microsoft Hình 4 Mô hình triển khai private cloud Private Cloud được các tổ chức, doanh nghiệp lớn xây dựng cho mình nhằm khai thác