Phương pháp nghiên cứu khoa học CLOUD COMPUTING

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ THƠNG TIN CAO HỌC KHĨA  BÁO CÁO Môn học: Phương pháp nghiên cứu khoa học Đề tài: CLOUD COMPUTING Sinh viên: Lê Duy Lớp: CHK07 MSHV: CH1201021 GV hướng dẫn: GS.TSKH Hoàng Văn Kiếm Tp Hồ Chí Minh, 20/4/2013 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy Hoàng Kiếm đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu môn Phương pháp luận sáng tạo và khoa học để em có thể hoàn thành đề tài này Em cũng xin cám ơn các thầy cô trường Đại học công nghệ thông tin đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em thời gian qua Xin cảm ơn các bạn đã động viên và giúp đỡ hoàn thành đề tài này TpHCM, ngày 20 tháng năm 2013 Lớp CHK07 Sinh viên thực Lê Duy Mục lục I Đặt vấn đề Mỗi doanh nghiệp làm business bao giờ cũng cần xây dựng một hệ thống thông tin cho riêng mình, thông thường bao gồm các hệ thống: web pages, payroll, email management, customer relation management… Để thiết kế và trì hệ thống này, các doanh nghiệp phải chi một số tiền không nhỏ, đó là các loại chi phí chi phí cho phần cứng, phần mềm, quản trị viên, đầu tư sửa chữa, và nhất là tiền lương trả cho DBAs Ngoài họ còn phải tính đến khả mở rộng, nâng cấp thiết bị, bảo mật dữ liệu, khó khăn của họ là không biết được liệu công nghệ mà mình sử dụng có bị lỗi thời hay quá dư thừa hay không và sẵn sàng cập nhật cần thiết Đối với các doanh nghiệp nhỏ thì là một khoảng đầu tư đáng kể Có một cách tiếp cận khác là thay vì tự xây Cloud Computing Trang dựng một hệ thống thế cho riêng mình thì việc outsource bằng cách thuê lại của đơn vị khác để giảm chi phí build và management Khi mà Internet bandwidth hiện không còn là vấn đề nữa thì các tổ chức lớn MS, IBM, Google, Yahoo,… nhận thấy tiềm to lớn này liền bắt tay xây dựng một hệ thống có thể cung cấp cho khách hàng tất cả các dịch vụ thông qua các web service Bắt nguồn từ đó khái niệm “cloud computing” đời Thuật ngữ “cloud computing” đời không phải để nói về một trào lưu mới, mà để khái quát lại hướng của sở hạ tầng thông tin vốn đã và diễn từ mấy năm qua II Định nghĩa Điện toán đám mây (cloud computing) là điện toán dựa sở Internet, nhờ đó mà các servers được chia sẻ cung cấp các tài nguyên, phần mềm, và dữ liệu đến các máy tính và các thiết bị khác theo yêu cầu Quan niệm này có thể được diễn giải sau: các nguồn điện toán khổng lồ phần mềm, dịch vụ… sẽ nằm tại các máy chủ ảo (đám mây) Internet thay vì máy tính gia đình và văn phòng (trên mặt đất) để mọi người kết nối và sử dụng họ cần Một cách đơn giản, điện toán đám mây là việc ảo hóa các tài nguyên tính toán và các ứng dụng Thay vì việc ta sử dụng một hoặc nhiều máy chủ thật thì ta sử dụng các tài nguyên được ảo hóa thông qua môi trường Internet Bản thân từ đám mây (cloud) là một từ ẩn dụ cho Internet Hình - Minh họa về cloud computing III Giải pháp xây một hệ thống thể cấp tất cả các loại dịch vụ Cloud Computing Khi dựng có cung cho khách hàng Trang thông qua các web service đã nêu ở phần đặt vấn đề, ta sẽ có một số vấn đề cần lưu ý: Cần phải lưu trữ một khối lượng dữ liệu rất lớn Dữ liệu đa định dạng, phân tán đòi hỏi nhà cung cấp hệ thống phải đáp ứng được các tài nguyên, phần mềm có thể xử lý chúng • Cần phải có một hệ thống tính toán đủ mạnh để có thể xử lý hàng ngàn ứng dụng(phép toán) cùng lúc cho lượng dữ liệu khổng lồ • Ngoài để quản lý hệ thống sở dữ liệu khổng lồ này cần có cách lưu, trữ, truy nhập hiệu quả mà các hệ thống quản lý sở dữ liệu(Database Management System) thông thường không thể giải quyết được • • Cloud computing đời có thể giải quyết các vấn đề trên: Vấn đề lưu trữ dữ liệu: Dữ liệu được lưu trữ ở các trung tâm dữ liệu(Data Center) khổng lồ Mỗi một công ty lớn MS, Google có hàng chục trung tâm dữ liệu vậy nằm rải rác khắp nước Mỹ và các nơi thế giới • Vấn đề về sức mạnh tính toán: Có giải pháp chính: - Sử dụng các siêu máy tính (supercomputer) để xử lý tính toán, có thể mua các siêu máy tính này từ Gray, Sun, Teradata… - Sử dụng các hệ thống tính toán song song, phân tán • Cách thứ là cách rẻ tiền nên thường được ưa chuộng Tuy nhiên, cách này yêu cầu có một cách phân chia công việc, lên kế hoạch, và quản lý một cách hợp lý Một số mô hình tính toán song song được phát triển MapReduce của Google, Hadoop của Yahoo… Vấn đề cung cấp tài nguyên, phần mềm: Cung cấp các dịch vụ IaaS (Infrastructure as a service), PaaS (Platform as a service), SaaS (Software as a serive) • Cloud Computing Trang Hình - Các dịch vụ • - Vấn đề quản lý hệ thống sở dữ liệu: Các tổ chức lớn đều có các hệ thống phục vụ cho việc xử lý tính toán MS chuẩn bị cho đời hệ thống gọi là CloudDB và hệ điều hành tên là Windows Cloud OS IBM có cloud Computing nền Linux và AIX, gọi là blue cloud, lại bị giới hạn bởi phạm vi địa lý và computing resource Google có Application cloud, chạy được mỗi python Application, không có database và không cài them được Application Sun và HP cũng có cloud computing offering còn giai đoạn thử nghiệm bởi tính ứng dụng còn ở dạng tiềm IV Mô hình Cloud Computing Theo định nghĩa, các nguồn điện toán khổng lồ phần mềm, dịch vụ… sẽ nằm tại các máy chủ ảo(đám mây) thay vì các máy tính gia đình và văn phòng để họ kết nối và sử dụng cần Cloud Computing Trang Hình - Mô hình tổng quan cloud computing Hiện nay, các nhà cung cấp đưa nhiều dịch vụ của cloud computing theo nhiều hướng khác nhau, đưa các chuẩn riêng cũng cách thức hoạt động khác Do đó, việc tích hợp các cloud để giải quyết một bài toán của khách hàng vẫn còn là một vấn đề khó khăn Chính vì vậy, các nhà cung cấp dịch vụ có xu hướng tích hợp các cloud lại với thành “sky computing”, đưa các chuẩn chung để giải quyết các bài toán lớn của khách hàng V Các nhánh của cloud computing Dịch vụ hạ tầng (IaaS - Infrastructure as a service) Cung cấp cho người dùng hạ tầng thô(thường là dưới hình thức các máy ảo) là một dịch vụ Những kiến trúc ảo xếp chồng là một ví dụ của xu hướng mọi thứ là dịch vụ và có cùng những điểm chung Hơn hẳn một máy chủ cho thuê, không gian lưu trữ tập trung Cloud Computing Trang hay thiết bị mạng, máy trạm thay vì đầu tư mua thì có thể thuê đầy đủ dịch vụ bên ngoài Những dịch vụ này thông thường được tính chi phí sở tính toán chức và lượng tài nguyên sử dụng(và từ đó chi phí) sẽ phản ánh được mức độ của hoạt động Đây là một sự phát triển của những giải pháp lưu trữ web và máy chủ cá nhân ảo Những đặc trưng tiêu biểu: - Cung cấp tài nguyên là dịch vụ: bao gồm cả máy chủ, thiết bị mạng, bộ nhớ, CPU, không gian đĩa cứng, trang thiết bị trung tâm dữ liệu Khả mở rộng linh hoạt Chi phí thay đổi tùy theo thực tế Nhiều người thuê có thể cùng dùng chung một tài nguyên Cấp độ doanh nghiệp: đem lại lợi ích cho công ty bởi một nguồn tài nguyên tính toán tổng hợp Dịch vụ nền tảng (PaaS – Platform as a service) Cung cấp API cho phát triển ứng dụng một nền tảng trừu tượng 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 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 Internet mà không cần bất kỳ 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 quy trình thiết kế ứng dụng, phát triển, kiểm thử, triển khai và lưu trữ ứng dụng có giá trị là dịch vụ ứng dụng cộng tác nhóm, sắp xếp và tích hợp dịch vụ Web, sở dữ liệu, bảo mật, khả 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 là một giải pháp tích hợp nền Web Đây biến thể SaaS mơ hình cloud computing mang đến môi trường phát triển dịch vụ: bạn xây dựng ứng dụng chạy sở hạ tầng nhà cung cấp phân phối tới người dùng qua máy chủ nhà cung cấp Bạn khơng hồn tồn tự bị ràng buộc thiết kế và công nghệ Một số ví dụ điển hình PaaS Force.com Salesforce.com, Google App Engine, Yahoo Pipes… Cloud Computing Trang Những đặc trưng tiêu biểu: - Phục vụ cho việc phát triển, kiểm thử, triển khai và vận hành ứng dụng giống là môi trường phát triển tích hợp Các công cụ khởi tạo với giao diện nền Web Kiến trúc đồng nhất Tích hợp dịch vụ Web và sở dữ liệu Hỗ trợ cộng tác nhóm phát triển Công cụ hỗ trợ tiện ích Thuận lợi và khó khăn của dịch vụ nền tảng: - - Thuận lợi: Dịch vụ nền tảng (PaaS) ở thời kỳ đầu và được ưu chuộng ở những tính vốn được ưu thích bởi dịch vụ phần mềm, bên cạnh đó có tích hợp các yếu tố về nền tảng hệ thống Ưu điểm những dự án tập hợp những công việc nhóm có sự phân tán về địa lý Khả tích hợp nhiều nguồn của dịch vụ Web Giảm chi phí ngoài lề tích hợp các dịch vụ về bảo mật, khả mở rộng, kiểm soát lỗi… Giảm chi phí trừu tượng hóa công việc lập trình ở mức cao để tạo dịch vụ, giao diện người dùng và các yếu tố ứng dụng khác Mong đợi ở người dùng có kiến thức có thể tiếp tục hoàn thiện và hỗ trợ tương tác với nhiều người để xác định mức độ khó khăn của vấn đề chúng ta gặp phải Hướng việc sử dụng công nghệ để đạt được mục đích tạo điều kiện dễ dàng cho việc phát triển ứng dụng đa người dùng cho những người không chỉ nhóm lập trình mà có thể kết hợp nhiều nhóm cùng làm việc Khó khăn: Ràng buộc bởi nhà cung cấp: giới hạn phụ thuộc vào dịch vụ của nhà cung cấp Giới hạn phát triển: Độ phức tạp khiến nó không phù hợp với yêu cầu phát triển nhanh vì những tính phức tạp thực hiện nền tảng Web Dịch vụ phần mềm (SaaS – Software as a service) Cung cấp dịch vụ phần mềm thực thi từ xa Cloud Computing Trang Dịch vụ phần mềm (SaaS) là một mô hình triển khai ứng dụng mà ở đó người cung cấp cho phép người sử dụng dịch vụ theo yêu cầu Những nhà cung cấp SaaS có thể lưu trữ ứng dụng máy chủ của họ hoặc tải ứng dụng xuống thiết bị khách hàng, vô hiệu hóa nó sau kết thúc thời hạn Các chức theo yêu cầu có thể được kiểm soát bên để chia sẻ bản quyền của một nhà cung cấp ứng dụng thứ ba Với loại cloud computing này, phần mềm phân phối qua trình duyệt tới hàng nghìn khách hàng Về phía người sử dụng, SaaS đồng nghĩa với việc họ không cần đầu tư tiền bạc cho máy chủ quyền phần mềm Cịn nhà cung cấp, ví dụ Salesforce.com, họ phải trì ứng dụng chung cho nhiều đơn vị phí rẻ so với kiểu hosting truyền thống Những đặc trưng tiêu biểu: - - Phần mềm sẵn có đòi hỏi việc truy xuất, quản lý qua mạng Quản lý các hoạt động từ một vị trí tập trung là tại mỗi nơi của khách hàng, cho phép khách hàng truy xuất từ xa thôngqua Web Cung cấp ứng dụng thông thường gần gũi với mô hình ánh xạ từ một đến nhiều là mô hình 1:1 bao gồm cả các đặc trưng kiến trúc, giá cả và quản lý Những tính tập trung nâng cấp, giải phóng người dùng khỏi việc tải các bản vá lỗi và cập nhật Thường xuyên tích hợp những phần mềm giao tiếp mạng diện rộng Điện toán theo yêu cầu (Utility computing) Hình thức kinh doanh xuất từ lâu thổi luồng gió từ Amazon.com, Sun, IBM số công ty cung cấp kho lưu máy chủ ảo theo nhu cầu khác Hiện đa số doanh nghiệp coi utility computing giải pháp bổ sung, phục vụ công việc khơng mang tính trọng tâm Nhưng lâu dài thay phần trung tâm sở liệu Dịch vụ Web (Web service) Liên quan mật thiết đến SaaS, web service cung cấp giao diện lập trình ứng dụng (API - Application Programming Interface), API Google Maps, qua Internet để chuyên gia phát triển phần mềm khai thác tính Cloud Computing Trang Dịch vụ quản lý (MSP – Managed service provider) MSP - hình thức cloud computing lâu đời - ứng dụng chủ yếu dành cho giới chuyên môn người dùng đầu cuối, chẳng hạn dịch vụ quét virus cho e-mail hay chương trình quản lý desktop Một số nhà cung cấp tiếng SecureWorks, IBM, Verizon Everdream Điện toán tích hợp (Internet intergration) Quá trình kết hợp "đám mây" xuất Internet giai đoạn đầu Nhà cung cấp SaaS Workday gần sáp nhập vào công ty khác lĩnh vực CapeClear Mục tiêu họ giống hãng Grand Central trở thành cổng kết nối cloud nhằm mang đến giải pháp tích hợp cho khách hàng Với mơ hình cuối này, điện tốn cloud computing sau mô tả sky computing: Internet giống bầu trời chứa nhiều đám mây dịch vụ riêng lẻ cho khách hàng dễ dàng kết nối VI Đặc điểm của Cloud Computing Nhanh chóng cải thiện với người dùng có khả sẵn các tài nguyên sở hạ tầng công nghệ một cách nhanh chóng và ít tốn kém Chi phí được giảm đáng kể và chi phí vốn đầu tư được chuyển sang hoạt động chi tiêu Điều này làm giảm rào cản cho việc tiếp nhận, chẳng hạn sở hạ tầng được cung cấp bởi đối tác thứ và không cần phải mua để dùng cho các tác vụ tính toán được thực hiện lần hay chuyên sâu mà không thường xuyên Việc định giá dựa sở tính toán theo nhu cầu thì tốt đối với những tùy chọn dựa việc sử dụng và các kỹ IT được đòi hỏi tối thiểu(hay không được đòi hỏi) cho việc thực thi Sự độc lập giữa thiết bị và vị trí làm cho người dùng có thể truy cập hệ thống bằng cách sử dụng trình duyệt web mà không quan tâm đến vị trí của họ hay thiết bị nào mà họ dùng, ví dụ PC, mobile Vì sở hạ tầng off-side(được cung cấp bởi đối tác thứ 3) và được truy cập thông qua Internet, đó người dùng có thể kết nối từ bất kỳ nơi nào Việc cho thuê nhiều để có thể chia sẻ tài nguyên và chi phí giữa một pham vi lớn người dùng, cho phép: Cloud Computing Trang 10 12 Đẳng Thay đổi điều kiện làm việc cho nâng lên hạ xuống VD : dầu động ô tô công nhân thay hố gầm để tránh sử dụng dụng cụ nâng bốc đắt tiền 13 Đảo ngược a Thay cho hành động điều khiển chi tiết kĩ thuật toán, áp dụng hành động ngược lại b Làm cho phần chuyển động vật thể hoặt mơi trường bên ngồi vật thể trở nên bất động phần bất động trở thành chuyển động c Lật úp vật thể VD : mài vật thể di chuyển vật mài không di chuyển bàn chải bàn chải đỡ bị mòn 14 Làm tròn a Thay vật thể thẳng bề mặt phẳng thành mặt cong ; thay thể hình lập phương thành hình cầu b Sử dụng lăn, vật hình xoắn ốc c Thay chuyển động thẳng chuyển động quay ; tận dụng lực li tâm VD : máy tính sử dụng chuột có cấu trúc trịn thành chuyển động hai chiều hình 15 Năng động a Tạo vật thể môi trường tự động điều chỉnh tới chế độ tối ưu trạng thái hoạt động b Chia vật thể thành phần nhỏ mà thay đổi vị trí tương Cloud Computing Trang 18 c Nếu vật thể bất động làm cho chuyển động trao đổi VD : - đèn chớp với cổ ngỗng linh động thân bóng đèn - mạch máu thể người có hình ống Để giảm cặn mạch máu khơng tải, nửa mạch máu có dạng ống mở 16 Hành động phần mức Nếu khó đạt 100% hiệu mong muốn cố đạt đến đơn giản VD : - ống xi lanh sơn cách bơm sơn, bơm nhiều sơn Lượng sơn thừa lấy cách quay nhanh ống xi lanh - để lấy hết bột kim loại khỏi thùng, người đóng đai có cai phễu đặc biệt bơm để cung cấp áp suất cố định bên thùng 17 Chuyển động tới chiều a Loại bỏ toán cách dịch chuyển vật thể chuyển động hai chiều (tức dọc theo mặt phẳng) b Dùng tổ hợp chồng chập đa lớp thay cho đơn lớp c Làm nghiêng vật thể quay lên cạnh n VD : nhà kính có gương cầu lõm phía bắc ngơi nhà để cải thiện ánh sáng phía thơng qua phản xạ ánh sáng ban ngày 18 Rung động học a Đặt vật thể vào rung động b Nếu rung động tăng tần số, chí đến tận tần số sóng siêu âm c Sử dụng tần số cộng hưởng Cloud Computing Trang 19 d Thay áp rung cho rung học e Dùng rung động siêu âm với từ trường VD : - bỏ khuôn đúc khỏi vật thể mà không hại đến bề mặt vật thể, cưa tay thông thường thay dao rung động - rung khuôn đúc đổ vật liệu vào để giúp dòng chảy vật liệu tính chất cấu trúc 19 Hành động tuần hồn a Thay hành động liên tục thành hành động tuần hoàn (xung) b Nếu hành động tuần hồn thay đổi tần số c Sử dụng xung xung lực để cung cấp hành động bổ xung VD : - tác động mở ốc nên dùng xung lực lực liên tục - đèn báo nháy sáng có tác dụng thu hút ý đèn phát sáng liên tục 20 Liên tục hóa hành động hiểu a Thực hành động liên tục (khơng nghỉ) tất phần vật thể hoạt động hết công suất b Loại bỏ hành động không hiệu trung gian VD : khoan có cạnh để cắt cho phép cắt theo chiều tới lui 21 Dồn đột ngột Thực hành thao tác có hại mạo hiểm với tốc độ thật nhanh VD : máy cắt ống kim loại mỏng tránh cho ống khơng bị biến dạng q trình cắt cắt với tốc độ nhanh Cloud Computing Trang 20 22 Chuyển thiệt thành lợi a Sử dụng yếu tố có hại tác động mơi trường để thu hiệu tích cực b Loại bỏ yếu tố có hại việc kết hợp với yếu tố có hại khác c Tăng tác động có hại đến tự triệt tiêu tính có hại VD : - cát sỏi đơng cứng vận chuyển qua thời tiết lạnh Nếu lạnh (dùng ni tơ lỏng) làm cho nước đá trở nên giòn, cho phép rót - nung nóng chảy kim loại lị cao tần, có phần ngồi trở nên nóng Hiệu ứng dùng để nung nóng bề mặt 23 Thông tin phản hồi a Mở đầu thơng tin phản hồi b Nếu có thơng tin phản hồi đảo ngược VD : - áp suất nước từ giếng trì việc đo áp suất bật bơm áp suất thấp - Nước đá nước đo cách tách biệt cần kết hợp để tính tổng khối lượng riêng Vì nước đá khó pha chế cách xác, đo trước Khối lượng đổ vào dụng cụ điều khiển nước, để pha chế với liều lượng cần thiết 24 Môi giới a Dùng vật thể trung gian để truyền hay thực hành động b Tạm thời nối vật thể với vật thể khác mà dễ dàng tháo bỏ VD : để làm giảm lượng mát đặt dòng điện vào kim loại nóng chảy, người ta dùng điện cực làm nguội kim loại nóng chảy trung gian có nhiệt độ nóng chảy thấp Cloud Computing Trang 21 25 Tự phục vụ a Làm cho vật thể tự phục vụ thực thao tác bổ sung sửa chữa b Tận dụng vật liệu lượng bỏ VD : - để tránh cho đường ống phân bố vật liệu mài mòn, bề mặt ống phủ loại vật liệu trống ăn mòn - súng hàn điện, tròn đưa lên dụng cụ đặc biệt Để đơn giản hệ thống đưa lên cuộn dây có dịng điện cấp cho mũi hành chạy qua 26 Sao chụp a Dùng đơn giản rẻ tiền thay cho vật thể phức tạp, đắt tiền, dễ vỡ hay bất tiện b Thay vật thể hình ảnh nó, dùng thước để tăng giảm kích thước c Nếu quang học dùng, thay chúng hồng ngoại tử ngoại VD : chiều cao chiều dài vật thể xác định cách đo bóng chúng 27 Vật thể rẻ tiền, tuổi thọ ngắn thay cho vật thể đắt tiền, tuổi thọ dài Thay vật thể đắt tiền nhiều vật thể rẻ tiền có ưu điểm (ví dụ tuổi thọ đi) VD : giấy vệ sinh dùng lần 28 Thay hệ học Cloud Computing Trang 22 a Thay hệ học hệ quang, âm khứu giác (mùi) b Dùng điện, từ, điện từ trường để tương tác với vật thể c Thay trường - Trường tĩnh trường động - Trường cố định trường thay đổi theo thời gian - Trường ngẫu nhiên trường cấu trúc - Dùng trường kết hợp với hạt sắt từ VD : để tăng liên kết lớp sơn kim loại vật liệu dẻo nóng, trình thực bên trường điện từ, trường tạo lực tác động lên kim loại 29 Xây dựng khí, thủy lực học Thay phần cứng rắn vật thể khí chất lỏng Các phần dùng khơng khí nước để phồng lên, dùng đệm hay đệm thủy tĩnh VD : - để tăng cặn hóa cơng nghiệp, ống hình xốy ốc với vịi dùng Khi luồng khơng khí qua vịi, ống tạo tường kiểu khí, làm giảm vật cản - để vận chuyển đồ dễ vỡ người ta dùng phong bì bọt khí vật liệu bọt 30 Màng linh động màng mỏng a Thay cấu trúc truyền thống cấu trúc làm từ màng linh động màng mỏng b Cô lập vật thể khỏi môi trường xung quanh cách sử dụng màng linh động màng mỏng VD : để tránh nước bốc bay khỏi cây, người ta tưới lớp nhựa tổng hợp Sau thời gian lớp nhựa cứng lại phát triển tốt màng nhựa cho phép ô xi lưu thông qua tôt nước Cloud Computing Trang 23 31 Dùng vật liệu xốp a Dùng vật thể xốp yếu tố xốp (chèn, phủ, …) b Nếu vật thể xốp làm đầy lỗ chân lông trước vài chất liệu VD : để tránh bơm chất lỏng làm nguội vào máy số phận máy nhét đầy vật liệu xốp thấm hết chất lỏng Hơi làm nguội máy làm việc làm cho máy nguội đồng thời hạn ngắn 32 Đổi màu a Đổi màu vật thể thứ quanh b Đổi độ suốt vật thể q trình mà khó có quan sát c Dùng bổ sung màu để quan sát vật thể q trình khó quan sát d Nếu dùng bổ sung màu dùng yếu tố khác để theo dõi VD : - miếng gạc suốt cho phép theo dõi vết thương mà không cần tháo - chắn nước để bảo vệ công nhân máy cán thép khỏi bị bỏng cung khơng cản trở việc quan sát thép nóng chảy Người ta làm cho nước có màu để tạo hiệu ứng lọc (để giảm bớp cường độ ánh sáng) giữ tính suốt nước 33 Tính đồng Làm vật thể tương tác với vật thể loại vật liệu vật liệu gần với vật thể VD : bề mặt máng chuyển vật thể cứng làm loại vật liệu với vật thể chạy cho phép phục hồi liên tục bề mặt máng Cloud Computing Trang 24 34 Những phần loại bỏ tái sinh a Một yếu tố vật thể sau hoàn thành chức trở nên vơ dụng loại bỏ thay đổi (vứt bỏ, phân hủy, làm bay hơi, …) b Loại bỏ phần vật thể không tác dụng VD : - ca tút viên đạn lấy sau súng bắn - Phần thân tên lửa tách sau làm hết chức 35 Chuyển pha lí hóa vật thể Thay đổi trạng thái kết tập, phân bố mật độ, độ linh động, nhiệt độ vật thể VD : hệ có vật liệu dễ vỡ, bề mặt vẵn xốy trơn ốc tạo thành từ vật liệu dẻo với hai lò xo xốy ốc Để điều khiển q trình, bước đinh ốc thay đổi từ xa 36 Chuyển pha Ứng dụng hiệu ứng trình chuyển pha vật liệu Ví dụ thay đổi thể tích, bậc tự hay hấp thụ nhiệt VD : ứng dụng tủ lạnh để hạ nhiệt độ xuống thấp 37 Giãn nở nhiệt a Dùng vậtt liệu co giãn theo nhiệt độ b Sử dụng vật liệu khác với hệ số giãn nở nhiệt khác VD : để điều khiển đóng mở cửa sổ nhà kính, gồm hai kim loại nối với cửa sổ Khi nhiệt độ thay đổi làm cho cong lên cong xuống làm cho cửa sổ đóng mở Cloud Computing Trang 25 38 Sử dụng chất xi hóa mạnh a Thay khơng khí thường mơi trường nhiều khơng khí b Thay mơi trường giàu khơng khí xi c Xử lí vật thể mơi trường giàu khơng khí xi phóng xạ ion hóa d Sử dụng xi ion hóa VD : để thu nhiều nhiệt từ lửa, ô xi cung cấp thay cho khơng khí thường 39 Mơi trường khí trơ a Thay mơi trường thường mơi trường khí trơ b Thực q trình chân khơng VD : để tránh khỏi bắt lửa kho hàng, người ta dùng khí trơ vận chuyển tới khu tập kết 40 Vật liệu composite Thay vật liệu đồng vật liệu composite VD : cánh máy bay làm vật liệu composite cho khỏe nhẹ X Tính sáng tạo cloud computing Cloud computing là một gợi ý cho tương lai, là thời điểm chúng ta không tính toán các máy tính cục bộ mà thực hiện tính toán các tiện ích tập trung được điều hành bởi thành phần thứ ba Ta có thể nhận thấy một số các nguyên tắc ứng dụng của công nghệ cloud computing sau: Cloud Computing Trang 26 Nguyên tắc linh động Cloud computing là một mẫu tính toán phân bố quy mô lớn được quan tâm bởi khả mở rộng mang tính kinh tế, đó một khối các dịch vụ, nền, bộ nhớ và sức mạnh tính toán được quản lý linh động, ảo hóa, trừu tượng và được phân phối theo nhu cầu đến người sử dụng bên ngoài toàn Internet Theo phát biểu ở trên, cloud computing là một mẫu tính toán phân bố đặc biệt Nó khác với hệ phân bố truyền thống ở chỗ: khả mở rộng vô cùng lớn, có thể được gói gọn là một thực thể trừu tượng để phân phối các cấp độ dịch vụ khác đến người sử dụng bên ngoài, nó có khả mở rộng mang tính kinh tế, các dịch vụ có thể có được cấu hình động và phân phối theo nhu cầu Mô hình thương mại truyền thống các phần mềm trước là các hình thức tính phí theo một máy tính Trong Cloud mô hình toán phí linh hoạt nhiều, người khách hàng chỉ cần trả theo nhu cầu sử dụng các loại phí sinh hoạt hàng ngày mà họ phải trả: điện, nước, ga… Ngoài ra, cloud còn hỗ trợ khả mở rộng hệ thống mang tính kinh tế, tức là người sử dụng có thể triển khai với hệ thống ngày một lớn với chi phí phù hợp Các tiềm hiện có là các trung tâm dữ liệu lớn của các tập đoàn Amazon, IBM, Sun, Google,… Người dùng tương lai chỉ cần một thẻ tín dụng đã có thể truy cập theo nhu cầu đến hàng 100.000 bộ xử lý ngang qua hàng chục trung tâm dữ liệu trải khắp thế giới Nguyên tắc phẩm chất cục bộ Các tổ chức, các viện nghiên cứu và các ngành công nghiệp hàng đầu nhanh chóng tiếp cận cloud computing để giải quyết bài toán nhu cầu tính toán và lưu trữ ngày một tăng cao kỷ nguyên Internet Làn sóng cloud computing nổi lên từ các đặc điểm: - - Chi phí phần cứng giảm nhanh chóng, khả tính toán và lưu trữ ngày một tăng, sự xuất hiện của kiến trúc đa nhân (multi-core) và các siêu máy tính lên đến hàng trăm ngàn nhân Dữ liệu nghiên cứu khoa học tăng lên theo lũy thừa và Internet đã trở nên quá thông dụng Sự chấp nhận rộng rãi tính toán dịch vụ và ứng dụng Web 2.0 Nguyên tắc phân nhỏ và nguyên tắc kết hợp Cloud hướng đến các cấp độ khác của dịch vụ nhằm đáp ứng tối đa nhu cầu người sử dụng Do đó, nhìn tổng thể ta thấy kiến trúc của cloud nhằm hướng đến mô Cloud Computing Trang 27 hình dịch vụ sau: Software as a service – SaaS, Infrastructure as a service – IaaS, Platform as a service – PaaS Tuy nhiên người dùng có thể yêu cầu đan xen hay tổng hợp các loại hình dịch vụ này Infrastructure as a service: Mô hình này cho phép cung cấp phần cứng, phần mềm và thiết bị với hình thức chi trả dựa tài nguyên sử dụng Cơ sở hạ tầng (Infrastructure) có thể mở rộng hay thu nhỏ một cách linh hoạt tùy theo nhu cầu Các ví dụ tiêu biểu là Amazon EC2 (Elastic Cloud Computing), S3 (Simple Storage Service) Platform as a service: Đưa môi trường tích hợp cấp cao để xây dựng, kiểm tra, và triển khai các ứng dụng tùy ý Một cách tổng quát các nhà phát triển ứng dụng sẽ phải chấp nhận một số hạn chế các kiểu phần mềm mà họ có thể viết đổi lại tính mở rộng gắn liền với ứng dụng Ví dụ điển hình là Google App Engine Software as a service: Hướng tới việc phân phối phần mềm với yêu cầu cụ thể, mô hình này người sử dụng có thể truy cập từ xa thông qua Internet và chi trả theo mức độ sử dụng SalesForce là một những nhà tiên phong cung cấp mô hình dịch vụ này Ngoài còn có Live Mesh của Microsoft cũng cho phép chia sẽ tập tin, thư mục đồng thời qua nhiều thiết bị Nguyên tắc tự phục vụ Ảo hóa (Virtulization) là một công nghệ được khai thác mạnh mẽ hầu hết các cloud Các cloud đòi hỏi chạy nhiều ứng dụng người dùng và tất cả các ứng dụng này phải được thực hiện một cách đồng thời đối với người sử dụng Bên cạnh đó mỗi người dùng có cảm giác là họ đại sở hữa tài nguyên sẵn có Công nghệ ảo hóa cung cấp mức trừu tượng thiết yếu cho việc hợp nhất tài nguyên nhằm đạt được mục tiêu này Đồng thời ảo hóa còn cho phép mỗi ứng dụng có thể được đóng gói để có thể cấu hình, triển khai, bắt đầu, di chuyển, tạm dừng, tiếp tục, dừng hẳn… và vì vậy cung cấp tính độc lập, khả quản lý, bảo mật tốt Một thách thức khác mà công nghệ ảo hóa mang lại cho cloud đó là việc giám sát tài nguyên Vấn đề giám sát tài nguyên cloud chưa được tổ chức trực tiếp Khả giám sát tài nguyên của cloud gặp nhiều thách thức mục tiêu đề của nó về việc cân bằng quá trình giám sát các ứng dụng thương mại, quản lý máy chủ xí nghiệp, giám sát máy ảo, bảo trì phần cứng… Do đó tương lai gần Cloud sẽ hướng đến việc cung cấp khả tự bảo trì, cấu hình và quản lý về phía người dùng Cloud Computing Trang 28 Nguyên tắc vạn Nguyên tắc này thể hiện rõ ở mô hình SaaS (Software as a service), các phần mềm ứng dụng được ảo hóa và người dùng có thể sử dụng trình duyệt web với nhiều chức khác dựa vào đặc điểm này, một số ví dụ của SaaS có thể kể đến là Google mail, Google Apps, Google Docs…Với mô hình SaaS thì phần mềm sẽ trở nên thực sự portable và tiện dụng, đỡ lãng phí tài nguyên ở các máy client Mặc khác, thứ chạy web thiết bị client để người dùng truy cập sử dụng nhỏ gọn hơn, đáp ứng nhu cầu làm việc có tính di động ngày cao người XI Kết luận Ta không thể phủ nhận được hiện tại và tương lai của cloud computing Một những cách sử dụng tiện ích nhất lĩnh vực này là cách thức hoạt động từ xa Cloud computing mở kỷ nguyên mới thời đại phát triển của Internet, cho phép ta có thể truy nhập và sử dụng vào các chương trình ứng dụng của ta mỗi ngày ở bất cứ đâu có thể được: văn phòng, sân bay, tại nhà, hoặc thậm chí là tại ghế sau của một chiếc xe Ngoài ra, cloud computing có thể cho ta câu trả lời chắc chắn từ câu hỏi của tất cả những người dùng máy tính từ lúc bắt đầu của kỷ nguyên công nghệ máy tính “Liệu dữ liệu của chúng có giao tiếp được với của bạn không?” Hầu hết các tổ chức kỹ thuật lớn đều thấy được tương lai sáng lạng của kỹ thuật này Và vì lý đó mà hiện có hàng trăm hàng triệu cá thể phát triển và thi hành những đường mới của các đám mây (cloud) References http://vi.wikipedia.org Giáo trình GS TSKH Hồng Kiếm Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo bản: Phan Dũng http://www.cse.hcmut.edu.vn/~ptvu/gc/reports/CloudComputingl.pdf Articles cloud computing – Michael Miller http://www.informit.com/articles/article.aspx?p=1234970 Cloud Computing Trang 29 ... thân từ đám mây (cloud) là mợt từ ẩn dụ cho Internet Hình - Minh họa về cloud computing III Giải pháp xây một hệ thống thể cấp tất cả các loại dịch vụ Cloud Computing Khi dựng... thống gọi là CloudDB và hệ điều hành tên là Windows Cloud OS IBM có cloud Computing nền Linux và AIX, gọi là blue cloud, lại bị giới hạn bởi phạm vi địa lý và computing resource... họ kết nối và sử dụng cần Cloud Computing Trang Hình - Mô hình tổng quan cloud computing Hiện nay, các nhà cung cấp đưa nhiều dịch vụ của cloud computing theo nhiều hướng khác