Kiến trúc hướng dịch vụ và ứng dụng điện toán đám mây trong việc quản lý báo điện tử

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ * NGUYỄN PHƢƠNG DŨNG KIẾN TRÚC HƢỚNG DỊCH VỤ VÀ ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TRONG VIỆC QUẢN LÝ BÁO ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ * NGUYỄN PHƢƠNG DŨNG KIẾN TRÚC HƢỚNG DỊCH VỤ VÀ ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TRONG VIỆC QUẢN LÝ BÁO ĐIỆN TỬ Ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Chuyên ngành: KỸ THUẬT PHẦN MỀM Mã số: 60480103 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học PGS.TS. NGUYỄN VĂN VỴ HÀ NỘI 2014 1 LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên tôi xin đƣợc bày tỏ sự trân trọng và lòng biết ơn đối với PGS.TS. Nguyễn Văn Vỵ, Giảng viên Khoa Công nghệ thông tin - Trƣờng Đại học Công nghệ - ĐHQGHN. Trong thời gian học tập và làm luận văn tốt nghiệp, thầy đã dành nhiều thời gian quý báu, tận tình chỉ bảo và hƣớng dẫn tôi trong việc nghiên cứu, thực hiện luận văn. Tôi xin đƣợc cảm ơn các GS, TS, các thầy cô giáo đã giảng dạy tôi trong quá trình học tập và làm luận văn. Các thầy cô đã giúp tôi hiểu sâu sắc và thấu đáo hơn lĩnh vực mà mình nghiên cứu để có thể vận dụng các kiến thức đó một cách hiệu quả nhất vào trong công tác của mình. Xin cảm ơn các bạn bè, đồng nghiệp và nhất là các thành viên trong gia đình đã tạo mọi điều kiện tốt nhất, giúp đỡ, động viên, ủng hộ và cổ vũ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành tốt bản luận văn tốt nghiệp này. Tác giả Nguyễn Phƣơng Dũng 2 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, đây là công trình nghiên cứu của tôi trong đó có sự giúp đỡ rất lớn của thầy hƣớng dẫn và các đồng nghiệp ở cơ quan. Các nội dung nghiên cứu và kết quả trong đề tài này là hoàn toàn trung thực. Trong luận văn, tôi có tham khảo đến một số tài liệu của một số tác giả đã đƣợc liệt kê tại phần Tài liệu tham khảo ở cuối luận văn. Hà Nội, ngày……tháng……năm 2014 Tác giả Nguyễn Phƣơng Dũng 3 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN 2 BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT 9 DANH MỤC HÌNH ẢNH 10 DANH MỤC BẢNG BIỂU 12 CHƢƠNG I – MÔ TẢ BÀI TOÁN VÀ GIẢI PHÁP 13 1.1 Tổng quan về kiến trúc hƣớng dịch vụ 13 1.2 Tổng quan về điện toán đám mây 14 1.3 Tổng quan về báo điện tử 15 1.4 Thực trạng phát triển báo điện tử hiện nay 16 1.5 Các vấn đề còn tồn tại 18 1.6 Giải pháp 19 1.7 Công nghệ, công cụ và phƣơng pháp thực hiện 20 1.7.1 Công nghệ, công cụ thực hiện 20 1.7.2 Phƣơng pháp thực hiện 22 CHƢƠNG II – PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 24 2.1 Đặc tả hệ thống 24 2.1.1 Các chức năng nghiệp vụ của hệ thống 24 2.1.2 Các đối tƣợng nghiệp vụ 32 2.1.3 Các tác nhân nghiệp vụ 33 2.1.4 Biểu đồ miền lĩnh vực của hệ thống 34 2.1.5 Các tiến trình nghiệp vụ của hệ thống 35 2.1.6 Từ điển giải thích 35 2.2 Phát triển mô hình ca sử dụng 36 2.2.1 Xác định các ca sử dụng 36 2.2.2 Mô hình ca sử dụng mức gộp 36 2.2.3 Mô hình chi tiết các gói ca sử dụng 36 2.3 Phân tích ca sử dụng 46 2.3.1 Gói ca sử dụng Đăng ký tài khoản thuê bao hệ thống 46 2.3.2 Gói ca sử dụng Hiển thị báo điện tử trên hệ thống 49 2.3.3 Gói ca sử dụng Quản trị nội dung báo điện tử 52 4 2.4 Kiến trúc hệ thống vật lý 56 2.4.1 Thiết kế kiến trúc hệ thống vật lý mức tổng quan 56 2.4.2 Thiết kế kiến trúc hệ thống vật lý mức chi tiết 57 2.4.3 Quy trình hoạt động 59 2.4.4 Công cụ phát triển và môi trƣờng phát triển 60 2.5 Thiết kế hệ thống báo điện tử ứng dụng điện toán đám mây 60 2.5.1 Biểu đồ lớp thiết kế của hệ thống 60 2.5.2 Xác định các gói thiết kế 62 2.5.3 Thiết kế cho từng ca sử dụng 63 CHƢƠNG III – CÀI ĐẶT VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG 68 3.1 Kiến trúc logic hệ thống mức tổng quan 68 3.2 Kiến trúc logic hệ thống mức chi tiết 69 3.2.1 Kiến trúc logic hệ thống máy chủ Cache 69 3.2.2 Kiến trúc logic hệ thống CDN 70 3.2.3 Kiến trúc logic hệ thống VPN 71 3.3 Cài đặt hệ thống 71 3.3.1 Môi trƣờng, công nghệ và công cụ phát triển 71 3.3.2 Phát triển các khối chức năng 72 3.3.3 Tổ chức lƣu trữ ảnh trên server 73 3.3.4 Áp dụng Memcached trong viết code phát triển hệ thống 73 3.3.5 Áp dụng Minify cho các file JS, CSS trong phát triển hệ thống 74 3.4 Kết quả thực hiện 74 KẾT LUẬN 82 Những kết quả đạt đƣợc 82 - Về mặt lý thuyết 82 - Về mặt ứng dụng 82 Những hạn chế và tồn tại 83 Hƣớng tiếp tục nghiên cứu 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 85 Phụ lục 01: Khảo sát một số hệ thống báo điện tử trên Internet hiện nay 85 5 Phụ lục 02: So sánh các PHP Framework hiện nay 88 Phụ lục 03: So sánh 3 CMS mã nguồn mở phổ biến và nổi tiếng nhất thế giới 89 Phụ lục 04: So sánh độ hiệu quả khi áp dụng Memcached, CloudFlare, Minify, OpenVPN, quy trình xuất bản tin qua bƣớc duyệt và tổ chức sắp xếp ảnh thumb (ảnh đại diện) trong hệ thống 90 6 MỞ ĐẦU Ngày nay, sự phát triển nhanh chóng của CNTT và Internet cùng với sự phổ biến của các loại điện thoại di động thông minh đã làm cho số lƣợng các tờ báo, trang tin điện tử gia tăng không ngừng. Với lợi thế đƣa tin nhanh chóng, kịp thời đến ngƣời đọc, báo điện tử giúp cho độc giả nắm bắt nhanh đƣợc thông tin, tình hình thực tế của đời sống hàng ngày. Tuy nhiên, sự phát triển ồ ạt nhƣ vũ bão này đã kéo theo những vấn đề đáng lo ngại về việc kiểm soát thông tin. Cụ thể là với số lƣợng tin bài đƣợc cập nhật hàng giờ, thiếu đội ngũ BTV sẽ không tránh khỏi tình trạng xuất bản ẩu trên một số báo điện tử. Vì lợi nhuận quảng cáo và mục đích tăng lƣợng ngƣời đọc, một số trang báo sẵn sàng đua nhau đƣa tin trƣớc, tin giật gân, không kiểm chứng, tin sai sự thật, câu khách rẻ tiền. Những bình luận của độc giả đối với bài viết không đƣợc kiểm duyệt kỹ càng trƣớc khi đƣa lên. Không những thế, tình trạng một số báo triển khai hệ thống chƣa tốt do thiếu kinh phí, không chú trọng, đầu tƣ về mặt kỹ thuật dẫn đến trang báo bị treo, không truy cập đƣợc khi số lƣợng độc giả vào xem tin nhiều tại cùng một thời điểm. Vấn đề bảo mật hệ thống cũng là một vấn đề đáng lo ngại khi một số báo sử dụng mã nguồn mở CMS phổ biến trên mạng nhƣng đội ngũ phát triển lại không hiểu rõ hoặc không làm chủ đƣợc mã nguồn mở này, thậm chí bê nguyên mã nguồn mở vào trong việc phát triển hệ thống mà không thay đổi gì trong lõi hệ thống, hầu nhƣ chỉ tùy biến giao diện, ngôn ngữ, thêm bớt module dẫn đến hệ thống bị hack, bị đánh sập và bị tấn công từ chối dịch vụ (DDOS). Một số báo có quy trình xuất bản tin đơn giản, không bảo mật. Tin bài không qua bƣớc duỵệt mà đƣợc xuất bản thẳng lên web. Trƣớc thực trạng đó, cũng có nhiều giải pháp đƣợc đƣa ra nhằm giải quyết các vấn đề tồn tại này. Có giải pháp sử dụng mã nguồn mở trong việc phát triển. Ƣu điểm của giải pháp này là thời gian phát triển nhanh nhƣng nhƣợc điểm là độ bảo mật không cao. Có giải pháp tự phát triển hoàn toàn mã nguồn. Nhƣợc điểm là tốn thời gian nghiên cứu phát triển nhƣng bù lại là có thể kiểm soát đƣợc mã nguồn và độ bảo mật. Cũng có giải pháp là đƣa hệ thống lên trên hạ tầng điện toán đám mây để nhằm tận dụng sức mạnh của công nghệ này về mặt tốc độ. Về cơ bản, mỗi giải pháp đều có mặt mạnh, mặt yếu và các giải pháp này cũng đã phần nào giải quyết đƣợc vấn đề. Tuy nhiên, các giải pháp vẫn còn tồn tại những mặt hạn chế và việc giải quyết vấn đề chƣa hoàn toàn triệt để. Đứng trƣớc bối cảnh này, nhu cầu cấp thiết hiện nay đòi hỏi cần phải có một hệ thống báo điện tử không những có khả năng chịu tải cao, khả năng kiểm soát thông tin tốt, độ bảo mật cao mà còn phải thỏa mãn vấn đề chi phí thấp và thời gian triển khai nhanh. Cùng với sự phổ biến của kiến trúc hƣớng dịch vụ và sự phát triển của điện toán đám mây (ĐTĐM), qua tình hình triển khai thực tế tại công ty Netlink, một công ty có nhiều năm kinh nghiệm trong việc xây dựng và vận hành các trang tin, báo điện 7 tử cho nhiều đơn vị truyền thông, báo chí trong nƣớc, đề tài “Kiến trúc hướng dịch vụ và ứng dụng điện toán đám mây trong việc quản lý báo điện tử” ra đời để nhằm giải quyết các vấn đề đang tồn tại này Đề tài này tập trung vào nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật để xây dựng hệ thống Báo điện tử dựa trên kiến trúc hƣớng dịch vụ và ứng dụng điện toán đám mây. Các giải pháp này đảm bảo cho hệ thống có khả năng chịu tải cao nhất là khi có nhiều ngƣời truy cập vào tại cùng một thời điểm. Bên cạnh đó, hệ thống còn cung cấp chức năng kiểm soát thông tin tốt. Mọi thông tin đƣợc đẩy lên trang báo đều qua các bƣớc kiểm duyệt nghiêm ngặt. Quy trình xuất bản tin chặt chẽ, đúng yêu cầu nghiệp vụ báo chí. Không những thế, cơ chế bảo mật cũng đƣợc đƣa vào trong hệ thống giúp phân quyền vai trò ngƣời dùng quản trị nội dung một cách hiệu quả. Ngoài ra, các giải pháp cũng giúp cho hệ thống dễ dàng mở rộng, nâng cấp cũng nhƣ dễ tùy biến, sử dụng. Khách hàng đƣợc cung cấp những module thực sự cần thiết trong quá trình sử dụng và chỉ phải trả chi phí theo tháng cho các chức năng đã sử dụng. Qua các yêu cầu thực tiễn và phạm vi đề tài nhƣ trên, kết quả đạt đƣợc của đề tài này sẽ giúp cho các khách hàng có đƣợc một giải pháp toàn diện trong việc triển khai hệ thống báo điện tử ổn định, hiệu quả cao nhƣng chi phí thấp và thời gian triển khai nhanh. Song song với giải pháp đó là một hệ thống Báo điện tử trên nền điện toán đám mây đã đƣợc vận hành trong thực tế, giúp khách hàng triển khai nhanh chóng trang báo với chi phí tiết kiệm, hiệu quả và dễ sử dụng nhất. Về mặt lý thuyết, đề tài này đƣa ra đƣợc các giải pháp bảo mật, kiểm soát thông tin và các giải pháp cho khả năng chịu tải. Bên cạnh đó, việc sử dụng công nghệ hƣớng đối tƣợng có sử dụng mẫu thiết kế nhằm giải quyết vấn đề nâng cấp, mở rộng và ghép nối với các hệ thống bên ngoài đã làm cho hệ thống có tính mềm dẻo, dễ thay đổi trong tƣơng lai. Về phƣơng diện thực tiễn, hệ thống Báo điện tử trên nền điện toán đám mây triển khai trong thực tế không những đã giúp ích rất nhiều cho các khách hàng trong việc tiết kiệm chi phí vận hành, thời gian triển khai nhanh nhƣng vẫn đảm bảo an toàn, bảo mật mà còn giúp cho hệ thống chạy ổn định, khả năng chịu tải cao và kiểm soát thông tin tốt. Nội dung chính của luận văn gồm 3 chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan về kiến trúc hƣớng dịch vụ, điện toán đám mây và báo điện tử bên cạnh việc mô tả thực trạng phát triển báo điện tử hiện nay, các vấn đề còn tồn tại trong thực tế và giải pháp xây dựng một hệ thống báo điện tử chạy nhanh,ổn định và có tính bảo mật cao, kiểm soát thông tin tốt. Ngoài ra, chƣơng này cũng đề cập đến các công nghệ, công cụ áp dụng trong luận văn và phƣơng pháp thực hiện. 8 Chƣơng 2: Thực hiện phân tích và thiết kế hệ thống theo hƣớng đối tƣợng, có sử dụng mẫu thiết kế và kiến trúc hƣớng dịch vụ trong quá trình thiết kế. Chƣơng 3: Tiến hành cài đặt chƣơng trình thử nghiệm đồng thời giới thiệu cấu trúc, chức năng và cách thức hoạt động cũng nhƣ cách sử dụng khai thác, vận hành hệ thống báo điện tử trên nền điện toán đám mây. Cuối cùng là kết luận và hƣớng phát triển tiếp theo của đề tài trong tƣơng lai. [...]... bị hủy bỏ hay đƣợc sử dụng vào mục đích khác Ngoài ra, khi đám mây bị tấn cộng, mọi dữ liệu của khách hàng hoàn toàn có thể bị phá hủy hoặc bị chiếm dụng Điều này đòi hỏi phải có một cam kết và ràng buộc rõ ràng giữa nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây và khách hàng sử dụng dịch vụ [8, tr 50-53, tr 54-58] 1.3 Tổng quan về báo điện tử Báo điện tử hay còn gọi là báo mạng điện tử cho phép độc giả đọc... cấp dịch vụ nhiều sự linh hoạt hơn trong cấu hình và bảo mật Cụ thể, khi một máy chủ gặp vấn đề thì hệ thống đám mây cung cấp dịch vụ vẫn hoạt động tốt để cung cấp dịch vụ cho ngƣời sử dụng Khi cần nâng cấp, mở rộng, hệ thống có thể thêm vào các tài nguyên phần cứng, máy chủ để đáp ứng mọi nhu cầu của ngƣời sử dụng dịch vụ Các dịch vụ điện toán đám mây thông thƣờng bao gồm ba cấu hình: IaaS, PaaS và. .. phát triển và triển khai nhanh hơn tuy nhiên lại không thể tự do chỉnh sửa và thay đổi theo ý muốn 1.2 Tổng quan về điện toán đám mây Điện toán đám mây là một mô hình mà mọi thông tin đều đƣợc lƣu trữ, tính toán và xử lý trong các máy chủ đặt trên Internet Ngƣời sử dụng hoàn toàn không cần hiểu biết nhiều về mặt công nghệ, kỹ thuật mà vẫn có thể truy cập và sử dụng các ứng dụng trên đám mây một cách... khách hàng sử dụng điện toán đám mây theo hình thức thuê bao hạ tầng nhƣ một dịch vụ Hạ tầng ở đây bao gồm các máy chủ, thiết bị kết nối, … PaaS cho phép khách hàng sử dụng điện toán đám mây theo hình thức thuê bao nền tảng nhƣ một dịch vụ Nền tảng ở đây là các hệ điều hành (Windows, Linux, …) hoặc các phần mềm trung gian (middleware), … SaaS cho phép khách hàng sử dụng điện toán đám mây theo hình... hạ bài, xuất bản các bài viết - Quản lý sự kiện: Cho phép thêm, sửa, xóa các sự kiện trên báo - Quản lý bình luận: Cho phép kiểm duyệt các bình luận trên báo, duyệt và gỡ bình luận - Quản lý quảng cáo: Cho phép thêm, sửa, xóa các quảng cáo hiển thị trên báo - Quản lý ngƣời dùng: Cho phép thêm, sửa, xóa, khóa và phân quyền ngƣời dùng quản trị nội dung trên báo 27 - Quản lý nguồn: Cho phép thêm, sửa,... một dịch vụ Phần mềm ở đây là các ứng dụng chạy trên Internet đƣợc cung cấp cho khách hàng sử dụng dịch vụ trả phí theo thuê bao Bên cạnh những lơi ích trên, điện toán đám mây tồn tại một số hạn chế nhất là vấn đề dữ liệu Dữ liệu của khách hàng đặt hoàn toàn trên điện toán đám mây nên khách hàng không cảm thấy yên tâm với những dữ liệu mang tính riêng tƣ, nhạy cảm Khi khách hàng ngừng sử dụng dịch vụ. .. nghiệp vụ của hệ thống Hệ thống báo điện tử ứng dụng điện toán đám mây là một hệ thống hỗ trợ đầy đủ các chức năng đăng ký, hiển thị và quản trị cho ngƣời sử dụng kể từ lúc bắt đầu đăng ký thuê bao cho đến lúc trang báo chạy trên Internet Toàn bộ quy trình triển khai hệ thống thông thƣờng đƣợc chia thành các giai đoạn lớn nhƣ sau:  Đăng ký tài khoản thuê bao hệ thống Trƣớc khi có thể sử dụng trang báo điện. .. miễn phí, dễ sử dụng và không cần phải cài đặt Sau khi hệ thống đã đƣợc phân tích và thiết kế xong, tôi bắt đầu tiến hành cài đặt môi trƣờng phát triển và tạo cơ sở dữ liệu cho báo Việc đầu tiên là phải đăng ký và xây dựng một hệ thống máy chủ điện toán đám mây có khả năng tùy biến cao, dễ nâng cấp và cài đặt cũng nhƣ thêm bớt ổ cứng, dung lƣợng bộ nhớ, … Trên máy chủ điện toán đám mây đó, tôi bắt... thế, việc nâng cấp, bảo trì và mở rộng cũng trở nên dễ dàng hơn nhờ sự độc lập của mỗi thành phần trong hệ thống Mỗi thành phần đƣợc đăng ký và cung cấp nhƣ một dịch vụ trên môi trƣờng mạng nên ngƣời sử dụng dễ dàng tìm kiếm để sử dụng lại theo nhu cầu Theo (Josuttis, 2007) có ba thành phần chính trong kiến trúc hƣớng dịch vụ là: Service Provider (Nhà cung cấp dịch vụ) , Serive Consumer (Khách hàng sử dụng. .. Serive Consumer (Khách hàng sử dụng dịch vụ) và Service Broker (Đăng ký dịch vụ) [3, tr 235-236, tr 248-250] Service Provider là những ngƣời cung cấp các dịch vụ trên Internet cho những ngƣời có nhu cầu sử dụng dịch vụ Serive Consumer là những khách hàng có nhu cầu sử dụng dịch vụ đƣợc cung cấp trên mạng Service Broker là nơi đăng ký và lƣu trữ thông tin về các dịch vụ hiện có do Service Provider cung . các trang tin, báo điện 7 tử cho nhiều đơn vị truyền thông, báo chí trong nƣớc, đề tài Kiến trúc hướng dịch vụ và ứng dụng điện toán đám mây trong việc quản lý báo điện tử ra đời để. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ * NGUYỄN PHƢƠNG DŨNG KIẾN TRÚC HƢỚNG DỊCH VỤ VÀ ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TRONG VIỆC QUẢN LÝ BÁO ĐIỆN TỬ Ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Chuyên ngành: KỸ THUẬT. ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ * NGUYỄN PHƢƠNG DŨNG KIẾN TRÚC HƢỚNG DỊCH VỤ VÀ ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TRONG VIỆC QUẢN LÝ BÁO ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI 2014