Đề Tài Tổng Quan Điện Toán Đám Mây (Cloud Computing)

Ngày nay, đối với các công ty, doanh nghiệp, 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

Mục Lục

II Định nghĩa điện toán đám mây (cloud computing) là gì? 3

Chương 2: Cấu trúc và cách thức hoạt động của Cloud Computing 5

I Cấu trú c phân lớp của mô hình “Điê ̣n toán đám mây” 5

1.4 Infrastructure (Lơ ́ p Cơ sở hạ tầng) 6

II Ưu điểm và nhược điểm của mô hình “Điện toán đám mây” 12

Chương I Tổng quan về Cloud Computing

I Đặt vấn đề

Khi cần mua cho mỗi người một chiếc máy tính mà còn phải mua cả bản quyền phần mềm cùng toàn bộ các công cụ cần thiết khác Ngoài ra mỗi khi thuê thêm người mới, lại còn phải mua thêm phần mềm (nếu bản quyền phần mềm bạn đang dùng không cho phép thêm 1 người dùng nữa)

Một hệ thống “đám mây” điển hình Nhưng đã có giải pháp cho những người bận rộn Thay vì phải đi đến từng máy tính

để cài từng bộ phần mềm, chỉ cần tải một ứng dụng duy nhất Ứng dụng này sẽ cho phép nhân viên đăng nhập vào một dịch vụ web có chứa toàn bộ những chương mình

mà người đó cần cho công việc của mình Trong khi máy tính của một công ty khác ở cách đó hàng nghìn dặm có thể chạy mọi thứ, từ ứng dụng mail tới chương trình xử lý

văn bản và phần mềm phân tích dữ liệu Đây chính là công nghệ đám mây, một thứ

có thể thay đổi hoàn toàn ngành công nghiệp máy tính

Ta thấy mỗi doanh nghiệp làm kinh doanh 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 duy trì hệ thống này, các doanh nghiệp phải chi ra một số tiền không nhỏ, nhất là tiền lương trả cho DBAs Với các doanh nghiệp nhỏ thì đây là một khoản đầu tư đáng kể Có một cách tiếp cận khác là thay vì tự xây dựng một hệ thống như thế cho riêng mình thì việc outsource bằng cách thuê lại của đơn vị khác để giảm chi phí build và mana gement Ngày nay, đối với các công ty, doanh nghiệp, 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 họ Để có thể quản lý được nguồn dữ liệu đó, ban đầu các doanh nghiệp phải đầu tư, tính toán 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

Từ một bài toán điển hình như vậy, chúng ta thấy được rằng nếu có một nơi tin cậy giúp doanh nghiệp quản lý tốt nguồn dữ liệu đó, các doanh nghiệp sẽ không còn quan tâm đến cơ sở hạ tầng, công nghiệp 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 “cloud computing” ra đời bắt nguồn từ một trong những hoàn cảnh như vậy

Thuật ngữ “cloud computing” còn được bắt nguồn từ ý tưởng đưa tất cả mọi thứ như

dữ liệu, phần mềm, tính toán,…lên trên mạng Internet C húng sẽ không còn trông thấy các máy PC, máy chủ của các doanh nghiệp để lưu trữ dữ liệu, phần mềm nữa mà chỉ còn một số “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 nhiều 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

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 chi tiết để tìm hiểu

II Định nghĩa điện toán đám mây (cloud computing) là gì?

Điện toán đám mây là gì?

Một cách đơn giản, điện toán đám mây là việc ảo hóa các tài nguyên tính toán

và các ứng dụng Thay vì việc bạn sử dụng một hoặc nhiều máy chủ thật (ngay trước mắt, có thể sờ được, có thể tự ấn nút bật tắt được) thì nay sẽ sử dụng các tài nguyên được ảo hóa (virtualized) thông qua môi trường Internet Đám mây (cloud) là một từ

ẩn dụ (metaphor) cho Internet

Sơ đồ khái niệm điện toán đám mây

Chương II: Cấu trúc và cách thức hoạt động của Cloud Computing

I Cấu tru ́ c phân lớp của mô hình Điê ̣n toán đám mây

Về cơ bản, “điê ̣n toán đám mây” được chia ra thành 5 lớp riêng biê ̣t , có tác

đô ̣ng qua la ̣i lẫn nhau :

1.1 Client (Lơ ́ p Khách hàng ):

Lớ p Client của điê ̣n toán đám mây bao gồm phần cứng và phần mềm , để dựa vào đó, khách hàng có thể truy cập và sử d ụng các ứng dụng /dịch vụ được cung cấp từ điê ̣n toán đám mây Chẳng ha ̣n máy tính và đường dây kết nối Internet (thiết bi ̣ phần cứng) và các trình duyệt web (phần mềm )…

1.2 Application (Lơ ́ p Ứng dụng ):

Lớ p ứng dụng của đ iê ̣n toán đám mây làm nhiê ̣m vụ phân phối phần mềm như

mô ̣t di ̣ch vụ thông quan Internet , người dùng không cần phải cài đă ̣t và cha ̣y các ứng dụng đó trên máy tính của mình , các ứng dụng dễ dàng được chỉnh sử a và người dùng dễ dàng nhâ ̣n được sự hỗ trợ

Các đặc trưng chính của lớp ứng dụng bao gồm:

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 câ ̣p các ứng d ụng từ xa thông qua Website

Người dùng không còn cần thực hiê ̣n các tính năng như câ ̣p nhâ ̣t phiên bản , bản

vá lỗi, download phiên bản mới… bởi chúng sẽ được thực hiê ̣n từ các “đám mây”

1.3 Platform (Lơ ́ p Nền tảng ):

Cung cấp nền t ảng 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 nhẹ sự tốn kém khi triển khai cá c ứng dụng khi người dùng không phải trang bi ̣ cơ sở ha ̣ tầng (phần cứng và phần mềm ) của riêng mình

1.4 Infrastructure (Lơ ́ p Cơ sở ha ̣ 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 liê ̣u hoă ̣c thiết bi ̣ kết

nối… giờ đây , họ vẫn có thể có đầy đủ tài nguyên để sử dụng mà chi phí được giảm thiểu , hoă ̣c thâ ̣m chí là miễn phí Đây là mô ̣t bước tiến hóa của mô hình máy chủ ảo (Virtual Private Server)

1.5 Server (Lơ ́ p Server - Máy chủ):

Bao gồm các sản phẩm phần cứng và phần mềm máy tính , được thiết kế và xây dựng đă ̣c biê ̣t để cung cấp các di ̣ch vụ của đám mây Các server phải được xây dựng

và có cấu hình đủ mạnh (thâ ̣m chí là rất may ) để đám ứng nhu cầu sử dụng của số

lượng đô ̣ng đảo các người dùng và các nhu cầu ngày càng cao của ho ̣

II Cách thức hoạt động của Điện toán đám mây

Để hiểu cách thức hoa ̣t đô ̣ng của “đám mây” , tưởng tượng rằng “đám mây” bao gồm 2

lớp : Lớp Back-end và lớp Front-end

Hạ tầng thiết bi ̣ được chứa ở lớp Back -End, và giao diện người dùng của các ứng

dụng được chứa tại lớp Front -End

Lớp Front-end là lớp người dùng , cho phép người dùng sử dụng và thực hiê ̣n thông qua giao diê ̣n người dùng Khi người dùng truy câ ̣p các di ̣ch vụ trực tuyến , họ sẽ phải sử dụng thông qua giao diê ̣n từ lớp Front -end, và các phần mềm sẽ được chạy trên lớp Back-end nằm ở “đám mây” Lớp Back -end bao gồm các cấu trức phần cứng và phần mềm để cung cấ p giao diê ̣n cho lớp Front -end và được người dùng tác đô ̣ng thông qua giao diê ̣n đó

Bởi vì các máy tính trên “đám mây” được thiết lâ ̣p để hoa ̣t đô ̣ng cùng nhau , do vậy các ứng dụng có thể sử dụng toàn bộ sức mạnh của các má y tính để có thể đa ̣t được hiê ̣u suất cao nhất Điê ̣n toán đám mây cũng đám ứng đầy đủ tính linh hoa ̣t cho người dùng Tuy thuô ̣c vào nhu cầu , người dùng có thể tăng thêm tài nguyên mà các đám

mây cần sử dụng để đáp ứng , mà không cần phải nâng cấp thêm tài nguyên phần cứng như sử dụng máy tính cá nhân

Ngoài ra , với điê ̣n toán đám mây , vấn đề ha ̣n chế của hê ̣ điều hành khi sử dụng các

ứng dụng không còn bị ràng buộc , như cách sử dụng máy tính thông thường

III Phân loại cloud computing

3.1 Phần mềm hoạt động như dịch vụ (SaaS - Software as a Service)

Với loại cloud computing này, một phần mềm sẽ được 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 mua máy chủ và bản quyền phần mềm Còn đối với nhà cung cấp, ví dụ như Salesforce.com, họ chỉ phải duy trì một ứng dụng chung cho nhiều đơn vị nên chi phí rẻ hơn 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 dộng từ một vị trí tập trung hơn là tại mỗi nơi của khách hàng, cho phép khác hàng truy xuất từ xa thông qua web

 Cung cấp ứng dụng thông thường gần gũi với mô hình ánh xạ từ một đến nhiều

 Những tính năng 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 trên mạng diện rộng

3.2 Điện toán theo yêu cầu (Utility Computing)

Hình thức kinh doanh đã xuất hiện từ lâu này đang được Amazon.com, Sun, IBM và một số công ty cung cấp kho lưu và máy chủ ảo theo nhu cầu Hiện đa số doanh

nghiệp coi utility computing như một giải pháp bổ sung, phục vụ những công việc không mang tính trọng tâm Nhưng về lâu dài nó sẽ thay thế một phần trung tâm cơ sở

dữ liệu

3.3 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), như API của Google Maps, qua Internet để các chuyên gia phát triển phần mềm có thể khai thác tính năng

3.4 Nền tảng như một dịch vụ (PaaS - Platform as a Service)

Đây cũng là một biến thể của SaaS nhưng mô hình cloud computing này mang đến môi trường phát triển như một dịch vụ: xây dựng ứng dụng chạy trên cơ sở hạ tầng của nhà cung cấp và phân phối tới người dùng qua máy chủ của nhà cung cấp đó Người dung sẽ không hoàn toàn được tự do bởi bị ràng buộc về thiết kế và và công nghệ

Những đặc trưng tiêu biểu:

 Phục vụ cho việc phát triển, kiêm thử, triển khai và vận hành ứng dụng giống như là môi trường phát triển tích hợp

 Các công cụ khởi tạo với giao diện trên nền web

 Kiến trúc đồng nhất

 Tích hợp dịch vụ web và cơ sở dữ liệu

 Hỗ trợ cộng tác nhóm phát triển

 Công cụ hỗ trợ tiện tích

Các yếu tố:

Thuận lợi:

 Dịch vụ nền tảng (PaaS) đang ở thời kì đầu và được ưa chuộng ở những tính năng vốn được ưa thích bởi dịch vụ phần mềm (đề cập sau), bên cạnh đó có tích hợp các yếu tố về nền tảng hệ thống

 Ưu điểm trong những dự án tập hợp những công việc nhóm có sự phân tán về địa lý

 Khả năng tích hợp nhiều nguồn của dich vụ web

 Giảm chi phí ngoài lề khi tích hợp các dịch vụ về bảo mật, khả năng mở rộng, kiểm soát lỗi…

 Giảm chi phí khi trừu tượng hóa công việc lập trình ở mức cao để tạo dục vụ, giao diện người dùng và các yếu tố ứng dụng khác

 Hướng việc sử dụng công nghệ để đạt được mục đích tạo điều kiện dễ dàng hơn

cho việc phát triển ứng dụng đa người dùng

Khó khăn:

 Ràng buộc bởi nhà cung cấp: do giới hạn phụ thuộc và dịch vụ của nhà cung cấp

 Giới hạn phát triển: độ phức tạp khiến nó không phù hợp với yêu cầu phá triển nhanh vì những tính năng phức tạp khi hiện thực trên nền tảng web

3.5 Dịch vụ quản lý (MSP - Managed Service Provider)

MSP - hình thức cloud computing lâu đời nhất - là ứng dụng chủ yếu dành cho giới chuyên môn hơn là người dùng đầu cuối, chẳng hạn dịch vụ quét virus cho e-mail hay chương trình quản lý desktop Một số nhà cung cấp nổi tiếng là SecureWorks, IBM, Verizon và Everdream

3.6 Điện toán tích hợp (Internet integration)

Quá trình kết hợp các "đám mây" xuất hiện trên Internet mới đang ở giai đoạn đầu Với mô hình cuối cùng này, điện toán cloud computing về sau sẽ được mô tả như là sky computing: Internet giống như bầu trời chứa nhiều đám mây dịch vụ riêng lẻ cho khách hàng dễ dàng kết nối

Chương 3 Đặc điểm của Cloud Computing

I Lợi ích của điện toán đám mây

Như vậy, trước đây để có thể triển khai một ứng dụng (ví dụ một trang Web), phải

đi mua/thuê một hay nhiều máy chủ (server), sau đó đặt máy chủ tại các trung tâm dữ liệu (data center) thì nay điện toán đám mây cho phép giản lược quá trình mua/thuê đi Chỉ cần nêu ra yêu cầu của mình, hệ thống sẽ tự động gom nhặt các tài nguyên rỗi (free) để đáp ứng yêu cầu của bạn Chính vì vậy, có thể kể đến một vài lợi ích cơ bản của điện toán đám mây như sau :

 Sử dụng các tài nguyên tính toán động (Dynamic computing resources) : Các

tài nguyên được cấp phát cho người dùng đúng như những gì muốn một cách tức thời Thay vì việc phải tính toán xem có nên mở rộng hay không, phải đầu

tư bao nhiêu máy chủ thì nay người dùng chỉ cần yêu cầu và đám mây sẽ tự tìm kiếm tài nguyên rỗi để cung cấp

 Giảm chi phí: Người dùng sẽ có khả năng cắt giảm chi phí để mua bán, cài đặt

và bảo trì tài nguyên Rõ ràng thay vì việc phải cử một chuyên gia đi mua máy chủ, cài đặt máy chủ, bảo trì máy chủ thì nay chẳng cần phải làm gì ngoài việc xác định chính xác tài nguyên mình cần và yêu cầu

 Tăng khả năng sử dụng tài nguyên tính toán : Khi sử dụng tài nguyên trên

đám mây thì không còn phải quan tâm tới việc đầu tư tài nguyên (ví dụ máy chủ)

 Kiến trúc hướng dịch vụ (SOA)

Như vậy, cloud computing chỉ là khái niệm hoàn chỉnh cho một xu hướng không mới bởi nhiều doanh nghiệp hiện không có máy chủ riêng, PC chỉ cài một số phần mềm cơ bản còn tất cả đều phụ thuộc vào cloud

Với các dịch vụ sẵn có trên Internet, doanh nghiệp không phải mua và duy trì hàng trăm, thậm chí hàng nghìn máy tính cũng như phần mềm Họ chỉ cần tập trung sản xuất bởi đã có người khác lo cơ sở hạ tầng và công nghệ thay họ Nằm trong số những hãng ủng hộ điện toán máy chủ ảo tích cực nhất bởi hoạt động kinh doanh của họ dựa trên việc phân phối các cloud (virtual server)

Tuy vậy, để có thể tận dụng tối đa điện toán đám mây thì điều quan trọng là doanh nghiệp cần phải tìm một nhà cung cấp “đám mây” đủ tốt để đáp ứng được cho mình tất cả những điều trên Trong tương lai, điện toán đám mây sẽ rất hữu ích khi nó vươn cả tới việc sử dụng những tài nguyên dư thừa trong các máy tính cá nhân

II Ưu điểm và nhược điểm của mô hình “Điện toán đám mây”

2.1 Ưu điểm:

Những ưu điểm và thế mạnh dưới đây đã góp phần giúp "điện toán đám mây" trở thành mô hình điện toán được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới

- Tốc độ xử lý nhanh , cung cấp cho người dùng những di ̣ch vụ nhanh chóng và giá thành rẻ dựa trên nền tảng cơ sở hạ tầng tập trung (đám mây )

- Chi phí đầu tư ban đầu về cơ sở ha ̣ tầng , máy móc và nguồn nhân lựa của người sử dụng điê ̣n toán đám mây đượ c giảm đến mức thấp nhất

- Không còn phụ thuô ̣c vào thiết bi ̣ và vi ̣ trí đi ̣a lý , cho phép người dùng truy câ ̣p

và sử dụng hệ thống thông qua trình duyệt web ở bất kỳ đâu và trên bất kỳ thiết bị nào

mà họ sử dụng (chẳng hạn là PC hoặc là điện thoại di động… )

- Chia sẻ tài nguyên và chi phí trên mô ̣t đi ̣a bàn rô ̣ng lớn , mang lại các loa ̣i ích cho người dùng như :

• Tâ ̣p trung cơ sở ha ̣ tầng ta ̣i mô ̣t vi ̣ trí giúp người dùng không tốn nhiều giá th ành đầu

tư về trang thiết bi ̣