Bài tập lớn công nghệ phần mềm điện toán đám mây và ứng dụng

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI TẬP LỚN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM ĐỀ TÀI: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG - Hà Nội, tháng 12 – 2011 - Mục lục Chương I: Tổng Quan Về Điện Toán Đám Mây I Giới thiệu điện toán đám mây Giới thiệu Điện toán đám mây (Cloud Computing), gọi điện toán máy chủ ảo, mô hình điện toán sử dụng công nghệ máy tính phát triển dựa vào mạng Internet Thuật ngữ "đám mây" lối nói ẩn dụ mạng Internet (dựa vào cách bố trí sơ đồ mạng máy tính) liên tưởng độ phức tạp sở hạ tầng chứa Ở mô hình điện toán này, khả liên quan đến công nghệ thông tin cung cấp dạng "dịch vụ", cho phép người sử dụng truy cập dịch vụ công nghệ từ nhà cung cấp "trong đám mây" mà không cần phải có kiến thức, kinh nghiệm công nghệ đó, không cần quan tâm đến sở hạ tầng phục vụ công nghệ Theo tổ chức Xã hội máy tính IEEE "Nó hình mẫu thông tin lưu trữ thường trực máy chủ Internet được lưu trữ tạm thời máy khách, bao gồm máy tính cá nhân, trung tâm giải trí, máy tính doanh nghiệp, phương tiện máy tính cầm tay, " Điện toán đám mây khái niệm tổng thể bao gồm khái niệm “phần mềm dịch vụ”, “Web 2.0” vấn đề khác xuất gần đây, xu hướng công nghệ bật, đề tài chủ yếu vấn đề dựa vào Internet để đáp ứng nhu cầu điện toán người dùng Ví dụ, dịch vụ Google AppEngine cung cấp ứng dụng kinh doanh trực tuyến thông thường, truy nhập từ trình duyệt web, phần mềm liệu lưu trữ máy chủ Hình 1: Mô hình điện toán đám mây Thuật ngữ điện toán đám mây xuất bắt nguồn từ ứng dụng điện toán lưới (grid computing) thập niên 1980, điện toán theo nhu cầu (utility computing) phần mềm dịch vụ (SaaS) Điện toán lưới đặt trọng tâm vào việc di chuyển tải công việc (workload) đến địa điểm tài nguyên điện toán cần thiết để sử dụng Một lưới nhóm máy chủ mà nhiệm vụ lớn chia thành tác vụ nhỏ để chạy song song, xem máy chủ ảo Với điện toán đám mây, tài nguyên điện toán máy chủ định hình động cắt nhỏ từ sở hạ tầng phần cứng trở nên sẵn sàng thực nhiệm vụ, hỗ trợ môi trường điện toán lưới Web ba lớp chạy ứng dụng truyền thống hay ứng dụng Web 2.0 Định Nghĩa Hiện khái niệm điện toán đám mây giới công nghệ chỉnh lại hàng ngày Sau vài định nghĩa điện toán đám mây: Theo Wikipedia: “Điện toán đám mây (cloud computing) mô hình điện toán có khả co giãn (scalable) linh động tài nguyên thường ảo hóa cung cấp dịch vụ mạng Internet” Theo Gartner (http://www.buildingthecloud.co.uk) : “Một mô hình điện toán nơi mà khả mở rộng linh hoạt công nghệ thông tin cung cấp dịch vụ cho nhiều khách hàng sử dụng công nghệ Internet” Theo Ian Foster: “Một mô hình điện toán phân tán có tính co giãn lớn mà hướng theo co giãn mặt kinh tế, nơi chứa sức mạnh tính toán, kho lưu trữ, tảng (platform) dịch vụ trực quan, ảo hóa co giãn linh động, phân phối theo nhu cầu cho khách hàng bên thông qua Internet” Hiểu cách đơn giản điện toán đám mây việc ảo hóa tài nguyên tính toán ứng dụng, thay việc bạn sử dụng nhiều máy chủ thật bạn sử dụng tài nguyên ảo hóa thông qua môi trường Internet Từ “đám mây” điện toán đám mây thực chất phép ẩn dụ để mô tả Internet Theo định nghĩa điện toán đám mây biện pháp sử dụng dựa kết nối Internet, nơi mà người dùng chia sẻ mạng máy chủ, phần mềm liệu Bạn tưởng tưởng ứng dụng điện toán đám mây không? Nếu bạn sử dụng ứng dụng web từ hang lớn Google Microsoft bạn sử dụng Cloud Computing Các ứng dụng web Gmail, Google Calender, Hotmail, SaleForce, Dropbox Google Docs dựa Cloud Computing kết nối tới dịch vụ đó, dung truy cập cụm nhóm máy chủ đồ sộ thống Internet Mô hình hoạt động Về bản, “điện toán đám mây” chia thành lớp riêng biệt, có tác động qua lại lẫn nhau: Lớp khách hàng Lớp ứng dụng Lớp tảng Lớp sở hạ tầng Lớp máy chủ Hình 2: Cấu trúc điện toán đám mây a Lớp khách hàng (Client): lớp khách hàng điện toán đám mây bao gồm phần cứng phần mềm, để dựa vào khách hàng truy cập sử dụng ứng dụng/dịch vụ cung cấp từ điện toán đám mây Chẳng hạn máy b c d e tính đường dây kết nối Internet ( thiết bị phần cứng ) trình duyệt web (phần mềm ) Lớp ứng dụng (Application): lớp ứng dụng điện toán đám mây làm nhiệm vụ phân phối phần mềm dịch vụ thông qua Internet, người dùng không cần phải cài đặt chạy ứng dụng máy tính mình, ứng dụng dễ dàng chỉnh sửa người dùng dễ dàng nhận hỗ trợ Lớp tảng ( Platform): cung cấp tảng cho điện toán đám mây giải pháp dịch vụ, chi phối đến cấu trúc hạ tầng “đám mây” điểm tựa cho lớp ứng dụng, cho phép ứng dụng hoạt động tảng Nó giảm nhẹ tốn triển khai ứng dụng người dùng trang bị sở hạ tầng ( phần cứng phần mềm) riêng Lớp sở hạ tầng ( Infrastructure): cung cấp hạ tầng máy tính, tiêu biểu môi trường ảo hóa Thay khách hàng phải bỏ tiền mua máy chủ, phần mềm, trung tâm liệu thiết bị kết nối…giờ đây, họ có đầy đủ tài nguyên để sử dụng mà chi phí giảm thiểu, chí miến phí Đây bước tiến hóa mô hình máy chủ ảo (Virtual Private Sever) Lớp máy chủ (Sever): bao gồm sản phẩm phần cứng phần mềm máy tính, thiết kế xây dựng đặc biệt để cung cấp dịch vụ đám mây Các sever phải xây dựng có cấu hình đủ mạnh (thậm chí mạnh) để đáp ứng nhu cầu sử dụng số lượng đông đảo người dùng nhu cầu ngày cao họ 3.1 Mô hình điện toán đám mây Có mô hình điện toán đám mây 1) Public Cloud (đám mây công cộng) cung cấp dịch vụ : email, VoIP, Chat, blog, facebook, .(dữ liệu người dùng lưu trữ “đám mây” nhà cung cấp quản trị, khách hàng chia sẻ tài nguyên tính toán - lưu trữ dịch vụ mà không cần biết “đám mây” tồn đâu) Hãy xem Google, người dùng (user) đăng ký tài khoản cung cấp vùng lưu trữ cho : liệu, video clip, hình ảnh, sổ địa với quyền sử dụng dịch vụ : lịch, chia liệu, email, tìm kiếm internet miễn phí Google cloud Amazon đơn giản : user sau đăng ký dịch vụ public cloud “Ubuntu One” cấp vùng lưu trữ (dữ liệu, sổ điện thoại tin nhắn) có dung lượng tới Gb Về Google Amazon đáp ứng nhu cầu user cá nhân áp dụng cho hoạt động quan, tổ chức doanh nghiệp Hình 3: Mô hình đám mây riêng 2) Private Cloud - Enterprise cloud (đám mây riêng): cung cấp nhu cầu cho nội quan, tổ chức doanh nghiệp Những đám mây tồn bên tường lửa công ty chúng doanh nghiệp trực tiếp quản lý Hiện tồn hai loại giải pháp cho mô hình private cloud : Đám mây riêng vô hình mô hình dịch vụ “đám mây” cung cấp cho doanh nghiệp trực tiếp quản lý hoàn toàn tồn hoạt động tương tác “đám mây” nhà cung cấp dịch vụ Các quan, tổ chức hay doanh nghiệp từ không cần mua quyền phần mềm nhân sự, tài chính, kinh doanh, không cần trang bị máy chủ mạnh để lưu trữ liệu, không cần mua phần mềm nữa, mà cần trả phí sử dụng dịch vụ cho nhà cung cấp mà Nhà cung cấp dịch vụ “đám mây” cài đặt phần mềm ứng dụng trung tâm điện toán mà điển hình Google Amazon nói Tuy giải pháp có nhược điểm : kết nối không ổn định, không tích hợp ứng dụng mang tính đặc thù quan, tổ chức, công ty quản lý văn số hóa, chuyển giao văn số hóa Ngoài không đảm bảo : chủ động, tính riêng tư, quyền sở hữu, bảo mật… Đám mây riêng hữu hình dạng mô hình dịch vụ đám mây cấp cho doanh nghiệp trực tiếp quản lý sở hữu chỗ tương tác với “đám mây” riêng khác “đám mây” công cộng khác Giải pháp khắc phục nhược điểm giải pháp “đám mây” riêng vô hình Hình 4: Private Cloud Public Cloud 3) Hybrid Cloud – đám mây chung hợp: chung hợp public cloud private cloud đáp ứng yêu cầu ứng dụng lớn phải có tương tác public cloud private cloud khả quản trị thống lúc cao điểm, sau trả lại sức chứa sử dụng cho public cloud không cần dùng Hình 5: Hybrid Cloud 3.2 Cách thức hoạt động Để hiểu cách thức hoạt động “đám mây”, tưởng tượng “đám mây” bao gồm lớp: Lớp Back-end lớp Front-end Hình :6 Hạ tầng thiết bị chứa lớp Back-End, giao diện người dùng ứng dụng chứa lớp Front-End Lớp Front-end lớp người dùng, cho phép người dùng sử dụng thực thông qua giao diện người dùng Khi người dùng truy cập dịch vụ trực tuyến, họ phải sử dụng thông qua giao diện từ lớp Front-end, phần mềm chạy lớp Back-end nằm “đám mây” Lớp Back-end bao gồm cấu trúc phần cứng phần mềm để cung cấp giao diện cho lớp Front-end người dùng tác động thông qua giao diện Bởi máy tính “đám mây” thiết lập để hoạt động nhau, ứng dụng sử dụng toàn sức mạnh máy tính để đạt hiệu suất cao Điện toán đám mây đáp ứng đầy đủ tính linh hoạt cho người dùng Tùy thuộc vào nhu cầu, người dùng tăng thêm tài nguyên mà đám mây cần sử dụng để đáp ứng, mà không cần phải nâng cấp thêm tài nguyên phần cứng sử dụng máy tính cá nhân Ngoài ra, với điện toán đám mây, vấn đề hạn chế hệ điều hành sử dụng ứng dụng không bị ràng buộc, cách sử dụng máy tính thông thường Đặc điểm điện toán đám mây Trước để triển khai ứng dụng (ví dụ trang Web) bạn phải mua/thuê hay nhiều máy chủ (sever), sau đặt máy chủ trung tâm liệu (data center) điện toán đám mây cho phép bạn giản lược trình mua/thuê Bạn cần nêu yêu cầu mình, hệ thống tự động gom nhặt tài nguyên rỗi (free) để đáp ứng yêu cầu bạn Chính kể đến lới ích mà điện toán đám mây mang lại: • • • •    • • • • Tốc độ xử lý nhanh, cung cấp cho người dùng dịch vụ nhanh chóng giá thành rẻ dựa sở hạ tầng tập trung (đám mây) Chi phí đầu tư ban đầu sở hạ tầng, máy móc nguồn nhân lực người sử dụng điện toán đám mây giảm đên mức thâp Không phụ thuộc vào vị trí địa lý, cho phép người dùng truy cập sử dụng hệ thống thông qua trình duyệt web đâu thiết bị kết nối internet mà họ sử dụng ( chẳng hạn PC điện thoại di động ) Chia sẻ tài nguyên địa bàn rộng lớn mang lại lợi ích cho người dùng như: Tập trung sở hạ tầng vị trí giúp người dùng không tốn nhiều thời giá thành đầu tư trang thiết bị Công suất xử lý nhanh tài nguyên tập trung Ngoài ra, người dùng không cần đầu tư nguồn nhân lực quản lý hệ thống Khả khai thác hiệu suất cải thiện 10-20% so với hệ thống máy tính cá nhân thông thường Độ tin cậy cao: không giành cho người dùng phổ thông, điện toán đám mây phù hợp với yêu cầu cao liên tục công ty kinh doanh nghiên khoa học Khả bảo mật cải thiện tập trung liệu Các ứng dụng đám mây dễ dàng để sửa chữa lẽ chúng không cài đặt cố định máy tính Chúng dễ dàng hỗ trợ cải thiện tính Tài nguyên sử dụng điện toán đám mây quản lý thống kê khách hàng ứng dụng theo ngày, tuần, tháng Điều đảm bảo cho việc định lượng giá dịch vụ điện toán đám mây cung cấp để người dùng lựa chọn phù hợp Bất hệ thống có ưu nhược điểm điện toán đám mây không ngoại trừ Trong trình thực điện toán đám mây người ta nhận thấy khó khăn thách thức sau: • Tính riêng tư: thông tin người dùng liệu chứa điện toán đám mây có đảm bảo riêng tư liệu thông tin có bị sử dụng mục đích khác? 10 Trung Quốc Tại Trung Quốc, chương trình điện toán đám mây đến phổ biến nhờ nhà lãnh đạo địa phương Thành phố Dongying miền Bắc Trung Quốc triển khai sáng kiến điện toán đám mây để không cải thiện giải pháp phủ điện tử mà hỗ trợ phát triển kinh tế thông qua lãnh đạo hoạt động xây dựng gọi Trung tâm Điện toán Đám mây Sông Hoàng Hà Phó Thị trưởng Dongying, ông Li Jinkun, hình dung Dongying trở thành “thành phố sáng tạo số” thông qua tảng điện toán đám mây IBM phát triển nằm tâm điểm sáng kiến Tương tự vậy, thành phố Wuxi, nằm miền Nam Trung Quốc, quyền thành phố xây dựng “nhà máy dịch vụ điện toán đám mây” để nâng cao chất lượng tài nguyên điện toán dành cho công ty Nhiều công ty khởi nghiệp “công viên phần mềm” thành phố phải đối mặt với vấn đề chung việc đủ nguồn lực tài cần thiết để đầu tư sở hạ tầng CNTT cần thiết để cạnh tranh hiệu Để đáp ứng yêu cầu này, để thu hút thêm nhiều công ty tham gia vào dự án phát triển kinh tế mình, Chính quyền thành phố Wuxi hợp tác với IBM để xây dựng trung tâm điện toán đám mây nhằm cung cấp tài nguyên theo nhu cầu cho công ty công viên phần mềm Sử dụng nhà máy dịch vụ điện toán đám mây, nhà phát triển phần mềm dễ dàng truy cập vào tài nguyên điện toán cần thiết cho dự án họ Các công ty tham gia vào dự án có sở hạ tầng điện toán sẵn sàng, theo nhu cầu, giải phóng nguồn lực tài cho nhu cầu khác giúp công ty khởi nghiệp phát triển dễ dàng hơn, tạo thịnh vượng kinh tế công ăn việc làm thành phố Singapore Cơ quan phát triển Thông tin & Truyền thông Singapore (Infocomm Development Authority of Singapore - iDA) khẳng định điện toán đám mây thể “một bối cảnh quan trọng lĩnh vực công nghệ thông tin,” đó, “điều quan trọng phải chuẩn bị cho Singapore thật tốt để khai thác điện toán đám mây với quy mô, ảnh hưởng tính cạnh tranh kinh tế lớn hơn” Các dịch vụ điện toán đám mây lớn a Amazon Web Services Amazon Web Services tập hợp dịch vụ cung cấp cho người lập trình có khả truy cập tới hạ tầng kiến trúc tính toán kiểu sẵn sàng-để-sử dụng (readyto-use) Amazon Các máy tính có tảng vững xây dựng tinh chế qua nhiều năm Amazon cho phép có quyền 15 truy cập tới Internet Amazon cung cấp số dịch vụ Web ta tập trung vào dịch vụ bản, mà đáp ứng số yêu cầu cốt lõi hầu hết hệ thống như: lưu trữ, tính toán, truyền thông điệp tập liệu Bạn xây dựng ứng dụng phức tạp gồm nhiều phần khác cách sử dụng chức phân tầng với dịch vụ đáng tin cậy, hiệu khối hợp cung cấp Amazon Các dịch vụ Web mà tồn bên đám mây phía bên môi trường bạn có khả thực cao Bạn trả dựa bạn sử dụng mà không cần phải trả trước chi phí vốn đầu tư ban đầu Bạn không cần phí cho bảo trì phần cứng trì phục vụ Amazon Bạn nhanh chóng kết hợp thành tảng hạ tầng Điểm quan trọng sở hạ tầng mềm dẻo thay đổi lên hay xuống tùy theo nhu cầu sử dụng Các thành phần hạ tầng sở trang Web gồm có: Lưu trữ (Storage) Mọi người cần phải lưu trữ cho tệp, tài liệu, liệu tải lưu Có thể tiến hành lưu trữ ứng dụng cần thiết bạn Amazon Simple Storage Service (S3) nhận lợi ích với có khả mở rộng, đáng tin cậy với mức chi phí thấp cho việc lưu trữ Amazon Simple Storage Service (S3) cung cấp giao diện dịch vụ Web cho việc lưu trữ khôi phục liệu Dữ liệu cho loại lưu trữ truy cập đến từ vị trí thông qua Internet Bạn lưu trữ không giới hạn lượng lớn đối tượng S3 với kích thước đối tượng khoảng từ byte tới GB Các lưu trữ Hoa Kỳ Liên Minh Châu Âu Bạn chọn vị trí lưu trữ cho đối tượng bạn bạn tạo “buckets”, mà tương tự khái niệm thư mục hệ thống xử lý bạn Dữ liệu lưu trữ an toàn cách sử dụng hạ tầng sở lưu trữ Amazon sử dụng sức mạnh toàn giới với mạng lưới trang Web thương mại điện tử Sự hạn chế truy cập xác định cho đối tượng bạn lưu trữ S3, đối tượng truy cập với yêu cầu HTTP đơn giản Thậm chí bạn tạo đối tượng để tải cách sử dụng giao thức BitTorrent S3 giải phóng hoàn toàn cho bạn lo lắng cho không gian lưu trữ, truy cập vào liệu, bảo vệ liệu Bạn chí đối phó với chi phí việc bảo trì máy chủ lưu trữ Tính S3 bao gồm: 16 Tính ổn định Nó thiết kế để chịu hỏng hóc phục hồi hệ thống nhanh với thời gian tối thiểu Amazon cung cấp thỏa thuận cấp dịch vụ (service-level agreement -SLA) để trì tính sẵn sàng mức 99.99 phần trăm Đơn giản, dễ dùng S3 xây dụng khái niệm đơn giản cung cấp tính mềm dẻo cao cho việc phát triển ứng dụng bạn Bạn xây dựng lược đồ lưu trữ phức tạp hơn, cần, cách thêm hàm vào thành phần S3 Tính mở rộng Thiết kế S3 cung cấp cấp độ cao tính mở rộng cho phép điều chỉnh dễ dàng dịch vụ lượng truy cập vào ứng dụng web bạn tăng đột biến với lưu lượng khổng lồ Rẻ Chi phí sử dụng S3 cạnh tranh với giải pháp công ty cá nhân khác thị trường Ba khái niệm tảng cho khung làm việc S3 thùng (buckets), đối tượng (objects), khóa (keys) Tính toán (Computing) Amazon EC2 dịch vụ Web cho phép bạn yêu cầu máy ảo vòng vài phút dễ dàng thay đổi khả bạn tải xuống dựa nhu cầu Bạn cần phải trả chi phí cho khoảng thời gian mà bạn sử dụng Nếu bạn muốn tăng khả tính toán bạn nên, bạn nhanh chóng tiếp cận khởi tạo máy áo sau chấm dứt chúng mà nhu cầu bạn giảm Môi trường EC2 xây dựng mã nguồn mở Xen hypervisor, phát triển trường Đại học Cambridge Amazon cho phép bạn tạo hình ảnh máy Amazon (AMIs) thực hành động khuôn mẫu cho ví dụ bạn Truy cập với ví dụ điều khiển việc xác định quyền cho phép Bạn làm bạn muốn với chúng có hạn chế yêu cầu bạn cần sử dụng dựa Linux Thời gian gần đây, mà Open Solaris công bố quan hệ đối tác với Sun Microsoftsystem, phần lớn thương mại miễn phí có sẵn xây dựng cho EC2 dựa tảng Linux 17 Amazon EC2 cung cấp xác quy mô máy tính cho phép dễ dàng để thay đổi quy mô tài nguyên tính toán bạn lên xuống Bạn hoàn toàn kiểm soát môi trường tính toán mà chạy trung tâm liệu Amazon Amazon cung cấp năm kiểu máy chủ; phép bạn chọn lựa loại phù hợp với ứng dụng cần thiết bạn Các máy chủ cung cấp từ loại đơn lõi x86 đến loại tám lõi x86_64 Bạn thay trường hợp mô hình địa lý khác vùng mà từ chỗ đảm bảo thực đến chỗ thất bại Amazon dẫn khái niệm địa IP thay đổi cho phép làm việc với địa động EC2 cung cấp cho ứng dụng ảo bạn khả để: Cấu hình yêu cầu tính toán chúng hoạt động Điều chỉnh dung lượng dựa yêu cầu Một số đặc tính đáng giá cung cấp mô hình này: Độ tin cậy EC2 thiết kế để dễ dàng cung cấp thể ứng dụng hủy chúng không cần thiết Tính đơn giản Được xây dựng khái niệm đơn giản, EC2 cung cấp tính mềm dẻo để kiến thiết hệ thống bạn Amazon cung cấp tất nguyên vật liệu bạn cần; bạn kết hợp nguyên liệu theo cách mà phù hợp với ứng dụng bạn Bảo mật EC2 thiết kế để cung cấp tính bảo mật cấp độ cao Các thể ứng dụng hoạt động trung tâm liệu an toàn Amazon, với khả cấu hình tường lửa để giới hạn tất truy cập tới nhóm mà bạn tin tưởng Bền vững Bạn xây dựng tính bền vững ứng dụng bạn cách đặt thể ứng dụng bạn vào các vị trí địa lý khác nhau, cách sử dụng vùng lưu trữ bền vững độc lập với thể ứng dụng Giá rẻ Dịch vụ EC2 tính với giá kinh tế thay hấp dẫn cho tất nhu cầu máy chủ bạn Gửi thông điệp (Messaging) 18 Amazon Simple Queue Service (SQS) khung làm việc truyền tin mở rộng đáng tin cậy làm cho việc tạo, lưu trữ, lấy thông điệp trở nên đơn giản Bạn sử dụng sở cho gắn kết ứng dụng dựa dịch vụ Web Amazon bạn Sử dụng SQS cách tuyệt vời để xây dựng ứng dụng mở rộng web Bạn trả phí cho thông điệp dựa lượng sử dụng bạn Toàn khung hàng đợi hoạt động bên môi trường bảo mật trung tâm liệu Amazon Một số đặc tính cung cấp SQS: Tính tin cậy SQS xây dựng để lưu trữ thông điệp SQS cách dư thừa trung tâm đa liệu để làm cho chúng sẵn sàng Tính đơn giản Mô hình lập trình cho việc truy cập sử dụng SQS đơn giản sử dụng từ nhiều ngôn ngữ lập trình khác Bảo mật SQS thiết kế để cung cấp mức độ bảo mật cao Sự truy cập tới thông điệp bị giới hạn người dùng có thẩm quyền Tính mở rộng SQS cho bạn khả để tạo ứng dụng dựa hàng đợi mà đọc viết thông điệp không giới hạn, giới hạn Rẻ Sử dụng SQS kinh tế thay hấp dẫn cho nhu cầu truyền tin bạn Tập hợp liệu (Datasets) Amazon SimpleDB (SDB) cung cấp khả mở rộng, lập mục, khả lưu trữ mà không cần bảo trì, với việc thực xử lý truy vấn với tập hợp liệu 19 Amazon SimpleDB (SDB) dịch vụ Web cho phép lưu trữ, xử lý truy vấn tập hợp liệu có cấu trúc Ở sở liệu quan hệ theo cách tiếp cận truyền thống mà mức độ cao dạng sơ đồ, với liệu cấu trúc lưu trữ đám mây bạn sử dụng để lưu trữ khôi phục giá trị khóa Mỗi tập hợp giá trị khóa cần phải có tên mục nhất; mục phân chia vào miền khác Mỗi mục lưu giữ lên tới 256 cặp giá trị khóa liệu Bạn thực thi truy vấn dựa tập liệu bạn miền khác Các truy vấn dựa theo miền không hỗ trợ SDB SDB cách đơn giản để sử dụng cung cấp hầu hết chức sở liệu quan hệ Sự trì đơn giản nhiều so với sở liệu điển hình không cần phải cài đặt định dạng Amazon quan tâm nhiều tới tất việc liên quan đến quản trị Dữ liệu tự động đánh mục Amazon sẵn có cho bạn thời điểm từ chỗ Một lợi quan trọng khóa không sử dụng cho sơ đồ khả chèn liệu vào hoạt động thêm cột khóa động SDB phần sở hạ tầng Amazon, khả mở rộng thực cách tự động bạn tùy tình Bạn tự tập trung ý bạn vào số thứ quan trọng bạn phải trả chi phí cho tập liệu tài nguyên mà bạn sử dụng Một số tính đáng giá cung cấp SDB: Tính tin cậy SDB thiết kế để lưu trữ liệu đánh số bạn cách dư thừa xuyên qua trung tâm liệu để làm cho chúng sẵn sàng thời điểm Tốc độ SDB thiết kế để cung cấp truy xuất liệu nhanh, đặc biệt yêu cầu bạn tạo từ thể EC2 môi trường Amazon Web Services Tính đơn giản Mô hình lập trình cho việc truy cập sử dụng SDB đơn giản sử dụng từ nhiều ngôn ngữ lập trình khác Bảo mật 20 SDB thiết kế để cung cấp độ bảo mật cao Chỉ có người dùng chứng thực truy cập tới liệu Tính mềm dẻo SBD cung cấp khả để lưu trữ liệu trình xử lý mà không cần lược đồ định nghĩa trước Giá rẻ Phí sử dụng SDB kinh tế Bạn phải trả cho bạn thực dùng b Dịch vụ điện toán đám mây cho giáo dục: Google Apps For Education Dịch vụ Google Apps Google ứng dụng phần mềm điện toán đám mây Việc tận dụng Google Apps vào trường đại học cao đẳng tiết kiệm đáng kể ngân sách cho hệ thống CNTT Ngoài dịch vụ quen thuộc dịch vụ tìm kiếm, gmail, quảng cáo từ khóa, Google có hàng trăm danh mục sản phẩm hãng miễn phí quyền sử dụng cho tất sở giáo dục toàn cầu, tính phí $50 USD/tài khoản/năm doanh nghiệp sử dụng phiên có tính tương tự Công cụ Google Apps dự án phát triển thành công từ đại học Mặt khác, thị trường giáo dục thị trường rộng lớn để truyền bá sản phẩm, công nghệ nên cách để Google thực hoạt động tiếp thị sản phẩm họ… Có hàng trăm ứng dụng dành cho ngành giáo dục việc tranh thủ ứng dụng để nâng cao khả nghiên cứu, học tập thật cần thiết Để phục vụ giáo dục, ứng dụng miễn phí thông thường email, calendar (lịch hẹn), talk (tán gẫu), Google cung cấp loạt hỗ trợ miễn phí khác Docs (duyệt văn bản), Site (website nội bộ), Video, Group (trao đổi nhóm)… nhằm giúp cho môi trường học tập thêm đa dạng phong phú Các ứng dụng xây dựng dựa tảng điện toán đám mây, phần mềm dịch vụ (software as a service - SaaS) nên mang lại nhiều tiện ích cho nhà trường không cần phải đầu tư hệ thống máy chủ, không cần mua quyền hay thực bảo trì, bảo dưỡng giảm thiểu rủi ro công sức cho việc vận hành hệ thống CNTT nhà trường Ở nước, đặc biệt Mỹ, trường học tranh thủ nhanh việc ứng dụng để giúp giảm thiểu chi phí liên quan đến việc đầu tư hệ thống, quyền phần mềm nhân Điều phù hợp trường cao 21 đẳng, đại học, nơi phải phục vụ cho khối lượng người dùng lên đến hàng chục nghìn Thay dành ngân sách lớn để đầu tư cho hệ thống máy tính sử dụng phần mềm quyền khoa CNTT trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp Long An ứng dụng điện toán đám mây Google For Education vào việc quản lý hệ thống CNTT nhằm đẩy mạnh chất lượng dạy học, nhanh chóng thoát khỏi tình trạng lạc hậu Việc áp dụng điện toán đám mây Google For Education bước đầu đem lại lợi ích sau cho nhà trường: Giúp nhà trường tiếp thị, xây dựng hình ảnh cách dễ dàng Giảm chi phí xây dựng, bảo trì hệ thống email chi phí đầu tư server, chi phí bảo trì, Không cần phải có sở hạ tầng nội bộ, máy nhân cồng kềnh chế thuê bao, dễ dàng thay đổi quy mô cần thiết Giúp nhà trường tham gia cộng đồng điện toán đám mây Google Đạt không (không máy chủ, không bảo trì, không rủi ro, không quyền) Giảm chi phí cho việc liên hệ quản lý cán công nhân viên sinh viên Nâng mặt CNTT nhà trường Hỗ trợ giảng viên không gian lưu trữ tài liệu mạng Hỗ trợ hệ thống email ổn định cho giảng viên Tăng cường trao đổi thông tin phòng ban trường thông qua hệ thống Intranet c Hệ điều hành • Chrome os Nó hệ điều hành Google phát triển Và điều đặc biệt Chrome OS cách thức hoạt động nó: hoàn toàn dựa vào trình duyệt web, hay nói cách khác, hệ điều hành dựa công nghệ "điện toán đám mây” Một đặc điểm khác Chrome OS người dùng sử dụng lúc nào, tảng (Windows, Mac hay Linux), miễn cài sẵn trình duyệt Chrome (cũng Google) máy Hoặc, thích, họ cài đặt thẳng vào netbook để sử dụng hệ điều hành bình thường 22 Chrome cho phép người dùng truy cập đến "thư mục" từ bên trình duyệt, lưu trữ tất tài liệu ứng dụng cần thiết để họ tiếp tục công việc không kết nối internet Tuy vậy, vài tính Chrome OS chưa hoàn thiện tiếp tục phát triển Đầu tiên (và quan trọng) hỗ trợ USB - Google nói vấn đề họ giải (và chưa xong) Tính Google Print, cho phép người dùng sử dụng máy in kết nối vào internet mà không cần phải sử dụng driver, tính hứa hẹn Các chương trình dành cho Chrome OS: Các ứng dụng web hoạt động chế độ toàn hình, (hi vọng) đem đến trải nghiệm mẻ cho người dùng, phần giảm cảm giác sử dụng ứng dụng web thông thường Tốc độ ứng dụng hứa hẹn mức chấp nhận so với ứng dụng truyền thống WebGL hỗ trợ Chrome OS chạy ứng dụng 3D phức tạp mà không cần phải cài đặt thêm plugin với tốc độ (có thể là) ổn Là hệ điều hành web, tất nhiên ứng dụng Chrome OS hoạt động dựa tảng này, có số ứng dụng cho phép người dùng cài đặt vào máy (mà thực lưu lại cache) để sử dụng mạng internet Các ứng dụng tự động chạy dạng toàn hình xuất dạng tab trình duyệt • Glide os: Glide OS dịch vụ hệ điều hành web hoàn toàn miễn phí xây dựng điện toán đám mây, cung cấp cho người dùng ứng dụng cần thiết Glide cung cấp khả tương thích đa tảng cho Windows, Mac OS X, Linux, Solaris, Android, BlackBerry, iPad, iPod, iPhone, Palm Pre, Symbian Windows Mobile dựa khả nhận biết thiết bị tự động chuyển mã file Với gói miễn phí Glide OS cung cấp cho bạn chỗ lưu trữ trực tuyến với dung lượng 30GB, với gói tính phí (50 đô la Mỹ năm) bạn cung cấp 250GB dung lượng lưu trữ Tính bao gồm: * Đồng hóa file từ máy tính bạn với Glide OS * Quản lý tập tin thư mục 23 * Sử dụng ứng dụng Glide: soạn thảo văn bản, chỉnh sửa ảnh, email * Tùy biến Desktop 24 Chương III Tiềm phát triển điện toán đám mây Việt Nam Hiện trạng phát triển công nghệ “điện toán đám mây” Việt Nam Dù giới dự đoán “cơn sóng thần công nghệ ” song khái niệm “điện toán đám mây mẻ Việt Nam.” IBM doanh nghiệp tiên phong khai trương trung tâm điện toán đám mây Việt Nam vào tháng 9/2008 với khách hàng là Công ty cổ phần công nghệ truyền thông Việt Nam (VNTT) Sau đó, Microsoft “đại gia” tiếp bước điện toán đám mây thị trường Việt Nam, giai đoạn phát triển thử nghiệm Theo Ông Võ Tấn Long, Tổng Giám đốc công ty IBM Việt Nam: “Điện toán đám mây không xu hướng mà thực tế diễn Có thể nói Việt Nam nước ASEAN đưa vào sử dụng điện toán đám mây Từ năm 2008 đến nay, ngày có nhiều khách hàng tìm đến dịch vụ điện toán đám mây IBM” Tiếp đến, điện toán đám mây Việt Nam bắt đầu có tín hiệu khả quan khi FPT – nhà công nghệ hàng đầu Việt Nam khẳng định vị tiên phong công nghệ lễ ký kết với Microsoft châu Á-Trend Micro để hợp tác phát triển “đám mây” châu Á Nhận định hợp tác này, đại diện Trend Micro cho rằng, điện toán đám mây đem lại hội cho Việt Nam công nghệ hoàn toàn giúp giới trẻ Việt Nam vốn động có thêm điều kiện sáng tạo phát huy tài Đồng thời, với tiềm nhân lực, sở hạ tầng “tính sẵn sàng” FPT hai bên không dừng lại cung cấp dịch vụ điện toán đám mây Việt Nam mà vươn toàn cầu Sau ký kết tuần, FPT tiếp tục hợp tác “đại gia” Microsoft vào tháng 05/2010 Tâm điểm hợp tác thỏa thuận nhằm phát triển tảng điện toán đám mây dựa công nghệ Microsoft Hai bên hướng đến việc phát triển tảng cho dịch vụ đám mây bao gồm truyền thông, hợp tác, lưu trữ liệu dịch vụ hạ tầng, nhằm phục vụ nhu cầu đông đảo khách hàng Gần nhất, “Journey to the cloud” (Hành trình tới công nghệ điện toán đám mây) với châm ngôn “New ways to new things” chủ đề hội thảo Microsoft tổ chức hôm 02/03/2011 vừa qua Hà Nội, thu hút tham dự 25 300 chuyên gia IT nhà lãnh đạo doanh nghiệp Điều chứng tỏ vấn đề điện toán đám mây thu hút quan tâm nhiều doanh nghiệp nước, người kiếm tìm giải pháp nâng cao suất cho doanh nghiệp Tuy vậy, sau hội thảo ngày 02/03, “Vietnam Cloud computing Day 2011” (Ngày Điện toán đám mây Việt Nam 2011) diễn ngày 9/3 Hà Nội đưa nhận định: điện toán đám mây ứng dụng rộng rãi nhiều nước phát triển giới lợi ích đáng kể mà đem lại, Việt Nam doanh nghiệp chưa thực mặn mà với công nghệ Tuy nhiên theo chuyên gia nhận định, giải pháp tối ưu để doanh nghiệp nước ta giảm thiểu chi phí tăng hiệu suất làm việc mức tối đa Về thực trạng ứng dụng điện toán đám mây doanh nghiệp Việt Nam, rút kết luận sau: Hiện có vài doanh nghiệp lớn Việt Nam đưa điện toán đám mây vào ứng dụng hiệu suất kinh doanh cải thiện đáng kể Tuy nhiên số lượng Phần lớn dừng mức quan tâm tìm hiểu Phát triển điện toán đám mây Việt Nam – nhiều thách thức Không nằm xu chung ngành công nghệ thông tin giới, Việt Nam dần tiếp cận dịch vụ đám mây thông qua dự án số doanh nghiệp nước Microsoft, Intel … Công nghệ coi giải pháp cho vấn đề mà nhiều công ty gặp phải thiếu lực công nghệ thông tin, chi phí đầu tư hạn chế… Hầu hết nhà lãnh đạo công nghệ thông tin kỳ vọng nhận định công nghệ Điện toán đám mây liệu có phát triển Việt Nam? Ông Dương Dũng Triều, Giám Đốc điều hành FIS chia sẻ: “Chúng nhận nhiều lợi ích đồng hợp tác xây dựng trung tâm liệu sử dụng công nghệ điện toán đám mây Microsoft Hai bên chia sẻ tầm nhìn tương lai ngành tin học -nơi mà dịch vụ điện toán đám mây trở nên phổ biến sử dụng rộng rãi Việt Nam vào năm 2015- có mục tiêu trở thành người dẫn đầu lĩnh vực mẻ này.” Theo ông Nguyễn Huy Cương, CEO Tinh Vân Consulting, nhiều công ty hoang phí tài nguyên không khai thác hết công suất hệ thống máy chủ, đầu tư nhiều mặt người Trong đó, lý thuyết, cloud computing cho phép doanh nghiệp không cần tập trung nhiều cho sở hạ tầng nâng cấp ứng dụng, không đòi hỏi nguồn nhân lực lớn dễ dàng thay đổi quy mô cần 26 Ông Hoàng Lê Minh, Viện trưởng Viện công nghiệp phần mềm nội dung số Việt Nam (NISCI), khẳng định điện toán đám mây mục tiêu mà giới ngành công nghệ thông tin nước hướng tới nhân tố thúc đẩy trình chuyển đổi kinh doanh Tuy nhiên, theo chuyên gia Intel nhận định điện toán đám mây chắn dành cho tất người cho nhu cầu Mặc dù lợi ích điện toán đám mây phủ nhận, doanh nghiệp cần cân nhắc đến yếu tố khác tính đến chuyện ứng dụng điện toán đám mây, cụ thể như: rào cản kỹ thuật, an toàn thông tin, nguồn vốn để đại quy trình kinh doanh việc ứng dụng công nghệ thông tin, giảm chi tiêu cho phần cứng, phần mềm, an toàn thuê phần mềm sở hạ tầng, tính linh hoạt khả mở rộng nguồn lực công nghệ thông tin trước định ứng dụng điện toán đám mây vào sản xuất kinh doanh Việt Nam ngoại lệ Bên lề hội nghị “Ngày Điện toán đám mây Việt Nam 2011”, ông Phan Thanh Sơn, Giám đốc công nghệ công ty Cisco, chia sẻ nhiều khó khăn việc triển khai điện toán đám mây Việt Nam Theo ông, vấn đề sách, đường truyền băng thông nhận thức doanh nghiệp thách thức lớn với công nghệ Đồng thời, số doanh nghiệp cho biết họ sử dụng dịch vụ đám mây miễn phí Google Apps, cần thời gian để tìm hiểu nhiều lợi ích rủi ro tính an toàn liệu Ông Nguyễn Thiện Tâm, Giám đốc khách hàng Công ty Sutrix Media Việt Nam, cho biết sử dụng dịch vụ điện toán đám mây đòi hỏi nhân viên phải có kỹ định công nghệ thông tin Hiện công ty có sử dụng Google Docs, dừng mức độ trao đổi, chia sẻ tài liệu Không có vậy, Ông Lê Đức Quyết, Phó giám đốc Công ty cổ phần Thế giới vận tải, cho biết ông e ngại đưa thông tin liên quan đến tài công ty lên dịch vụ điện toán đám mây liệu mạng Ông Quyết nói mô hình ứng dụng điện toán đám mây phụ thuộc nhiều vào Internet mà chưa lúc truy cập vào Internet Tóm lại “Bản chất điện toán đám mây hội tụ thành tựu nghiên cứu phát triển công nghệ mới; quan điểm ứng dụng CNTT giới Việt Nam Điện toán đám mây khái niệm mơ hồ từ trước đến gặp phải Nó giống cao, mây, nhận biết Nhưng mục tiêu mà ngành CNTT truyền thông hướng tới” 27 Điện toán mây ứng dụng thiết thực tới xã hội Bài toán Quản Lý Giao Thông Trong hệ thống giao thông Việt Nam, thành phố lớn Hà nội, HCM hàng ngày nhìn thấy anh cảnh sát giao thông đứng đường hay núp bóng cây, để phạt người qua đường vi phạm luật giao thông Các anh ghi giấy phạt… bạn biết rồi, tệ nạn nhận tiền, trốn phạt, cãi nhau… Nhưng tưởng tượng, có hệ thống giao thông “Thông minh, tự động” cho phép quan sát tự động gồm chức sau sau : - Theo dõi giao thông tự động ( Phát người vượt đèn đỏ, vi phạm đường cấm …) - Hệ thống lưu trữ toàn thông tin phương tiện lại đăng ký xe - Hệ thống thu phí tự động ( Tính phí tự động , liên kết với ngân hàng, gửi hóa đơn tự động tới người dùng - Hệ thống tính phí phạt tự động , tính điểm số phạt cho người tham gia giao thông ( Tiền phạt , thu bằng… ) Quy trình phạt phí giao thông, sau có trợ giúp hệ thống , số điểm nhấn thú vị sau: • Tiền phạt nộp tự động qua tin nhắn , gửi qua đường bưu điện đến tận nhà • Vượt đèn đỏ lúc không người tưởng • Cảnh báo bị tước lái, không chấp hành hình phạt Tranh cãi có toàn ảnh chụp đính kèm với chứng cớ vi phạm Thực tế , hệ thống triển khai châu Âu Mỹ, kinh nghiệm Ý thấy hệ thống triển khai Những lợi ích đem lại nhiều, nghĩ đến triển khai nó, cần gì, mặt đầu tư kinh tế công nghệ Điện toán mây giải pháp cho Tại lại nói thế, câu trả lời là, có điện toán mây giải toán phức tạp với chi phí thấp hiệu cao Về mặt công nghệ, điện toán mây giúp bạn xử lý lượng liệu lớn thời gian ngắn Để minh họa điểm , phân tích 28 phần việc xử lý liệu siêu lớn việc đăng ký lưu trữ thông tin phương tiện lại thành phố Hà nội Giả sử tổng phương tiện lại Hà nội 10 triệu phương tiện Tổng số dân đăng ký thông tin cá nhân 10 triệu người Sẽ có hàng triệu phương tiện lại ngày, tính trung bình triệu phương tiện hoạt đông Với triệu phương tiện hoạt đông, hệ thống Camera ( hàng trăm Camera) lắp đặt 100 tuyến phố để theo dõi toàn hoạt động đưa cảnh báo vi phạm đối tượng Mỗi ngày hệ thống phải xử lý khoảng 100 triệu tín hiệu hình ảnh video thu từ Camera, phân tích xử lý Để hệ thống xử lý toàn giao dịch trên, hệ thống phải hoạt động điện toán mây, việc xử lý chia nhỏ xử lý khoảng 100 máy tính hoạt động lúc, hợp kết với Thay cho máy tính xử lý khoảng tháng, 100 máy tính xử lý vòng 7.2 giờ, Nếu liệu xử lý 1000 máy tính đồng thời , có 0.72 , tức chưa đầy 40 phút, xử lý toàn liệu hàng trăm Camera cho 10 triệu phương tiện lại Như toán giải cách nhanh chóng mà chi phí giảm tới mức tối đa 29