TÌM HIỂU về COMPUTING CLOUD và các DỊCH vụ TRÊN COMPUTING CLOUD

Trong lĩnh vực công nghệ thông tin, ngày nay ngoài các ứng dụng để bàn, một xu hướng mới đáng chú ý là phát triển các ứng dụng web và các ứng dụng cho thiết bị di động. Tất cả các ứng dụng này đều cần được lưu ở một máy chủ để người dùng có thể truy cập được thông qua mạng. Để phát triển kinh doanh, các công ty thường có website riêng giúp quảng bá sản phẩm và thông tin liên lạc hoặc cung cấp dịch vụ trên môi trường mạng. Tuy nhiên khi số lượng khách hàng tăng lên, việc đáp ứng nhu cầu của người dùng truy cập vào các máy chủ này sẽ gặp rất nhiều vấn đề. Thường các trang web này được đặt trên một máy chủ nào đó và các công ty phải mua vùng lưu trữ, cài đặt trang web của họ trên máy chủ. Cách đó được gọi là “hosting” và công ty phải tự cài đặt, quản lý và trả phí duy trì hàng tháng. Điện toán đám mây ra đời mang lại rất nhiều lợi ích. Thuật ngữ điện toán đám mây ra đời không phải để nói về một trào lưu mới mà để khái quát lại các hướng đi của cơ sở hạ tầng thông tin vốn đã và đang diễn ra từ mấy năm qua. Các nguồn điện toán khổng lồ sẽ nằm tại các máy chủ ảo (đám mây) trên Internet thay vì trong máy tính gia đình và văn phòng để mọi người kết nối sử dụng khi cần. Điện toán đám mây là khái niệm hoàn chỉnh cho một xu hướng không mới bởi nhiều doanh nghiệp hiện không có máy chủ riêng mà chỉ có máy tính với một số phần mềm cơ bản, còn tất cả đều phụ thuộc vào đám mây. Với các dịch vụ có sẵn trên Internet, doanh nghiệp không phải mua và duy trì hàng trăm, hàng nghìn máy tính cũng như các phần mềm kèm theo mà họ chỉ cần tập trung công việc của mình bởi đã có người khác lo cơ sở hạ tầng và công nghệ thay họ.

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG  - SINH VIÊN THỰC HIỆN HỒ ĐỨC NHẬT TRƯỜNG TÌM HIỂU VỀ COMPUTING CLOUD VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN COMPUTING CLOUD BÁO CÁO ĐỀ TÀI THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Huế - 2015 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG  - SINH VIÊN THỰC HIỆN HỒ ĐỨC NHẬT TRƯỜNG TÌM HIỂU VỀ COMPUTING CLOUD VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN COMPUTING CLOUD BÁO CÁO ĐỀ TÀI THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điện tử, Truyền thông NGƯỜI HƯỚNG DẪN: Ks NGUYỄN HỒNG NHẬT Huế - 2015 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận này, lời em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn - thầy Nguyễn Hồng Nhật Em cảm ơn thầy tận tình dẫn, hỗ trợ kiến thức tạo cho em điều kiện tốt suốt trình thực đề tài Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo khoa Điện Tử - Viễn Thông, trường Đại học Khoa học Huế trang bị cho em kiến thức kinh nghiệm quý giá suốt năm học tập trường Với kiến thức thân thời gian thực đề tài có hạn nên báo cáo đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, em kính mong nhận cảm thơng, góp ý q thầy bạn để đề tài hoàn thiện Lời cuối em xin chúc quý thầy cô dồi sức khỏe thành công nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Huế, ngày 06 tháng 12 năm 2015 Sinh viên Hồ Đức Nhật Trường NHẬN XÉT VÀ CHO ĐIỂM CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN THỰC TẬP Họ tên CBHD thực tập: NGUYỄN HỒNG NHẬT Đơn vị thực tập Trung Tâm Công nghệ thông tin Truyền thông – Sở Thông tin Truyền thông tỉnh Thừa Thiên Huế Sinh viên thực tập: Trường: HỒ ĐỨC NHẬT TRƯỜNG Đại Học Khoa Học – Đại Học Huế Chuyên ngành: Điện tử viễn thông Nhận xét cán hướng dẫn thực tập: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Xác nhận quan (Ký tên đóng dấu) ĐIỂM THỰC TẬP Cán hướng dẫn (Ký tên ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i NHẬN XÉT VÀ CHO ĐIỂM CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN THỰC TẬP ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ v DANH SÁCH CÁC BẢNG .vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG1 TỔNG QUAN VỀ COMPUTING CLOUD 1.1 Computing Cloud ? 1.1.1 Lịch sử phát triển Computing Cloud 1.1.2 Định nghĩa Computing Cloud 1.2 Phân biệt với mơ hình điện tốn truyền thống 1.3 Ưu nhược điểm Computing Cloud 1.3.1 Ưu điểm 1.3.2 Nhược điểm 1.4 Mơ hình tổng quan Computing cloud .7 1.5 Các loại hình đám mây 1.5.1 Đám mây riêng (Private cloud) 1.5.2 Đám mây công cộng (Public cloud) .10 1.5.3 Đám mây lai (Hybrid Cloud) 11 1.5.4 Đám mây cộng đồng (Community Cloud) 12 CHƯƠNG2 CÁC MƠ HÌNH CUNG CẤP DỊCH VỤ COMPUTING CLOUD 13 2.1 Dịch vụ sở hạ tầng (IaaS - Infrastructure as a Service) 13 2.1.1 Những đặc trưng tiêu biểu 14 2.1.2 Đáp ứng sở hạ tầng co giãn 14 2.2 Dịch vụ tảng (PaaS - Platform as a Service) 15 2.2.1 Những đặc trưng tiêu biểu 16 2.2.2 Quản lý lệ thuộc vào nhà cung cấp 17 2.3 Dịch vụ phần mềm (SaaS - Software as a Service) .17 2.3.1 Những đặc trưng tiêu biểu 18 2.3.2 Bốn nhân tố làm tăng lợi tức đầu tư (ROI) SaaS 18 CHƯƠNG3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG PHỤC VỤ COMPUTING CLOUD .21 3.1 Hệ điều hành nguồn mở Ubuntu Server 21 3.1.1 Hệ điều hành Ubuntu gì? 21 3.1.2 Hệ điều hành Ubuntu Server 22 3.2 Xây dựng mơ hình Computing Cloud bằng phần mềm nguồn mở OpenStack22 3.2.1 Các giải pháp nguồn mở để xây dựng mơ hình Computing Cloud .22 3.2.2 Phần mềm nguồn mở OpenStack 24 3.2.3 Cài đặt OpenStack Liberty mơ hình máy chủ hệ điều hành Ubuntu Server phần mềm VMware Workstation .28 3.2.4 CHƯƠNG4 Tạo Rule VM bằng dashboard OpenStack 31 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .35 4.1 Kết luận 35 4.2 Hướng phát triển 35 KẾT LUẬN .36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 PHIẾU NHẬN XÉT SINH VIÊN THỰC TẬP 38 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Computing Cloud Hình 1.2 Mơ hình tổng quan Computing cloud Hình 1.3 Đám mây riêng (Private Cloud) Hình 1.4 Đám mây cơng cộng (Public Cloud) 10 Hình 1.5 Đám mây lai (Hybrid Cloud) .11 Hình 1.6 Đám mây cộng đồng (Community Cloud) 12 Hình 2.1 Mơ hình cung cấp dịch vụ điện tốn đám mây 13 Hình 2.2 Dịch vụ sỡ hạ tầng (IaaS - Infrastructure as a Service) 14 Hình 2.3 Dịch vụ tảng (PaaS - Platform as a Service) 15 Hình 2.4 Dịch vụ phần mềm (SaaS - Software as a Service) 18 Hình 3.1 Giao diện Ubuntu Destop 21 Hình 3.2 Giao diện Ubuntu Server 22 Hình 3.3 Hệ thống Cloud OpenStack 24 Hình 3.4 OpenStack mơ hình nhiều máy chủ 27 Hình 3.5 OpenStack mơ hình rút gọn máy chủ 27 Hình 3.6 Cài đặt OpenStack Liberty thành cơng .30 Hình 3.7 Giao diện đăng nhập Dasboard 31 Hình 3.8 Tạo Rule b1 31 Hình 3.9 Tạo Rule b2 32 Hình 3.10 Tạo Rule b3 32 Hình 3.11 Giao diện quản lý Rules 33 Hình 3.12 Tạo máy ảo b1 33 Hình 3.13 Tạo máy ảo b2 34 Hình 3.14 Giao diện quản lý máy ảo 34 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1 Khác mơ hình điện tốn đám mây mơ hình điện tốn truyền thống Bảng 3.1 Các thành phần OpenStack Liberty .25 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Diễn giải Dịch nghĩa WWW Word Wide Webs Mạng lưới nguồn thông tin EC2 Elastic Compute Cloud Nền tảng Computing Cloud S3 Simple Storage Service Dịch vụ lưu trữ internet IaaS Infrastructure as a Service Dịch vụ sở hạ tầng PaaS Platform as a Service Dịch vụ tảng SaaS Software as a Service Dịch vụ phần mềm XCP Xen Cloud Platform Nền tảng nguồn mở Cloud AWS Amazone Web ServicesTM Dịch vụ web Amazone HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn API Application programming interf Giao diện lập trình ứng dụng NTP Network time Protocol Giao thức thời gian mạng NIC Network interface controller Bộ điều khiển giao diện mạng 25  Và OpenStack phần phần trên, OpenStack có thành phần, module khác hình minh họa thành phần bản: Dashboard, Compute, Networking, API, Storage … OpenStack dự án mã nguồn mở dùng để triển khai private cloud public cloud, bao gồm nhiều thành phần (tài liệu tiếng anh gọi project con) công ty, tổ chức ,lập trình viên tự nguyện xây dựng phát triển Có nhóm tham gia: Nhóm điều hành, nhóm phát triển nhóm người dùng OpenStack hoạt động theo hướng mở: (Open) Cơng khai lộ trình phát triển, (Open) công khai mã nguồn … Tháng 10/2010 Racksapce NASA cơng bố phiên OpenStack, có tên OpenStack Austin, với thành phần ( project con) : Compute (tên mã Nova) Object Storage (tên mã Swift) Các phiên OpenStack có chu kỳ tháng Tức tháng lần cơng bố phiên với tính bổ sung Tính đến có 12 phiên OpenStack bao gồm: Austin, Bexar, Cactus, Diablo, Essex, Folsom, Grizzly, Havana, Icehouse, Juno, Kilo, Liberty Phiên Liberty phiên ổn định Tên phiên bắt đầu theo thứ tự A, B, C, D …trong bảng chữ Dự kiến phiên có tên Mitaka, q trình phát triển Các thành phần (project con) có tên có mã dự án kèm, với Liberty gồm thành phần sau: Bảng 3.2 Các thành phần OpenStack Liberty Dịch vụ Tên dự án Miêu tả Dashboard Horizon Cung cấp cổng thông tin tự phục vụ dựa web để tương tác với dịch vụ OpenStack, khởi chạy instance, gán địa IP cấu hình điều khiển truy cập Compute Nova Quản lý tính tốn mơi trường OpenStack Trách nhiệm bao gồm khởi tạo, lên lịch ngừng hoạt động máy ảo theo yêu cầu Networking Neutron Kích hoạt Network-Connectivity-as-a-Service cho 26 dịch vụ OpenStack khác, chẳng hạn OpenStack Compute Cung cấp API cho người dùng để xác định mạng lưới file đính kèm vào chúng Lưu trữ Object Storage Swift Nơi chứa lấy liệu phi cấu trúc tùy ý đối tượng thông qua RESTful, HTTP dựa API Block Storage Cinder Cung cấp khối lưu trữ liên tục đến trường hoạt động liên tục Kiến trúc pluggable điều khiển tạo điều kiện cho việc tạo quản lý thiết bị lưu trữ khối Chia sẻ dịch vụ Identity service Keystone Cung cấp dịch vụ xác thực ủy quyền cho dịch vụ khác OpenStack Cung cấp danh mục thiết bị đầu cuối cho tất dịch vụ OpenStack Image service Glance Chứa lấy file image máy ảo OpenStack Compute dùng chúng để dự phòng Telemetry Ceilomete r Hiển thị thiết bị đo đám mây OpenStack lập hóa đơn, điểm chuẩn, có khả mở rộng, có khả thống kê Dịch vụ cấp cao Orchestration Heat Orchestrates nhiều ứng dụng điện toán đám mây hỗn hợp bằng cách sử dụng hai định dạng mẫu HOT địa mẫu định dạng AWS CloudFormation, qua REST API OpenStack địa Query API CloudFormation tương thích 27 b) Mơ hình cài đặt Hình 3.14 OpenStack mô hình nhiều máy chủ Hình 3.15 OpenStack mô hình rút gọn máy chủ 28 1.10.3.Cài đặt OpenStack Liberty mô hình máy chủ hệ điều hành Ubuntu Server phần mềm VMware Workstation a) Giới thiệu       Script cài đặt OpenStack Liberty máy chủ Các thành phần cài đặt bao gồm MariaDB, NTP Keystone Version Glance Neutron (ML2, OpenvSwitch) b) Môi trường cài đặt LAB Vmware Workstation máy vật lý, đáp ứng yêu cầu tối thiểu sau:      RAM: 4GB HDD: 60GB (cài OS thành phần OpenStack) NIC 1: - eth0 - Management Network NIC 2: - eth1 - External Network CPU hỗ trợ ảo hóa c) Các bước thực  Cấu hình network bằng đoạn lệnh sau để đảm bảo máy chủ có 02 NIC: cat /etc/network/interfaces auto lo iface lo inet loopback # NIC MGNT auto eth0 iface eth0 inet dhcp # NIC EXT auto eth1 iface eth1 inet dhcp EOF  Khởi động lại network 29       ifdown -a && ifup -a Kiểm tra lại địa IP máy cài OpenStack, đảm bảo có đủ 02 NIC bằng lệnh:  landscape-sysinfo Kiểm tra kết nối internet bằng lệnh  ping google.com Cài đặt git với quền root  su  apt-get update  apt-get -y install git Thực thi script để đặt địa IP tĩnh cho máy cài OpenStack  git clone https://github.com/vietstacker/openstack-libertymultinode.git  mv /root/openstack-liberty-multinode/LIBERTY-U14.04-AIO /root  rm -rf openstack-liberty-multinode  cd LIBERTY-U14.04-AIO  chmod +x *.sh Thực thi script đặt IP cho card mạng Script thực tự động việc đặt IP tĩnh cho card mạng  bash 0-liberty-aio-ipadd.sh  Cài đặt gói NTP, MARIADB, RABBITMQ Đăng nhập lại máy chủ với quyền root thực thi script  su  cd LIBERTY-U14.04-AIO  bash 1-liberty-aio-prepare.sh  Cài đặt Keystone Thực thi script để cài đặt Keystone  bash 2-liberty-aio-keystone.sh Thực thi lệnh để khai báo biến môi trường cho OpenStack  source admin-openrc.sh Kiểm tra lại việc cài đặt Keystone bằng lệnh  openstack token issue Kết đảm bảo cài đặt Keystone thành công 30 + + + | Field | Value | + + + | expires | 2015-11-20T04:36:40.458714Z | | id | afa93ac41b9f432d989cc6f5c235c44f | | project_id | a863f6011c9f4d748a9af23983284a90 | | user_id | 07817eb3060941598fe406312b8aa448 | + + +  Cài đặt GLANCE  bash 3-liberty-aio-glance.sh  Cài đặt NOVA  bash 4-liberty-aio-nova.sh  Cài đặt NEUTRON Cài đặt OpenvSwitch cấu hình lại NIC  bash 5-liberty-aio-config-ip-neutron.sh Sau thực thi xong script trên, máy chủ khởi động lại Đăng nhập với quyền root tiếp tục thực lệnh để cài NEUTRON  bash 6-liberty-aio-install-neutron.sh  Cài đặt Horizon  bash 7-liberty-aio-install-horizon.sh Hình 3.16 Cài đặt OpenStack Liberty thành công 31 3.1.1 Tạo Rule VM bằng dashboard OpenStack a) Tạo rule cho project admin Đăng nhập vào dasboard Hình 3.17 Giao diện đăng nhập Dasboard Chọn tab admin => Access & Security => Manage Rules Hình 3.18 Tạo Rule b1 32 Chọn tab Add Rule Hình 3.19 Tạo Rule b2 Hình 3.20 Tạo Rule b3 33 Hình 3.21 Giao diện quản lý Rules b) Tạo máy ảo (Instance) Lựa chọn tab Project admin => Instances => Launch Instance Hình 3.22 Tạo máy ảo b1 34 Hình 3.23 Tạo máy ảo b2 Hình 3.24 Giao diện quản lý máy ảo 35 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 1.11 Kết luận Nêu rõ khái niệm Computing Cloud, phân tích ưu - nhược điểm, Computing Cloud Giới thiệu OpenStack so sánh với tảng Computing Cloud nguồn mở phổ biến khác Sử dụng hệ điều hành nguồn mở Ubuntu, Ubuntu Server Xây dựng hệ thống Computing Cloud thử nghiệm Do sở vật chất không đáp ứng đủ nên dừng mức tìm hiểu, cài đặt mơ hình rút gọn, nhiều lỗi xảy 1.12 Hướng phát triển Tìm hiểu cập nhật xu hướng phát triển Ubuntu Server, Computing Cloud, Openstack Xây dựng phần hệ thống Computing Cloud bằng OpenStack Liberty máy chủ vật lý Cài đặt OpenStack mô hình nhiều máy chủ Triển khai Computing Cloud theo giải pháp nguồn mở khác 36 37 KẾT LUẬN Trải qua thời gian thực tập nghiên cứu đề tài em tích lũy cho kiến thức vô quý báu Em biết điện tốn đám mây, biết mơ hình, cấu trúc, cách thức hoạt động ứng dụng, dịch vụ hữu ích sử dụng tảng điện tốn đám mây.v.v Có thể nói “điện tốn đám mây” công nghệ đột phá người lĩnh vực cơng nghệ thơng tin Điện tốn đám mây phát triển vượt ngồi cơng nghệ ảo hóa Nó cho phép nhà cung cấp dịch vụ dựa đám mây mang đến cho doanh nghiệp lực xử lý lớn, dịch vụ cho phép cách tiếp cận sản xuất phân phối nội dung Chỉ với máy trạm chi phí thấp nối mạng, nhờ tận dụng lực xử lý từ đám mây, tính tốt hơn, doanh nghiệp có hội cắt giảm chi phí, gia tăng sản xuất nội dung giảm rủi ro Trong khuôn khổ đề tài chắn nhiều thiếu sót hạn hẹp kiến thức thân tài liệu tham khảo, bên cạnh mẻ cơng nghệ điện tốn đám mây, hạn chế trang thiết bị Chính vậy, em mong nhận góp ý q thầy bạn đọc để đề tài em trọn vẹn có tính ứng dụng cao sống Cuối cùng, lần xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo Nguyễn Hồng Nhật tận tình hướng dẫn em hồn thành đề tài Em xin chân thành cám ơn Huế, ngày 06 tháng 12 năm 2015 Sinh viên Hồ Đức Nhật Trường 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO Jackson, Kevin OpenStack Cloud Computing Cookbook 35 Livery Street Birmingham B3 2PB, UK : Published by Packt Publishing Ltd, 09/2012 John W Rittinghouse - James F Ransome Cloud Computing Taylor & Francis Group - 6000 Broken Sound Parkway NW : Taylor and Francis Group, 2010 300 Andrew Hudson - Paul Hudson Ubuntu Unleashed UbuntuUNLEASHED800 East 96th Street, Indianapolis, Indiana 46240 USA : Sams Publishing, 2008 39 Công ty (Cơ quan tiếp nhận): Địa chỉ: ………………… ,ngày …….tháng…….năm… PHIẾU NHẬN XÉT SINH VIÊN THỰC TẬP Họ tên sinh viên Mã số sinh viên Thời gian thực tập:  HỒ ĐỨC NHẬT TRƯỜNG…………… 11T1051077 …………………………… Từ:…16/11/2015 đến:…11/12/2015 … Đánh giá quan chất lượng công việc giao(Xin đánh dấu chéo (x) vào thích hợp) A Mức độ hồn thành cơng việc:  Tốt  Khá  Trung bình  Yếu B Thời hạn hồn thành cơng việc giao:  Đúng hạn  Thỉnh thoảng hạn  Không hạn C Năng lực chuyên môn sử dụng vào công việc giao mức:  Giỏi  Khá  Trung bình  Yếu D Tinh thần, thái độ cơng việc giao:  Tích cực  Bình thường  Thiếu tích cực E Đảm bảo kỷ luật lao động (giờ giấc lao động, nghỉ làm…)  Tốt  Trung bình  Kém Nhận xét tổng quát: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Điểm đề nghị (thang điểm 10): Xác nhận quan (Thủ trưởng ký tên đóng dấu) Cán hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) ... ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG  - SINH VIÊN THỰC HIỆN HỒ ĐỨC NHẬT TRƯỜNG TÌM HIỂU VỀ COMPUTING CLOUD VÀ CÁC DỊCH VỤ TRÊN COMPUTING CLOUD BÁO CÁO ĐỀ TÀI THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành: Công nghệ Kỹ... toán… Các dịch vụ phân loại đa dạng, mơ hình dịch vụ điện tốn đám mây phổ biến phân thành nhóm: Dịch vụ hạ tầng (IaaS), Dịch vụ tảng (PaaS) Dịch vụ phần mềm (SaaS) Hình 2.7 Mơ hình cung cấp dịch. .. QUAN VỀ COMPUTING CLOUD 1.1 Computing Cloud ? 1.1.1 Lịch sử phát triển Computing Cloud Computing Cloud hay “Điện toán đám mây” cụm từ nhắc đến nhiều năm gần Tuy vậy, cơng nghệ giới thiệu cách