Mô hình điện toán đám mây và ứng dụng trong trường trung cấp kinh tế kĩ thuật bắc thăng long

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI LÊ NGỌC DIỆN MƠ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG TRONG TRƯỜNG TRUNG CẤP KINH TẾ - KỸ THUẬT BẮC THĂNG LONG LUẬN VĂN THẠC SĨ MÁY TÍNH Hà Nội, 2017 ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI LÊ NGỌC DIỆN MƠ HÌNH ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG TRONG TRƯỜNG TRUNG CẤP KINH TẾ - KĨ THUẬT BẮC THĂNG LONG Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60 48 01 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS LÊ BÁ DŨNG Hà Nội, 2017 LỜI CẢM ƠN Tôi xin cảm ơn thầy cô Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, bạn học viên lớp Cao học khoa học máy tính, đồng nghiệp gia đình tạo điều kiện, giúp đỡ ln động viên tơi q trình học tập hồn thành luận văn Xin cảm ơn thầy cô giảng dạy trực tiếp giúp đỡ, truyền đạt cho nhiều kiến thức bổ ích cho cơng tác thực tiễn thân Đặc biệt xin chân thành cảm ơn PGS TS Lê Bá Dũng bảo, hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt q trình hồn thành luận văn Trong trình thực Luận văn, tránh khỏi khiếm khuyết, xin chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp quý báu thầy cô, anh chị bạn Một lần xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Học viên Lê Ngọc Diện năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tự nghiên cứu, tm hiểu tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu khác Luận văn tốt nghiệp kết trình học tập, nghiên cứu thực hoàn toàn nghiêm túc, trung thực thân Tất tài liệu tham khảo có xuất xứ rõ ràng trích dẫn hợp pháp Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung trung thực luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Hà Nội, ngày tháng Học viên Lê Ngọc Diện năm 2017 MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn iii Lời cam đoan iv Mục lục Danh mục chữ vii viết Danh v tắt mục bảng viii Danh mục hình ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1.1 Giới thiệu 1.2 Một số đặc điểm ĐTĐM 1.3 Cấu trúc điện toán đám mây 1.4 Cách thức hoạt động Điện toán đám mây 11 1.5 Bảo mật liệu ĐTĐM 11 1.6 Kết luận chương 14 CHƯƠNG 2: CÁC MƠ HÌNH DỊCH VỤ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 15 2.1 Mơ hình dịch vụ ĐTĐM 15 2.1.1 Phần mềm dịch vụ (Sofware as a Service – SaaS) 16 2.1.2 Nền tảng dịch vụ (Platform as a Service – Paas) 17 2.1.3 Hạ tầng dịch vụ (Infrastructure as a Service – IaaS) 19 2.2 Các mơ hình triển khai ĐTĐM 21 2.2.1 Đám mây công cộng (Public Cloud) 22 2.2.2 Đám mây riêng (Private Cloud) 24 2.2.3 Đám mây lai (Hybrid Cloud) 27 2.3 Một số ưu điểm, nhược điểm mơ hình ĐTĐM 29 2.4 Tiện ích điện toán đám mây 30 2.4.1 Ưu điểm đám mây Google 30 2.4.2 Google App Engine 32 2.4.3 Lý lựa chọn GAE cho toán ứng dụng 41 2.5 Kết luận chương 42 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TRONG TRƯỜNG TRUNG CẤP KINH TẾ - KĨ THUẬT BẮC THĂNG LONG 43 3.1 Bài toán 43 3.2 Giải pháp cho trường học Việt Nam 44 3.2.1 Hạ tầng ứng dụng 46 3.2.2 Mơ hình tổng thể 49 3.3 Phân tích thiết kế ứng dụng 50 3.3.1 Yêu cầu ứng dụng 50 3.3.2 Sơ đồ chức 51 3.3.3 Sơ đồ lớp 52 3.3.4 Thuật toán dùng ứng dụng 52 3.4 Kết nối ĐTĐM triển khai ứng dụng 59 3.4.1 Yêu cầu cài đặt 59 3.4.2 Đăng kí tài khoản Google App Engine 59 3.4.3 Thiết lập Google App Engine cho ứng dụng sử dụng wordpress 62 3.5 Kết ứng dụng giới thiệu sản phẩm 69 3.6 Thực chương trình 70 3.7 Kết luận chương 70 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TỪ VIẾT TẮT TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT ĐTĐM Cloud Computng Điện toán đám mây CSDL Database Cơ sở liệu GAE Google App Engine IaaS Infracstructure as a Serivce Hạ tầng dịch vụ PaaS Platform as a service Nền tảng dịch vụ Saas Software as a Service Phần mềm dịch vụ Informaton Technology Công nghệ thông tn IT NIST IEEE API SQL UI The Natonal Insttute of Standarts and Technology Insttute of Electrical and Electronics Engineers Applicaton Programming Interface Dịch vụ điện tốn đám mây Google Viện cơng nghệ têu chuẩn Hoa Kỳ Viện kỹ nghệ Điện Điện Tử Giao diện lập trình ứng dụng Structured Query Language Ngơn ngữ truy vấn có cấu trúc User Interface Giao diện người dùng DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Bảng mô tả giới hạn sử dụng ứng dụng GAE miễn phí 36 Bảng 2.2 Bảng mơ tả free quota ứng dụng GAE miễn phí 37 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Mơ hình điện toán đám mây Hình 2.1 Mơ hình dịch vụ điện toán đám mây 16 Hình 2.2 SaaS cung cấp dịch vụ cho khách hàng 17 Hình 2.3 PaaS cung cấp tảng (hệ điều hành) cho khách hàng 18 Hình 2.4 Xu hướng "lên mây" trường học 21 Hình 2.5 Mơ hình Đám mây cơng cộng 22 Hình Mơ hình Đám mây riêng 25 Hình 2.7 Mơ hình đám mây lai 28 Hình 3.1 Mơ hình đám mây đơn vị triển khai 49 Hình 3.2 Cấu trúc thành phần điện toán đám mây đơn vị triển khai 50 Hình 3.3 Use case tổng quát Admin 51 Hình 3.4 Use case tổng quát khách hàng 51 Hình 3.5 Class diagram hệ thống 52 Hình 3.6 Sơ đồ khối thuật toán 55 Hình 3.7 Mã nguồn demo chương trình 58 Hình 3.8 Màn hình đăng nhập tài khoản Google 59 Hình 3.9 Màn hình chào mừng Google App Engine 60 Hình 3.10 Màn hình nhập số điện thoại để xác thực 60 Hình 3.11 Màn hình xác thực tài khoản qua điện thoại 60 Hình 3.12 Màn hình tạo thơng tin cho ứng dụng 61 Hình 3.13 Thơng tn ứng dụng 62 Hình 3.14 Màn hình đăng kí với Google Cloud Platform 63 Hình 3.15 Nhập tên cho project 63 Hình 3.16 Mã nguồn trang Cron.yaml 64 Hình 3.17 Mã nguồn trang Php.ini 64 10 Hình 3.18 Mã nguồn trang App.yaml 65 Hình 3.29 Màn hình thiết lập Cloud SQL 66 3.4 Kết nối ĐTĐM triển khai ứng dụng 3.4.1 Yêu cầu cài đặt - Python (Chọn phiên phù hợp với hệ điều hành) - App Engine PHP SDK (Chọn phù hợp với hệ điều hành) - MySQL server - Cài đặt Eclipse SDK - Google plugin cho Eclipse 3.4.2 Đăng kí tài khoản Google App Engine Bước 1: Trước đưa ứng dụng vào hệ thống dịch vụ Google App Engine mạng, cần phải đăng ký tài khoản AppEngine cho ứng dụng thông qua tài khoản email Google Ta thực đăng ký sau: Vào trình duyệt, mở trang http://appengine.google.com/ đăng nhập với thơng tin tài khoản Google hay Gmail Hình 3.8 Màn hình đăng nhập tài khoản Google Bước 2: Sau đăng nhập vào hệ thống App Engine Google, giao diện xuất cho phép người dùng tạo ứng dụng Ta bấm vào nút Create Application để bắt đầu tạo ứng dụng Hình 3.9 Màn hình chào mừng Google App Engine Bước 3: Nhập số điện thoại hợp lệ vào ô Mobile Number chọn Send để nhận mã xác thực tài khoản: Hình 3.10 Màn hình nhập số điện thoại để xác thực Bước 4: Nhấn nút Send Google gửi mã kích hoạt đến số điện thoại mà ta đăng ký Điền đoạn mã mà nhận vào ô Enter Account Code nhấn Send, hoàn tất việc xác thực Hình 3.11 Màn hình xác thực tài khoản qua điện thoại Bước 5: Sau xác minh tài khoản thành công Tiến hành tạo ứng dụng (Chúng ta phép tạo 10 ứng dụng cho tài khoản gmail) Tại đây, ta bắt đầu khai báo thông tin cần thiết tên tài khoản, têu đề; sau nhấn Create Application để tạo ứng dụng Hình 3.12 Màn hình tạo thơng tin cho ứng dụng  Application Identifier: định danh cho ứng dụng Google App Engine cung cấp để sử dụng làm đường dẫn file sau  Application Title: têu đề ứng dụng Khi có ứng dụng, vào trang chủ appengine.com với tài khoản đăng nhập, ta thấy xuất danh sách ứng dụng Như vậy, việc tạo tài khoản Google App engine trang appengine.com xong Trong luận văn này, học viên đăng kí ứng dụng có định danh btl.tamphat.edu.vn Tồn thơng tin ứng dụng hiển thị hình đây: Hình 3.13 Thơng tin ứng dụng Cơng việc ta xây dựng project môi trường wordpress, sau upload sở liệu lên sử dụng 3.4.3 Thiết lập Google App Engine cho ứng dụng sử dụng wordpress WordPress mã nguồn mở xây dựng dựa ngơn ngữ lập trình PHP hệ quản trị sở liệu MySQL, lần mắt công chúng vào năm 2003 Matt Mullenweg Mike Little Sử dụng mã nguồn WordPress để xây dựng ứng dụng luận văn Bước 1: Đăng kí với Google Cloud Platform, Vì chúng cần sử dụng Cloud SQL Hình 3.14 Màn hình đăng kí với Google Cloud Platform Sau nhập thông tin ứng dụng, vào menu Storage > Cloud SQL > New Instance Nhập tên instance Cloud SQL, kết nối instance với wordpress Hình 3.15 Nhập tên cho project Bước 2: Bước tếp cài đặt wordpress local Để chạy wordpress Google app engine cần phải tạo ba tập tin: aap.yaml , cron.yaml php.ini Cron.yaml Hình 3.16 Mã nguồn trang Cron.yaml Php.ini Hình 3.17 Mã nguồn trang Php.ini Trong app.yaml file, thay đổi (your-project-id) vừa tạo ứng dụng App.yaml Hình 3.18 Mã nguồn trang App.yaml Bước 3: Thiết lập CloudSQL Trong bước này, ta lưu trữ liệu WordPress Nếu bạn muốn thiết lập cần phải kích hoạt tốn Hình 3.19 Màn hình thiết lập Cloud SQL Bước 4: Tạo sở liệu MySQL local Sau tạo sở liệu MySQL máy tính bạn, bạn phải cho phép kết nối sở liệu WordPress sau để kết nối Cloud SQL Khi MySQL máy tính bạn chạy Bước 5: Tạo tập tin wp-config.php wp-config.php file quan trọng toàn cài đặt WordPress ứng dụng File sử dụng để cấu hình chức sở liệu, nâng cao hiệu suất cải thiện bảo mật tất website blog có hỗ trợ WordPress Để cài WordPress thông tin tối thiểu bạn phải cung cấp wpconfig.php là: + Tên sỡ liệu: Tên sỡ liệu dùng WordPress + Tài khoản sở liệu: Tài khoản để kết nối với sở liệu MySQL + Mật tài khoản: Mật tài khoản kết nối với sở liệu MySQL + Máy chủ sở liệu: Máy chủ sở liệu MySQL Tới thư mục nơi ta cài đặt WordPress Trong WordPress ta có tập tin wp-config-sample.php Ta cần phải chỉnh sửa giá trị liên quan đến sở liệu Thay đổi tên sở liệu 'wordpress_db', thay đổi tên người sử dụng sở liệu MySQL 'wp_user' thay đổi mật sở liệu MySQL 'wp_password' cuối bạn phải lưu thay đổi Các chi tiết mã thay đổi đề cập Mã chỉnh sửa Notepad / ** Tên sở liệu cho WordPress * / define ('db_name', 'wordpress_db'); / ** Cơ sở liệu MySQL username * / define ('DB_USER', 'wp_user'); / ** MySQL mật sở liệu * / define ('DB_PASSWORD', 'wp_password'); Bước 6: Triển khai ứng dụng lên đám mây google - Mở file cấu hình appengine-web.xml, nhập Applicaton Identifier mà ta đăng ký Google App Engine version ứng dụng Hình 3.20 File cấu hình appengine-web.xml - Nhấp phải vào project, chọn Google -> Deploy to App Engine, click vào biểu tượng Deploy App Engine Project toolbar - Nhập thông tin Project vào ô tương ứng - Nhấn nút Deploy nhập tên tài khoản đăng ký với Google để đưa ứng dụng hệ thống Google App Engine Hình 3.21 Lựa chọn ứng dụng đưa lên Google App Engine Sau triển khai xong Kiểm tra kết Hình 3.22 Màn hình thơng báo việc đưa ứng dụng lên cloud 3.5 Kết ứng dụng Sau cấu hình cài đặt xong truy cập vào trang Web nhà trường: Hình 3.23 Thành phần chức ứng dụng 3.6 Thực chương trình u cầu phải có Internet Các bạn truy cập vào địa chỉ: http://btl.tamphat.edu.vn/ 3.7 Kết luận chương Chương học viên tập trung phân tích tốn, đưa giải pháp cho nhà trường ứng dụng mô hình điện tốn đám mây Thiết kế, xây dựng thử nghiệm ứng dụng đưa ứng dụng lên mơi trường điện tốn đám mây Ứng dụng thể việc cài đặt triển khai thành công công nghệ điện toán đám mây Tuy nội dung chức chưa phong phú ứng dụng giúp nhà trường hoạt động hiệu KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Qua tìm hiểu, học hỏi kinh nghiệm từ người nghiên cứu cơng nghệ điện tốn đám mây Cùng với hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn, học viên thu thập tìm hiểu tài liệu điện tốn đám mây nói chung điện tốn đám mây Google nói riêng Trong số dịch vụ mà điện toán đám mây Google cung cấp, học viên tập trung tm hiểu Google App Engine công cụ để đặt hostng cho website trường Công nghệ cung cấp nhiều tiện ích Để đánh giá công nghệ này, học viên sử dụng để xây dựng ứng dụng thử nghiệm chạy mạng giúp giải tốn khó khăn đầu tư kinh phí, nhân sự; Đáp ứng nhu cầu quản lý, quảng bá nhà trường Trong trình xây dựng ứng dụng thử nghiệm, học viên tm hiểu số hệ thống có phân tích để đưa giải pháp, thiết kế ứng dụng thử nghiệm Kết thu sau trình làm luận văn tài liệu tổng quan điện toán đám mây, điện toán đám mây Google việc vận dụng công nghệ Google để xây dựng ứng dụng dựa tảng điện toán đám mây Hướng phát triển luận văn: Trong thời gian tới học viên tiếp tục nghiên cứu để hồn thành phần thiếu giới hạn thời gian, làm luận văn học viên chưa hoàn thành được, cụ thể: Nâng cấp ứng dụng tích hợp vào website để hoạt động nhà trường hiệu triển khai vào thực tế cho trường học để kiểm chứng tính hiệu giải pháp đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO - Tài liệu tiếng Việt [1] Phan Thanh Sơn (2011), Báo cáo hội thảo “Ngày điện toán đám mây Việt Nam 2011", Công ty trách nhiệm hữu hạn Cisco Vietnam [2] Cloud computing - cách mạng điện toán giá rẻ nhờ Internet Được lấy từ trang http://computerjobs.vn [Địa chỉ] htp://computerjobs.vn/blogcong- nghe/cloud-computing-cach-mang-dien-toan-gia-re-nho-internet.htm [3] Điện toán đám mây / Huỳnh Quyết Thắng (chủ biên), Nguyễn Hữu Đức, Doãn Trung Tùng - H : Bách khoa Hà Nội, 2014 - 138tr - Tài liệu tiếng Anh [4] Cody, E., Sharman, R., Rao, R H and Upadhyaya, S (2008) Security in grid computing: A review and synthesis Decision Support Systems, 44(4): 749-764 [5] Rajkumar Buyya, Chee Shin Yeo, and Srikumar Venugopal (2008) Market-Oriented Cloud Computing: Vision, Hype, and Reality for Delivering IT Services as Computing Utilities International Conference on High Performance Computing - Internet [6] Brodkin, J (2008) Gartner: Seven cloud-computing security risks, Retrieved September 23, 2009, from Network World, from http://www.networkworld.com/news/2008/070208-cloud.html http://www.bloghostng.vn/cong-nghe-dien-toan-dam-may-la-gi/ ...ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI LÊ NGỌC DIỆN MƠ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG TRONG TRƯỜNG TRUNG CẤP KINH TẾ - KĨ THUẬT BẮC THĂNG LONG Chuyên ngành: Khoa... 3: ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TRONG TRƯỜNG TRUNG CẤP KINH TẾ - KĨ THUẬT BẮC THĂNG LONG 43 3.1 Bài toán 43 3.2 Giải pháp cho trường học Việt Nam 44 3.2.1 Hạ tầng ứng dụng. .. hình điện tốn đám mây ứng dụng trường Trung Cấp Kinh tế - Kĩ thuật Bắc Thăng Long " làm đề tài luận văn tốt nghiệp Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Tìm hiểu điện tốn đám mây để đưa giải pháp ứng dụng