Xây dựng mô hình tính toán chi phí thuê phòng máy thực tập ảo trong trường đại học trên nền điện toán đám mây công cộng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KHOA HỌC & KỸ THUẬT MÁY TÍNH - CAO VĂN LỢI XÂY DỰNG MƠ HÌNH TÍNH TỐN CHI PHÍ THUÊ PHÒNG MÁY THỰC TẬP ẢO TRONG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÊN NỀN ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY CƠNG CỘNG CHUN NGÀNH: HỆ THỐNG THÔNG TIN QUẢN LÝ MÃ SỐ CHUYÊN NGÀNH: 60.48.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2012 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA- ĐHQG- HCM Cán hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ Trần Văn Hoài Cán chấm nhận xét 1: Tiến sĩ Huỳnh Tường Nguyên Cán chấm nhận xét 2: Tiến sĩ Nguyên Quang Châu Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 25 tháng 12 năm 2012 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS Thoại Nam, CT TS Huỳnh Tường Nguyên, PB1 TS Nguyễn Quang Châu, PB2 TS Trần Văn Hoài, UV TS Lê Thanh Vân, TK Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: CAO VĂN LỢI MSHV: 10320985 Ngày, tháng, năm sinh: 06/07/1980 Nơi sinh: Tp.HCM Chuyên ngành: Hệ Thống Thông Tin Quản Lý Mã số: 60 48 01 I TÊN ĐỀ TÀI: Xây dựng mơ hình tính tốn chi phí th phịng máy thực tập ảo trường đại học điện tốn đám mây cơng cộng II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Xây dựng quy trình tính tốn chi phí Xây dựng mơ hình tính tốn chi phí thực mơ hình III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 2/7/2012 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/11/2012 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TIẾN SĨ TRẦN VĂN HOÀI Tp.HCM, ngày… tháng… năm … CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Lời luận văn tơi xin gửi tới Tiến sĩ Trần Văn Hồi, người thầy nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành luận văn này, lịng biết ơn chân thành sâu sắc Sự hướng dẫn thầy yếu tố thiếu thành công luận văn hôm Một lần nữa, cảm ơn thầy nhiều Tôi xin cảm ơn giúp đỡ thầy Hải phòng máy A5 giúp tơi có liệu thực hành thực tế trường Tôi xin cảm ơn quý thầy cô Khoa Khoa Học Kỹ Thuật Máy Tính Phịng Sau Đại Học Trường Đại Học Bách Khoa tham gia giảng dạy, quản lý lớp học truyền đạt kiến thức cho tơi q trình học tập Cuối tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập hồn thành luận văn Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013 Học viên cao học khóa 2010 Cao Văn Lợi TĨM TẮT Trong bối cảnh Internet ngày phát triển, việc ảo hóa ứng dụng điện toán đám mây ngày nhiều việc xây dựng phịng máy thực hành trường đại học có thêm lựa chọn mới, xây dựng phịng máy thực hành ảo dựa điện tốn đám mây cơng cộng Và để đến định đầu tư vào việc xây dựng phịng máy ảo thay phịng máy truyền thống vấn đề cần phải xem xét chi phí chẳng hạn chi phí đầu tư, chi phí vận hành Mục tiêu luận văn xây dựng quy trình mơ hình tính tốn chi phí th máy ảo cho trường đại học dựa điện toán đám mây công cộng Luận văn tập trung vào việc mơ hình hóa tốn tính chi phí th máy ảo nhà cung cấp dịch vụ điện tốn đám cơng cộng từ tìm nhà cung cấp dịch vụ với chi phí thuê thấp Trong q trình xây dựng mơ hình, tơi thiết lập thông số đầu vào, xây dựng hàm mục tiêu, thiết lập ràng buộc… cho thỏa mãn điều kiện từ lịch thực hành sinh viên trường đại học chẳng hạn cấu hình máy ảo, số lượng máy, số thực hành… Sau mơ hình hóa tốn, tơi sử dụng phần mềm bên thứ ba giải tốn để tìm nhà cung cấp với chi phí thấp Với chi phí tìm được, người quản lý dễ dàng đến định có đầu tư vào xây dựng phịng máy ảo hay khơng có định chọn sử dụng dịch vụ nhà cung cấp ABSTRACT In the context of that the Internet is growing so quickly and application of cloud computing in business is more and more popular, there is a new option for constructing a computer lab in the university, which is a virtual lab based on public cloud computing services And to make a decision whether to invest a virtual lab instead of a normal one, the first thing which must be considered is cost such as investment cost, operating cost Objectives of my thesis are to build a process and a model calculating cost of renting virtual machines of public cloud service providers such as Amazon, Atlantic My thesis focuses on modeling the problem of computing rental cost for virtual machines of public cloud service providers and from which figures out a service with lowest rental cost To model the problem, I'm going to set up input parameters, a objective function and constraints that satisfy conditions from the practicing schedules of students in the university such as virtual machine configuration, the number of virtual machines, the number of practicing hours, etc… After modeling the problem, I will use third party software to solve the problem, finding a provider with the lowest cost With that cost, managers will be easy to make a decision on investing a virtual lab or not and if so, decide to use which service provider LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu khoa học Các kết luận văn trung thực chưa khác công bố cơng trình Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013 Người thực Cao Văn Lợi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CSDL: Cơ sở liệu hay Database NCSU: North Carolina State University – Đại học bang North Carolina LP: Linear Programming – Quy hoạch tuyến tính VCL: Virtual Computing Laboratory – Phịng thực tập ảo IaaS: thông tin Infrastructure as a Service- Dịch vụ cung cấp sở hạ tầng công nghệ PaaS: Platform as a Service DANH MỤC THUẬT NGỮ On-Demand: dịch vụ thuê máy ảo theo Chi phí phải trả chi phí sử dụng máy ảo theo Reserved: dịch vụ thuê máy ảo theo dạng đặt trước thời gian định Chi phí phải trả bao gồm chi phí trả trước chi phí tính theo sử dụng Cloud computing: Dịch vụ cung cấp máy ảo cho người sử dụng Người sử dụng truy xuất máy ảo thông qua Internet Rapid elasticity: Khả thay đổi phần cứng cách linh hoạt, đặc tính cloud computing On-demand-self-service: chế tự phục vụ mà nhà cung cấp dịch vụ cloud computing đưa phục vụ người sử dụng, mục đích để người sử dụng tự điều chỉnh phần cứng theo ý muốn mà không cần thông qua trợ giúp nhà cung cấp Broad network access: dịch vụ cloud computing sử dụng thông qua mô trường Internet nói khơng bị giới hạn không gian thời gian Resource pooling: nguồn tài nguyên dùng chung cho tất máy ảo tất người sử dụng Measure service: dịch vụ lường thông tin sử dụng tài nguyên máy ảo Public cloud: loại hình điện tốn đám mây dược cung cấp nhà cung cấp dịch vụ Amazon, Elastichost, Atlantic… Private cloud: loại hình điện tốn đám mây cơng ty, tổ chức tự xây dựng, vận hành sử dụng Community cloud: loại hình điện toán đám mây cộng đồng dân cư xây dựng, vận hành sử dụng Hybrid Cloud: loại hình điện toán đám mây kết hợp private cloud public cloud để tận dụng ưu điểm loại hình Open source: phần mềm viết người tải để sử dụng thay đổi mã nguồn MỤC LỤC PHẦN I MỞ ĐẦU 12 Động nghiên cứu 12 II Mục tiêu nhiệm vụ luận văn 16 III Phương pháp nghiên cứu 17 IV Bố cục luận văn 17 PHẦN NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 19 CHƯƠNG TỔNG QUAN 19 I Cơng nghệ ảo hóa 19 II Điện toán đám mây 20 III Các mơ hình điện tốn đám mây 23 IV Ứng dụng điện toán đám mây 26 V Bài toán phân bố 29 VI Quy hoạch tuyến tính 29 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH 31 I Tình hình phịng máy thực tập trường 31 II Mơ hình phịng máy ảo quy trình tính chi phí 32 III Chính sách giá 33 IV Mơ hình khái niệm 36 V Mơ hình tốn học 40 CHƯƠNG HIỆN THỰC, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 48 I Hiện thực 48 II Thử nghiệm phân tích kết 53 III Đánh giá mơ hình 64 10 ... TÀI: Xây dựng mơ hình tính tốn chi phí th phịng máy thực tập ảo trường đại học điện tốn đám mây cơng cộng II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Xây dựng quy trình tính tốn chi phí Xây dựng mơ hình tính tốn chi. .. Trong luận văn này, chi phí th phịng máy thực tập ảo trường đại học bao gồm chi phí thuê máy ảo từ nhà cung cấp dịch vụ Nghĩa chi phí chi phí đầu tư ban đầu, khơng bao gồm loại chi phí khác chi. .. cạnh giải pháp xây dựng phòng máy thực tập cịn giải pháp khác hay khơng? Câu trả lời có, giải pháp xây dựng phòng máy thực tập ảo cách thuê máy ảo từ dịch vụ điện toán đám mây công cộng nhà cung