Nghiên cứu mô hình điện toán đám mây cài đặt thử nghiệm đánh giá

1 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG TR N NH T VINH NGHIÊN C U MƠ HÌNH ĐI N TỐN ĐÁM MÂY CÀI Đ T - TH NGHI M - ĐÁNH GIÁ Chuyên ngành: KHOA H C MÁY TÍNH Mã s : 60.48.01 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Đà N ng - Năm 2011 Cơng trình đư c hồn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS TS Lê Văn Sơn Ph n bi n 1: PGS.TS Phan Huy Khánh Ph n bi n 2: GS.TS Nguy n Thanh Thu Lu n văn ñư c b o v trư c H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 11 tháng năm 2011 * Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng 3 M Đ U Lý ch n ñ tài Trong nh ng năm g n n tốn đám mây “Cloud Computing” ñã xu t hi n m t nh ng t thư ng dùng ngành công nghi p ICT Nhi u nhà cung c p CNTT ñư c h a h n cung c p thi t b , tính tốn, lưu tr d ch v ng d ng, ñ ng th i cung c p ph m vi vùng b o m t t i m t s châu l c, cung c p d ch v c p th a thu n (SLA) th c hi n l i h a ng h v th i h n ho t ñ ng cho d ch v c a h Trong “Đám mây” s ti n hóa t nhiên c a trung tâm d li u truy n th ng, chúng ñư c phân bi t b ng cách cung c p tài nguyên (tính toán, d li u/lưu tr , ng d ng) ñi m n i tr i d a d ch v web làm theo m t mơ hình “Ti n tích” chi phí đ nh khách hàng đư c tính d a vi c s d ng tài ngun tính tốn, lưu tr chuy n d li u H cung c p quy n truy c p d a thuê bao s h t ng, n n t ng ng d ng ñư c ph bi n g i s h t ng m t d ch v (IaaS – Infrastructure-as-a-Service), d ch v n n t ng (PaaS - Platform-as-a-Service) ph n m m d ch v (SaaS - Software-as-a-Service) Trong d ch v ñang n i lên tăng kh tương tác kh s d ng gi m chi phí tính tốn, ng d ng lưu tr , lưu tr n i dung cung c p m t s ñơn ñ t hàng m c đ có ý nghĩa ph c t p liên quan ñ n vi c ñ m b o r ng ng d ng d ch v có th m r ng c n thi t ñ ñ t ñư c ho t ñ ng phù h p ñáng tin c y theo v n hành t t nh t Có nhi u lý ngày có nhi u cơng ty ñang chuy n d ch theo hư ng gi i pháp cơng ngh thơng tin bao g m n tốn đám mây Trư c h t, n tốn đám mây có th c t gi m chi phí liên quan đ n vi c cung c p d ch v công ngh thông tin Ta có th gi m c v n chi phí v n hành b ng cách nh n đư c tài nguyên ch c n chúng ch tr ti n cho nh ng s d ng Đi n tốn đám mây m t mơ hình ñi n toán m i m cánh c a ñ n v i nh ng h i l n Trong đám mây n tốn, tài ngun d ch v cơng ngh thơng tin đư c tách kh i s h t ng ñư c cung c p theo nhu c u, phù h p v i quy mô m t môi trư ng đa ngư i dùng Đi n tốn đám mây ñã có nh ng nh hư ng r t sâu r ng, có ý nghĩa c đ i v i nh ng ngư i không làm vi c lĩnh v c k thu t Trư c đây, thơng tin thư ng phát sinh t m t ngu n, t email ho c thư tho i ph n l n khơng đ ng b Hi n nay, thông tin xu t phát t nhi u ng d ng thông qua nhi u công c Các d ch v ñư c chia s gi a nhi u t ch c, cho phép m t t p h p h th ng ng d ng n n t ng ñáp ng nhi u nhu c u m t cách ñ ng th i an toàn Các ng d ng, d ch v d li u có th đư c truy c p thơng qua đa d ng thi t b đư c k t n i ñi n tho i thông minh, máy laptop thi t b Internet di ñ ng khác S ñ c l p gi a thi t b v trí làm cho ngư i dùng có th truy c p h th ng b ng cách s d ng trình t web mà khơng quan tâm đ n v trí c a h hay thi t b mà h ñang dùng, ví d PC, mobile Vì s h t ng off-site (ñư c cung c p b i ñ i tác th 3) ñư c truy c p thơng qua Internet, ngư i dùng có th k t n i t b t kỳ nơi H th ng n tốn đám mây v c p ñ n trung tâm d b n cung c p truy li u tài nguyên tính tốn thơng qua nhi u giao di n tương t vào lư i n hi n có qu n lý tài nguyên HPC h th ng l p trình Nh ng lo i h th ng cung c p m t m c tiêu l p trình m i cho phát tri n ng d ng có kh m r ng tr nên ph bi n vài năm qua Tuy nhiên, h u h t ñám mây h th ng n tốn ho t đ ng ngày hơm ñ c quy n, d a vào s h t ng vơ hình đ i v i c ng ñ ng nghiên c u, ho c khơng rõ ràng thi t k đ đư c cơng c hóa s a đ i b i nhà nghiên c u h th ng Đ gi i quy t v n đ trình bày v xây d ng m t h th ng ñám riêng v i công c h tr Eucalyptus, m t khung ph n m m mã ngu n m cho ñi n toán ñám mây mà th c hi n nh ng đư c g i chung s h t ng m t d ch v (IaaS), h th ng cung c p cho ngư i dùng kh ch y ki m sốt tồn b trư ng h p máy o ñư c tri n khai nhi u v t lý ngu n tài nguyên, v ch nh ng nguyên t c b n c a vi c thi t k Eucalyptus, chi ti t khía c nh quan tr ng ho t ñ ng c a h th ng, th o lu n v s cân b ng ki n trúc mà tơi làm đ cho phép Eucalyptus đư c di chuy n, mơ-đun đơn gi n ñ s d ng s h t ng thư ng đư c tìm th y thi t l p Đ gi i quy t v n ñ k thu t này, ph i nghiên c u khía c nh liên quan t đ nh nghĩa v “Cloud Computing” có nh ng đ c ñi m n i mã ngu n m Eucalyptus Đư c s g i ý c a PGS TS Lê Văn Sơn, em ñã ch n ñ tài: “Nghiên c u mơ hình Cloud Computing cài đ t, th nghi m ñánh giá” N i dung m c tiêu c a ñ tài Đ tài ñúc k t lý lu n kinh nghi m tìm hi u trình bày lý thuy t v mơ hình n tốn đám mây, ki n trúc ñ nh d ng T s ñó xây d ng mơ hình đám mây riêng v i mã ngu n m Eucalyptus đ x lý, tính tốn k t qu thu ñư c th hi n qua s li u báo cáo T th c tr ng s cho ta nh ng ñánh giá t ng quan khí c nh xác v m t ñã ñ t ñư c nh ng m t cịn y u mơ hình n tốn máy ch o Trên s đó, k t h p v n d ng mơ hình n tốn o hóa riêng nh m tìm m t s gi i pháp nâng cao hi u qu s d ng m t cách h u hi u c th nh t Đ i tư ng ph m vi nghiên c u Phương pháp nghiên c u ch y us d ng lu n văn phương pháp th ng kê phân tích v i cách ti p c n h th ng b ng mơ hình thơng tin th c t Trong c u trúc m t lu n văn th c nghi m, ch gi i h n nghiên c u vi c n m v ng v n ñ liên quan ñ n ki n trúc s h t ng ñ nh hư ng c a mơ hình n tốn máy ch o h th ng mã ngu n m Eucalyptus 2.0 Phương pháp nghiên c u + Nghiên c u tiêu chu n đ nh nghĩa v n tốn đám mây, c u trúc mơ hình c a n tốn đám mây làm th đ tri n khai xây d ng mơ hình ng d ng khai thác n tốn đám mây c hai c p ñ lý thuy t ng d ng + Nghiên c u c u trúc ñ nh d ng mơ hình o hóa tính tốn đám mây + Nghiên c u c u trúc d ch v web d a ng d ng t ñám mây + Nghiên c u ki n trúc h t ng s (IaaS) cho n tốm máy ch o + T nghiên c u c u trúc s h t ng ñ nh d ng c a công c trên, ti n hành xây d ng cài ñ t, thi t l p h th ng máy ch o h th ng h tr Eucalyptus Ý nghĩa khoa h c th c ti n c a ñ tài Đi n tốn đám mây m t v n ñ ñư c nh c ñ n nhi u nh t t i s ki n công ngh mà r t nhi u t ch c nói chung s giáo d c nói riêng r t quan tâm đ n Vì v y, s có nhìn nh n đ n khoa h c ñ xây d ng m t gi i pháp c a mơ hình ñi n toán ñám mây Như v y, ñ h th ng hóa tri n khai đ tài ñã trình bày m t chi ti t v c u trúc c a h th ng x lý ñi n tốn đám mây đ xu t phương th c xây d ng mơ hình đám mây riêng h th ng Eucalyptus 2.0 K t qu s s khoa h c giúp m m t h i to l n ñ phát tri n h th ng d ch v o hóa ng d ng t ch c nói chung s giáo d c nói riêng C u trúc lu n văn Khoá lu n s gi i thi u nh ng khái ni m b n v n tốn đám mây nói chung áp d ng đ xây d ng m t h th ng n tốn máy ch riêng Khố lu n đư c trình bày chương: Chương 1: Gi i thi u nh ng khái ni m b n v n tốn đám mây, ki n trúc, đ c tính, thành ph n c a n tốn đám mây Chương 2: Đi sâu nghiên c u cơng ngh n tốn đám mây o hóa v i thành ph n ñ c ñi m c a t ng thành ph n Chương 3: Nêu yêu c u b n c a tốn đ t tri n khai, thi t k , xây d ng h th ng đám mây riêng h th ng Eucaluptus Tóm t t k t qu thu ñư c, ñánh giá nh n xét 8 CHƯƠNG T NG QUAN V ĐI N TOÁN ĐÁM MÂY 1.1 Gi i thi u chương Trong chương tơi trình bày v s ti n hóa c a n tốn đám mây, bao g m c ph n c ng, ph n m m, công ngh web Đ th o lu n v m t s v n ñ liên quan ñ n khái ni m ñi n toán ñám mây, ñi u quan tr ng nơi phát tri n cơng ngh tính tốn m t b i c nh l ch s Nhìn vào s phát tri n ti n hóa c a n tốn đám mây, v n ñ g p ph i ñư ng ñi, cung c p m t s ñi m tham chi u quan tr ng ñ giúp tơi hi u nh ng thách th c ñư c kh c ph c b i nh ng ngư i ch u trách nhi m cho s phát tri n c a Internet World Wide Web Nh ng thách th c rơi vào ba lo i chính: ph n c ng, ph n m m, o hóa V i quy t c s d ng máy tính đ giao ti p làm th s phát tri n c a m ng giao th c truy n thơng giúp cho s phát tri n công ngh hai th p k qua 1.2 1.2.1 T ng quan n tốn đám mây Đ nh nghĩa Thu t ng “Cloud Computing” ch m i xu t hi n g n ñây Gi a năm 2007, Amazon ñ y m nh nghiên c u tri n khai Ngay sau đó, v i s tham gia c a công ty l n Microsoft, Google, IBM… thúc ñ y Cloud Computing ngày phát tri n m nh m [2], [11] S phát tri n m nh m c a ĐTĐM ñã thu hút r t nhi u nhà khoa h c, trư ng ñ i h c c cơng ty cơng ngh thơng tin (IT) đ u tư nghiên c u R t nhi u chuyên gia ñã ñưa ñ nh nghĩa c a v ĐTĐM M i nhóm nghiên c u đưa đ nh nghĩa theo cách hi u, cách ti p c n c a riêng nên r t khó tìm m t ñ nh nghĩa t ng quát Đ ng góc nhìn khoa h c k thu t có nhi u đ nh nghĩa khác nhau, có hai ñ nh nghĩa c a Ian Foster Rajkumar Buyya đư c dùng ph bi n có nhi u ñi m tương ñ ng C hai ñ nh nghĩa ñ u ñ nh nghĩa ĐTĐM m t h phân b , cung c p d ng tài nguyên o dư i d ng d ch v m t cách linh ñ ng theo nhu c u c a ngư i dùng môi trư ng internet 1.2.2 L ch s 1.3 Đ c ñi m ki n trúc ñám mây 1.3.1 So sánh cơng c n tốn khác 1.3.2 Ki n trúc phân t ng c a n tốn đám mây Ki n trúc ñám mây g m: n n t ng ñám mây (Cloud Platform), d ch v ñám mây (Cloud Service), s h t ng ñám mây (Cloud Infrastructure), lưu tr ñám mây (Cloud Storage) 1.3.3 Đ c tính Đi n tốn đám mây có m t s đ c tính m i so v i mơ hình n tốn khác sau: D ch v cân b ng ñáp ng theo nhu c u (Scalability and on-demand services) Đi n tốn đám mây cung c p tài nguyên d ch v cho ngư i dùng theo nhu c u c a h Giao di n hư ng ngư i dùng (User-centric interface) Giao di n ñám mây ñư c thi t k đ truy nh p thơng qua trình t Ch t lư ng d ch v ñư c ñ m b o (Guaranteed Quality of Service) QoS ñư c ñ m b o v m t hi u ph n c ng/CPU, băng thông, công su t b nh H th ng t qu n (Autonomous system) Các h th ng ñám mây h th ng t qu n lý su t ñ i v i ngư i 10 dùng Tuy nhiên, ph n m m d li u đám mây có th đư c tái c u hình đư c h p nh t t ñ ng thành m t n n t ng ñơn gi n theo nhu c u c a ngư i dung Đ nh giá (Pricing) Đi n tốn đám mây khơng u c u ngư i dùng ph i đ u tư l n t ñ u Ngư i dùng tr ti n cho d ch v công su t mà h c n dùng theo nhu c u 1.3.3.1 Các tiêu chu n n tốn đám mây 1.3.3.2 An ninh c a n tốn đám mây (Cloud computing security) 1.3.4 Các sách b o m t 1.3.5 Nh ng đ c m c a n tốn đám mây 1.3.6 Thành ph n 1.3.7 L i ích c a n tốn ñám mây 1.4 Tính ch t b n c a n tốn đám mây 1.4.1 T ph c v theo nhu c u (On-demand self-service) 1.4.2 Truy xu t di n r ng (Broad network access) 1.4.3 Dùng chung tài nguyên (Resource pooling) 1.4.4 Kh co giãn (Rapid elasticity) 1.4.5 Đi u ti t d ch v (Measured service) 1.5 1.5.1 Các mơ hình n tốn đám mây Mơ hình d ch v Hi n t i có r t nhi u nhà cung c p d ch v n tốn đám mây cung c p nhi u lo i d ch v khác Tuy nhiên có ba lo i d ch v ĐTĐM b n là: d ch v s h t ng (Infrastructure as a Service – IaaS), d ch v n n t ng (Platform as a Service – PaaS) d ch v ph n m m (Software as a Service – SaaS) Cách phân lo i thư ng đư c g i “mơ hình SPI” [11], [2] 11 1.5.1.1 D ch v h t ng (Infrastructure as a Service – IaaS) Trong lo i d ch v này, khách hàng ñư c cung c p nh ng tài nguyên máy tính b n (như b x lý, dung lư ng lưu tr , k t n i m ng…) Khách hàng s cài h ñi u hành, tri n khai ng d ng có th n i thành ph n tư ng l a b cân b ng t i 1.5.1.2 D ch v n n t ng (Platform as a Service – PaaS) Nhà cung c p d ch v s cung c p m t n n t ng (platform) cho khách hàng Khách hàng s t phát tri n ng d ng c a nh công c môi trư ng phát tri n ñư c cung c p ho c cài ñ t ng d ng s n có n n platform 1.5.1.3 D ch v ng d ng (Software as a Service – SaaS) Đây mơ hình d ch v mà nhà cung c p d ch v s cung c p cho khách hàng m t ph n m m d ng d ch v hoàn ch nh Khách hàng ch c n l a ch n ng d ng ph n m m phù h p v i nhu c u ch y ng d ng s h t ng đám mây Mơ hình tri n khai 1.5.2 1.5.2.1 Đám mây công c ng (Public Cloud) Các d ch v Cloud ñư c nhà cung c p d ch v cung c p cho m i ngư i s d ng r ng rãi Trong mơ hình m i d li u ñ u n m d ch v ñám mây (Cloud), nhà cung c p d ch v Cloud b o v qu n lý 1.5.2.2 Đám mây riêng (Private Cloud) Trong mô hình Private Cloud, s h t ng d ch v ñư c xây d ng ñ ph c v cho m t t ch c (doanh nghi p) nh t Đi u giúp cho t ch c có th ki m sốt t i ña ñ i v i d li u, b o m t ch t lư ng d ch v Các t ch c s h u s h t ng qu n lý ng d ng đư c tri n khai 1.5.2.3 Đám mây lai (Hybrid Cloud ) 12 Đám mây lai (Hybrid Cloud) s k t h p c a ñám mây cơng c ng (Public Cloud) đám mây riêng (Private Cloud) Trong t ch c s “out-source” ch c nghi p v d li u không quan tr ng, s d ng d ch v đám mây cơng c ng đ gi i quy t x lý d li u 1.6 Công ngh Web Service 1.6.1 Đ nh nghĩa web service 1.6.2 Đ c ñi m c a d ch v Web 1.6.2.1 Đ c ñi m 1.6.2.2 Ưu ñi m c a d ch v Web 1.6.2.3 Như c ñi m c a d ch v Web 1.7 Ki n trúc c a d ch v Web 1.8 M t s v n ñ c a d ch v Web 1.8.1 An toàn cho d ch v web 1.8.2 Xây d ng m t d ch v web 1.8.3 Tích h p d ch v web theo chu n 1.9 Các công ngh chu n d ch v Web 1.9.1 V n chuy n (Transport) 1.9.2 Thơng p (Messaging) 1.9.3 Mô t khám phá (Description and Discovery) 1.9.4 Đ tin c y (Reliability) 1.9.5 Giao d ch (Transaction) 1.9.6 B o m t (Security) 1.9.7 Quy trình nghi p v ( Business process) 1.9.8 Qu n lý (Management) 1.10 ng d ng c a Amazon web service 1.11 K t lu n chương 13 CHƯƠNG CƠNG NGH ĐI N TỐN ĐÁM MÂY VÀ O HĨA 2.1 Gi i thi u chương Trong chương này, tình bày v s đ i c a trang web d a d ch v cung c p t ñám mây, bao g m d ch v thông (CaaS), d ch v truy n h t ng (IaaS), d ch v giám sát (MaaS) , d ch v n n t ng (PaaS), d ch v ng d ng (SaaS) Khi công ngh cung c p t mơ hình s truy n th ng v i mơ hình n tốn đám mây m i, d ch v ñã phát tri n g n hàng ngày M t s hư ng b n v công ngh mô t cách ti p c n b n cho ki n trúc hư ng d ch v (SOA) ñ áp d ng thi t k trung tâm d li u làm th ñ xây d ng m ng lư i n tốn đám mây t đ ng có th ñư c qu n lý t m t ñi m nh t, ñ ng th i máy ch o hóa lưu tr đư c s d ng qua tính tốn phân tán tài ngun 2.2 Cơng ngh n tốn đám mây Đi n tốn đám mây phát tri n d a vào m ng Internet s d ng cơng ngh máy tính Đây m t ki u n tốn nh ng tài ngun tính tốn lưu tr ñư c cung c p nh ng d ch v m ng [2], [11] Đi n tốn đám mây bao g m: D ch v Software as a service), d ch v ph n m m (SaaS: n n t ng (Paas: Platform as a Service), d ch v h t ng (IaaS: Infracture as a Service), d ch v Web nh ng xu hư ng công ngh m i 2.3 Các t ng t o nên ñám mây 2.3.1 Các d ch v ng d ng (SaaS) 2.3.2 Các d ch v n n t ng (PaaS) 2.3.3 Các d ch v s h t ng (IaaS) 2.4 Các d ch v web t ñám mây 14 2.4.1 Dich v h t ng ( IaaS - Infrastructure as a Service) Nh ng ñ c trưng tiêu bi u: Cung c p tài nguyên d ch v : máy ch , thi t b m ng, b nh , CPU, khơng gian đĩa c ng…… Kh m r ng linh ho t Chi phí thay đ i tùy theo th c t Nhi u ngư i thuê có th dung chung m t tìa ngun C p đ doanh nghi p: l i ích cho cơng ty b i ngu n tài nguyên t ng h p 2.4.1.1 Đi n toán theo nhu c u 2.4.1.2 Tính co dãn đám mây c a Amazon 2.4.2 D ch v n n t ng (PaaS – Platform as a Service) Đi n toán ñám mây ñã phát tri n ñã bao g m n n t ng ñ xây d ng ch y ng d ng tùy ch nh d a web, m t khái ni m ñư c g i d ch v n n t ng 2.4.2.1 Mơ hình truy n th ng 2.4.2.2 Mơ hình ñám mây m i 2.4.2.3 Đ c ñi m PaaS Nh ng ñ c trưng tiêu bi u: Ph c v cho phát tri n, ki m th , tri n khai v n d ng Các công c kh i t o v i giao di n n n web Ki n trúc ñ ng nh t Tích h p d ch v web s d li u H tr c ng tác nhóm phát tri n 2.4.3 D ch v ng d ng ( SaaS- Sofware as a Service) SaaS m t ng d ng ñư c lưu tr m t máy ch t xa truy c p thông qua Internet [2], [11] 15 Trong SaaS c n máy ch đóng vai trị hosting qu n lý ng d ng Server có th cloud ho c m t mainframe Ngư i dùng truy xu t ng d ng thông qua Website Như v y SaaS g m ph n m m ñư c s h u, cài ñ t ñi u n t xa so v i ph n m m truy n th ng ñư c cài ñ t tr c ti p máy ngư i dùng 2.4.3.1 Nh ng thu n l i tri n khai SaaS 2.4.3.2 M t s gi i h n tri n khai SaaS 2.4.4 D ch v ng d ng SOA 2.4.4.1 Đ c trưng SOA 2.4.4.2 S k t h p gi a Cloud SOA 2.5 Nh ng l i ích khó khăn n tốn đám mây 2.5.1 Đám mây gi i pháp t i ưu cho t ch c 2.5.2 Nh ng thu n l i khó khăn c a n tốn đám mây 2.5.2.1 Tính s n sàng 2.5.2.2 Data lock-in 2.5.2.3 B o m t ki m tra d li u 2.5.2.4 Vi c gây th c c trai vi c truy n d li u 2.5.2.5 Khó tiên đốn hi u su t th c thi c a máy tính 2.5.2.6 Đáp ng nhu c u kh lưu tr c a ngư i dung 2.5.2.7 Kh t co giãn c a h th ng 2.5.2.8 B n quy n ph n m m 2.5.3 L i ích c a n tốn đám mây đ i v i t ch c 2.5.3.1 Gi m chi phí 2.5.3.2 S d ng tài nguyên hi u qu 2.5.3.3 Tính linh ho t 2.6 Vai trò Linux mã ngu n m đám mây 2.7 Cơng ngh 2.7.1 o hóa Khái ni m o hóa 16 2.7.2 Đi n tốn đám mây 2.7.3 B n lý ñ ng d ng o hóa 2.7.3.1 T i ưu hóa cơng su t s d ng ph n c ng 2.7.3.2 Nhu c u o hóa d li u 2.7.3.3 ng d ng cơng ngh xanh đ đ t hi u qu s d ng lư ng t t 2.7.3.4 Chi phí qu n lý h th ng r t l n ngày tăng 2.7.4 Tình hình o hóa 2.7.4.1 Tình hình o hố Vi t nam th gi i Vi t nam 2.7.4.2 Tình hình o hố Nư c ngồi 2.7.4.3 Ho t đ ng c a o hóa 2.7.5 o hóa mơi trư ng Windows 2.7.5.1 Môi trư ng Windows 2.7.5.2 2.7.6 ng d ng o hóa Phân lo i o hóa 2.7.6.1 o hóa h u hành 2.7.6.2 Mơ ph ng ph n c ng 2.7.6.3 o hoá server 2.7.6.4 o hoá lưu tr 2.7.6.5 o hoá Network 2.7.6.6 o hoá ng d ng 2.8 Các mơi trư ng o hóa o hố máy ch m t hình th c ưu th o hố, đư c s d ng ngày Có hai mơi trư ng máy ch o hố, o hố tồn ph n (Full virtualization) o hoá m t n a (Paravirtualization) 2.9 Các thành ph n c a m t h th ng o hóa M t h th ng o hóa bao g m nh ng thành ph n sau Tài nguyên v t lý (host machine,host hardware) 17 Các ph n m m o hóa (virtual software) cung c p qu n lý môi trư ng làm vi c c a máy o Máy o (virtual machine) máy ñư c cài ph n m m o hóa H ñi u hành: h ñi u hành ñư c cài máy o 2.9.1 Tài nguyên v t lý (Host machine / Host hadware) 2.9.2 Các ph n m m o hóa (Virtual Software) 2.9.3 Máy o (Virtual machine) 2.9.4 H ñi u hành khách(Guest operating system) 2.10 Các lo i o hóa 2.10.1 VMM – Hypervisor : 2.10.2 Virtual Machine Monitor(VMM) : 2.10.3 Hybrid 2.11 K t lu n chương 18 CHƯƠNG TRI N KHAI XÂY D NG MƠ HÌNH ĐI N TỐN 3.1 Gi i thi u chương Trong chương này, tơi s trình bày phương pháp cài đ t c u hình mơ hình đám mây riêng (Private Cloud) Eucalyptus, ti n tích c a ki n trúc m t ph n m m mã ngu n m cho vi c th c hiên h th ng Eucalyptus, ti n tích c a đám mây, c m máy tính máy tr m Giao di n hi n t i c a Eucaluptus giao di n tương thích v i Amazon EC2 Ngồi Eucalyptus ñư c th c hi n s d ng h th ng Linux có s n công c d ch v web b n làm cho d cài đ t trì H th ng Eucalyptus cung c p ph n m m ñám mây riêng Đây s h t ng ph n m m cho phép t ch c nói chung s giáo d c nói riêng ñ thi t l p môi trư ng ñám mây riêng 3.2 Gi i pháp xây d ng Private Cloud 3.2.1 Gi i thi u Đi n tốn đám mây m t mơ hình máy tính, nơi tài ngun thi t b , máy móc, tính toán, lưu tr , m ng ph n m m tr u tư ng cung c p d ch v internet theo ki u truy c p t xa Mơ hình tốn cho d ch v nói chung tương t nh ng áp d ng cho ti n ích cơng c ng Theo u c u s n có, d cung c p, ñ ng kh m r ng g n vô h n m t s thu c tính quan tr ng c a tốn đám mây [2, 7, 8] D ch v h t ng (IaaS) D ch v n n t ng (PaaS) D ch v 3.2.2 ng d ng (SaaS) Gi i thi u Eucalyptus System 19 3.2.3 Các tính c a Eucalyptus system Eucalyptus th c hi n IaaS (Cơ s h t ng m t d ch v ) theo phong cách riêng nh ng ñám mây lai N n t ng cung c p m t giao di n nh t cho phép ngư i dùng truy c p tài nguyên máy tính s h t ng (máy móc, m ng, lưu tr ) có s n đám mây riêng th c hi n b i eucalyptus bên c a m t t ch c trung tâm d li u có s n ngu n l c s n có bên ngồi d ch v đám mây cơng c ng Các ph n m m ñư c thi t k v i m t ki n trúc mơ đun m r ng d ch v n n Web cho phép eucalyptus ñ tri n khai m t lo t API hư ng t i ngư i dùng thông qua công c c a khách hàng [2], [7], [8] Các tính c a Eucalyptus: Kh tương thích v i Amazon Web Service API Cài ñ t tri n khai t ngu n ho c gói DEB RPM B o m t thong tin liên l c gi a q trình n i b thơng qua SOAP WS Security H tr cho Linux windows máy o(VM) H tr cho nhi u c m m t ñám mây nh t Kh i t o nhoam ngư i s d ng qu n lý C u hình sách l p k ho ch 3.2.4 Ki n trúc c a ph n m m Eucalyptus Các thành ph n Eucalyptus n n t ng n tốn: Cloud Controller (CLC), Cluster Controller (CC), Walrus, Storage Controller(SC) nút ñi u n (NC) 3.2.5 Các thành ph n c a Eucalyptus 3.2.5.1 Đi u n ñám mây (Cloud Controller – CLC) [2], [7], [8] Ch c năng: 20 Theo dõi s s n có c a ngu n tài nguyên vào thành ph n khác c a s h t ng n tốn đám mây, bao g m nút hypervisor ñư c s d ng ñ th c s cung c p trư ng h p b ñi u n Cluster b ng qu n lý hypervisor nút Ngu n tri n khai quy t ñ nh mà c m s ñư c s d ng ñ cung c p trư ng h p Giám sát trư ng h p ch y 3.2.5.2 Xác nh n ñi u n lưu tr (Walrus Storage Controller- WS3) [2], [7], [8] Ch c năng: Lưu tr hình nh máy Lưu tr nh ch p nhanh Lưu tr ph c v t p tin b ng cách s d ng S3 API 3.2.5.3 C m ñi u n (Cluster Controller-CC) Ch c : Ti p nh n yêu c u t CLC ñ tri n khai trư ng h p Quy t ñ nh ti p nh n ñ s d ng cho vi c tri n khai trư ng h p Ki m sốt m ng o có s n cho trư ng h p Thu th p thơng tin đ đăng ký báo cáo v i CLC 3.2.5.4 Đi u n lưu tr (Storage Controller-SC) Ch c năng: T o thi t b liên t c EBS Cung c p lưu tr kh i AoE ho c giao th c iSCSI ñ trư ng h p Cho phép t o nh ch p nhanh c a kh i lư ng+ Node 3.2.5.5 Nút ñi u n (Nodes Controller-NC) 21 Ch c năng: Sưu t p d li u liên quan ñ n ngu n tài nguyên có s n báo cáo d li u cho CC Thi t l p chu trình qu n lý 3.2.6 Thi t l p cài ñ t d ch v Eucalyptus 3.2.7 L i ích c a Eucaluptus 3.3 Xây d ng tri n khai ñi n toán ñám mây v i Eucalyptus 2.0 3.3.1 Cài ñ t h ñi u hành CentOS 3.3.2 Cài đ t c u hình 3.3.2.1 Chu n b Cài đ t c u hình Eucalyptus 2.0 h th ng CentOS Cài ñ t Eucalyptus Front-end Nodes Eucalyptus có th đư c cài ñ t CentOS t ngu n ho c b ng cách s d ng gói RPM nh phân 3.3.2.2 Các ñi u ki n c n ñ tri n khai [8], [9] Front-end Nodes máy khách ph i đ ng b hóa T i cài ñ t Sun Java Development Kit phiên b n T i cài ñ t Apache /usr/ant T i b cơng c EC2 3.3.2.3 Cài đ t 3.3.3 Ki m tra q trình cài đ t 3.3.4 Ch y Eucalyptus Cloud 3.3.5 Ki m tra thành ph n ñăng ký v i Eucalyptus 3.3.5.1 Ki m tra k t n i 3.3.5.2 Ki m tra thành ph n ñăng ký 3.4 Th nghi m ñánh giá Private Cloud Eucalyptus 3.4.1 Th nghi m h th ng 22 3.4.2 Đánh giá v mơ hình Private Cloud Đánh giá th c hi n c a mã ngu n m n tốn đám mây d a ph n m m máy o Các "ñám mây" n tốn đám mây có th đư c ñ nh nghĩa t p h p ph n c ng, m ng, lưu tr , d ch v , giao di n k t h p ñ cung c p khía c nh c a máy tính m t d ch v Nh ng d ch v ñám mây cung c p ph n m m m t d ch v (SaaS), s h t ng m t d ch v (IaaS), n n t ng m t d ch v (PaaS) qua Internet (ho c thành ph n riêng bi t ho c m t n n t ng hoàn ch nh) d a nhu c u ngư i dùng Đi n tốn đám mây cung c p ñ c ñi m ñ ñàn h i, kh m r ng, cung c p, tiêu chu n hoá, s d ng hóa đơn Google Mail Google Docs xu t hi n ph n m m m t d ch v (SaaS) Amazon Web Service (AWS), Google App Engine IaaS PaaS Vi c tri n khai mơ hình n tốn đám mây riêng, nh ng đám mây cơng c ng hybrid s khác bi t gi a chúng ph thu c vào nơi ñang tri n khai ñám mây M t đám mây cơng c ng đư c cung c p m t d ch v , thư ng qua k t n i Internet, nh ng ñám mây tư nhân ñư c tri n khai bên tư ng l a qu n lý b i t ch c c a ngư i s d ng Đám mây công c ng thư ng tính l phí d a tài nguyên máy tính ngư i dùng tiêu th (thư ng ñư c g i m t ñơn v tính tốn), lo i b s c n thi t cho ngư i dùng ñ lên k ho ch trư c cho ñ n cung c p ngu n l c Ngư i dùng có th m r ng kh tính tốn c a m t đám mây công c ng cho phù h p v i yêu c u c a h theo yêu c u s không c n ph i mua ph n c ng ñ t ti n 23 Các ñám mây riêng thư ng ñư c xây d ng t ph n m m ch y ph n c ng di s n Lưu tr thư ng khơng đư c chia s bên doanh nghi p toàn quy n ki m sốt đư c gi l i b i t ch c M r ng quy mơ đám mây có th đư c b ng cách thêm m t máy ch t ñ t qu n lý ki n trúc m r ng ñám mây b ng cách thêm hi u su t l c Các công ty l n khác b t ñ u nh n r ng h có th tái t o n n t ng s d ng n i b c a riêng b ng cách t o m t Ubuntu Server Edition “Private Cloud”, Ch y Ubuntu Enterprise Cloud v i Eucalyptus System 2.0, xây d ng ñám mây riêng h th ng CentOS v i Eucalyptus 2.0, OpenNebula OpenStack m t đám mây n tốn IaaS 3.5 K t lu n chương Trong chương này, tơi th c hi n cài ñ t c u hình m t h th ng đám mây riêng n n t ng c a mã ngu n m ñ xây d ng ñi u hành ñám mây riêng v i h th ng Eucalyptus 2.0 Linux CentOS 5.5 Vi c cài đ t, c u hình nâng c p máy ch CentOS làm vi c v i công vi c tri n khai Linux cài ñ t Euca2ools cho thao tác hình nh đám mây Cu i cùng, đ tri n khai ch y nh ng hình nh mơ hình máy ch đám mây riêng h th ng Eucalyptus 2.0 o máy ch n tốn 24 K T LU N VÀ HƯ NG PHÁT TRI N K T LU N Đi n tốn đám mây hay cịn g i n tốn máy ch o m t xu hư ng m i ngày Thu t ng n tốn đám mây đ i khơng ph i đ nói v m t trào lưu m i mà ñ khái quát l i hư ng ñi c a s h t ng thơng tin v n di n t nh ng năm qua Các ngu n thông tin tính tốn kh ng l s n m t i máy ch o (ñám mây) truy c p thơng qua Internet thay máy tính gia đình văn phịng đ m i ngư i k t n i s d ng c n Đi n tốn đám mây khái ni m hồn ch nh cho m t xu hư ng không m i b i nhi u doanh nghi p hi n máy ch riêng mà ch có máy tính v i m t s ph n m m b n, cịn t t c đ u ph thu c vào đám mây V i d ch v có s n Internet, doanh nghi p không ph i mua trì hàng trăm, hàng nghìn máy tính ph n m m kèm theo mà h ch c n t p trung công vi c c a b i có ngư i khác lo s h t ng công ngh thay h V i vi c nghiên c u ñi n tốn đám mây, c th cơng ngh đám mây riêng h th ng Encalyptus 2.0, khoá lu n t p trung tìm hi u nh ng khái ni m b n v n tốn đám mây nói chung, cơng ngh đám mây riêng nói riêng ng d ng vào phân tích, xây d ng th nghi m m t h th ng giao di n ngư i s d ng mơ hình H th ng ñã ho t ñ ng ngư i s d ng có th dùng th nh ng ch c b n ñ t 25 HƯ NG PHÁT TRI N Hi n t i, nhà cung c p d ch v n tốn ñám mây cung c p d ch v c a riêng mình, khơng h p tác v i Nhưng khách hàng có nhu c u s d ng nhi u d ch v c a nhi u nhà cung c p khác V n ñ n y sinh lúc d ch v có th k t h p ho t đ ng, tương thích đư c v i gi m thao tác ñăng ký, tương tác gi a khách hàng v i nhà cung c p d ch v V n đ tương thích có th gi i quy t b ng cách ñưa chu n chung gi a nhà cung c p d ch v Hi n nay, nhà cung c p d ch v ñã tri n khai m t s chu n vào d ch v c a SAML, TSL, XMPP… Trong đ xu t gi i pháp c a xây d ng m t gi i pháp đ có th gi i quy t v n ñ mà nhà cung c p d ch v c n ph i k t h p xây d ng m t mơ hình k t h p OpenID vào n tốn đám mây nh m giúp cho khách hàng ch c n ñăng ký m t tài kho n v i m t nhà cung c p d ch v có th dùng tài kho n s d ng d ch v c a nh ng nhà cung c p khác có h tr OpenID  ... ñánh giá Private Cloud Eucalyptus 3.4.1 Th nghi m h th ng 22 3.4.2 Đánh giá v mơ hình Private Cloud Đánh giá th c hi n c a mã ngu n m n tốn đám mây d a ph n m m máy o Các "ñám mây" n tốn đám mây. .. mơ hình ng d ng khai thác n tốn đám mây c hai c p ñ lý thuy t ng d ng + Nghiên c u c u trúc ñ nh d ng mơ hình o hóa tính tốn đám mây + Nghiên c u c u trúc d ch v web d a ng d ng t ñám mây + Nghiên. .. V i vi c nghiên c u ñi n tốn đám mây, c th cơng ngh đám mây riêng h th ng Encalyptus 2.0, khoá lu n t p trung tìm hi u nh ng khái ni m b n v n tốn đám mây nói chung, cơng ngh đám mây riêng nói