Điện toán đám mây (Cloud Computing) là một khuynh hướng công nghệ thông tin gần đây đang được nói đến nhiều trên thế giới. Đặc trưng của điện toán đám mây là khả năng cung cấp dịch vụ thông tin, và các tài nguyên tính toán từ trên mạng (từ đám mây điện toán). Nhờ đó điện toán đám mây đem lại những khả năng như tối ưu việc sử dụng tài nguyên tính toán, rút ngắn thời gian triển khai các dự án nghiên cứu, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ thông tin.
Trang 1HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
MÔN: PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG
GVHD : Đặng Hoài Bắc SVTH : Nguyễn Lê Hoa
Hà Nội - 2013
Trang 2MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 3
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 5
1 Giới thiệu về điện toán đám mây 5
1.1 Khái niệm về điện toán đám mây .5
1.2 Lợi ích, ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng điện toán đám mây .6
1.3 Các giải pháp của điện toán đám mây .7
PHẦN II: ỨNG DỤNG CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY .14
PHẦN III: XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TẠI VIỆT NAM .16
PHẦN IV: KẾT LUẬN .18
TÀI LIỆU THAM KHẢO 19
Trang 3LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay công nghệ thông tin ngày càng phát triển, máy vi tính trở thành một phần tất yếu của cuộc sống Chúng ta cần máy tính ở khắp mọi nơi, có thể là cho công việc, nghiên cứu hoặc trong bất kì lĩnh vực nào Khi việc sử dụng máy tính hằng ngày của chúng ta tăng lên thì nguồn tài nguyên máy tính của chúng ta cũng cần tăng lên Vậy chúng ta đã giải quyết vấn đề này như thế nào? Đối với các công ty lớn như Google , Microsoft thì việc khai thác nguồn tài nguyên lớn như vậy cũng không phải là vấn đề lớn Nhưng với các doanh nghiệp nhỏ hơn thì nguồn tài nguyên lớn như vậy tác động không nhỏ tới kinh doanh Với những vấn đề lớn về cơ sở hạ tầng CNTT như máy hỏng, treo ổ cứng, lỗi phần mềm v.v Đây là một vấn đề đau đầu cho các chủ doanh nghiệp Giải pháp nào có thể giải quyết và đáp ứng nhu cầu trên? Điện toán đám mây ra đời đã cung cấp một giải pháp cho tình trạng này
Để tìm hiểu thêm về điện toán đám mây em đã làm đề tài nghiên cứu này để tìm hiểu về sự ra đời, phát triển của điện toán đám mây Cho mọi người có thể hiểu thêm
về công nghệ điện toán đám mây Một xu hướng công nghệ đang được các nhà doanh nghiệp cũng như người “tiêu dùng” để ý Bài tiểu luận của em được thực hiện bằng sự tìm hiểu của bản thân qua hệ thống thông tin trên mạng internet, dựa trên những phần
em muốn tìm hiểu về công nghệ điện toán đám mây Mong rằng qua bài tiểu luận này
sẽ giúp cho mọi người hiểu rõ hơn về công nghệ điện toán đám mây
Trong quá trình làm bài còn nhiều thiếu sót về nội dụng và cách trình bày em mong thầy và các bạn có thể đóng góp ý kiến để có thể hoàn thiện bài tiểu luận một cách hoàn chỉnh hơn Hơn hết là giúp em hoàn thành tốt môn học: “Phương pháp luận
và nghiên cứu khoa học.”
Chân thành cảm ơn!
SVTH
Nguyễn Lê Hoa
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
Trang 41 Giới thiệu về điện toán đám mây.
Hình 1: Mọi thứ đều tập trung vào đám mây
1.1 Khái niệm về điện toán đám mây.
Điện toán đám mây (Cloud Computing) là một khuynh hướng công nghệ thông tin gần đây đang được nói đến nhiều trên thế giới Đặc trưng của điện toán đám mây là khả năng cung cấp dịch vụ thông tin, và các tài nguyên tính toán từ trên mạng (từ đám mây điện toán) Nhờ đó điện toán đám mây đem lại những khả năng như tối ưu việc
sử dụng tài nguyên tính toán, rút ngắn thời gian triển khai các dự án nghiên cứu, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ thông tin
• Lịch sử :
Khái niệm về điện toán đám mây xuất hiện từ những năm 1960, khi John McCarthy phát biểu “một ngày nào đó tính toán được tổ chức như một tiện ích công cộng”
Trong thập niên 1980 thuật ngữ điện toán đám mây được biết dưới dạng ứng dụng điện toán lưới (grid computing) tiếp theo là điện toán theo nhu cầu (utility computing)
và phần mềm dịch vụ (SaaS)
Năm 1997, giáo sư Ramnath Chellappa là một trong những người đầu tiên sử dụng cụm từ “điện toán đám mây” trong một bài giảng của mình, từ đó các học giả đã
sử dụng thuật ngữ điện toán đám mây một cách thông dụng
• Định nghĩa:
Trang 5Điện toán đám mây (ĐTĐM) là mô hình dịch vụ trong đó các tài nguyên như:
Mô hình dịch vụ trong đó các tài nguyên như: Cơ sở hạ tầng – Infrastructure, Nền tảng công nghệ - Platform, Phần cứng – Hardware, Phần mềm - Software được
chuyển giao và sử dụng theo yêu cầu thông qua môi trường internet
Thay vì mua tài nguyên thì khách hàng sẽ thuê và trả phí theo mức độ sử dụng của mình
1.2 Lợi ích, ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng điện toán đám mây.
a Lợi ích
Trước đây để có thể triển khai một ứng dụng (ví dụ một trang Web), phải đi mua/ thuê một hay nhiều máy chủ (server), sau đó đặt máy chủ tại các trung tâm dữ liệu (data center) thì nay ĐTĐM cho phép giản lược quá trình mua/thuê đi Chỉ cần nêu ra yêu cầu của mình, hệ thống sẽ tự động gom nhặt các tài nguyên rỗi (free) để đáp ứng yêu cầu của bạn Chính vì vậy, có thể kể đến một vài lợi ích cơ bản của ĐTĐM như sau:
• Tiết kiệm chi phí đầu tư: mua phần cứng, bản quyền phần mềm
• Tiết kiệm chi phí vận hành: trả theo mức độ sử dụng, giảm chi phí hỗ trợ, bảo trì, nhân công IT
• Triển khai nhanh chóng và linh hoạt trong việc mở rộng phạm vi
• Cập nhật thông tin nhanh và hiệu quả hơn
• Giảm mức độ phụ thuộc vào đội ngũ IT
• Chuẩn hóa và tự động hóa quy trình làm việc
• Cập nhật với các nâng cấp mới nhất
Như vậy, ĐTĐM chỉ là khái niệm hoàn chỉnh cho một xu hướng mới bởi nhiều
cơ sở hiện không có máy chủ riêng, máy tính cá nhân chỉ cài một số phần mềm cơ bản còn tất cả đều phụ thuộc vào đám mây Với các dịch vụ sẵn có trên Internet, các cơ sở này sẽ không phải mua và duy trì hàng trăm, thậm chí hàng nghìn máy tính cũng như phần mềm Họ có thể tập trung vào công việc bởi đã có người khác lo cơ sở hạ tầng và công nghệ thay họ Tuy vậy, để có thể tận dụng tối đa ĐTĐM thì điều quan trọng là cơ
sở cần phải tìm một nhà cung cấp “đám mây” đủ tốt để đáp ứng được cho mình tất cả những điều trên Trong tương lai, ĐTĐM sẽ rất hữu ích khi nó vươn cả tới việc sử dụng những tài nguyên dư thừa trong các máy tính cá nhân
b Ưu điểm và thế mạnh
- Tốc độ xử lý nhanh, cung cấp cho người dùng những dịch vụ nhanh chóng và giá thành rẻ dựa trên nền tảng cơ sở hạ tầng tập trung (“Đám mây”)
Trang 6- Chi phí đầu tư ban đầu về cơ sở hạ tầng, máy móc và nguồn nhân lực của người sử dụng ĐTĐM được giảm đến mức thấp nhất
- Không còn phụ thuộc vào thiết bị và vị trí địa lý, cho phép người dùng truy cập và sử dụng hệ thống thông qua trình duyệt web ở bất kỳ đâu và trên bất kỳ thiết bị nào mà họ sử dụng (chẳng hạn là PC hoặc điện thoại di động….)
- Chia sẻ tài nguyên và chi phí cho một địa bàn rộng lớn, mang lại các lợi ích cho người dùng như :
+ Tập trung cơ sở hạ tầng tại một vị trí giúp người dùng không tốn nhiều giá thành đầu tư về trang thiết bị Công suất xử lý nhanh hơn do tận dụng tối đa sức mạnh phần cứng Ngoài ra người dùng không cần nguồn nhân lực quản lý hệ thống
+ Đối với cá nhân thông thường: Với độ tin cậy cao, không chỉ giành cho người dùng phổ thông, ĐTĐM phù hợp với các yêu cầu cao và liên tục của các công ty kinh doanh và các nghiên cứu khoa học
- Khả năng mở rộng, giúp cái thiện chấp lượng dịch vụ được cung cấp trên
“đám mây”
- Khả năng bảo mật do sự tập trung của dữ liệu
- Ứng dụng dễ dàng sửa chữa
c Nhược điểm
Tuy nhiên, mô hình điện toán này vẫn còn mắc phải một số nhược điểm sau:
- Tính riêng tư : Các thông tin người dùng và dữ liệu được chứa trên ĐTĐM chưa đảm bảo được riêng tư các thông tin đó sẽ có thể bị lộ ra
- Tính sẵn dụng: Có thể các dịch vụ đám mây có bị “treo” bất ngờ Khiến cho người dùng không thể truy cập các dịch vụ và dữ liệu của mình trong khoảng thời gian nào đó khiến ảnh hưởng tới công việc
- Mất dữ liệu: Nếu xảy ra các sự cố bên phía đám mây Có thể dẫn tới tình trạng mất hoàn toàn dữ liệu mà người dùng lưu trữ Tuy nhiên xác suất xảy ra là rất nhỏ và bạn có thể tin tưởng vào điều đó
- Khả năng bảo mật thông tin vẫn là 1 vấn để nhức nhối và khó có được sự đảm bảo tuyệt đối từ phía nhà cung cấp dịch vụ
1.3 Các giải pháp của điện toán đám mây.
Cloud Computing ra đời để giải quyết các vấn đề sau:
Vấn đề về lưu trữ dữ liệu.
Trang 7Dữ liệu được lưu trữ tập trung ở các kho dữ liệu khổng lồ Các công
ty lớn như Microsoft, Google có hàng chục kho dữ liệu trung tâm nằm rải rác khắp nơi trên thế giới Các công ty lớn này sẽ cung cấp các dịch vụ cho phép doanh nghiệp
có thể lưu trữ và quản lý dữ liệu của họ trên các kho lưu trữ trung tâm
Vấn đề về sức mạnh tính toán.
Có 2 giải pháp chính:
- Sử dụng các siêu máy tính (super-computer) để xử lý tính toán
- Sử dụng các hệ thống tính toán song song, phân tán, tính toán lưới (grid computing)
Vấn đề về cung cấp tài nguyên, phần mềm.
Mô hình điện toán đám mây cung cấp cho người dùng và doanh nghiệp các mô hình cung cấp nhằm giải quyết triệt để vấn đề về cung cấp tài nguyên, phần mềm như sau:
Hình 1.1 Minh họa về các dịch vụ
- Infrastructure-as-a-Service (IaaS – Dịch vụ hạ tầng): Cung cấp cho người dùng hạ tầng thô (thường là dưới hình thức các máy ảo) như là một dịch vụ.
IAAS là một mô hình dịch vụ mà sẽ cung cấp các thiết bị nhằm hỗ trợ hoạt động hệ thống cho khách hàng Các thiết bị đó bao gồm kho dữ liệu, phần cứng, máy chủ (Server) và các thành phần Networking Nhà cung cấp sẽ làm chủ các thiết bị và chịu trách nhiệm cho việc hoạt động và bảo trì hệ thống Khách hàng sẽ trả tiền trên các dịch vụ đó
Những kiến trúc ảo xếp chồng là một ví dụ của xu hướng mọi thứ là dịch vụ và
có cùng những điểm chung Hơn hẳn một máy chủ cho thuê, không gian lưu trữ tập trung hay thiết bị mạng, máy trạm thay vì đầu tư mua những tài nguyên thì có thể thuê đầy đủ dịch vụ bên ngoài Những dịch vụ này thông thường được tính chi phí trên cơ
Trang 8sở tính toán chức năng và lượng tài nguyên sử dụng (và từ đó ra chi phí) sẽ phản ảnh được mức độ của hoạt động Đầy là một sự phát triển của những giải pháp lưu trữ web
và máy chủ cá nhân ảo
Những đặc trưng tiêu biểu:
+ Cung cấp tài nguyên như là dịch vụ: bao gồm cả máy chủ, thiết bị mạng, bộ nhớ, CPU, không gian đĩa cứng, trang thiết bị trung tâm dữ liệu
+ Khả năng mở rộng linh hoạt
+ Chi phí thay đổi tùy theo thực tế
+ Nhiều người thuê có thể dung chung trên một tài nguyên
+ Cấp độ doanh nghiệp: đem lại lợi ích cho công ty bởi một nguồn tài nguyên tính toán tổng hợp
- Platform-as-a-Service (PaaS – Dịch vụ nền tảng).
Cung cấp nền tảng tính toán và một tập các giải pháp nhiều lớp Nó hỗ trợ việc triển khai ứng dụng mà không quan tâm đến chi phí hay sự phức tạp của việc trang bị
và quản lý các lớp phần cứng và phần mềm bên dưới, cung cấp tất cả các tính năng cần thiết để hỗ trợ chu trình sống đầy đủ của việc xây dựng và cung cấp một ứng dụng và dịch vụ web sẵn sàng trên Internet mà không cần bất kì thao tác tải hay cài đặt phần mềm cho những người phát triển, quản lý tin học, hay người dùng cuối Nó còn được biết đến với một tên khác là cloudware
Cung cấp dịch vụ nền tảng (PaaS) bao gồm những điều kiện cho qui trình thiết kế ứng dụng, phát triển, kiểm thử, triển khai và lưu trữ ứng dụng có giá trị như là dịch vụ ứng dụng như cộng tác nhóm, sắp xếp và tích hợp dịch vụ web, tích hợp cơ sở dữ liệu, bảo mật, khả năng mở rộng, quản lý trạng thái, phiên bản ứng dụng, các lợi ích cho cộng đồng phát triển và nghiên cứu ứng dụng Những dịch vụ này được chuẩn bị như
là một giải pháp tính hợp trên nền web
Những đặc trưng tiêu biểu:
+ Phục vụ cho việc phát triển, kiểm thử, triển khai và vận hành ứng dụng giống như là môi trường phát triển tích hợp
+ Các công ty khởi tạo giao diện trên nền web
+ Kiến trúc thống nhất
+ Tích hợp dịch vụ web và CSDL
+ Hỗ trợ cộng tác nhóm phát triển
+ Công cụ hỗ trợ tiện ích
Các yếu tố:
Trang 9- Software-as-a-Service (SaaS – Dịch vụ phần mềm): Cung cấp dịch vụ phần mềm thực thi từ xa.
Dịch vụ phần mềm (SaaS) là một mô hình triển khai ứng dụng mà ở đó người cung cấp cho phép người dụng sử dụng dịch vụ theo yêu cầu Những nhà cung cấp SaaS có thể lưu trữ ứng dụng trên máy chủ của họ hoặc tải ứng dụng xuống thiết bị khách hàng, vô hiệu hóa nó sau khi kết thúc thời hạn Các chức năng theo yêu cầu có thể được kiểm soát bên trong để chia sẻ bản quyền của một nhà cung cấp ứng dụng thứ ba
Những đặc trưng tiêu biểu:
+ Phần mềm sẵn có đòi hỏi việc truy xuất, quản lý qua mạng
+ Quản lý các hoạt động từ một vị trí tập trung hơn là tại mỗi nơi của khách hàng, cho phép khác hàng truy xuất từ xa thông qua web
+ Cung cấp ứng dụng thông thường gần gũi với mô hình ánh xạ từ một đến nhiều hơn là mô hình 1:1 bao gồm cả các đặc trưng kiến trúc, giá cả và quản lý
+ Những tính năng tập trung nâng cấp, giải phóng người dùng khỏi việc tải các bản vá lỗi và cập nhật
+ Thường xuyên tích hợp những phần mềm giao tiếp trên mạng diện rộng
Hình : Mô hình cung cấp tài nguyên và phần mềm
2 Cấu trúc và phân loại điện toán đám mây.
2.1 Cấu trúc phân lớp.
Về cơ bản, “điện toán đám mây” được chia ra thành 5 lớp riêng biệt , có tác động qua lại lẫn nhau:
Client (Lớp Khách hàng)
Lớp Client của điện toán đám mây bao gồm phần cứng và phần mềm, để dựa vào đó khách hàng có thể truy cập và sử dụng các ứng dụng / dịch vụ được cung cấp từ điện toán đám mây Chẳng hạn máy tính và đường dây kết nối Internet (thiết bị phần cứng) và các trình duyệt web (phần mềm) …
Trang 10 Application (Lớp ứng dụng ).
Lớp ứng dụng của điện toán đám mây làm nhiệm vụ phân phối phần mềm như một dịch vụ thông qua Internet, người dùng không cần phải cài đặt và chạy các ứng dụng đó trên máy tính của mình, các ứng dụng dễ dàng được chỉnh sửa và người dùng
dễ dàng nhận được sự hỗ trợ
Platform (Lớp nền tảng )
Cung cấp nền tảng cho điện toán và các giải pháp của dịch vụ, chi phối đến cấu trúc hạ tầng của cả “đám mây” Là cơ sở cho lớp ứng dụng hoạt động trên nền tảng đó
Nó giảm nhẹ sự tốn kém khi triển khai các ứng dụng và không phải trang bị cơ sở hạ tầng (phần cứng và phần mềm) của riêng nó
Infrastructure (Lớp cơ sở hạ tầng)
Cung cấp hạ tầng máy tính, tiêu biểu là môi trường nền ảo hoá Thay vì khách hàng bỏ tiền ra mua các server, phần mềm, trung tâm dữ liệu hoặc thiết bị kết nối Giờ đây họ vẫn có thể đầy đủ tài nguyên để sử sụng mà chi phí được giảm thiểu hoặc thậm chí miễn phí Đây là một bước tiến của mô hình máy chủ ảo (Virtual Private Server)
Server (Lớp Server - Máy chủ):
Bao gồm các sản phẩm phần cứng và phần mềm được thiết kế và xây dựng đặc biệt để cung cấp các dịch vụ của điện toán đám mây Các server phải được xây dựng
và có cấu hình đủ mạnh (thậm chí rất mạnh ) để đáp ứng nhu cầu sử dụng của số lượng đông đảo người sử dụng hệ thống “đám mây”
2.2 Cách thức hoạt động.
Bao gồm 2 lớp : Lớp Back-end và lớp Front-end
Lớp Front-end
Front end là phần phía khách hàng dùng máy tính Cho phép người sử dụng thao tác thông qua giao diện người dùng Khi người dùng truy cập các dịch vụ trực tuyến họ sẽ phải sử dụng thông qua giao diện lớp Front-end và các phần mềm sẽ được chạy trên lớp Back-end nằm ở đám mây Front end bao gồm hệ thống mạng của khách hàng (hoặc máy tính) và các ứng dụng được sử dụng để truy cập vào đám mây thông qua giao diện người dùng có thể là một trình duyệt web
Lớp Back-end
Trang 11Back end chính là đám mây, bao gồm các máy tính khác nhau, máy chủ, các thiết bị lưu trữ dữ liệu, phần mềm để cung cấp giao diện cho lớp Front-end và được người dùng tác động thông qua giao diện đó
2.3 Phân loại đám mây
Hiện nay, các nhà cung cấp đưa ra nhiều dịch vụ của ĐTĐM theo nhiều hướng khác nhau, đưa ra các chuẩn riêng cũng như cách thức hoạt động khác nhau Và không
có một mô hình nào kết hợp được hết các ưu điểm của mọi biến thể dịch vụ đám mây, nhưng một vài mô hình thích hợp đã nổi lên:
Đám mây riêng
Là các dịch vụ đám mây được cung cấp trong doanh nghiệp Những đám mây này tồn tại bên trong mô hình mạng công ty và chúng được doanh nghiệp quản lý, chịu trách nhiệm thiết lập và bảo trì đám mây
Đám mây công cộng cho thuê