Luận văn tìm hiểu mô hình hóa và mô phỏng cloud computing

Thay vì thực thi các chương trình và đữ liệu trên một máy tỉnh đề bản cả nhân PCS, tất cá mọi thử được lưu trữ trong cáo Cloud đám mây-một tập hợp mờ các eomputers và servers được truy

BO GIAO DUC VA DAO TẠO

TRUONG DAIIIOC BACII KIIOA IIA NOI

LUAN VAN THAC SI

NGANH: XU LY THONG TIN VA TRUYEN THONG

TIM HIEU, MO HINH HOA VA MO PHONG

CLOUD COMPUTING

THÁI THANH SƠN

Ha Noi, 11/2009

TRƯỜNG DẠI HỌC BÁCH KIIOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGANH: XU LY THONG TIN VA TRUYEN THONG

TIM HIEU, MO HINH HOA VA MO PHONG

CLOUD COMPUTING

'THIÁI THANH SON

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

"T8 NGUYÊN THÚC HAL

Hã Nặi, 11/2009

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

LOI CAM DOAN

Tôi xin cam đoan luận văn nảy lả nghiên cứu của chỉnh bán thân Các nghiên cửu

trong luan văn này đựa trên những tổng hợp lý thưyết và hiểu biết thực tế của minh, không sao chép lừ bắt kỳ một luận văn rảo khác Mợi thông tín trích đẫn đều được

tuân theo luật sở hữu trí tuệ, liệt kê rõ ràng các tai liệu tham khảo

Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với những nội đung được viết trong luận văn

nay

T1ọo viên thực hiện

Thai Thanh Son

LOI CAM ON

Hm xin bay té léng biết ơn sâu sắc đến tất cả mọi người đã giúp đờ, hỗ trợ thực hiện

luận văn này, xin cảm ơn Viện Dảo tạo Sau Dại hạc, Viện Công nghệ Thông tỉn và

Truyền thông đường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã cho phép và tạo điều kiện đề

em thực hiện luận văn nay

Luan van nay sẽ không thẻ hoàn thành nếu không có sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tỉnh

của thấy giáo giáo sư Nguyễn Thúc Hải, người thầy hưởng dẫn của em Em xin

chân thành biết ơn về những chí bảo, định hướng nghiên cứu thực hiện, hỗ trợ, tạo

những điêu kiện tốt nhật cho em trong suốt quá trình thực hiện đẻ tài

Con xin bay (6 lòng biết ơn sâu ắc đến Bố, Mẹ, những bậc sinh thành đã chịu thương, chịu khó nuôi dưỡng, hỗ trợ, động viên, tap hộ con trong những lúc khó

+hăn đề con có được như ngày hém nay

Fin xin châu thành câm ơu tốt cả quý thay cô trong Viện Công nghệ Thông tim và

nụ truyền dạt những trị thức, kỹ năng, kinh

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

MUC LUC

DANH MỤC HÌNH VỊ

CAC Cit VIET TAT

TLỜI NÓI ĐẤU

CHƯƠNG 1:

1.2.1 Client/Server Computing: Tap tung ứng đụng và lưu trữ 16 1.2.2 Peer-to-Peer Computing: Chia sé ti nguyén - 17

1.2.3 Distributed Computng: Cung cấp sức manh tính toán nhiều hơn 7

1.2.4 Collaborative Computing: Lam việo nhóm se sec 17

1.2.5 Clond Compuling: Bước kế tiếp của sự pông, 18

1.3 Uu diém cia Cloud Computing

1.3.1 Giảm chí phí phần cứng cho người dùng seses vases 18

1.3.3 Giám chỉ phí dâu tư cơ sở hạ tẳng, oosssceseeeereecesree.TE

1.3.4 Giảm chí phí bảo trì hệ thống, o 22222022 g0 xe 19 1.3.5 Sir dung phan mềm với chỉ phí thắp hon - 19

1.3.6 Cập nhật nhanh hơn e2 " sed

1.3.9 Tăng tỉnh tương thích th HH Hee rereree 20

1.4 Nhược diém cia Cloud Computing

1.4.1 Yêu cầu phải có kết nối Internet ii iccc 21

1.4.2 Không lam việc tốt với các kết nải chậm - 21

1.4.3 Tốc độ xử lý có thế châm _ - - - 21

1.4.4 Tỉnh năng có thể bị giới lạm - - 21

1.4.5 Dữ liệu lưu trữ có thể không an toàn

CHƯƠNG 2: KIÊN TRÚC VÀ CÔNG NGHỆ HỒ TRỢ CLOUD

2.1.1 Khung SPI cho Cloud Computing - 23 3.1.3 Mô hình địch vụ của Cloud Computing - 24

2.1.2.1 SaaS-Mô hình phần mềm như một dịch vụ Teeeo.24

3.1.2.2 Taa8-Mô bình nên tăng như một địch vụ - - 35 2.1.2.3 TaaS-Mô hình hạ tẳng như lả một địch vụ M _`

2.1.3 Các mô hình triển khai loud Conputing seo Z7

2.1.3.1 Publie Clouds - - - 28 3.1.3.2 Private Clotds co SH HH uc 29 3.1.3.3 1Iybrid Clouds à s nHnHH.He1mgdererrere 29

2.2 Các cing nghé hd tre Cloud Computing

2.2.1 Các thiết bị truy cập Cloud Computing er esse cua 31

2.2.2 Trinh duyét va mé hinh thin clients 32

2.2.3 Truy cập băng thông tộc độ gao cà co kherarieeoaeoo.32

2.2.4 Data Centers và 8erver Farms che reereirre 32

2.2.5 Thiết bị lưu trữ - - - - 33

2.2.6 Virtualivation-Cong nghé ao héa 33 2.7 APls- (Giao diện lập trình ứng dụng DS 2.2.8 Web service va Service Oreinted Architecture (SOA) 37 2.2.9 Web 2.0 ¬. 2.2.10 Progranming model - ThYHHHh game rời 39

2.3 Vi du vé Cloud Computing

2.3.1 Amazon Web Services (laa8) c.scsccsessessiessiessessesstestimssnessieet 39 2.3.2 Google (SaaS, PaaS) cesses see sseseieesinessnstessmvteseiesiessieeeen dO, 2.3.3 Microsoft Azure Services Platform (PaaS) Al

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

3.2.4 Kiến trúc Market-Oriented Clơud ceeeeeeseeeeoseeoe AO

3.2.5 Federation Cloud Compuling-Lién higp Cloud Computing 49

3.3 Kiến trúc ClondSim

3.3.1 SimJava "— HH HH gu rre 51 3.3.3 GridSim - - - - 33

3.5.1 Mơ hình lứa VM aÏlocatiem " ¬ 3.5.2 Mơ bình hĩa Cloud Market HH ga gưec .6Ð

3.6 Thiết kế và cài đặt CloudSim

3.6.2 Luơng và thực thê - 22222 22202122212 ren 1011100111111 18 3.6.3 Truyền thơng giữa các thực thé 80

3.7 Các thứ nghiệm và dánh giá

3.7.1 Thử nghiệm mỏ phĩng khỏng tái Xemerirerarioou.B

CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ VÀ KÉT LUẬN

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

Public Cloud - - 29

: Hybrid Cloud - -

Kién tnie cdc cdng nghé hé tro Cloud Computing

: Môi trường Sun xVM hyperviser - - 35

: M6 hinh kién tric Kién trac Market-Oriented Cloud 49 Tình 3.2: Các đấm mây và mạng liên kết giữa chúng thông qua Cloud Bxchange 50

Hình 3.3 Kiến trúc mô-dun của GridSim áseierereerioouÐđ Hình 3.4: Kiên trúc lớp của CloudSim - - 56 Tình 3.5: Thuật toán lập lịch chia sé ti uguyén Gie-shared 59

Hình 3.6: Phan bd PE cho Cloudlet voi lip lich time-shared eects eee GO Hình 3.?: Giản đồ lập lịch time-shared của các Cloudiets 61

Tình 3.8: Thuật toán lập lịch chia sé tai nguyén spaco-shared, - 68

Hình 3.9: Phan bd PE cho Cloudlet với lập lịch thne-shared "—-

Tĩinh 3.10: Giăn đỏ lập lịch space-shared của các Cloudlets - 68 Tình 3.11: Các chính sách lập lịch cho các VMă 68 Linh 3.12: Lớp VMMAIloeationPolicy và các lớp mỡ rộng của nó 73 Hình 3.13: Lớp VMSeheduler và các lớp mé réng của nó 74 Hình 3.14: Lớp VMProvisioner và các lớp rrở rộng của nó ¬.- Ilinh 3.15: Lép BWProvisioner và các lớp mở rộng của nó se 76 Hình 3.16: Lớp MemeryProvisioner và các lớp mở rộng của nó 7

Tình 3.17: Biểu đỗ lớp của CloudSim - - - 78 Tĩnh 3.18: Luống đữ liệu mô phỏng - - - 80

Tình 3.19: Các bước lạo một Dala Cenler - 82

"Thái Thanh Sơn 7

Tình 3.20: Trân bộ nhớ Hesp trong quá trinh mô phỏng với 90000 hosl

Linh 3.21: Trản bộ nhớ LIeap trong quá trình mô phóng với 100000 hoạt,

Hình 3.22: Thời gian thục hiện mô phỏng,

Tình 3.23: Bồ nhớ sử dụng trong quá Irình thử nghiệm

Tlinh 3.24: Kịch bản thử nghiệm znô phỏng có tải

Hình 3.25: Các bước tạo thực hiện mê phỏng CloudSim

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

‘Application Programming Interface

Amazon Web Service

ở khắp mọi nơi, nó được sử đựng sông việo, nghiên cứu hoặc trong, bat

nao Cũng rhư việc sử dụng máy vì tính trong cuộc sống của chúng Iä ngây cảng gia tăng, việc tính toán nguồn lực rnả chủng ta cân cũng tiếp tục tăng Dôỗi với các công,

ty như Google và Mierosoft việc khai thác các nguồn tài nguyên trên khi họ can không phải là một vẫn đề Những khi nói đến các doanh nghiệp nhỏ hơn, thì điển đó

có thể trở thành một yếu tố rất lớn Với sự đầu tư cơ sở hạ tầng đến các vẫn đẻ như may méc bi héng, 6 cimg hi hu, phẩn mẻm có lãi, Điều này có thế gây đau dau cho môi tố chức như vậy Cloud Cormputing- điệu toán dám mây, cưng cấp một giải

ä những máy chủ ứng dung của các doanh nghiệp

Tiếng lẽ vào một Cloud tính toán Một Cloud 1a một máy chủ ảo có thể cung cấp các

tài nguyên tính toán khác nhau cho các khách hàng, Người đùng của hệ thông này

chỉ cần quan tâm những dịch vụ tính toán theo yêu cầu Chí tiết thực hiện như thể nao dé thu được kết quá lá ẫn với người sứ dụng Dữ liệu và các dịch vụ được cung,

Data Ci

cap nam trong alor có thể mở rộng và có Khê được truy cập từ bất kỳ

thưết bị ở mọi nơi trên thể giới

Hiện nay, nhiều nhá cùng cấp Cloud Computing đã xuất hiện va có một sự tăng, trưởng đáng kế trong lĩnh vực nay Google, Microsofl, Yahoo, TBM và Amazem là những nhà cung cấp Cloud Computing, diễn hình Cloud Computing dược sử dụng, trong rất nhiều các lĩnh vực như máy chủ web, xứ lý song song theo lỏ, đồ họa, mô

hình tài chính, phâu tích gen,

Tại Việt Na, ngày 24/9/2008, Công ty IBM đã công bỏ thành lập trung lâm Cloud Computing đặt tại ITà Nội và TP Tỏ Chí Minh Trung tâm này quản lý các hoạt

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

động điện toán hoặc cho phép liép can thong tin va ha tang cGng nghệ cần thiết đề khách hàng có thể thiết kế hay triển khai các môi trường điện toán riêng của mình Trang tâm sẽ phục vụ khách hàng thuộc nhiều lĩnh vực như ngân hàng, viễn thông,

chỉnh phả, giáo dục đảo lạo và dịch vụ hosting

Với mục tiêu nghiền cứu, tìm hiểu vé Cloud Computing-mét xu hưởng phát triển

mới của điện toán hiện nay cũng như xem xét đánh giả việc triển khai và áp dựng Clond Computing tại Việt Nam, để tài hiận văn “Tìm hiểu, mỗ hình hỏa và mô phỏng Cloud Computing” duge em lựa chọn và thực hiện

Tận văn tập trung vào các vận đề sau:

« Tim hiéu vé Cloud Computing hién nay để có một bức tranh tổng quan về

công nghệ, các vân đề, các phương hướng giải quyết chủ yêu nhằm làm tiên

để tham Khao cho vide img dung, phal tridn Cloud Computing trong tương lai

« Tìm hiểu, nghiên cứu mô phỏng và mô hình hóa Cloud Computing,

« Thứnghiệm, đánh giả hiệu năng của việc mô phông, mô hình hóa

Luận văn dược trình bảy gồm 4 chương với nội dung như sau

Chương 1: Tổng quan về Cloud Computing: Giới thiệu sơ lược vẻ lịch sử, bản chất, nhímg ưu điểm và nhược diém cia Cloud Computing

Chương 2: Kiến trúc và công nghệ hỗ trợ Cloud Computing: Trình bày kiến trúc

mé hinh dich va, m6 hinh trién khai cua Cloud Computing Dang thời nếu ra một số các công nghé nén ting hé tro che Cloud Computing

Chương 3: Mô hình hóa và mô phóng môi trường Cloud Computing: Néu ra bai

toán thực tế về sự cản thiết của một môi trường mé phdng Cloud Computing đổi với các nhà phát triển Tập trung di sâu nghiên cứu các vận đề liên quan, thử nghiệm

mô bình hóa và mô phỏng với CloudSim

Chuong 4 Banh giá và kết luận: Tóm lược các van đề đá nghiền cứu Lim hiéu, dé

Ta hướng phát triển trong tương lai

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

CHUONG 1: TONG QUAN VE CLOUD COMPUTING

'Trong một thế giới má những xu hướng công nghệ mỏi xuất hiện va mất đi diễn ra gan nhu hang ngày, một trong những xu hướng mới hứa hẹn tuổi the hon 14 Cloud Computing-dién todn dam may, va nó sẽ thay đổi cách thức sử đụng máy tinh va

Internet

Cloud Computing báo hiệu một sự thay đổi lớn trong cách thúc chủng ta lưu trữ thông tin và thực thí các ứng đụng Thay vì thực thi các chương trình và đữ liệu trên

một máy tỉnh đề bản cả nhân (PCS), tất cá mọi thử được lưu trữ trong cáo Cloud

(đám mây)-một tập hợp mờ các eomputers và servers được truy cập qua Internet Cloud Conputing cho phép người dùng truy cập vào tắt cả cáo ứng dụng và cáo tải

liệu của họ từ bắt cứ nơi nào trên thể giới, giải phóng người đùng khỏi sự bạn chế của máy tính để bản và làm cho các thành viên trong nhóm tại các địa điểm khác

nhau hợp tác làm việc với nhau trổ nôn để đàng hơu

Với điện toàn để bản truyền thống, người dùng thực thí các bản sao của chương trình phân mềm trên máy tính riêng của họ Tài liệu đo họ tạo ra được lưu trữ trên

my tính rà chúng được lạo ra Mặc đủ các tải liệu này có thể được uy cập lừ các

máy tính khác trên mạng, nhưng chứng không thể được truy cập bởi các máy tính bên ngoài mạng đỏ Những điểu này là hình ânh về một PC-centrie

Voi Cloud Computing, các chương trình phần mềm người dùng sử dụng không

được thực thị từ rnáy tính cá nhân, mả được lưu trử trên các servsrs truy cập thông

qua Internet Néu may tính của một người dùng bị treo hoặc lỗi, thì phàn mềm vẫn

sẵn sảng cho những người khác sử dụng, Đi củng là các tải liệu do người dùng lạo

ra, chứng được lưu trữ trên một tập các máy chủ truy cập thông qua Internet Bất cữ

ai có quyển, không chỉ có thể truy cập vào các tài liệu, mã côn có thể chỉnh sửa và

công túc (collaboratc) trên các lải liệu xảy theo thời gian thực,

trong khi với Network Computing, chỉ truy cập được thông qua mạng của công ty

Chia khỏa đề định nghĩa về Cloud Computing chinh la “Cloud" Cloud la một nhóm lớn các máy tính liên kết với nhau Những máy tính này có thể là máy tỉnh cá nhân hoặc các mày chú mạng (network servers); chung có thể là công cộng (public) hoặc

đành riêng (private)

Trong luận văn này, chúng ta chọn Google là đối tượng quan sát Từ những khia

cạnh của Œoosle, có sau tính chất quan trọng của Clơud Computing

« User-rentric: Khi người dùng được kết nối với một Clond, những gì được lưu giữ ở đỏ-tài liệu, bái viết, hình ảnh, ứng dụng, bắt cử điều gì, sẽ trở thành

của họ Ngoài ra, người đùng cũng có thế chia sẽ nó với những người khác

© Tasiccentic: Thay vì tập trung vảo ứng dụng vá những gi nd co thé lam,

Cloud Computing (4p trung vao những gì người dùng cân làm và làm thế nào

các ứng dụng có thể lam didu dé cho người dũng,

nói hàng tăm hoặc hàng ngắn máy lính với thau trong một

« Powerluk

Cloud tạo ra sự dõi đào vẻ sức mạnh tính toàn mà một máy tính dé bản không thể có được

« Aceessible: Với dữ liệu được lưu trữ trong Cloud, người dùng ngay lập tức

có thê truy cập, thu thập thông tin, mả không bị giỏi hạn về nenén tai nguyên duy nhất như trong một máy lính dé ban,

Tim hiểu, mô hình hỏa và mö phỏng Cloud Computing

¢ Intelligent: Với tất cả những dữ liệu khác nhau được lưu trên các máy tỉnh

trong Cloud, khai phá vả phân tích dữ liệu là cần thiết đề truy cập thông tin

một cách thông minh

Vi dụ điển hình vẻ các ứng dụng Cloud Computing hiện nay là các ứng dụng được

cung cấp bởi Google như: Google Docs & Spreadsheets, Google Calendar, Gmail, Picasa, Tat ca cae tmg dụng nảy được lưu trữ trên may chti ctia Google, cỏ thẻ

được truy cập bởi bắt kỳ người dùng nảo cỏ kết nỏi Internet, vả cỏ thể sử dụng cho

công tác nhóm từ bất kỳ nơi nào trên thể giới

Sự quan tâm vẻ Cloud Computing ngày càng tăng bởi các giải pháp của Cloud

Computing cung cấp sức mạnh tính toán tương tự các siêu máy tính

(supereomputer) với chỉ phí nhỏ và phục vụ theo yêu cầu của người dùng Cloud

Computing được dự đoán sẽ có sự tăng trưởng đáng kẻ trong chỉ tiêu cho CNTT

trên toàn thể giới Theo IDC (Intemational Data Corporation), các dịch vụ của Cloud

Computing du kien sé tăng trưởng với tóc độ tăng trưởng bình quân hảng năm

(CAGR- Compound Annual Growth Rate) 27% va dat 42 tỉ USD vảo năm 2012; chỉ

tiêu cho các dịch vụ không dự trên Cloud Computing dự kiến sẽ tăng 5%,

Tóm lại, Cloud Computing mang dén mdt.su thay đổi từ máy tính đến người ding,

tử ứng dụng tới tác vụ (task), và từ đữ liệu bị cô lập thành dữ liệu có thể được truy

cập từ bất cứ nơi nào và chia sẽ với bắt cứ ai

1.2 Sơ lược lịch sử Cloud Compnting

Cloud Computing bat nguén tr Client/Server Computing (diện toán theo mỏ hình:

khach/chtl) va Peer-to-Peer Distributed Computing (dign toan phin tan ngang hang)

Tắt cá đều tập trung vào cách thức hưu trữ tập trung như thê nào để để đảng công tác (collaboration) va cach thức nhiều may tính làm việc cùng nhau như thể nảo dé gia

tăng khả năng tỉnh toán

1.2.1 ClientServer Computing: Tập trung ứng dụng và lưu trữ

Thời kỹ đầu của điện toán (trước những năm 1980 hoặc hơn), tất cả mọi thứ hoạt

động dya tén mé hinh client/server Tat cả các ứng đụng phản mềm, dữ liệu, và điều khiển được tập trung trên cdc mainframe computer (may tinh én), được biết

đến như các server

Người dùng truy cấp vào mainrame chứ khi dược cấp phép, và nhân vién IT ( nhân

viên sông nghệ thông tin) không có thói quen điều khiển truy cập ngẫu nhiên Ngay

cả trên một mainframe, sửc mạnh xử lý cừng bị giái han-va nhan viên TT là người

giảm sát sức mạnh đỏ Truy cập không tức thời, và hai người dùng không thể cùng

truy cập váo củng một dữ liệu trong cùng một thời điểm

Thực tế, khi nhiều người chia sẻ một máy tỉnh, ngay cả khi nêu đó là một máy tinh

maitame lớn, thì người đàng cũng cản phải chờ dợi đến lượt phục vụ của mình

‘lam lại, không thể luôn luôn truy cập túc thi trong mỗi trường client/server

Vì vậy, mô hình client/server, trong khi cũng cung cấp lưu trử tập trung, nhưng

khác với mô hình Cloud Computing & chỗ nó không lập trung vao User-centric, voi

Clent/Server Computing, tất cá các hoạt động, dựa vào mainfame, chịu sự giảm sát

của một máy tính Nó không phải là một user-enabling snironment (môi trường cho phép người dùng)

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

1.2.2 Peer-to-Peer Computing: Chia sé tai nguyén

Teer-to-Deer Compuring (điện toán ngang hàng) [1] định nghĩa một kiến tric mang,

trong đó mỗi máy tỉnh có khả năng và trách nhiệm tương dương nhau, điểu này trái

ngược với kiên tric mang client/server tuyển thống Trong môi tường P2P, mỗi may tỉnh là một client và server, không có masler và slave D2P cho phép trao đổi trực tiếp các nguồn tài nguyên và dịch vụ mà không cân một contral server (may

chủ trung tâm) nào

1.2.3 Distributed Computing: Cưng cấp sức mạnh tính toán nhiều hơn

Một trong những tập con quan trọng nhật của mô hình P2P là Distributed

Computing (dién loan phén tin) [2], ở dé cic PCs nhân rồi trên mạng hoặc trên

Intemet được khai thác để cung cấp sức mạnh tính toán cho các dự án lớn, đói hỏi

xử lý chuyên sâu Đỏ là một khải niệm don gién, vé chia sé chu ky (ycle sharing)

giữa nhiều máy tỉnh

1.2.4 Collaborative Computing: Lam việc nhóm

Tử những ngày đâu ctia Client/Server Computing tiép néi qua sự phát triển của P2P Computing, đã từng cỏ một rong muốn cho nhiều người dùng làm việc đẳng théi

trên củng một máy tính Mô hình Collaboralive Computing (điện toàn sống tác) |3]

Ja động lực dang sau Clơud Computina, nhưng đã xuất hiện dược khoáng hơn một

thập kỹ Sự cộng tác nhóm (group collabaration) đã sớm được kích hoạt bỏi sự kết

hợp của một số công nghệ P2P khác nhau Mục tiêu là cho phép nhiều người dùng, cộng tác trong các dự án nhóm trục tuyển (group projects online), theo thai gian

thực

Các hệ thống cộng lác trải dải Lừ tương đối đơn giản (Louw Noles và Microsoft NetMeeting) đến cực ky phức tạp (kiến trúc khỏi xây dựng của hệ thống Groove Networks) Il4u hét chung được nhằm vảo cáo tập đoàn lớn, và giới hạn hoạt động,

trên các mạng riêng của công ty

1.2.5 Cloud Computing: Buéc ké tiếp của sự cộng tác

Với sự phát triển của Internet, không còn giới hạn sự hợp tac nhém với một môi

trường mạng của doanh nghiệp, mà vượi ra ngoài ranh giới công ty và ranh giới địa

lý Khái niệm các địch vụ và tải liện đựa trên cơ sở đảm may (cloud-based) da cat cánh cùng với sự phát triển của các server [amms (Immg tâm dữ liệu lón), chẳng hạn

như Google vả các công ty tìm kiếm khác

Về cơ sở hạ tang, IBM, Sun Systems, và các nhà cưng cấp lớn khác cưng cáp phần cứng cân thiệt đề xây dựng những Cloud network (mang ludi Cloud)

Về phản mềm, hàng chục công ty dang phát triển các ứng dụng và dịch vụ lưu trữ trên nên tảng Cloud

1.3 Uu diém cia Cloud Computing

1.3.1 Giảm chỉ phí phần cứng cho người dùng

Đây là một lợi thể tài chính vẻ mặt định lượng: người đừng không cần phải có máy tinh cảu hình cao để chạy các ứng dụng trên nên web (web-based) của Cloud Computing Hói ủng dụng chạy trong Cloud, nên máy tinh để ban PC

ông cần

nhiều sức mạnh xử lý hoặc không gian đĩa cứng so với các theo yêu câu của phân

mềm xây tính dễ bản truyền thông, Chỉ phí cho cae may tinh clients trong Cloud Computing, 06 thé giam xuống với cáo ỗ đĩa cứng nhỏ hơn, it bệ nhé hơn,

1.3.2 Hiệu năng xử lý nâng cao

Khi người dùng tham gia vào một hệ thông Cloud Computing, ho duoc tùy ý sử dụng sức mạnh của toàn bộ các Clouds Người đừng không côn bị giới bạn bởi

những gỉ một rnáy tính đẻ bản có thể làm được, má thay vào đó là sức mạnh siều

tính toán (supereomptuing) của hàng ngắn máy tính

1.3.3 Giảm chi phí đầu tư cơ sở hạ tầng

Trong một tổ chức lớn, bộ phan IT cing có thế nhận thấy chỉ phí tháp hơn từ việc

áp dung, cae mé hinh Cloud Computing ‘Thay vi dầu tư với số lượng lớn các servers mạnh, đội ngiĩ nhân viên TT có thê sử đụng, sức mạnh tính toán của các Cloud dé bd

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

trách nhiệm bảo trỉ

1.3.5 Sử dung phan mềm với chỉ phi thấp hơn

Thay vì mua gói phân mềm riêng cho mỗi máy tính người đủng sẽ thuê các phần Tiềm, địch vụ ứng dung của các nhà phát triển và phan phối theo nha câu và mục địch sử dụng của mình Chỉ phi thuê các phần mềm và dịch vụ ứng dung này sẽ có giả thấp hon đáng kế so với phản mềm cho máy tính đế bàn Trong thực tế, nhiều công ly (như Qoogle) cùng cấp miễn phi các ứng dụng của họ trên nền tang web

cho cá cá nhân vả tô chức

1.3.6 Cập nhật nhanh hơn

Về mặt ứng dụng, do các img dung dua trén nén tang web, quá trình cập nhật tự động xây ra và có hiệu lực khi người dùng đăng nhập vào Cloud lần kế tiếp sau đó Bắt cứ khi nào người dùng truy cập một ứng dụng trên niên tang web, người dụng sẽ nhận được phiên bán mới nhất, mà không cân phái trá tiển hoặc tải vẻ một bản nâng,

cấp:

Vẻ mặt đữ liệu, Clcud luôn lưu trữ phiên bản tải liệu mới nhất của người đúng, họ

không phải lo lẳng gặp rủi ro của việc có một phiên bản tài liệu lỗi thời trên máy

tinh dang làm việc

1.3.7 Khơng gian lưu trữ lớn

Cloud cung cấp dung lượng lưu trữ hẳu như vơ hạn Khả năng lu trữ của các máy tính để bàn khoảng 200GB, rất nhỏ khi so sảnh với hang trăm pelabyte (một triệu gipabyte) cĩ sẵn trang Cloud

1.3.8 Nâng cao độ an tồn

Khơng giống như máy tinh để bàn, khi ố đĩa cứng bị hỏng cĩ thế phá lủy toan dir

liệu cĩ giá trị của người dùng, một máy tỉnh bị hơng trơng Cloud khơng ảnh hưởng đến lưu trữ đứ liệu của họ Dỏ là bởi vi đừ liệu trong Cloud tự động được sao chép

lại, đo đỏ khơng bao giỏ bi mat Điển đỏ cũng cĩ nghĩa là nêu máy tỉnh cá nhân của người dùng bị hơng, tắt cả gác đữ liệu của họ vẫn edn trong Cloud, va van cĩ thế

truy cập

1.3.9 Tăng tính tương thích

V6i Cloud Computing, hé diéu hanh khơng quan trọng Ngutời đùng cĩ thế kết nồi

máy tỉnh với hệ điệu hành Windows đến đám mây va chỉa sẽ tài liệu vúi các mảy tính chạy hệ điểu hành Mac, Limx, hộe UNDX Trong Cloud, dữ liêu mới quan

trong, chi khơng phái là hệ điểu hành

Ngồi ra, người đùng cũng khơng cân phải lo lắng vẻ tính tương thích giữa cáo đính

đạng tài liệu Tal vd cde tải liệu dược Lao ra bởi các ứng dụng trên nêu tâng web cĩ

thể được đọc bởi bat ky người đùng nào truy cập tới mg đụng đĩ

1.3.10 Cộng tác nhĩm

Chia sẻ tài liệu dẫn đến cộng tác trên cdc tai liệu Để nhiều người sử dụng, đây là

muột trong những lợi ích quan trọng nhất của Cloud Cornputing-khã năng cho nhiều

người sử dụng dễ để dàng cộng tác trên các tài liệu và các dự án Người dùng, cĩ thể truy cập các tải liệu của dự án đẳng thời; những sủa đối của họ sẽ tự đơng được

phan ảnh tới nhưng người khác, bồi tài liệu được lưu tữ trong Cloud Véi Cloud

Computing, bat ctr ai bat tt noi nao cĩ thể hợp tác trong thời gian thực

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

1.4 Nhược điểm của Claud Computing

Bên cạnh những ưu diễm của mình, việc tiến khai va ap dung Cloud Computing cũng gặp phải một số những rủi ro sau

1.4.1 Yêu cầu phải có liết nỗi Internet

Người đừng kết nếi và sử đụng các img dung, dich vu va tai liệu thông qua Internet Không thể có Cloud Computing nêu người dung không kết nói với Internet

1.4.2 Không làm việc tốt với các kết nói chậm

Những két ndi Intemet téc dé thap, nluz dich vy dial-up, lam cho Cloud Computing hoạt động không hiệu quả và gây ra các phiên toái Các ứng dụng nên tăng web, các

tài liệu kích thước lớn thường đòi hỏi nhiều băng thông để thao tác xử lý Nói cách

khác, Cloud Computing khéng ap dung cho mạng tốc độ chậm

1.4.3 Tắc độ xứ lý có thể chậm

Ngay cả với một kết nối nhanh, ứng dụng dựa trên web đổi khi có thể chậm hơn sơ với truy cập vào một chương trình phân mềm tương tự như trên máy tính để bản

Đồ là bởi vì lắt cả mọi thứ: chương đình, giao điện, dữ liệu mã người dùng sử dụng,

được tái lên đảm mây, chờ xứ lý và trả kết quả về cho người dùng, Nếu các máy chú

Cloud dang ban (vi dụ: thục hiện sao lưu, ), boặc nên kết nổi Intemet bi cham, người dùng sẽ không nhận được truy cập ngay lập tức như đang sử dụng với các

img dung may tính để bản

1.4.4 Tính năng có thể bị giới hạn

Các ứng dụng trên nên tăng web thường không có đây đủ các tính năng như các ứng

đụng trên máy tính để bàn Ví dụ: so sánh các tính năng của Google Presentation

với Mierosolt PowerPoimt, chúng ta có thể làm rất nhiều didu voi PowerPoint ma

không thẻ làm với tmg dung web-based ma Google cung cấp

Tuy nhiên những bất lợi này có thế được thay đối theo thời gian mà minh chứng là

Google Docs & Spreadsheets, Ban dau, c& hai img dung trên nên web nảy có nhiều

khuyết điểm, nhưng ngày càng được cải tiến để có thể thay thể dẫn Microsoft Word

va Lxcel,

1.4.5 Dữ liệu lưu trữ có thể không an toàn

Không đám bảo về tỉnh sẵn sàng cũng là một trở ngại hiện nay, khi chỉ có một số rất

it nha cung cấp địch vụ cam kết được vẻ sự sẵn sàng vả liên tục của dịch vụ, vẻ thời gian sửa chữa và phục hỏi dữ liệu Nói cách khác, những dịch vụ Cloud Computing,

cá vẻ không đảng tin cậy đổi với một số ímg dung quan trạng và có yêu cầu cao

Tỉnh riêng tư rong Cloud Cornputing cũng là một vẫn để đáng quam tim Voi Cloud

Computing, tất cá các đữ liệu của người dùng dược lưu trữ trên mây Khi dữ liệu

được cập nhật trong Cloud, nó có thể để đàng bị những tên tội phạm mang, gian

điệp và những dói thủ cạnh tranh xâm nhập Thực tế hiện nay các nhá cụng cấp dịch

vu Cloud Computing vin chưa có một phương pháp bảo vệ nảo trong trường, hợp dữ

liệu bị xâm nhập

"Thái Thanh Sơn 22

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

CHƯƠNG 2: KIÊN TRÚC VÀ CÔNG NGHỆ HỒ TRỢ

CLOUD COMPUTING

2.1 Kiến trúc Cloud Computing

2.1.1 Khung SPI cho Cloud Computing

Để mồ tả các dịch vụ chính của Cloud Computing, người ta thường sử dụng chữ

viết tắt "SPI", là viết tắt của ba địch vụ chủ yêu được cung cấp thông qua Cloud:

phần mẻm như một dịch vụ (SaaS), nên tảng như một dịch vụ ( PaaS), và cơ sở hạ

tang nhu mét dịch vụ (IaaS) Hinh 2.1 minh hoạ mối quan hệ giữa địch vụ, người

2.1.2 Mô hình dịch vụ của Cloud Computing

Mô hình các địch vụ phân phổi của Cland Camputing thường được gọi là mét SPI

va gor ba địch vụ chính

«- SsaS# Mô lành phần mỗữm như một địch vụ

®_ PaaS-Mô hình nên tăng như một dịch vụ

ø laaS-Mö hình hạ tâng như là một địch vụ

2.1.2.1 SaaS-Mô hình phần mềm như một dịch vụ

Các phương mua bản phản mềm truyền thông, bao gồm việc khách hàng tải phan mềm về, chạy trên phân cứng riêng của mỉnh và trã phí ban quyển (được gọi là

CnpEx) Khách hàng cũng có thể mưa ruột hợp đồng bao trì để nhận được các bắn

vá lỗi cho phân mềm hoặc các dịch vụ hỗ trợ khác Khách hàng quan tâm đến khả

xăng tương thích với các hệ điều hành khác nhau, cài đặt bản vá, và việc tuân thủ

các thỏa thuận vẻ giấy phép sử dụng

Trong một mô hình Soft-as-a-Service (SaaS), khách hàng không phải mua phẩn

mém, ma thué dé str dimg dưới đạng một thuê bao hoặc theo mô hình pay-per-use (dược gọi là OpEx) Trong một số trường hợp, địch vụ niễu phí dược cung cấp miễn phi song khá năng sử dụng bị hạn chế hông thường, dịch vụ được mua sẽ có đây đủ phân cúng, phan mém, vá hỗ trợ Kgười đúng truy cập dịch vụ thông qua bat

kỳ thuết bị nào đã dược cho phép

Lợi Ích chinh của mô hình SaaS bao gồm

* SaaS cho phép các tổ chức thuê ngoài dịch vụ lưu trữ-hosting và quản lý ứng,

dụng của đối tác thứ ba (công ty ban phản mềm và công †y cung cấp dịch vụ)

có nghĩa là giảm chỉ phi mua bản quyển phần mắm, oác máy chủ, và cơ sở hạ tảng khác cũng như nhàn lực cần thiết dễ cân thiết dễ lưu trữ cá từng, dụng,

nội bộ

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

giao điện riêng của họ được

thiết kế để hỗ trợ cho các tỉnh năng đặc trưng của ứng dựng

© Vide trién khai Sua8 không yêu cầu về phần cứng và có thể thực hiện được trên cdc co sé ha ting hiện tại có khả năng truy cập Internet

* Quan lý ứng dụng 5aaS dược hỗ ượ bởi các các công ty bán phan mém lừ góc độ người dừng cuối, theo đó một tmg đụng SaaS có thê được cản hình

một số tham số và chức năng bằng cách sử đụng các APIs

2.1.2.2 PaaS-Mö hình nễn tang như một dịch vụ

Trong mé hinh Platform-as-a-Service (PaaS), cic véng ty ban phần mém cung cấp một mỗi trường phát triển cho những người phát triển ứng dụng, họ phát triển ung dụng và cung cập những dich va nay thông qua nẻn tảng của nhả cưng cấp (provider) Các provider thường phát triển các bộ công cụ (toolkits) và tiêu chuận cho quả trình phát triển, và các kênh để phân phôi và thanh toán Provider thường,

nhận được một khoản thanh toán cho việc cung cấp nền tảng, ban va phân phối dich

xây dựng các ứng dụng web má không cản cải đặt bắt kỳ công cụ trên may tinh của

họ, và sau đó 06 thế triển khai những ứng dụng nay mà không cân những kỹ năng, quân trị hệ thông đặc biệt não

Nến tảng PaaS cỏ những chức năng khác biệt so với nên táng phát triển truyền thông bao gồm:

+ Các công cụ phát triển multitenant: Cac công cụ phát triền truyền thông chịu

sự tác động của một người dùng đuy nhất, nhưng mệt môi trường phát triển

dựa trên nên tầng Cloud phai hé wo đa người đúng, mỗi người dùng với

nhiều dự án đang hoạt động khác nhau

©_ Kiến trúc triển khai multienanf: Trong PaaS, khả năng mở rộng ứng dụng và các tầng đữ liệu phải được xây dựng sẵn bên trong (vi du, can bang tai-load

tô cự bản của nên

2.1.2.3 TaaS-Mö hình hạ tầng như là một địch vụ

‘Trong mô hình ung dụng truyền thống, vender cưng cắp toàn bộ cơ sở hạ tầng cho một khách hàng để chạy các ứng dụng Thông thường, điều này đỏi hỏi phần cứng,

chuyên dụng được mus hoặc thuê cho từng ứng dụng cụ thể Mô hình

Tnfrastructure-as-a-Service ([aa5) cũng cung cân cơ sở hạ tầng đề chạy các ứng dung, nhumg theo cach tiép cin Cloud Comptring đề đưa ra mỏ hình pay-per-use và

mỡ rộng quy mô dịch vụ Lủy theo nhụ cầu Đứng trên quan diễm của nhà cung cấp

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

TaaS, có thể xây dimg mot co so fa lang kiém soát nầtu cầu tải cực đại và thập nhất

cúa người dừng Tương tự như vậy, trong một mỗ hình lưu trữ ứng dựng, các laaS

vendor có thế chỉ bao quát việc hm trữ ứng đìmg, hoặc có thể mở rộng sang các dich vụ khác (như hỗ trợ ứng dụng, phát triển img dụng, và nâng: cấp)

Mồ hình laaS tương tự như điện toán theo yêu cầu-Uility Computing, trong đó ý tưởng cơ bản JA cung cấp địch vụ tính toán như là các tiện ích hay yêu câu

Cut

ma ho stt dung laa$ la một địch vụ Cloud Computing va dé ofp dén cac dich vu

los) Tức là, người dùng phải trễ tiển chờ sức mạnh xử lý, không gian dia,

trực tuyến tách người dùng ra khỏi các chỉ tiết của cơ sở hạ tảng, bao gồm các tải

nguyên tỉnh toán vật lý, phôn vùng dữ liệu, bảo mật, sao lưu, Trong Cloud

Computing, nhã cung cấp kiểm soát toàn bộ cơ sở hạ tâng Ngược lại, trong Utility Computing, người dùng phải tìm kiếm địch vụ cho phép họ triển khai, quản lý và địch vụ trực tuyến quy mô sử dụng các nguồn lực của nhà cung cấp và trã liễu cho

nguồn tải nguyên tiêu thụ

Tinh năng của một hệ thống TaaS thường bao gêm:

„ chẳng,

ham như tài nguyên tỉnh toán, bộ nhớ và không gián lưu lrữ (với tốc độ cao,

«Khả năng mỡ rộng: Các yêu cầu vẻ khá năng mở rộng cơ sở bạ tật

gân như thời gian thực) dựa trên yêu câu sử dụng

© Pay as you go: Khả năng chỉ trã lượng tiên chính xác cho cơ sở hạ tẳng yêu cầu tại bất kỳ thời điểm náo

« Công nghệ và tải nguyên tôi nhất: Truy cập tới các giải pháp vông nghệ tốt nhất với chỉ phí thấp

2.1.3 Các mô hình triển khai Cland Connuting

Cloud là một thuật ngữ ân dụ cho Internet và là một biếu điễn đơn giãn cho các thiết

bị phúc tạp, kết nối và hoạt động trên môi trường Intemet Private Cloud và Public Cloud la tap con ciia Internet và được dịh nghĩa dựa trên mỗi quan hệ của chúng,

đổi với doanh nghiệp Drivate Cloud và Public Cloud cứng có thể được xem nh

Internal Cloud va Lixternal Cloud

Các khái niệm Private Cleud và Pưblic Clond rất quan trọng bởi vì chúng hỗ tro cho Cloud Computing, trong đó cho phép cùng cấp tải nguyên dộng, có khả năng rỡ

Tổng và áo hỏa qua các kết nối Internet bởi một vendor hoặc một tổ chức, một

doanh nghiệp CNTT tới các khách hảng với một mức chỉ phí nhất định Người đứng,

cudi (crd-user) sit dung ede dich vụ được cưng: cấp thông qua Cloud Computing có thể không có kiến thúc, chuyên môn, hoặc kiểm soát các cơ sở hạ tâng công nghệ

hễ trợ họ

Phan lớn các cơ s6 ha lang Cloud Computing bao gồm các địch vụ được phân phối

xác thực thông qua các Data Center (trung tâm đữ liệu) và được xây dụng trên các

servers với các mức khác nhau của công nghệ ảo hóa Những dịch vụ này có thé truy cập bất từ gử nơi nảo có quyền truy cập vào cơ sở hạ tầng mạng Cloud xuất hiện như một điểm truy cập duy nhất cho tất cả cáo nhú cầu tính toản của người

ding

2.1.3.1 Public Clouds

Public Clouds (ho&e External Clouds) mé #4 Cloud Computing theo ¥ ngbia trayén

thống theo đó các tài nguyêu, nghồn lực được truy cập công cộng tự động cung

cấp, tự phục vụ (self-scrvicc) thông qua cée Web Services (vi du: SOAP-Simple Object Access Protocol hodc RUST- RLipresentational State ‘[ransfer)

Pubfic Clond được hai trữ, vận hành và quân lý bởi một hãng thử ba từ một hoặc

nhiều Data Center, theo mỏ hình pay-for-use Dieh vụ này được cưng cấp cho nhiều người đừng thông qua một cơ sở hạ tầng chung (hinh 2.2)

Tim hiểu, mô hình hỏa và mö phỏng Cloud Computing

Private Clouds (hoặc Internal Clouds) là những thuật ngữ mô tả các dịch vụ Cloud

Computing được triền khai trên các private networks (mạng nội bộ) Private Clouds

khác với Public Clouds ve co sở hạ tang mang, tỉnh toán, lưu trữ, chúng được

đành riêng cho một tổ chức duy nhất và không chia sẻ với bất kỳ tổ chức nào khác

(ví dụ, các Clouds dành riêng cho một tổ chức, người đủng),

Nhìn chung, trong một mô hình hoạt động của Private Clouds, quan ly bảo mật và

vận hành do bộ phân IT nội bộ hoặc hãng thứ ba theo các hợp đỏng SLAs chịu trách

nhiệm

2.1.3.3 Hybrid Clouds

Hybird Clouds là sự kết hợp của Public Clouds và Private Clouds Với Hybrid

Clouds, các tổ chức cỏ thể thực thi các ứng dụng thông thường trên các Public

Clouds, trong khi duy trì các ứng dụng lõi quan trọng và dữ liệu nhạy cảm trong Private Clouds (hình 2.3)

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

Off promises third party

On premises/internal

Hinh 2.3: Hybrid Cloud

2.2 Cac cong nghé hé tro Cloud Computing

Cloud Computing không phải là một công nghệ mới mà là sự kết hợp của nhiều

công nghệ trước đó Những công nghệ nay đã phát triển với các mức đô, bồi cảnh khác nhau và không, được thiết kế liền mạch, tuy nhiên, họ đã được kết hợp với

nhau để thành một môi trường kỹ thuật cho Cloud Computing Những tiền bộ mới

trong vi xử lý, công nghệ ảo hóa ô đĩa lưu trữ, kết nói Internet băng thông rộng, và

máy tính đem lại sức mạnh tính toán cao vả chỉ phí sản xuất giảm, đã được kết hợp

với nhau đề lảm cho Cloud Computing trở thành một giải pháp hấp dẫn

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

Hinh 2.4: Kiến trúc các công nghệ hỗ trợ Cloud Computing

2.2.1 Các thiết bị truy cập Cloud Computing

Pham vi của các thiết bị truy cập cho Cloud đã mở rộng trong những năm gân đây

May tinh cá nhân PCs, máy tính doanh nghiệp, mạng máy tính, thiết bị điện thoại đi

đông, các thiết bị cảm tay ca nhân, và các thiết bị gia dụng, tất cả đều online

(được kết nổi mạng) Sự phát triển của iPhone vả sự gia tăng các ứng dung trong

App Store minh họa cho sự cải tiễn khả năng truy cập vào các Clouds Sự gia tăng truy cập nảy lả kết quả của việc sử dụng nhiều vả tăng trưởng của dịch vụ Cloud Vi

dụ: người dùng cé thé sir dung Skype thông qua iPhone, do đỏ đưa mạng ngang

hàng P2P gần gũi hơn với người sử dụng; và Salesforce.com cũng đã giới thiệu một

ứng dụng cho phép người dùng truy cập dịch vụ của mình từ iPhone

2.2.2 Trình duyệt và mô hình thin clients

hiêu loại thiết bị của người đứng có thế truy cập các ứng đựng và thông tin từ bất

cử tơi nào họ muốn, triển là họ có một trình duyệt (Erowscr) Thậi vậy, trinh đuyệt đang ngày cảng trở nên tinh vi hon Cac ime dimg doanh nghiệp, ching han nhu

SAP va Oracle, co thé được truy cập thông qua một giao điện trình duyệt- một sự

chuyển dịch so với mỏ hình fat clients (là mô hình mà ứng dung can phải được tải

lên các máy tính đề bản),

2.2.3 Truy cập băng thông tốc độ cao

Một thành phân quan trọng của các Clouds lả mạng băng thông rông, nó cung cập

các phương tiện để kết nội các thành phần và cùng cấp một trong những sự khác biệt đảng kế tử khải mệm dién toan theo yéu cau (Utility Computing) của 30 năm trước đây Hiệu nay, truy cập bằng thông rộng truy trở nên phố biển rộng rãi, đặc

biệt là ở các vũng dỗ thị Truy cập không đây (ví dụ: WiFi, WiMAX) cũng phát

triển mạnh, cho phép thiết lập các thiết bị di động thánh các điểm truy nhập tới các

nguồn tài nguyên uũn doanh nghiệp và vac Clouds

2.2.4 Data Centers va Server Farms

Cae dich vụ đựa trên nên tầng Cloud (Cloud-based services) yén cau Idi năng tỉnh

toan lon va duge luu trit tai cae Data Centers va Server Farms, Cac Data Centers va

Server Farms phan tán được phân bố tại nhiêu địa điểm và có thể được kết nối thông quá Tulemet dễ cung cập tỉnh Loan phan tám và cưng cấp các địch vụ

Một số ví dụ mình họa tính linh hoạt và khả năng mở rộng sức mạnh tính toán của

Cloud Computing Vi du: Google lién két voi một số lượng rất lớn các máy chủ rẻ

tiển để cung cấp một sức mạnh tính loán lớn va linh hoat, Amazon Elastic Compute

Cloud (KC2) mang dén sy áo hòa trong, các trung tâm dữ liệu để tạo ra số lượng lớn cac virtual instances (thé hién 40) cho cac yéu cau dich vy: Salesforce.com cung cấp

San§ cho lượng lớn khách hàng của mình bằng cách nhóm khách hang eda minh

vào các clusters (cụm tính toản) để cho phép khá năng mớ rộng và tính linh hoạt

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

2.2.6 Virtualizatien-Công nghệ ảo hóa

Virunalization-Áo hoa [4] là công nghệ nên táng của Cloud Computing, lam thay

đổi bộ mặt của gác dala certers Hiện tại Thuật ngữ virlualization cho biết tình trừu tượng của các nguồn tải nguyên tỉnh toàn (CPU, storage-lưu trữ, network- mạng,

memory-bé ht, application stack-ngan xép dry đụng, và dalabase-cơ sở đũ liệu) từ

các ứng dung và người dùng cuối sử dụng dịch vụ Sự trừu tượng của hạ tầng cơ sở Jam nảy sinh khái niệm resource democratization (dẫn chủ tài nguyên) về cơ sở hạ

tầng, ứng dụng, hoặc các thông tín, và cung cân khả năng che các nguồn tài nguyên

góp clung để sẵn có và dễ dàng tiếp cận với bất kỳ ai hay bắt cứ điều gì được phép

để sứ dụng chúng thông qua các phương thức đã được chuẩn hóa

ác công nghệ ão hóa cho phép muHitenaney các mô hình nghiệp vụ Cloud bằng

cách cung cắp một nên tâng tải nguyên chúa sẻ, có khả năng, mở rộng (scalablc) cho

tất cả những người thuê dịch vụ Quan trọng hơn, chứng cưng cấp một cải nhìn

chuyên nghiệp hơn vẻ tải nguyên và người đúng Từ góc độ đoanh nghiệp, äo hóa

mang, lại sự hợp nhất của các datacenters và nâng cao hiệu quả hoạt động của lĩnh vực CNTT trong đoanh nghiệp LIiện nay, các đoanh nghiệp đã triển khai công nghệ

ảo hóa trong các đata centers với các hình thức khác nhau, bao gêm hệ điêu hành ão

(VMware, Xen), lưu trữ äo (NAS, SAN), áo hóa cơ số dữ liệu, và các ứng dụng

hoặc phản mêm ảo hóa (Apache Tomcat, JDBoss, Oracle App Server, WebSphere)

Xuất phát từ Pulic Clouds, phụ thuộc vào mồ bình phân phối và kiến trúc các dich

vụ Cloud (SPI), äo hỏa xuất hiện như một tải nguyên chung giữa các lớp khác nhau

của các địch vụ ão hóa (vi dụ, hệ điều hành, lưu trữ, co sở đữ liệu, ứng dụng)

Hinh 2.5 minh hoạ hệ điều hành ão hóa và các tằng cửa môi ưường äo hóa dược

định nghĩa boi Sun Microsystems Cac nhà ung cấp laaS bao gồm Amazon (RC7),

ServePath (GeGrid), va Sun Cloud, cho phép khách hàng chạy nhiêu thể hiện (ustanecs) khác nhau của các hệ điểu hành trong dt Public Cloud Nén tang a

hỏa được hiển thị trong hính 2.5 là môi trường Sun xVM hypervisor áo hỏa các tải nguyên phần cứng chỉa sẻ cho khách hàng hoặc hoặc các điêu hãnh máy chủ ảo

([ảnux, Solaris, và Mierowoll Wimdows) được lưa trữ trên hypervisor nay

Tiyperviscr là một ứng dụng nhỏ chạy ở tầng trên cùng của lớp vat ly phan cứng,

máy tỉnh, nó cài đặt và quản lý CPU ảo (vCPU), bộ nhớ äo (vMemory), các kênh sự kiện, và bộ nhớ dược chúa sẻ bởi các máy âo cư tú trên dé (VMs) NO cing diễu

khiển các hoạt động váo/ra (1Ó) và truy cập bộ nhớ tới các thiết bị

Trong Xen, cũng như Sun xVMí (được dựa trên nên tảng Xen), mét may 40 VM

được gợi là một tên miễn-domain, trong khả ỡ VMware nó dược gọi là một hệ diều

hành khách-guest O8 Trong hình 2.5, các máy ao được gan nhšn là domÔQ và đomỦ1, domU2, và đomU3 Dom0 được sử dụng dé quản lý các tên miễn khác (đomU1, ) VMware sit dung một cơ chế tương tự, gọi là "service console", Qua

trình quản trị thông qua JDom0 hoặc qua service console bao gồm việc creating-lạo,

đestroying-hủy, migrating-di trú, saving-lưu trữ, hoặc khôi phục lại cáo user

domain Mét hé diéu hành chạy trong mét user domain được câu hình dé có quyền

hoạt động thông qua các lời gọi toi hypervisor

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

Sunx¥M hypervisor

Hình 2.5: Môi trường Sun xVM hypervisor

Ngoài ảo hỏa hệ điều hành và ảo hỏa lưu trữ, các nhà cung cấp dịch vụ SaaS va

PaaS được biết đến với vai trò cài đặt phân mềm và cơ sở dữ liệu ảo hóa, theo đó

khách hàng chia sẻ stack ứng dụng phân mềm và các tải nguyên cơ sở dữ liệu Vỉ

du, Salesforce.com ao hoa ca stack phân mêm vả cơ sở đữ liệu Trong mô hình đó,

tất cả các khách hàng chia sẻ mọi lớp duy nhất của cơ sở hạ tàng phân phối

2.2.7 APIs- Giao diện lập trình ứng dụng

Application Programming Interfaces (APIs) cũng là một công nghệ hỗ trợ khác cho

mô hình phân phổi các dich vu Cloud Computing (xem hình 2.6) APIs trao quyên cho người dùng bằng cách cho phép các tính năng như tự cung cấp (self-

provisioning) và điều khiển chương trình của các dịch vụ và tải nguyên của Cloud

Tùy thuộc vào mô hình cung cập dịch vụ Cloud (SPI), mỗi API có các hình thức thể

hiện khác nhau, từ thao tác ƯRL đơn giản đến mô hình lập trình tiên tiền SOA APIs cũng trợ giúp đề khai thác day đủ tiêm năng của Cloud Computing và những

vấn đẻ phức tạp liên quan đền việc mở rộng quy trình quản lý CNTT và dịch vụ

Cloud

APIs được cung cập bởi các nhả cung cấp địch vụ Cloud (Cloud Servrce Providers)

laaS như Amazon EC2, Sun Cloud, và GoGrid cho phép người dùng tạo và quản lý

tải nguyên Cloud, bao gồm tính toán, lưu trữ, và các thành phan mang Trong

trường hợp này, việc sử dụng API được thông qua HTTP Cae yéu cau GET, POST,

PUT, và DELETE được sử dụng, mặc dủ hàu hết các công việc cỏ thẻ được thực

hiện với GET vả POST Trong một số trường hợp, các biểu diễn tải nguyên có trong,

JavaScript Object Notation (ISON) Vi dụ, các đặc điểm của Sun Cloud API bao

gồm

+ Các hành vi thông thường được áp dụng cho tắt cả các yêu cầu và các hồi đáp + Các mô hình tài nguyên, mô tả câu trúc đữ liệu JSON được sử dụng trong các

yéu cau va hoi dap

+ Các yêu cầu cỏ thể được gửi đến các tải nguyên Cloud, và những phản ứng

mong đợi

Tất cả các nhà phát triển *aaS cản phải nắm rõ các APIs cụ thẻ để triển khai vả quản

lý các module phan mềm cỏ nên tảng *aaS Dịch vụ SaaS thường không cung cap

các APIs ngoài các chức năng nhap (import) va xuât (export) sử dụng trình duyệt

hoặc các scripts sử dụng HTTP(S) và các phương thức URI

AHldieeh weknay xi8

Tim hiéu, mé hinh héa va mé phéng Cloud Computing

THiện lại, mội trong những thách thức chỉnh mà ngướt dùng Cloud Cơmputing phải

đổi mat la mdi CSP chí có một API duy nhất Kết quá là, các ứng dụng Cloud

không portable qua các Clouds, và khả năng tưong tác giữa các ứng đụng chạy trên

cae Cloud (bao gdm of Private Clouds) li rat kho khan, Vi cde APTs là duy nhất cho mỗi địch vụ Cloud, nên các nhà kiến trúc, phát triển, và nhân viễn trung tâm đữ liệu phải năm rế các đặc tỉnh của từng nền tảng cụ thế

Mặc dù không cô API chuẩn cho các địch vụ ing dung Cloud Computing, nhung các nhà cưng cấp và cộng đồng người dừng đang nỗ lực thúc đầy sự chuẩn hóa Một

trong những kết quả dé la Universal Cloud Interface (UCT), mét giao điện Cloud

chun lida và mở để thông nhất các APIs của các Clouds khác rau

2.2.8 Weh service và Service Oreinted Architecture (SOA)

SOA là một hướng tiếp cận mới trong kiến trúc phản mềm ứng dụng, trong đó, một

me dung duoc cau thành từ một tập các thanh phân độc lập, phân tán, phổi hợp tioạt động với nhau được gọi là các service Các service có thể được phân Lân bắt cứ nơi nảo, cả bên trong vả ngoài một tổ chúc Xa hơn nửa, các thành phân seryice có thể tẳn tại trên nhiền nên tảng khác nhan, và có thé được cài đặt bởi các ngân nett

lập trình khác nhau

Điểm mẫu chốt của SÓA là các chức rồng của serviee được công bộ đưới dạng muội

giao điện chuẩn Chỉ tiết cải đặt cụ thế các chức năng được che đâu, va người dùng,

servics cũng không cản quan lâm đến; người dùng chỉ gọi sử dụng cá

chức răng

của servicc thông qua các phương thức công bố trên giao diện Có thể thấy tính đóng gói này được kế thửa từ phương pháp lập trình hướng đối tượng

Cũng với sự hồ trợ của các service cơ bản như lập lịch truy xuất tắt nguyên

(seheduler sorviee), chỉ mục (index serviec), tìm kiểm tai nguyén (discovery

service), , ứng đụng có thế xác định trong thời gian thực thi các service có chức

năng giống nhau từ nhiều nguồn, từ đó chọn ra service tốt nhất để sử đụng, đáp ứng, như cầu của ứng dụng

Web Serviee là một công nghệ được sử dung rộng rãi để triển khai mô hình SQA vào thực tế, nó đưa ra mô hình liên lạc, trao đổi giữa từng dụng với ứng dựng trên cơ

sở ngôn ngữ đặc tà XMTL

Web Service sử dụng ngôn ngữ Web Services Description Language (WSDL) dé

mô tả nội dung và cách sứ dụng servioe, sử dụng giao thức SOAP để trao đổi các

thông điệp giữa các Web service; sử đụng ngôn ngữ đặc tả LIniversal Description,

Điscovery and Inlegratiem (UDĐI) đề cho phép các nhà cumg cap Web service ding

ký service của mình và cho phép người sử dựng Web service tìm được nhà cung cấp thỏa mãn yêu cầu mong muốn Ngoài ra, còn một sẻ chuẩn về định nghĩa vả triển

khai chất lượng địch vụ của Wcb sơrvice đhng được xây đựng nlu WS-Sccurity,

'WSReliable Messaging, WS-Coordinatian, và WS-Transaction,

Các dịch vụ Cloud Computing thường được cung cấp đưới dạng cáo Web services, tuận theo các chuẩn như WSDL, SOAP và UDDI Tổ chức và phổi hợp các địch vụ

trong các Clouds co thể được quản lý bởi Service Oriented Architecture (SOA)

Tham vào đó, một tập các địch vụ Cloud có thế được sử đụng trang môi trưởng ứng

dung SOA, do dé Kam cho chúng sẵn có trên riển tầng phân tán và giúp chúng v6 thé

truy cập qua Internet

2.2.9 Web 2.0

Web 2.0 mô tà các xu hướng trong sử đụng công nghệ World WideWeb va thiết kê

Web dé nang cao sang to, chia sé thong lin, va đáng chủ ý nhất là cộng tác giữa những người dùng Những khái niệm nảy đã dần dén sự phát triển và tiễn triển của cộng đồng và các dịch vụ trên nền tảng web (web-based) [5]

Y trưởng chủ yến đẳng sau Web 2.0 là cải tiến kết nối và lương tác của các ‘mg dung web, Mé hinh méi dễ phát triển và truy cập các ứng dụng Web cho phép người ding truy cập vào web đễ dàng và hiệu qua hon Cloud Computing có tính chất của ede ting dung Web Do do, ral tu nhiên khi nói rằng Cloud Corpuling kế thùa các

công nghệ Web 2.0,