Nói một cách dễ hiểu, đám mây chính là tập hợp các dịch vụ CNTT được cung cấp qua mạng Internet, mà ở đó người dùng sẽ được trao nhiều quyền chủ động hơn, chẳng hạn như thích gì dùng nấy, dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu, được quyền lựa chọn những dịch vụ tốt nhất, có thể dùng bất cứ khi nào và bất cứ ở đâu. tại Điện toán máy chủ ảo thường bị lẫn lộn với điện toán lưới, (một dạng của điện toán phân tán trong đó tồn một siêu máy tính ảo, là sự bao gồm một cụm mạng máy tính, những máy tính liên kết mềm, hoạt động phối hợp để thực thi những tác vụ cực lớn), điện toán theo nhu cầu (utility computing) (khối những tài nguyên máy tính, như các bộ xử lý và bộ nhớ, trong vai trò một dịch vụ trắc lượng tương tự với các công trình hạ tầng kỹ thuật truyền thống chẳng hạn như điện lực hay mạng điện thoại) và điện toán tự trị(autonomic computing) (những hệ thống máy tính có khả năng tự quản lý). Thực ra nhiều hệ thống điện toán máy đám mây ngày nay được trang bị hệ thống lưới, có tính năng tự trị và được tiếp thị giống như những tiện ích, nhưng điện toán đám mây có thể được nhìn nhận như một bước phát triển tự nhiên tiếp theo từ mô hình lướitheo nhu cầu. Nhiều kiến trúc đám mây thành công có cơ sở hạ tầng không quy tập hay ít quy tập hay những hệ thống tiếp thị trong đó có như BitTorrent và Skype và điện toán tình nguyện như SETIhome.
Trang 1MỤC LỤC
CHƯƠNG I KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ATM ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 2
I.1 Khái niệm: 2
I.2 Lịch sử ra đời 3
CHƯƠNG II ĐẶC ĐIỂM CHUNG 5
II.1 Kiến trúc: 5
II.2 Các mô hình triển khai Cloud Computing: 5
II.2.1 Các đám mây công cộng (Public cloud ) 6
II.2.2 Các đám mây riêng (Private cloud) 7
II.3.3 Các đám mây lai (Hybrid cloud ) 8
II.3 Cấu trúc của một đám mây nguồn mở 9
II.3.1 Cấu trúc điện toán đám mây 9
II.3.2 Các công nghệ mã nguồn mở cốt lõi 11
II.3.3 Các công nghệ mã nguồn mở của cơ sở hạ tầng 15
II.3.4 Các giải pháp IaaS tích hợp 17
II.3.4 Đi xa hơn nữa 19
II.4 Lợi ích của điện toán đám mây 19
II.4.1 Sử dụng các tài nguyên tính toán động 20
II.4.2 Giảm chi phí 20
II.4.3 Giảm độ phức tạp trong cơ cấu của doanh nghiệp 20
II.4.4 Tăng khả năng sử dụng tài nguyên tính toán 20
II 4.5 Sử dụng các tài nguyên tính toán động 21
II 4.6 Giảm chi phí 21
II.4.7 Giảm độ phức tạp trong cơ cấu của doanh nghiệp 21
II.4.8 Tăng khả năng sử dụng tài nguyên tính toán 21
CHƯƠNG III: KẾT LUẬN 23
Trang 2CHƯƠNG I KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ATM ĐIỆN TOÁN
ĐÁM MÂYI.1 Khái niệm:
Điện toán đám mây (tiếng Anh: cloud computing), còn gọi là điện toán máychủ ảo, là mô hình điện toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triểndựa vào mạng Internet Thuật ngữ "đám mây" ở đây là lối nói ẩn dụ chỉmạngInternet (dựa vào cách được bố trí của nó trong sơ đồ mạng máy tính)
và như một liên tưởng về độ phức tạp của các cơ sở hạ tầng chứa trong nó Ở
mô hình điện toán này, mọi khả năng liên quan đến công nghệ thông tin đềuđược cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", cho phép người sử dụng truy cậpcác dịch vụ công nghệ từ một nhà cung cấp nào đó "trong đám mây" màkhông cần phải có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ đó, cũng nhưkhông cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó Theo tổchức Xã hội máy tính IEEE "Nó là hình mẫu trong đó thông tin được lưu trữthường trực tại các máy chủ trên Internet và chỉ được được lưu trữ tạm thời
ở các máy khách, bao gồm máy tính cá nhân, trung tâm giải trí, máy tínhtrong doanh nghiệp, các phương tiện máy tính cầm tay, " Điện toán đámmây là khái niệm tổng thể bao gồm cả các khái niệm như phần mềm dịch
vụ, Web 2.0 và các vấn đề khác xuất hiện gần đây, các xu hướng công nghệnổi bật, trong đó đề tài chủ yếu của nó là vấn đề dựa vào Internet để đáp ứngnhững nhu cầu điện toán của người dùng
Theo nhà phân tích của Research 2.0: "ĐTĐM căn bản là sự kết hợp củađiện toán lưới (grid computing) và SaaS, chủ yếu là xử lý dữ liệu thô Kếtquả ĐTĐM thực chất là ảo hóa mạng" Giám đốc công nghệ (CTO) củanhóm Giải Pháp Công Nghệ Cao của IBM cho biết: "Chúng tôi đã thiết kếĐTĐM dựa trên công nghệ ảo hóa Bạn có một trung tâm dữ liệu với nhiềumáy chủ và chúng đều trở thành các máy ảo" Ở mô hình quen thuộc hiện tại
là multi-tenant SaaS, nhiều khách hàng có thể truy cập và chạy ứng dụng của
Trang 3nhà cung cấp dịch vụ Với ĐTĐM, khách hàng cũng có thể chạy ứng dụng,nhưng là ứng dụng của chính họ, trên hạ tầng của nhà cung cấp.
Thuật ngữ cloud computing ra đời giữa năm 2007 không phải để nói về mộttrào lưu mới, mà để khái quát lại các hướng đi của cơ sở hạ tầng thông tinvốn đã và đang diễn ra từ mấy năm qua Quan niệm này có thể được diễngiải một cách đơn giản: các nguồn điện toán khổng lồ như phần mềm, dịch
vụ và các dịch vụ sẽ nằm tại các máy chủ ảo (đám mây) trên Internet thay vìtrongmáy tính gia đình và văn phòng (trên mặt đất) để mọi người kết nối và
sử dụng mỗi khi họ cần Với các dịch vụ sẵn có trên Internet,doanhnghiệp không phải mua và duy trì hàng trăm, thậm chí hàng nghìn máytính cũng như phần mềm Họ chỉ cần tập trung vào kinh doanh lĩnh vựcriêng của mình bởi đã có người khác lo cơ sở hạ tầng và công nghệ thôngtin thay họ Google, theo lẽ tự nhiên, nằm trong số những hãng ủng hộ điệntoán máy chủ ảo tích cực nhất bởi hoạt động kinh doanh của họ dựa trên việcphân phối các cloud (virtual server) Đa số người dùng Internet đã tiếp cậnnhững dịch vụ đám mây phổ thông như e-mail, album ảnh và bản đồ số
I.2 Lịch sử ra đời
Thuật ngữ điện toán đám mây xuất hiện bắt nguồn từ ứng dụng điện toánlưới (grid computing) trong thập niên 1980, tiếp theo là điện toán theo nhucầu (utility computing) và phần mềm dịch vụ (SaaS)
Điện toán lưới đặt trọng tâm vào việc di chuyển một tải côngviệc (workload) đến địa điểm của các tài nguyên điện toán cần thiết để sửdụng Một lưới là một nhóm máy chủ mà trên đó nhiệm vụ lớn được chiathành những tác vụ nhỏ để chạy song song, được xem là một máy chủ ảo.Với điện toán đám mây, các tài nguyên điện toán như máy chủ có thể đượcđịnh hình động hoặc cắt nhỏ từ cơ sở hạ tầng phần cứng nền và trở nên sẵnsàng thực hiện nhiệm vụ, hỗ trợ những môi trường không phải là điện toán
Trang 4lưới như Web ba lớp chạy các ứng dụng truyền thống hay ứng dụng Web2.0.
Trang 5CHƯƠNG II ĐẶC ĐIỂM CHUNGII.1 Kiến trúc:
Các dạng thử nghiệm trong điện toán đám mây:
Đại bộ phận hạ tầng cơ sở của điện toán đám mây hiện nay là sự kết hợp củanhững dịch vụ đáng tin cậy được phân phối thông qua các trung tâm dữliệu (data center) được xây dựng trên những máy chủ với những cấp độ khácnhau của các công nghệ ảo hóa Những dịch vụ này có thể được truy cập từbất kỳ đâu trên thế giới, trong đó Đám mây là một điểm truy cập duy nhấtcho tất cả các máy tính có nhu cầu của khách hàng Các dịch vụ thương mạicần đáp ứng yêu cầu chất lượng dịch vụ từ phía khách hàng và thông thườngđều đưa ra các mức thỏa thuận dịch vụ (Service level agreement).[5] Các tiêuchuẩn mở (Open standard) và phần mềm mã nguồn mở (open sourcesoftware) cũng góp phần phát triển điện toán máy chủ ảo.[6]
II.2 Các mô hình triển khai Cloud Computing:
- Các đám mây công cộng
- Các đám mây riêng
Trang 6- Các đám mây lai
II.2.1 Các đám mây công cộng (Public cloud )
Là các dịch vụ đám mây được một bên thứ ba (người bán) cung cấp Chúngtồn tại ngoài tường lửa công ty và chúng được lưu trữ đầy đủ và được nhàcung cấp đám mây quản lý
Các đám mây công cộng cố gắng cung cấp cho người tiêu dùng với các phần
tử công nghệ thông tin tốt nhất Cho dù đó là phần mềm, cơ sở hạ tầng ứngdụng hoặc cơ sở hạ tầng vật lý, nhà cung cấp đám mây chịu trách nhiệm vềcài đặt, quản lý, cung cấp và bảo trì Khách hàng chỉ chịu phí cho các tàinguyên nào mà họ sử dụng, vì thế cái chưa sử dụng được loại bỏ.Tất nhiên điều này liên quan đến chi phí Các dịch vụ này thường được cungcấp với "quy ước về cấu hình," nghĩa là chúng được phân phối với ý tưởngcung cấp các trường hợp sử dụng phổ biến nhất Các tùy chọn cấu hìnhthường là một tập hợp con nhỏ hơn so với những gì mà chúng đã có nếunguồn tài nguyên đã được người tiêu dùng kiểm soát trực tiếp Một điềukhác cần lưu ý là kể từ khi người tiêu dùng có quyền kiểm soát một chút trên
cơ sở hạ tầng, các quy trình đòi hỏi an ninh chặt chẽ và tuân thủ quy địnhdưới luật không phải lúc nào cũng thích hợp cho các đám mây chung
Một đám mây công cộng là sự lựa chọn rõ ràng khi
• Phân bố tải workload cho các ứng dụng được sử dụng bởi nhiều người,chẳng hạn như e-mail
Trang 7• Bạn cần phải thử nghiệm và phát triển các mã ứng dụng.
• Bạn có các ứng dụng SaaS từ một nhà cung cấp có một chiến lược an ninhthực hiện tốt
• Bạn cần gia tăng công suất (khả năng bổ sung năng lực cho máy tính caonhiều lần)
• Bạn đang thực hiện các dự án hợp tác
• Bạn đang làm một dự án phát triển phần mềm quảng cáo bằng cách sửdụng PaaS cung cấp các đám mây
II.2.2 Các đám mây riêng (Private cloud)
Là các dịch vụ đám mây được cung cấp trong doanh nghiệp Những đámmây này tồn tại bên trong tường lửa công ty và chúng được doanh nghiệpquản lý
Các đám mây riêng đưa ra nhiều lợi ích giống như các đám mây chung thựchiện với sự khác biệt chính: doanh nghiệp có trách nhiệm thiết lập và bảo trìđám mây này Sự khó khăn và chi phí của việc thiết lập một đám mây bêntrong đôi khi có thể có chiều hướng ngăn cản việc sử dụng và chi phí hoạtđộng liên tục của đám mây có thể vượt quá chi phí của việc sử dụng mộtđám mây chung
Các đám mây riêng đưa ra nhiều lợi thế hơn so với loại chung Việc kiểmsoát chi tiết hơn trên các tài nguyên khác nhau đang tạo thành một đám mâymang lại cho công ty tất cả các tùy chọn cấu hình có sẵn Ngoài ra, các đámmây riêng là lý tưởng khi các kiểu công việc đang được thực hiện khôngthiết thực cho một đám mây chung, do đúng với các mối quan tâm về anninh và về quản lý
Trang 8Một đám mây riêng là sự lựa chọn rõ ràng khi
• Việc kinh doanh của bạn gắn với dữ liệu và các ứng dụng của bạn Vì vậy,việc kiểm soát và bảo mật chiếm phần lớn công việc
• Việc kinh doanh của bạn là một phần của một ngành công nghiệp phải phùhợp với an ninh nghiêm ngặt và các vấn đề bảo mật dữ liệu
• Công ty của bạn là đủ lớn để chạy một dữ liệu trung tâm điện toán đámmây có hiệu quả
II.3.3 Các đám mây lai (Hybrid cloud )
Là một sự kết hợp của các đám mây công cộng và riêng Những đám mâynày thường do doanh nghiệp tạo ra và các trách nhiệm quản lý sẽ được phânchia giữa doanh nghiệp và nhà cung cấp đám mây công cộng Đám mây lai
sử dụng các dịch vụ có trong cả không gian công cộng và riêng.Các đám mây lai là câu trả lời khi một công ty cần sử dụng các dịch vụ của
cả hai đám mây riêng và công cộng Theo hướng này, một công ty có thểphác thảo các mục tiêu và nhu cầu của các dịch vụ và nhận được chúng từđám mây công cộng hay riêng, khi thích hợp Một đám mây lai được xâydựng tốt có thể phục vụ các quy trình nhiệm vụ-tới hạn, an toàn, như nhậncác khoản thanh toán của khách hàng, cũng như những thứ là không quantrọng bằng kinh doanh, như xử lý bảng lương nhân viên
Hạn chế chính với đám mây này là sự khó khăn trong việc tạo ra và quản lý
có hiệu quả một giải pháp như vậy Phải có thể nhận được và cung cấp cácdịch vụ lấy từ các nguồn khác nhau như thể chúng có nguồn gốc từ một chỗ
và tương tác giữa các thành phần riêng và chung có thể làm cho việc thựchiện thậm chí phức tạp hơn nhiều Do đây là một khái niệm kiến trúc tươngđối mới trong điện toán đám mây, nên cách thực hành và các công cụ tốt
Trang 9nhất về loại này tiếp tục nổi lên và bất đắc dĩ chấp nhận mô hình này chođến khi hiểu rõ hơn
Dưới đây là một vài tình huống mà một môi trường hybrid là tốt nhất
• Công ty của bạn muốn sử dụng một ứng dụng SaaS nhưng quan tâm về bảomật Nhà cung cấp SaaS có thể tạo ra một đám mây riêng chỉ cho công tycủa bạn bên trong tường lửa của họ Họ cung cấp cho bạn một mạng riêng ảo(VPN) để bổ sung bảo mật
• Công ty của bạn cung cấp dịch vụ được thay đổi cho thị trường khác nhau.Bạn có thể sử dụng một đám mây công cộng để tương tác với khách hàngnhưng giữ dữ liệu của họ được bảo đảm trong vòng một đám mây riêng.Các yêu cầu quản lý của điện toán đám mây trở nên phức tạp hơn nhiều khibạn cần quản lý dữ liệu cá nhân, công cộng, và truyền thống tất cả với nhau.Bạn sẽ cần phải thêm các khả năng cho phù hợp với các môi trường
II.4 Cấu trúc của một đám mây nguồn mở
II.4.1 Cấu trúc điện toán đám mây
Bài viết này bắt đầu bằng việc xem xét các khái niệm trừu tượng cốt lõi củakiến trúc đám mây (từ cơ sở hạ tầng như một dịch vụ [IaaS: Infrastructure as
a Service]), sau đó bước ra ngoài các khối xây dựng tới các giải pháp tíchhợp cao hơn
Mặc dù không phải là một yêu cầu, nhưng công nghệ ảo hóa mang lại các lợiích có một không hai để xây dựng các kiến trúc có khả năng mở rộng động.Ngoài khả năng mở rộng, công nghệ ảo hóa còn đưa vào khả năng di chuyểncác máy ảo (VM) giữa các máy chủ vật lý dùng cho các mục đích cân bằngtải Hình 1 cho thấy rằng thành phần ảo hóa được tạo ra bởi một tầng phầnmềm có tên là tầng siêu giám sát -hypervisor (đôi khi được gọi là giám sát
Trang 10máy ảo [VMM]) Tầng này tạo ra khả năng chạy đồng thời nhiều hệ điềuhành (và các ứng dụng của chúng) trên một máy tính vật lý Trên tầng siêugiám sát là đối tượng gọi là máy ảo chứa đựng hệ điều hành, các ứng dụng
và cấu hình Theo tùy chọn, sự mô phỏng thiết bị có thể được tạo ra trongtầng siêu giám sát hoặc như là một máy ảo Cuối cùng, do tính chất năngđộng mới của công nghệ ảo hóa và các khả năng mới do nó mang lại, cần cócác lược đồ quản lý mới Việc quản lý này tốt nhất được thực hiện trong cáctầng, khi tính đến quản lý cục bộ tại máy chủ, cũng như quản lý cơ sở hạtầng mức cao hơn, tạo ra sự phối hợp tổng thể của môi trường ảo
Hình 1 Các phần tử cốt lõi của một nút trong đám mây
Nếu bạn lấy các nút mạng như Hình 1 và nhân chúng lên nhiều lần trên mộtmạng vật lý với lưu trữ có chia sẻ, phối hợp quản lý trên toàn bộ cơ sở hạtầng, rồi cung cấp cân bằng tải ban đầu của các kết nối đến (cho dù theocách thiết lập công cộng hay riêng tư) với việc lưu trữ nhanh và lọc, bạn cómột cơ sở hạ tầng ảo được gọi là đám mây Cấu trúc mới này được chỉ ratrong Hình 2 Các máy không hoạt động có thể được tắt nguồn điện cho đếnkhi cần bổ sung thêm khả năng tính toán (tạo ra hiệu năng tốt hơn), với cácmáy ảo được cân bằng (thậm chí là động) trên các nút tùy thuộc vào tải riêngcủa chúng
Trang 11Hình 2 Cơ sở hạ tầng điện toán đám mâyVới kiến trúc cơ bản của một đám mây đã xác định, bây giờ chúng ta hãytìm hiểu xem nguồn mở đang được áp dụng ở đâu để xây dựng cơ sở hạ tầngđiện toán đám mây động.
II.4.2 Các công nghệ mã nguồn mở cốt lõi
Bối cảnh Linux đang chứng kiến một làn sóng phát triển tập trung vào các
cơ sở hạ tầng được ảo hóa dành cho việc ảo hóa, quản lý và tích hợp với quy
mô lớn hơn của các gói phần mềm đám mây Chúng ta hãy bắt đầu xem xét
mã nguồn mở ở cấp nút mạng riêng lẻ, sau đó chuyển lên toàn bộ cơ sở hạtầng để xem chuyện gì đang xảy ra ở đây
Các tầng siêu giám sát
Cơ sở của đám mây ở cấp nút mạng là tầng siêu giám sát Mặc dù việc ảohóa không phải là một yêu cầu, nhưng nó cung cấp khả năng không thể thiếuđược cho các kiến trúc có khả năng mở rộng và có hiệu năng Ở đó tồn tạimột số giải pháp ảo hóa mã nguồn mở, nhưng có hai giải pháp chủ yếu làchuyển đổi hệ điều hành Linux thành một tầng siêu giám sát: KVM (LinuxKernel Virtual Machine - Máy ảo nhân Linux) và Lguest KVM là giải pháptầng siêu giám sát chính thức, được triển khai trong môi trường sản xuất
Trang 12Lguest là một giải pháp tập trung vào Linux, chỉ chạy các máy ảo Linux,nhưng được tích hợp trong nhân (kernel) và đang được sử dụng rộng rãi hơn.Ngoài việc chuyển đổi Linux thành tầng siêu giám sát, có những giải phápkhác chọn cách tiếp cận tập trung vào máy ảo khách UML (User-ModeLinux - Linux trong chế độ người dùng) là một cách tiếp cận, sửa đổi nhân(kernel) Linux máy khách để chạy trên hệ điều hành Linux (không có phần
mở rộng tầng siêu giám sát) Vì hầu hết người dùng muốn chạy một nhânchưa sửa đổi, nên các giải pháp ảo hóa đầy đủ (như KVM) được ưa thíchhơn
Cách tiếp cận UML này cũng rất phổ biến, nhưng đòi hỏi phần cứng ảo hóa(như là bàn điều khiển, đĩa ảo và kết nối mạng)
là QEMU QEMU là trình mô phỏng và tầng siêu giám sát đầy đủ NhưngKVM sử dụng QEMU để mô phỏng thiết bị như một quá trình riêng biệttrong vùng người dùng (xem Hình 1) Một tính năng thú vị của QEMU là vì
nó cung cấp mô phỏng đĩa (thông qua định dạng QCOW), nên QEMU cungcấp các tính năng cao cấp khác như ảnh chụp nhanh và di chuyển máy ảosống
Kể từ nhân 2.6.25, KVM sử dụng virtio như là một phương tiện tối ưu hóahiệu năng ảo hóa vào/ra Virtio thực hiện điều này bằng cách đưa vào cáctrình điều khiển có ảo hóa một phần vào tầng siêu giám sát với các móc nối
