Tăng cường hạ tầng tính toán lưới bằng công nghệ ảo hóa và điện toán đám mây

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT, THUẬT NGỮTừ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt, chú giải IaaS Infrastructure as a Service Hạ tầng tính toán như một dịch vụ PaaS Platform as a Service Nền tảng tính toá

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT, THUẬT NGỮ

Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt, chú giải

IaaS Infrastructure as a Service Hạ tầng tính toán như một dịch vụ PaaS Platform as a Service Nền tảng tính toán như một dịch vụ SaaS Software as a Service Phần mềm như một dịch vụ

EGEE Enabling Grids for E-sciencE Dự án lưới điện toán của Châu Âu

phục vụ nghiên cứu khoa học Grid computing Điện toán lưới, tính toán lưới Cloud computing Điện toán đám mây

EGI European Grid Infrastructure Hạ tầng tính toán lưới ở Châu Âu gLite Lightweight Middleware for Grid

Computing

Bộ công cụ phần mềm phục vụ tính toán lưới của dự án EGEE

BEinGRID Business Experiments in GRID Dự án tính toán lưới của liên minh

Châu âu, giới thiệu 25 thành công

về tính toán lưới

VMM Virtual Machine Monitor Phần giám sát máy chủ ảo

HAL Hardware Abstraction Layer Lớp trừu tượng hóa phần cứng

VO Virtual Organizations Tổ chức ảo

UNICORE Uniform Interface to Computing

Resources

Giao diện thống nhất để sử dụng các tài nguyên tính toán Tên một bộ công cụ phục vụ tính toán lưới SLA Service level agreement Thỏa thuận cấp độ dịch vụ

2

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 2

LỜI CẢM ƠN 0

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT, THUẬT NGỮ 1

MỤC LỤC 2

MỞ ĐẦU 4

1 Lý do chọn đề tài 4

2 Tình hình nghiên cứu vấn đề 6

3 Mục đích, nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu 7

4 Phương pháp nghiên cứu 8

5 Đóng góp và ý nghĩa thực tiễn của luận văn 8

6 Kết cấu của luận văn 8

CHƯƠNG 1 - ĐIỆN TOÁN LƯỚI, ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ CÔNG NGHỆ ẢO HÓA 9

1.1 Lịch sử điện toán lưới và điện toán đám mây 9

1.2 Điện toán lưới 13

1.2.1 Định nghĩa điện toán lưới 13

1.2.2 Cơ bản về điện toán lưới 15

1.2.1 Một vài ví dụ về điện toán lưới 16

1.3 Công nghệ ảo hóa 17

1.3.1 Khái quát về công nghệ ảo hóa 17

1.3.2 Các nền tảng ảo hóa 20

1.4 Điện toán đám mây 21

1.4.1 Định nghĩa điện toán đám mây 21

1.4.2 Phân loại điện toán đám mây 26

1.4.3 Kiến trúc điện toán đám mây 26

1.4.4 Một vài ví dụ về điện toán đám mây 27

1.5 Đám mây IaaS 29

1.5.1 Mục tiêu của IaaS 29

1.5.2 Ưu nhược điểm của IaaS 30

TIỂU KẾT CHƯƠNG 1: 31

CHƯƠNG 2 – NGHIÊN CỨU BỘ CÔNG CỤ OPENNEBULA VÀ STRATUSLAB 32

2.1 Bộ công cụ điện toán đám mây OpenNebula 32

2.1.1 Giới thiệu OpenNebula 32

2.1.2 Kiến trúc OpenNebula 34

2.2 Bộ công cụ điện toán đám mây Stratuslab 40

2.2.1 Giới thiệu Stratuslab 40

2.2.2 Kiến trúc Stratuslab 42

3

TIỂU KẾT CHƯƠNG 2: 47

CHƯƠNG 3 – KIẾN TRÚC TĂNG CƯỜNG HẠ TẦNG TÍNH TOÁN LƯỚI DỰA TRÊN OPENNEBULA VÀ STRATUSLAB 48

3.1 Hạn chế của điện toán lưới 48

3.2 Ưu điểm của công nghệ ảo hóa và điện toán đám mây 49

3.3 Kiến trúc tăng cường hạ tầng tính toán lưới 51

3.3 Ảo hóa các site lưới 53

3.4 Phân phối IaaS trong các site điện toán lưới 55

3.5 Mở rộng đám mây của các site điện toán lưới 57

3.6 Liên kết các điện toán lưới và các đám mây 60

TIỂU KẾT CHƯƠNG 3: 61

CHƯƠNG 4 – MÔ PHỎNG ĐÁM MÂY BẰNG OPENNEBULA VÀ STRATUSLAB 64

4.1 Xây dựng mô phỏng đám mây bằng OpenNebula và Stratuslab 64

4.1.1 Mô phỏng sử dụng bộ công cụ OpenNebula 64

4.1.2 Mô phỏng sử dụng bộ công cụ Stratuslab 66

4.2 Kết quả mô phỏng đám mây Stratuslab/OpenNebula 66

4.2.1 Mô phỏng đám mây OpenNebula 67

4.2.2 Mô phỏng đám mây Stratuslab 69

4.2.3 So sánh với các hệ thống khác 71

4.2.4 Quy trình tạo ảnh một nút trên lưới sử dụng hạ tầng điện toán đám mây 73

TIỂU KẾT CHƯƠNG 4: 74

KẾT LUẬN 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

I Tiếng Việt 77

II Tiếng Anh 77

III Trang Web bổ trợ 78

Bài toán tối ưu nug30 được đưa ra vào năm 1968 bởi Nugent [14] [15]

Có n nhà máy, có n địa điểm, giữa mỗi cặp địa điểm có một khoảng cách cho trước, giữa mỗi cặp nhà máy có một trọng số cho trước (ví dụ : khối lượng vật

tư vận chuyển giữa hai nhà máy) Bài toán gán 30 nhà máy với 30 địa điểm khác nhau sao cho tổng của các tích khoảng cách giữa 2 điểm đặt nhà máy với trọng số giữa 2 nhà máy là nhỏ nhất?

Bài toán này thuộc lớp bài toán NP-Hard Cách giải đơn giản nhất là thử tất cả các trường hợp có thể như vậy sẽ mất 30! khoảng 2.65 x 10^32 phép toán

cơ bản để có thể giải được Nếu nghĩ đơn giản một máy tính chạy nhanh có thể kiểm tra tất cả các trường hợp thì cũng phải mất khoảng thời gian bằng 100 lần tuổi của vũ trụ Năm 2000 nhóm nghiên cứu ở Mỹ đã giải thành công bài toán trên bằng cách sử dụng tính toán lưới trên 10 siêu máy tính 400-CPU đặt tại tám địa điểm khác nhau, thời gian chạy mấy 7 ngày

Hay như dự án FightAIDS@Home [26] dựa trên tính toán lưới sử dụng các máy tính tình nguyện trên toàn thế giới nhằm tìm ra công thức thuốc chống lại bênh AIDS Một ví dụ khác là lưới EGEE với bộ công cụ gLite Lưới EGEE

là lưới có khoảng 41.000 CPU và 5 triệu Gbytes của thiết bị lưu trữ Mục đích

là tạo ra môi trường để nghiên cứu về sự va chạm của các hạt cơ bản trong dự

án LHC (Large Hadron Collider)

5

Các ví dụ trên có thể cho thấy sức mạnh của tính toán lưới và vì sao các nhà khoa học sử dụng hạ tầng tính toán lưới trong các nghiên cứu của mình Tuy nhiên đối với các nhu cầu thông thường và các nhu cầu thương mại thì sao

? Chi phí để chạy tính toán lưới là rất lớn Một dự án mang tên BEinGRID [27] cho thấy họ có thể mang về lợi nhuận từ việc chạy môi trường tính toán lưới tuy nhiên nó không phải là một trường hợp phổ biến Những tiến bộ gần đây trong các kỹ thuật ảo hóa, cùng với băng thông Internet ngày càng tăng, các khái niệm rõ ràng về điện toán đám mây dần được hình thành, nhất là từ năm

2007 trở lại đây Sự xuất hiện của mô hình mới này chủ yếu dựa trên sự đơn giản và chi phí thấp những vẫn có thể sử dụng khả năng tính toán và tài nguyên lớn

Ảo hóa cho phép điện toán đám mây cung cấp khả năng chạy các ứng dụng mang tính kế thừa trên các hệ thống điều hành cũ hơn, tạo ra một hệ thống thống nhất từ một tập hợp không đồng nhất các máy tính như mô hình tính toán lưới truyền thống tạo ra Ảo hóa cho phép di trú công việc nhanh hơn trong các máy ảo khác nhau chạy trên cùng một phần cứng Đối với điện toán lưới và điện toán đám mây, ảo hóa là chìa khóa cho cung cấp và phân bổ nguồn lực công bằng Nếu nhìn ở góc độ bảo mật cơ chế ảo hóa chạy các máy ảo ở những chế độ lập với nhau (sandbox), đảm bảo an ninh và lây nhiễm mã độc giữa các máy ảo và nền tảng ảo hóa

Dịch vụ điện toán đám mấy cung cấp truy cập đến phần cứng rẻ tiền và các tài nguyên lưu trữ thông qua các hàm giao tiếp (API) rất đơn giản và được dựa trên mô hình dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu Do đó, việc cho thuê các tài nguyên này thường rẻ hơn rất nhiều so với việc thuê riêng tài nguyên đó Hơn nữa, người sử dụng cảm thấy thoải mái và yên tâm hơn khi lưu dữ liệu của họ trong một môi trường đám mây Chính vì vậy các dịch vụ điện toán đám mây

là một vấn đề thực tế, cấp thiết và thú vị Trong khuôn khổ luận văn tác giả tập trung tìm ra những giải pháp cụ thể cho phép thực thi hạ tầng tính toán lưới trên nền điện toán đám mây Trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu tác giả đã nhận thấy và lựa chọn hai dự án mã nguồn mở của một số nhà khoa học ở châu Âu đang tập trung giải quyết vẫn đề này, dự án OpenNebula [19] và Stratuslab [16] Luận văn cũng sẽ nghiên cứu các thức tạo ra một đám mây hạ tầng phục

vụ công việc tính toán lưới

2 Tình hình nghiên cứu vấn đề

Như đã nêu trên, điện toán đám mây (Cloud Computing) đang là một chủ

đề nghiên cứu rất thời sự của CNTT hiện đại Hạ tầng tính toán như một dịch

vụ (IaaS) là một loại hình dịch vụ của Đám mây

OpenNebula.org là một dự án nguồn mở với mục tiêu hướng đến việc xây dựng một bộ công cụ điện toán đám mây nguồn mở đạt chuẩn công nghiệp để quản lý hiệu quả cơ sở hạ tầng của các trung tâm dữ liệu phức tạp

và không thuần nhất Sau hơn ba năm từ ngày công bố phiên bẩn đầu tiên, OpenNebula liên tục phát triển và đã và đang được sử dụng trong nhiều dự án đám mây lớn

Một trong những dự án được xây dựng trên nền OpenNebula là StratusLab với mục tiêu phát triển một phân phối đám mây nguồn mở hoàn chỉnh cho phép các trung tâm tài nguyên (lưới hay không lưới) cung cấp và khai thác một đám mây IaaS StratusLab đặc biệt chú trọng đến việc tăng

3 Mục đích, nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu

Đề tài của luận văn nằm trong ý tưởng sử dụng các đám mây IaaS để tăng cường hạ tầng cho các lưới tính toán (Computing Grid) được xây dựng theo nhu cầu của các ứng dụng trên lưới với OpenNebula/StratusLab

Công việc nghiên cứu của luận văn sẽ gồm những nội dung chính sau : – Nghiên cứu tổng quan về điện toán đám mây, chú trọng đám mây IaaS

– Tìm hiểu công nghệ ảo hóa của OpenNebula để xây dựng đám mây IaaS So sánh với các bộ công cụ khác

– Tìm hiểu các nền tảng ảo hóa mã mở (XEN [21], KVM [20], OpenVz [28], ) và thương mại (Vmware [22], XenCitrix [29], Hyper-V [30], ) phục

vụ cho việc tạo ra đám mây IaaS

– Cài đặt thử nghiệm OpenNebula để tạo ra một đám mây IaaS

– Tìm hiểu công nghệ của StratusLab ứng dụng OpenNebula để cung cấp hạ tầng tính toán cho một nút lưới EGEE Cài đặt và cấu hình StratusLab lên đám mây OpenNebula đã lập

– Đưa ra các kiến trúc tăng cường hạ tầng tính toán lưới bằng công nghệ ảo hóa và điện toán đám mây trên cơ sở nghiên cứu OpenNebula và Stratuslab

8

– Tìm hiểu và đề xuất qui trình tạo một ảnh ISO cho một máy thợ (worker node) theo một cấu hình đặc trưng ứng dụng có thể khởi động và chạy trên đám mây OpenNebula/StratusLab theo nhu cầu của một ứng dụng trên lưới EGEE

– Đánh giá hiệu quả, hạn chế của giải pháp đề xuất và phương án cải tiến, khắc phục

4 Phương pháp nghiên cứu

Tìm hiểu, nghiên cứu, phân tích, tổng hợp tài liệu, xây dựng mô phỏng

và đánh giá kết quả

5 Đóng góp và ý nghĩa thực tiễn của luận văn

Luận văn đã hoàn thành mục tiêu đề ra Luận văn đã tìm hiểu và đưa ra được kiến trúc đám mây hạ tầng theo mô hình điện toán đám mây để tăng cường hạ tầng cho việc triển khai hạ tầng tính toán lưới Sử dụng cơ chế ảo hóa để có thể dễ dàng tạo ra, triển khai các nút trong điện toán lưới Đồng thời cũng tìm hiểu và đưa ra được các bước xây dựng một đám mây hạ tầng sử dụng phần mềm mã nguồn mở

6 Kết cấu của luận văn

Ngoài mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, luận văn gồm bốn chương

Chương 1: Điện toán lưới, điện toán đám mây và công nghệ ảo hóa

Chương 2: Nghiên cứu bộ công cụ OpenNebula và Stratuslab

Chương 3: Kiến trúc tăng cường hạ tầng tính toán lưới dựa trên

OpenNebula và Stratuslab

Chương 4: Mô phỏng đám mây bằng OpenNebula và Stratuslab

9

CHƯƠNG 1 - ĐIỆN TOÁN LƯỚI, ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

VÀ CÔNG NGHỆ ẢO HÓA

Chương này sẽ giới thiệu các khái niệm về điện toán lưới, điện toán đám mây, công nghệ ảo hóa Đặc biệt tập trung đám mây dịch vụ hạ tầng phục vụ điện toán lưới

1.1 Lịch sử điện toán lưới và điện toán đám mây

Năm 1961 tại MIT, John McCarthy - người tiên phong trong lý thuyết toán học tính toán và trí tuệ nhân tạo, người phát minh ra ngôn ngữ lập trình LISP đã đưa ra ý tưởng về mô hình điện toán theo nhu cầu (utility computing) : " Nếu máy tính của tôi trở thành các máy tính của tương lai, công việc tính toán một ngày nào đó có thể được tổ chức như là một tiện ích công cộng cũng như hệ thống điện thoại là một tiện ích công cộng .Tiện ích máy tính có thể trở thành cơ sở của một ngành công nghiệp mới và quan trọng." [11]

Thật vậy, do chi phí rất lớn và phức tạp trong việc sử dụng, duy trì các trung tâm dữ liệu trong hai thập kỷ tiếp theo rất nhiều tổ chức lớn (chủ yếu là ngân hàng) thuê lại hạ tầng tính toán và lưu trữ của các nhà cung cấp dịch vụ như IBM Các máy chủ chủ yếu là loại máy tính lớn (mainframe), đặt tại các trung tâm dữ liệu khác nhau về mặt địa lý Trong khi đó các loại máy tính nhỏ, máy tính cá nhân đã bắt đầu xuất hiện trên thị trường Đầu những năm

1980 các tổ chức đã có thể mua các máy tính cá nhân và máy trạm với giá cả phải chăng Điều này đã đã gần như chấp dứt mô hình điện toán theo như cầu cho đến thập niên tiếp theo

Năm 1992, Charlie Catlett và Larry Smarr [11] giới thiệu khái niệm metacomputing trong bài báo chuyên đề của họ.Thuật ngữ metacomputing dùng để chỉ việc tính toán trên siêu máy tính ảo tổ hợp và kết nối với nhau từ

10

các nguồn tài nguyên khác nhau như các siêu máy tính song song, dữ liệu lưu trữ, hệ thống lưu trữ, thiết bị khoa học; sử dụng mạng tốc độ cao liên kết với nhau giữa các nguồn tài nguyên có vị trí địa lý khác nhau Lý do chính để làm như vậy là vì nó phép chạy các loại ứng dụng mới mà trước đây không thể chạy được, hơn nữa vẫn đảm bảo mặt tính toán mà chi phí hợp lý Tuy nhiên

mô hình này phải đối mặt với một số thách thức:

- mở rộng và lựa chọn tài nguyên

- phi cấu trúc

- tính không đồng nhất

- sự biến động tài nguyên

- quản trị đa điểm

Điều thú vị (từ góc độ nghiên cứu) những thách thức này vẫn còn có liên quan ngày hôm nay Mở rộng quy mô là một mối quan tâm, bởi vì môi trường điện toán lưới và điện toán đám mây trong tương lai sẽ trở nên lớn hơn, các nguồn lực sẽ được lựa chọn và mua lại trên cơ sở các tiêu chí như kết nối, chi phí, bảo mật và độ tin cậy

Tài nguyên, ứng dụng, chính sách lập lịch không không đồng nhất nhưng vẫn phải đảm bảo sự thống nhất của ứng dụng trên cùng giống như các ứng dụng trước đây được thiết kế chạy trên một máy tính lớn

Cùng năm đó một dự án tên là Legion [31] đã thúc đẩy mô hình tính toán lưới đối tượng Legion được thiết kế trên cơ sở trừu tượng hóa mô hình hướng đối tượng: tất cả mọi thứ trong Legion là một đối tượng được định

Bộ công cụ Globus, ban đầu trình bày như là một môi trường metacomputing, là một trong những giải pháp ứng dụng trung gian đầu tiên thực sự được thiết kế để giải quyết các vấn đề liên quan đến tính toán phân tán quy mô lớn Một số kết quả đã chứng minh điều đó Như một số mô phỏng, trong số các mô phỏng phân phối đã được chạy bằng cách sử dụng Globus có SF-Express - một mô phỏng bằng máy tính máy tính một trận chiến quân sự lớn trong đó có 100.000 thực thể

Ngay cả dự án lưới điện toán EuropeanData, chịu trách nhiệm xây dựng một phần mềm trung gian phục vụ tính toán lưới tại Châu Âu, đã tận dụng rất nhiều các thành phần của Globus Những nỗ lực này đã cho ra đời phần mềm trung gian gLite gLite được sử dụng cho việc phân tích thử nghiệm kết quả của Large Hadron Collider - máy gia tốc hạt tại CERN gần đây đã bắt đầu hoạt động tại Geneva Phần mềm trung gian cũng đã được sử dụng trong dự

án EGEE, lưới lớn nhất cung cấp môi trường tính toán lưới để thử nghiệm Unicore là một dự án khác được phát triển tại châu Âu nhằm mục tiêu chủ yếu cung tài nguyên tính toán hiệu năng cao Một nỗ lực tương tự, dành cho việc thực hiện các phần mềm trung gian cho tính toán lưới hiệu năng cao, đã diễn

là hệ thống đầu tiên có các yếu tố thương mại hóa dịch vụ Như cho phép tạo tài khoản người dùng và tính tiền thao việc sử dụng CPU và tài nguyên Sun Grid Engine là dự án mã nguồn mở được hãng SUN bắt đầu vào năm 2000 Dựa trên nền tảng của hệ thống Gridware Codine (COmputing in DIstributed Network Environments) Hệ thống này là một điện toán lưới và đến nay đã được nâng cấp thành điện toán đám mây Cuối cùng, hệ thống Platform Computing LSF là một trong những sản phẩm thương mại đầu tiên cung cấp môi trường điện toán luới thông qua phần mở rộng LSF MultiCluster

Giới kinh doanh và thương mại đã nhận thấy các tác động và tiềm năng của tính toán lưới, tính hữu dụng của nó đã được chứng minh trong hàng trăm

dự án Tuy nhiên, hầu như tất cả các dự án được phát triển bởi những người mang tính chất học thuật và nhắm mục tiêu ứng dụng chủ yếu là khoa học Rất it dự án, trong đó đặc biệt là BEinGrid, đi theo hướng chứng minh việc sử dụng điện toán lưới cho các mục tiêu định hướng kinh doanh là hoàn toàn khả thi và phù hợp BEinGrid đã đưa ra 25 trải nghiệm kinh doanh, cũng thành công trong việc thực hiện và triển khai các giải pháp lưới trong các lĩnh vực công nghiệp trọng điểm Tuy nhiên, lưới vẫn chưa hấp dẫn với giới kinh doanh và điều này được phản ánh ở việc thiếu các giải pháp điện toán lưới

13

thương mại Dự án Platform Computing nêu ở phần trước đã không còn được

hỗ trợ và thương mại hóa Legion bước đầu đã được bán bởi công ty Applied Meta Đến tận năm 2004 công ty Entropia - một công ty được thành lập vào năm 1997, mới bắt đầu bán phần mềm tính toán phân tán cho CPU

Năm 1996, dự án SETI@home lần đầu tiên đưa ra ý tưởng khai thác sự nhàn rỗi của CPU trên toàn thế giới Ngay sau đó, số dự án liên quan bao gồm

cả GIMPS [33], FightAIDS@Home, Folding@home nảy sinh GIMPS (Great Internet Mersenne Prime Search) là dự án tìm các số nguyên tố Mersenne được bắt đầu vào tháng 1 năm 1996 nhằm mục đích phát hiện ra các sô nguyên tố Mersenne Một nguyên tố Mersenne là một nguyên tố có dạng 2P -

1 (trong đó P cũng là số nguyên tố) Các số nguyên tố Mersenne đầu tiên là 3,

7, 31, 127 (tương ứng với P = 2, 3, 5, 7) Hiện nay mới chỉ có 47 số nguyên tố Mersenne được biết đến, GIMPS đã tìm thấy 13 trong 47 số nguyên tố Mersenne trong lịch sử 13 năm của nó FightAIDS@home sử dụng các tài nguyên phân tán nhàn rỗi để nghiên cứu thuốc mới trong điều trị virus HIV Tháng Chín năm 2000, FightAIDS@Home làm nên lịch sử khi nó trở thành lưới điện toán đầu tiên phục vụ y sinh học Cho đến nay điện toán đám mây vẫn đang tiếp tục phát triển

1.2 Điện toán lưới

1.2.1 Định nghĩa điện toán lưới

Điện toán lưới là một vấn đề phức tạp phát triển từ khoa học tính toán chuyên sâu, trước đó là các mô hình tính toán như tính toán song song, tính toán phân tán, tính toán hiệu năng cao Nó xuất hiện vào đầu những năm

1990, khi máy tính hiệu suất cao đã được kết nối truyền dữ liệu nhanh với mục đích hỗ trợ tính toán và ứng dụng vào khoa học dữ liệu chuyên sâu Vào

14

thời điểm đó, được gọi là siêu máy tính hoặc máy tính meta và sự nhấn mạnh

về cách sử dụng phối hợp tài nguyên máy tính có sẵn cho các ứng dụng hiệu suất cao

Định nghĩa đầu tiên về điện toán lưới được trích dẫn nhiều nhất do Foster và Kesselman đề xuất năm 1998:

“Một lưới điện toán toán là một cơ sở hạ tầng phần cứng và phần mềm cung cấp đáng tin cậy,phù hợp, phổ biến và truy cập không tốn kém tới khả năng tính toán cao cấp.” [2]

Một định nghĩa về Grid khá hoàn chỉnh được đưa ra bởi tiến sỹ Foster như sau :

"Grid là một loại hệ thống song song, phân tán cho phép chia sẻ, lựa chọn, kết hợp các tài nguyên phân tán theo địa lý, thuộc nhiều tổ chức khác nhau dựa trên tính sẵn sàng, khả năng, chi phí của chúng và yêu cầu về chất lượng dịch vụ (QoS) của người dùng để giải quyết các bài toán, ứng dụng có quy mô lớn trong khoa học, kỹ thuật và thương mại Từ đó hình thành nên các

“tổ chức ảo” (Virtual Organization (VO)), các liên minh tạm thời giữa các tổ chức và tập đoàn, liên kết với nhau để chia sẻ tài nguyên nhằm đáp ứng tốt hơn các cơ hội kinh doanh hoặc các dự án có nhu cầu lớn về tính toán và dữ liệu, toàn bộ việc liên minh này dựa trên các mạng máy tính"

Foster cũng đưa ra ba điểm thiết yếu của một lưới [2]:

- Có sự kết hợp, chia sẻ các tài nguyên không được quản lý tập trung

- Sử dụng các giao diện và giao thức chuẩn, mang tính mở, đa dụng

- Đáp ứng yêu cầu cao về chất lượng dịch vụ

15

1.2.2 Cơ bản về điện toán lưới

Điện toán lưới có có một số ưu điểm sau:

- Hệ thống tính toán có thể đạt đến quy mô toàn cầu

- Tận dụng hiệu quả nguồn tài nguyên của các tổ chức khác nhau

- Người sử dụng không cần biết vị trí nguồn tài nguyên

Các dịch vụ cơ bản của một lưới:

- Dịch vụ quản lý tài nguyên (Resource Management): nhằm phân

phối và điều tiết các nguồn tài nguyên

- Dịch vụ thông tin (Information Services): Biết được những nguồn

tài nguyên nào hiện còn rãnh, biết được trạng thái của cả hệ thống lưới, …

- Dịch vụ quản lý dữ liệu (Data Management): cung cấp các giao

thức chuyển giao dữ liệu trên môi trường mạng diện rộng với băng thông lớn

Ngoài ra còn có các bộ công cụ đi kèm để phục vụ công việc triển khai các ứng dụng trên lưới, các bộ công cụ này còn được gọi là các phần mềm trung gian (middleware), ví dụ: Globus Toolkit, gLite, UNICORE

Một kiến trúc lưới cung cấp một cái nhìn tổng quan về các thành phần lưới, xác định mục đích và chức năng của các thành phần của nó,

và chỉ ra các thành phần tương tác với nhau Trọng tâm chính của một kiến trúc lưới là khả năng tương tác và giao thức giữa các nhà cung cấp

và người sử dụng các nguồn lực để thiết lập các mối quan hệ chia sẻ

16

1.2.1 Một vài ví dụ về điện toán lưới

Trong quá trình phát triển đã có nhiều bộ công cụ ra đời phục vụ tính toán lưới Ví dụ ác bộ công cụ : Globus Toolkit, gLite, UNICORE, Dựa trên các bộ công cụ này hiện nay có rất nhiều lưới tính toán trên thế giới Ví

dụ các lưới : Enabling Grids for E-sciencE, INFN Production Grid, NorduGrid, OurGrid, Sun Grid, Techila, Xgrid, Một số dự án lưới SETI, BOINC, Folding@home, Einstein@Home, GIMPS, LHC@home, Tính đến tháng 4 năm 2011 BOINC là siêu máy ảo có tốc độ nhanh nhất 5.634 PFLOPS [24]

Globus Toolkit là bộ công cụ mã nguồn mở nhằm mục đích xây dựng một lưới tính toán được phát triển bởi Globus Alliance, các phiên bản sau này

có sự đóng góp của rất nhiều các thành viên, các đơn vị nghiên cứu trên toàn cầu Phiên bản đầu tiên được phát triển từ năm 1998, phiên bản mới nhất là

GT 5.0.4, phát hành tháng 5/2011

Hình 1 Kiến trúc Globus Toolkit 5

17

gLite được coi là bộ công cụ thế thế tiếp theo trong điện toán lưới Là sản phẩm từ những nỗ lực hợp tác của hơn 80 nhà khoa học trong 12 trung tâm nghiên cứu học thuật và công nghiệp khác nhau và là một phần của dự án EGEE gLite cung cấp một nền tảng phần mềm cho việc xây dựng các ứng dụng lưới khai thác sức mạnh của tính toán phân tán và các tài nguyên lưu trữ trên Internet

UNICORE cung cấp hệ thống lưới hoàn chỉnh bao gồm phần mềm máy chạm và phần mềm máy chủ UNICORE tạo ra một môi trường về tính toán

và tài nguyên an toàn, liên tục từ các tài nguyên phân tán

Điện toán lưới đang tiếp tục phát triển và có nhiều bộ công cụ ra đời phục vụ các nhu cầu mới Nhưng về cơ bản điện toán lưới phát triển theo các hướng : điện toán theo định hướng dịch vụ (Service-oriented Computing), phần mềm như một dịch vụ (SaaS), điện toán lưới kết hợp điện toán đám mây

1.3 Công nghệ ảo hóa

1.3.1 Khái quát về công nghệ ảo hóa

Máy ảo (Virtual Machine – VM) được đưa ra từ những năm 1960, được giới thiệu bởi IBM như một biện pháp cung cấp truy cập tương tác - đồng thời tới các máy tính mainframe của họ Một máy ảo là một đối tượng của máy vật lý và đem lại người dùng cảm giác như đang truy cập tới máy vật lý một cách trực tiếp Các máy ảo thường cho phép chia sẻ thời gian và chia sẻ tài nguyên trên một thiết bị phần cứng đắt tiền Mỗi máy ảo hoàn toàn là một bản sao riêng biệt và được bảo vệ của hệ thống cơ sở Như vậy ảo hóa sẽ giảm chi phí thiết bị phần cứng và tăng tổng hiệu năng bằng cách cho phép nhiều người làm việc trên nó đồng thời Tuy nhiên, theo thời gian, thiết bị phần cứng trở nên rẻ hơn và cùng với sự xuất hiện của các hệ điều hành đa tiến

18

trình Như một kết quả, các máy ảo hầu như không xuất hiện trong những năm 1970 và 1980, nhưng sự xuất hiện đa dạng của các thiết bị phần cứng cho máy tính cá nhân và các hệ điều hành vào những năm 1990 đã làm phục hồi các ý tưởng ảo hóa

Các công nghệ ảo hóa như là một chìa khóa tạo nên toán đám mây, song song với sự phát triển của Web 2.0 và việc tăng băng thông mạng Internet Tính năng nổi bật nhất là khả năng cài đặt nhiều hệ điều hành trên các máy ảo khác nhau trên cùng một máy vật lý Đáng chú ý là việc này làm giảm tổng chí phí bởi sử dụng ít thiết bị phần cứng hơn và do vậy giảm điện năng Mục tiêu chính của các công nghệ ảo hóa là che giấu các đặc tính vật lý của các tài nguyên tính toán theo cách các hệ thống, các ứng dụng và các người dùng tương tác với các tài nguyên được cấp phát cho hệ thống đó

Với điện toán lưới và điện toán đám mây, ảo hóa là chìa khóa của việc

dữ phòng và cung cấp tài nguyên tốt Từ góc nhìn an ninh, bởi các máy ảo chạy riêng biệt trong các môi trường riêng (sandbox) nên việc này cung cấp một cơ chế bảo vệ chống lại các mã nguy hiểm

Ngoài tài nguyên điện toán, tài nguyên lưu trữ, mạng lưới cũng có thể được ảo hóa Nhờ vào việc ghép nhiều thiết bị lưu trữ nhỏ dựa vào các thuộc tính như hiệu năng, khả năng sẵn sàng, năng suất và chi phí/năng suất, điều này trở nên có thể sử dụng chúng như một hay nhiều thiết bị lưu trữ ảo với hiệu năng, tính sẵn sàng, năng suất, và chi phi/năng suất tốt hơn Việc này hoàn toàn tăng khả năng quản lý của lưu trữ và cung cấp chia sẻ các tài nguyên lưu trữ tốt hơn

Một tầng ảo hóa cung cấp nền tảng hỗ trợ sử dụng các tài nguyên phần cứng mức thấp hơn để tạo các máy ảo Tầng này thường được gọi là tầng Quản lý Máy ảo ( Virtual Machine Monitor – VMM), thường đặt ở trên thiết

19

bị phần cứng và dưới hệ điều hành Ảo hóa có thể thực hiện ở nhiều tầng khác nhau bao gồm tầng các tập lệnh của CPU (instruction set level), tầng phần cứng (hardware abstration layer), tầng hệ điều hành, tầng thư viện mức người dùng, tầng ứng dụng

Việc ảo hóa các tập lệnh yêu cầu việc mô phỏng các tập lệnh, thông dịch các câu lệnh trong phần mềm Một vài ví dụ : Bochs [34],QEMU [35], BIRD[36]

Tầng HAL, các máy ảo dựa vào việc trừu tượng giữa một máy vật lý và một bộ mô phỏng; trong trường hợp này một máy ảo là một môi trường được tạo ra và quản lý bởi một VMM Trong khi các chức năng của bộ mô phỏng cung cấp một tầng hoàn chỉnh giữa hệ điều hành hay các ứng dùng và phần cứng, một VMM có nhiệm vụ quản lý các máy ảo, và mỗi máy áo cung cấp các yêu tố để một hệ điều hành hay các ứng dụng Các nền tảng ảo hóa phổ biến: VMware [22], Denali [37], Xen [21], Parallels [38],Plex86 [39]

20

Hình 2 Ví dụ về ảo hóa Trong hình 2, khi chưa ảo hóa thì cần 3 máy chủ để chạy, khi ảo hóa (trên đám mây) dùng ít hơn 3 máy chủ, ở đây dùng 2 máy chủ

1.3.2 Các nền tảng ảo hóa

Sản phẩm thương mại: vmware, XenCitrix, Hyper-V, parallels virtuozzo,

Sản phẩm mã nguồn mở: XEN, QEMU-KVM,

Về mức độ phổ biến hiện hay Vmware là sản phẩm thương mại được

ưu dùng nhất Các sản phẩm mã nguồn mở có nhiều lợi thế về mặt chi phí triển khai, mềm dẻo trong việc tích hợp hệ thống

21

1.4 Điện toán đám mây

1.4.1 Định nghĩa điện toán đám mây

Cũng giống như điện toán lưới, thật khó có thể định nghĩa thế nào là các đám mây, điện toán đám mây Điện toán đám mây cho đến nay vẫn là một

mô hình đang phát triển Do đó các định nghĩa sẽ thay đổi theo sự phát triển

đó Luận văn xin đưa ra một vài định nghĩ tiêu biểu nhất từ năm 2007 cho đến nay:

Gartner: Điện toán đám mây là một kiểu điện toán có thể mở rộng rất lớn khả năng cung cấp các dịch vụ liên quan đến công nghệ thông tin được cung cấp “như là một dịch vụ” đến lượng lớn người sử dụng thông qua Internet

• Forrester: Điện toán đám mây là một nguồn tài nguyên được trừu tượng hóa, có khẳ năng mở rộng cao, cơ sở hạ tầng được quản lý có khả năng lưu trữ ứng dụng khách hàng và tính hóa đơn theo mức độ sử dụng [10]

• IBM: Điện toán đám mây là một mô hình điện toán mới trong đó dữ liệu và dịch vụ được cư trú trong các trung tâm dữ liệu lớn có khả năng mở rộng rất lớn và có thể truy cập đồng thời từ bất kỳ thiết bị kết nối nào thông qua Internet [10]

• NIST (Viện Tiêu chuẩn và công nghệ Quốc gia, tác giả Peter Mell Tim Grance) [3]:

Điện toán đám mây là một mô hình cho phép sử dụng thuận tiện, truy cập mạng theo yêu cầu đến nguồn tài nguyên máy tính chia sẻ tài nguyên đã được cấu hình trước (ví dụ, mạng, máy chủ, lưu trữ, các ứng dụng và dịch vụ)

có thể được nhanh chóng cung cấp và phát hành với nỗ lực quản lý tối thiểu hoặc tương tác với nhà cung cấp dịch vụ Mô hình đám mây này có sẵn sàng

22

cao và bao gồm năm đặc tính thiết yếu, ba mô hình dịch vụ và bốn mô hình triển khai

Các đặc điểm thiết yếu:

- Dịch vụ tự phục vụ theo nhu cầu : khách hàng có thể tự triển khai dịch

vụ của mình mà không cần đến sự tương tác con người với nhà cung cấp dịch

vụ

- Mạng lưới truy cập rộng : có thể truy cập đến dịch vụ một cách rộng rãi thông qua mạng và sử dụng nhiều thiết bị khác nhau : điện thoại, laptop, máy tính ,

- Nguồn tài nguyên tổng hợp : tài nguyên tính toán của nhà cung cấp dịch vụ được gộp lại để phục vụ nhiều khách hàng theo mô hình nhiều người cùng thuê Khác với tài nguyên vật lý, tài nguyên ảo tự động phân chia tài nguyên theo nhu cầu sử dụng của người dùng

- Nhanh và mềm dẻo : có thể triển khai nhanh và mềm dẻo, trong một

số trường hợp có thể tự động, dễ dàng mở rộng dịch vụ và nâng cấu hình Có khả năng để khách hàng có thể sử dụng không giới hạn và có thể thanh toán bất kỳ theo số lượng, bất kỳ thời gian nào

- Dịch vụ đo, đếm được : hệ thống tự động điều khiển và tối ưu tài nguyên Hệ thống giám sát, điều khiển, ghi nhận việc sử dụng tài nguyên, tiện ích này được cung cấp một cách trong suốt với cả nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng

Các mô hình dịch vụ:

- Mô hình SaaS (phần mềm như là một dịch vụ) : Có khả năng cung cấp cho người dùng sử dụng các ứng dụng của nhà cung cấp đang chạy trên một cơ sở hạ tầng điện toán đám mây.Các ứng dụng có thể truy cập từ các

23

thiết bị người dùng khác nhau thông qua một giao diện người dùng dạng mỏng (thin client) như một trình duyệt web (ví dụ như, email dựa trên web).Người dùng không quản lý hoặc kiểm soát cơ sở hạ tầng điện toán đám mây nằm bên dưới bao gồm cả mạng, máy chủ, hệ điều hành, lưu trữ hoặc khả năng ứng dụng ngay cả cá nhân, với ngoại lệ có thể có của người sử dụng hạn chế ứng dụng cụ thể thiết lập cấu hình

- Mô hình PaaS (nền tảng như là một dịch vụ) : Có khả năng cung cấp cho người dùng được triển khai vào cơ sở hạ tầng điện toán đám mây mà người tiêu dùng tạo ra hoặc mua lại các ứng dụng được tạo ra bằng cách sử dụng các ngôn ngữ lập trình và các công cụ hỗ trợ bởi nhà cung cấp.Người dùng không quản lý hoặc kiểm soát cơ sở hạ tầng điện toán đám mây nằm bên dưới bao gồm cả mạng, máy chủ, hệ điều hành hoặc lưu trữ, nhưng có kiểm soát các ứng dụng triển khai và có thể là môi trường ứng dụng cấu hình lưu trữ

- Mô hình IaaS (hạ tầng như là một dịch vụ) : Có khả năng cung cấp cho người dùng khả năng xử lý (CPU), cung cấp lưu trữ, mạng và các tài nguyên máy tính cơ bản khác, nơi người tiêu dùng có thể triển khai và chạy phần mềm tùy ý, có thể bao gồm hệ thống điều hành và các ứng dụng.Người dùng không quản lý hoặc kiểm soát các cơ sở hạ tầng điện toán đám mây cơ bản nhưng có kiểm soát hệ điều hành, lưu trữ, ứng dụng triển khai và có thể kiểm soát giới hạn của các thành phần mạng theo lựa chọn (ví dụ, các tường lửa)

Các mô hình triển khai:

- Đám mây riêng (Private Cloud) : Các cơ sở hạ tầng điện toán đám mây đó chỉ hoạt động cho một tổ chức Nó có thể được quản lý bởi tổ chức hay một bên thứ ba và có thể tồn tại trong hay ngoài mạng của tổ chức đó

24

- Đám mây cộng đồng (Community Cloud) : Cơ sở hạ tầng điện toán đám mây đó được chia sẻ bởi một số tổ chức và hỗ trợ một cộng đồng cụ thể cùng chia sẻ mối quan tâm (ví dụ như nhiệm vụ, yêu cầu an ninh, chính sách,

và cân nhắc phù hợp) Nó có thể được quản lý bởi tổ chức hay một bên thứ ba

và có thể tồn tại trong hay ngoài mạng của tổ chức đó

- Đám mây công cộng (Public Cloud) : Cơ sở hạ tầng điện toán đám mây là có sẵn, cung cấp như một dịch vụ công cộng hoặc cho một nhóm ngành công nghiệp lớn và được sở hữu bởi một tổ chức bán các dịch vụ đám mây

- Đám mây lai (Hybrid Cloud) : Cơ sở hạ tầng điện toán đám mây là một thành phần của hai hoặc nhiều đám mây (riêng, cộng đồng hoặc công cộng) vẫn là thực thể duy nhất nhưng bị ràng buộc với nhau bằng chuẩn công nghệ chung hoặc riêng cho dữ liệu và ứng dụng

Định nghĩa của NIST là cụ thể và đầy đủ để mô tả thế nào là điện toán đám mây Hình ảnh dưới đây mô tả một cách ngắn gọn các bước phát triển đến điện toán đám mây tính đến thời điểm hiện tại

25

Hình 3 Các bước phát triển các mô hình điện toán

Về cơ bản cho đến nay điện toán đám mây là cách tiếp cận mới nhất, hình 3 cho thấy các bước phát triển của điện toán qua các mức độ khác nhau

26

1.4.2 Phân loại điện toán đám mây

Như phần trên đã định nghĩa, theo định nghĩa NIST, nếu xét về mặt dịch vụ thì điện toán đám mây được chia thành ba loại cơ bản : đám mây hạ tầng (IaaS cloud), đám mây nền tảng (PaaS cloud), đám mây dịch vụ phần mềm (SaaS cloud)

Tương tự, nếu xét về mô hình triển khai thì điện toán đám mây được chia làm bốn loại : đám mây công cộng, đám mây riêng, đám mây cộng đồng, đám mây lai

Hình 4 Hình mô tả ba lại đám mây đám mây công cộng, đám mây

riêng, đám mây lai

1.4.3 Kiến trúc điện toán đám mây

Tương ứng với các mô hình dịch vụ điện toán đám mây có các lớp kiến trúc tương ứng với các mô hình dịch vụ đó

- SalesForce CRM : dich vụ CRM trực tuyến

- Google Apps : dịch vụ mail, tên miền, lịch làm việc, trực tuyến

- DeskAway : dịch vụ quản lý dự án, giám sát công việc trực tuyến

- Impel CRM : dich vụ CRM trực tuyến

- Wipro w-SaaS : dịch vụ triển khái SaaS một cách nhanh chóng

28

Ví dụ PaaS:

- Google App Engine [40]: nền tảng cho phép triển khai ứng dụng bằng python, java trên hạ tầng của Google

Hình 6 Mô hình hệ thống Google App Engine

- Microsoft Azure Services Platform [41]: nền tảng đám mây của Microsoft

- ORACLE/AWS [42] : nền tảng đám mây của ORACLE

Ví dụ IaaS:

29

- Amazon EC2 [23] : hạ tầng cung cấp máy ảo EC2, dịch vụ lưu trữ S3,

số một thế giới

Hình 7 Mô hình kiến trúc dịch vụ của Amazon

- Rackspace : cung cấp máy ảo, hạ tầng số 2 thế giới

1.5 Đám mây IaaS

1.5.1 Mục tiêu của IaaS

Đám mây dịch vụ cơ sở hạ tầng, còn được gọi là "cơ sở hạ tầng như

một dịch vụ" (IaaS), cung cấp cơ sở hạ tầng máy tính - thường là một môi

trường nền tảng ảo hóa - như một dịch vụ, cùng với không gian lưu trữ và kết

nối mạng Thay vì mua các máy chủ, phần mềm, không gian tại các trung tâm

dữ liệu, thiết bị mạng, khách hàng mua những nguồn tài nguyên đó như là

một dịch vụ đầy đủ thông thường Các nhà cung cấp tính chi phí dịch vụ đó

1.5.2 Ƣu nhƣợc điểm của IaaS

Hệ thống IaaS mang lại rất nhiều lợi điểm cho người dùng:

- Dịch vụ có độ ổn định cao do tận dụng được các tính năng di trú

máy ảo của công nghệ ảo hóa và công nghệ lưu trữ

- Dịch vụ có thể khôi phục một cách nhanh chóng khi có vấn đề sự cố

nhờ khả năng lưu ảnh hệ điều hành của công nghệ ảo hóa

- Người dùng tiếp kiệm rất nhiều chi phí đầu tư hạ tầng, chi phí quản

trị, chi phí con người

- Có sự chủ động cao khi thao các với tài nguyên đã thuê

Tuy nhiên đám mây dịch vụ hạ tầng cũng có những hạn chế nhất định như:

- Các chuẩn bị quy định bởi các nhà cung cấp dịch vụ

Một trong các ưu điểm có thể tận dụng để tăng cường cho lưới là khả năng triển khai các nút cực nhanh nhờ công nghệ ảo hóa Do đó việc ảo hóa

cụ thể ở chương tiếp theo

2.1 Bộ công cụ điện toán đám mây OpenNebula

2.1.1 Giới thiệu OpenNebula

OpenNebula.org là một dự án mã nguồn mở nhằm xây dựng bộ công cụ điện toán đám mây (IaaS) mã nguồn mở đạt tiêu chuẩn công nghiệp để quản

lý các cơ sở hạ tầng phân tán sự phức tạp và không đồng nhất Phiên bản mới nhất của OpenNebula là OpenNebula 3.0 (10/2011)

Đám mây hạ tầng sẽ là bước tiếp theo trong sự phát triển của trung tâm

dữ liệu Bởi vì không có hai trung tâm dữ liệu là như nhau, không có một kích thước phù hợp cho tất cả trong đám mây OpenNebula nhằm mục đích cung cấp một lớp quản trị mở, linh hoạt, toàn diện để tự động hóa và điều phối các hoạt động của các trung tâm dữ liệu ảo bằng cách thúc đẩy và tích hợp và triển các giải pháp cho hệ thống mạng, lưu trữ, giám sát, ảo hóa, quản lý người dùng

OpenNebula được thiết kế để giải quyết các yêu cầu và các vấn đề từ các công ty hàng đầu, trên nhiều ngành công nghiệp, chẳng hạn như các công

ty cung cấp dịch vụ trung tâm dữ liệu, máy chủ, viễn thông, chính phủ điện

tử, điện toán theo nhu cầu Một số tiêu chí thiết kế chính của OpenNebula:

33

- Mở về mặt kiến trúc, giao diện, mã nguồn

- Khả năng tương thích cao để có thể quản lý bất kỳ phần cứng, phần

mềm và tích hợp với các đám mây và hệ thống ảo hóa khác

- Tính cộng tác và linh động cao tránh các nhà cung cấp độc quyền

- Ổn định để có thể chạy trong môi trường công nghiệp

- Khả năng mở rộng cho cơ sở hạ tầng quy mô lớn

- Tiêu chuẩn hóa bằng cách thúc đẩy và thực hiện các tiêu chuẩn

Hình 8 Các thành phần chung của OpenNebula OpenNebula được phát triển bởi C12G Labs, cho đến nay đã có phiên

bản 3.0 (2011) OpenNebula đã từng được thử về khả năng mở rộng, mở rộng

đến 16000 máy ảo (2009) Hiện nay thậm trí OpenNebula còn được tích hợp

Hình 9 Mô hình tổng quan OpenNebula

35

Hình 10 Mô hình cơ bản các thành phần OpenNebula [4]

Phần Front-end thực thi các dịch vụ quản lý với dịch vụ chính là

ONED Trên mỗi nút phải được cài đặt lớp ảo hóa như XEN, KVM, VMware , Ảnh và phân vùng lưu trữ của máy ảo nằm trên các phân vùng chung được chia sẻ, có thể được kết nối bằng cáp quang hay kết nối mạng thông thường

36 Hình 11 Kiến trúc hệ thống file chia sẻ của OpenNenula

Hình 12 Mô hình các lớp của OpenNebula [4]

37

Các tính năng cơ bản của OpenNebula như sau:

- Quản lý an ninh người dùng : chứng thực hỗ trợ mật khẩu, cặp khóa

rsa với ssh, chứng thư X509, LDAP Hỗ trợ phân quyền kiểu danh sách kiểm soát truy cập (ACLs)

- Triển khai theo yêu cầu một trung tâm dữ liệu ảo (Virtual Data

Center): có thể tạo ra một trung tâm dữ liệu ảo trên hạ tầng

OpenNebula, có đầy đủ tính năng của một trung tâm dữ liệu như tạo mới, xóa

- Nâng cao kiểm soát và giám sát của cơ sở hạ tầng ảo

- Hỗ trợ rộng rãi các chuẩn và các nền tảng doanh nghiệp : nền tảng

ảo hóa hỗ trợ hầu hết các loại phổ biến (có nên trên); về file lưu trữ

hỗ trợ NFS, GlusterFS, Lustre…; chuẩn mạng hỗ trợ Ebtable, Open vSwitch và 802.1Q tagging; giám sát sử dụng phần mềm nguồn mở Ganglia

- Tối ưu các nguồn tài nguyên phân tán : giám sát mức độ sử dụng,

phân phối và quản lý tài nguyên hợp lý

- Quản trị tập trung : sử dụng một điểm quản lý duy nhất cho nhiều

điểm chạy OpenNebula

- Độ sẵn sàng cao : được thiết kế theo kiến trúc có độ sẵn sàng cao

- Hỗ trợ mô hình đám mây lai và các chuẩn kết nối đám mây công

cộng

- Hỗ trợ đa dạng các giao diện đám mây : giao diện REST, các chuẩn

OGF OCCI, AWS EC2 API và các chuẩn của một số đám mây công cộng khác

38

- Hỗ trợ tính năng quản trị phong phú và trang web người dụng tự

phục vụ : hỗ trợ giao diện dòng lệnh (dạng UNIX) và giao diện đồ họa với đầy đủ tính năng

- Hỗ trợ triển khai trên nhiều loại hệ hệ điều hành : RHEL/CentOS,

Debian, openSUSE, Ubuntu

- Phần mở rộng và tích hợp được mô đun hóa : có thể tích hợp bất kỳ

một trung tâm dữ liệu nào

- Có độ tin cậy, hiệu quả và có thể mở rộng quy mô lớn : hệ thống hỗ

trợ đến hàng ngàn lõi CPU, hàng máy ảo (đã được thử nghiệm và kiểm chứng), cơ sở dữ liệu đằng sau có khả năng mở rộng (MySQL

và SQLite), lõi được viết trên C++ có hiệu suất rất tốt

OpenNebula là bộ công cụ đầy chức năng để tạo ra một đám mây hạ tầng dưới các hình thức đám mây riêng, đám mây công cộng và đám mây lai

Có thể sử dụng hạ tầng OpenNebula để tăng cường hạ tầng điện toán lưới Hình dưới đây mô tả việc triển khai lưới sử dụng Globus Toolkit trên nền OpenNebula