MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ CÔNG CỤ CLOUDBUS TOOLKIT

Điện toán đám mây cung cấp cơ sở hạ tầng, nền tảng, và phần mềm ứng dụng như các dịch vụ, được thực hiện như là các dịch vụ dựa trên đăng ký trong mô hình pay-as-you-go cho người tiêu dù

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN



BÀI THU HOẠCH

CHUYÊN ĐỀ TÍNH TOÁN LƯỚI

MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ CÔNG CỤ CLOUDBUS TOOLKIT

Giáo viên hướng dẫn:

MỤC LỤC

GIỚI THIỆU 4

Chương I TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 4

1.1 Giới thiệu 4

1.2 Điện toán đám mây 6

1.3 Định nghĩa đám mây và các định hướng thị trường máy tính 6

1.4 Mô hình tham chiếu điện toán đám mây 8

1.5 State of Art trong điện toán đám mây 10

1.6 Infrastructure as a Service 11

1.7 Platform as a Service 13

1.8 Software as a Service 16

1.8 kết hợp và tiêu chuẩn 16

1.9 Thách thức 17

1.10 ảo hóa 18

1.11 Aan ninh, bảo mật và tin cậy 19

1.12 Môi trường lập trình và phát triển ứng dụng 21

1.13 Các ứng dụng trên đám mây 22

1.13 Tiêu chuẩn 22

Chương II: CLOUDBUS / CLOUDS LAB TECHNOLOGIES 27

2.1 Giới thiệu 27

2.2 Aneka 27

2.3 Broker - Harnessing Cloud và tài nguyên phân tán khác 28

2.4 Quy trình làm việc 28

2.5 Market Market Maker/Meta-broker 29

2.6 InterCloud 30

2.7 MetaCDN 30

2.8 Tối ưu hóa trung tâm dữ liệu 31

2.9 Năng lượng máy tính hiệu quả 31

2.10 CloudSim 32 KẾT LUẬN

GIỚI THIỆU

Điện toán đám mây đã thâm nhập vào ngành công nghiệp Công nghệ thông tin sâu

đủ để ảnh hưởng đến các công ty lớn để áp dụng nó vào kinh doanh chính của họ Tác động

mạnh mẽ về việc sử dụng công nghệ ảo hóa để thực hiện Infrastructure-as-a-Service (IaaS)

đã khiến các doanh nghiệp tính toán khả năng thuê bao theo hướng của điên toán đám mây công cộng cho dịch vụ lưu trữ ứng dụng của họ Song song đó, nghiên cứu trong học viện đã nghiên cứu các khía cạnh như an ninh, software frameworks, chất lượng dịch vụ, và tiêu chuẩn hóa Việc thực hiện đầy đủ các tầm nhìn điện toán đám mây sẽ dẫn đến sự ra đời của thịtrường ảo, nơi broker Điện toán đám mây, thay mặt cho người dùng cuối, là chịu trách nhiệm lựa chọn các dịch vụ quảng cáo của các nhà cung cấp đám mây khác nhau Để thực hiện điều này, các giải pháp và công nghệ hiện có phải được thiết kế lại và mở rộng từ quan điểm định hướng thị trường và tích hợp với nhau, tạo ra những thị trường theo định hướng điện toán đámmây

Trong bài này sẽ đánh giá tình trạng hiện tại của Điện toán đám mây bằng cách cung cấp

mô hình tham khảo, thảo luận về những thách thức các nhà nghiên cứu và các học viên IT đang phải đối mặt và sẽ gặp phải trong tương lai gần, và trình bày phương pháp tiếp cận cho giải quyết chúng từ quan điểm của Cloudbus toolkit, trong đó bao gồm tập hợp các công nghệ hướng tới thị trường định hướng Điện toán đám mây Cung cấp kết quả thí nghiệm chứng tỏ thị trường trích lập dự phòng theo định hướng tài nguyên và môi giới trong đám mây và qua nhiều tài nguyên phân tán Chúng tôi cũng bao gồm ứng dụng minh họa lưu trữ của điện tâm

đồ phân tích như SaaS trên dịch vụ mazon IaaS (EC2 và S3) Từ khoá: Điện toán đám mây, Platform-as-a-Service, ảo hóa, Tiện ích máy tính, thị trường định hướng Máy tính

Chương I TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

1.1 Giới thiệu

Năm 1969, Leonard Kleinrock, một trong những nhà khoa học trưởng của dự án nghiên cứu ban đầu nâng cao (ARPANET) cho biết: Hiện tại, máy tính mạng vẫn còn trong giai đoạn trứng nước, nhưng khi phát và trở nên tinh vi, có lẽ chúng ta sẽ thấy sự lây lan của các tiện íchmáy tính, trong đó, như các công ty điện và điện thoại hiện tại, sẽ phục vụ nhà riêng và văn phòng trên khắp đất nước Tầm nhìn này của các tiện ích máy tính, dựa trên dịch vụ mô hình

dự phòng, dự đoán sự biến đổi lớn của toàn bộ ngành công nghiệp máy tính trong thế kỷ 21 trong đó dịch vụ điện toán sẽ được có sẵn theo yêu cầu, như nước, điện, khí đốt, điện thoại và các dịch vụ có sẵn của xã hội hôm nay Tương tự như vậy, máy tính sử dụng dịch vụ cần phải trả nhà cung cấp khi họ truy cập vào dịch vụ điện toán, mà không cần phải đầu tư mạnh hoặc gặp khó khăn trong việc xây dựng và duy trì cơ sở hạ tầng CNTT phức tạp Họ truy cập vào các dịch vụ dựa trên yêu cầu của họ mà không quan tâm đến nơi mà các dịch vụ được lưu trữ

Mô hình này được gọi là điện toán tiện ích, hoặc gần đây như Điện toán đám mây Điện toán đám mây cung cấp cơ sở hạ tầng, nền tảng, và phần mềm (ứng dụng) như các dịch vụ, được thực hiện như là các dịch vụ dựa trên đăng ký trong mô hình pay-as-you-go cho người tiêu

dùng Trong ngành công nghiệp, các dịch vụ này được gọi là Infrastructure-as-a-Service (IaaS), Platform-as-a-Service (PaaS), Software-as-a-Service (SaaS)

Đám mây nhằm mục đích là trung tâm dữ liệu , kiến trúc chúng như là mạng lưới dịch

vụ ảo (phần cứng, cơ sở dữ liệu, giao diện người dùng, ứng dụng logic) để người dùng có thể truy cập và triển khai các ứng dụng từ bất cứ nơi nào trên thế giới về nhu cầu với chi phí cạnh tranh tùy thuộc vào người sử dụng chất lượng dịch vụ yêu cầu (QoS) Nó cung cấp lợi ích đáng kể cho các công ty CNTT giải thoát họ khỏi những nhiệm vụ cấp thấp như thiết lập phầncứng cơ bản (máy chủ) và phần mềm cơ sở hạ tầng và do đó cho phép họ tập trung vào sự đổi mới và tạo ra giá trị kinh doanh của họ dịch vụ

Điện toán đám mây chắc chắn là ở đầu xu hướng công nghệ, đạt đỉnh điểm mong đợi chỉtrong 3-5 năm Xu hướng này được thực hiện bởi các nhà cung cấp như Amazon

(Http://aws.amazon.com), AT & T, Google, Salesforce (http://www.salesforce.com), IBM, Microsoft, và Sun Microsystems Thiết lập các trung tâm dữ liệu mới cho lưu trữ điện toán đám mây cho các ứng dụng như các mạng xã hội như Facebook(http://www.facebook.com) vàMySpace (http://www.myspace.com ), cổng thông tin game ví dụ như Bigpoint

(http://www.bigpoint.com ), kinh doanh các ứng dụng (ví dụ, SalesForce.com), phân phối nội dung phương tiện truyền thông, và công việc khoa học

Hiện nay, Điện toán đám mây chủ yếu đề cập đến các giải pháp lưu trữ ảo số hay giá trị

gia tăng cho khách hàng Phân khúc thị trường này được gọi là Infrastructure-as-a-Service

(IaaS) và tập trung phần lớn các công ty lớn hoạt động trong điện toán đám mây Công nghệ

và khái niệm chung đặc trưng cho các giải pháp IaaS hiện nay chủ yếu là phát triển và cũng được thành lập, nhiều công ty và người sử dụng đã áp dụng tùy chọn đám mây để tiết kiệm

trong chi phí cơ sở hạ tầng và truy cập vào sức mạnh tính toán lớn theo yêu cầu Những thách thức mới cho những mối quan tâm chính thông qua Điện toán đám mây là tập trung nhiều hơn

về cách làm cho việc sử dụng lợi nhuận của công nghệ này và làm thế nào để đơn giản hóa việc phát triển các ứng dụng phần mềm Cloud Đặc biệt là có toàn bộ thị trường liên quan đến việc cung cấp các nền tảng và các công cụ để xây dựng các ứng dụng được lưu trữ trong các Điện toán đám mây hoặc dịch vụ đám mây tận dụng cho nhiều nhiệm vụ Trong ý nghĩa này, Cloudbus toolkit định hướng cho điện toán đám mây cung cấp bộ các công cụ và công nghệ, thực hiện cùng nhau, góp phần thực hiện tầm nhìn của Điện toán đám mây Phương pháp tiếp cận thách thức này từ quan điểm định hướng thị trường

1.2 Điện toán đám mây

Điện toán đám mây là mô hình mới nhằm mục đích cung cấp cơ sở hạ tầng phần cứng

và ứng dụng phần mềm như dịch vụ, trong đó người dùng có thể tiêu thụ trên trả cho mỗi sử dụng, cơ sở Điện toán đám mây hiện đang ở đỉnh cao và có rất nhiều kỳ vọng từ công nghệ này

1.3 Định nghĩa đám mây và các định hướng thị trường máy tính

Do những tiến bộ nhanh chóng trong mô hình điện toán đám mây, nó có nghĩa khác nhau đối với những người khác nhau Như kết quả, có số định nghĩa và đề xuất

Vaquero et al đã đề xuất định nghĩa được tập trung vào khả năng mở rộng, mô hình tiện ích pay-per-use và ảo hóa

Theo Gartner, Điện toán đám mây là dạng thức điện toán nơi mà dịch vụ được cung cấp qua mạng Internet bằng cách sử dụng khác nhau mô hình và các lớp trừu tượng Biểu tượng đám mây truyền thống đại diện cho Internet

ARMBRUST et al nhận thấy rằng Điện toán đám mây đề cập đến cả các ứng dụng cung cấp các dịch vụ trên Internet và các phần cứng và phần mềm hệ thống trong trung tâm dữ liệu cung cấp các dịch vụ Định nghĩa này mô tả bản chất thực sự của xu hướng mới này, nơi mà

cả hai ứng dụng phần mềm và cơ sở hạ tầng phần cứng chuyển từ môi trường tin cho bên thứ

ba trung tâm dữ liệu và có thể truy cập thông qua Internet

Buyya et al định nghĩa đám mây như loại hệ thống song song và phân phối bao gồm tập hợp các máy tính kết nối với nhau và ảo hóa được tự động cung cấp và trình bày như là hoặc tài nguyên máy tính thống nhất hơn dựa trên cấp độ dịch vụ Định nghĩa này đặt Máy tính vàoquan điểm định hướng thị trường và nhấn mạnh bản chất kinh tế của hiện tượng này

Các tính năng quan trọng là khả năng cung cấp cả hai cơ sở hạ tầng và phần mềm như là dịch vụ được tiêu thụ trên trả cho mỗi sử dụng Xu hướng trước đó đã được giới hạn trong lớp người sử dụng cụ thể tài nguyên CNTT Nó cung cấp dịch vụ với khối lượng khác nhau, từ các người dùng cuối lưu trữ các tài liệu cá nhân của họ trên Internet cho các doanh nghiệp gia công phần mềm toàn bộ CNTT của họ cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu bên ngoài Service Level Agreements (SLAs) yêu cầu thiết lập giữa khách hàng và nhà cung cấp đám mây SLA quy định cụ thể các chi tiết của dịch vụ được cung cấp về số liệu thoả thuận của tất cả các bên,

và hình phạt đối với vi phạm SLAs hoạt động như bảo hành cho người sử dụng, người thoải mái hơn có thể di chuyển kinh doanh sang các Điện toán đám mây khác Kết quả là, các doanhnghiệp có thể cắt giảm bảo dưỡng và chi phí hành chính bằng cách cho thuê CNTT của họ cơ

sở hạ tầng từ các nhà cung cấp đám mây Tương tự như vậy, người sử dụng tận dụng điện toán đám mây không chỉ cho việc truy cập của họ dữ liệu cá nhân từ khắp mọi nơi, mà còn để thực hiện các hoạt động mà không phải mua phần mềm đắt tiền và phần cứng

Các thành phần cấp cao của kiến trúc hướng dịch vụ bao gồm các khách hàng dịch vụ môi giới và điều phối hỗ trợ quản lý tiện ích điều khiển của Đám mây Lập kế hoạch ứng

dụng, phân bổ tài nguyênvà chuyển của khối lượng công việc Hệ thống sẽ giảm bớt domain tích hợp cho các khả năng theo yêu cầu, linh hoạt, tiết kiệm năng lượng, và đáng tin cậy truy cập vào cơ sở hạ tầng dựa trên công nghệ ảo hóa.

Theo định hướng thị trường trong ngành công nghiệp máy tính là nhận được thực tế bằng chứng là sự phát triển từ các công ty như Amazon Ví dụ, EC2 bắt đầu với giá cả căn hộ sau đó chuyển đến định giá dựa trên sự khác biệt dịch vụ và giới thiệu gần đây dựa trên mô hình đấu giá, sử dụng trường hợp tại chỗ (Http://aws.amazon.com/ec2/spot-instances)

Cloud Exchange (CEX) hoạt động như nhà sản xuất cho thị trường tập hợp các nhà sản xuất và dịch vụ người tiêu dùng Nó đòi hỏi tập hợp cơ sở hạ tầng từ các nhà ứng dụng và đánh giá chúng đối với việc cung cấp sẵn có.Nó nhằm mục đích hỗ trợ dịch vụ giao dịch Điện toán đám mây dựa trên các mô hình kinh tế cạnh tranh như thị trường hàng hóa và bán đấu giá CEX cho phép những người tham gia (Điều phối viên và môi giới) xác định vị trí nhà cung cấp và người tiêu dùng phù hợp Thị trường như vậy cho phép các dịch vụ được thành hàng hoá và do đó, có thể mở đường cho việc tạo ra các cơ sở hạ tầng thị trường năng động kinh doanh dựa trên SLA Sự sẵn có của hệ thống ngân hàng trong thị trường đảm bảo rằng các giao dịch tài chính liên quan đến SLAs giữa người tham gia được thực hiện trong môi trường an toàn và đáng tin cậy Mỗi khách hàng trong nền tảng Điện toán đám mây sẽ cần phải tạo dịch vụ Cloud broker có thể tự động thiết lập các hợp đồng dịch vụ với Điều phối viên điện toán đám mây thông qua các chức năng giao dịch tiếp xúc do Cloud Exchange

1.4 Mô hình tham chiếu điện toán đám mây

Hình 14.2 cung cấp bản về hình dung của Điện toán đám mây xác định mô hình tham chiếu vào đó tất cả các thành phần quan trọng được tổ chức và phân loại.Sự mới lạ của

phương pháp này bao gồm toàn bộ máy tính: từ hệ thống cấp thấp nơi cơ sở hạ tầng được cung cấp theo yêu cầu, đến mức người sử dụng, nơi các ứng dụng minh bạch lưu trữ trong đám mây có thể truy cập từ bất cứ nơi nào Đây là khía cạnh cách mạng của Điện toán đám mây mà làm cho các nhà cung cấp dịch vụ, doanh nghiệp, và người dùng hoàn toàn suy nghĩ lại của họ

Mức thấp nhất của mô hình được đặc trưng bởi các tài nguyênvật chất, mà tạo thành nềntảng của điện toán đám mây Các nguồn tài nguyên có thể có bản chất khác nhau: cụm, trung tâm dữ liệu, và máy tính để bàn Các cơ sở hạ tầng CNTT được triển khai và quản lý Điện toán đám mây thương mại triển khai có nhiều khả năng được thành lập bởi các trung tâm dữ

liệu lưu trữ hàng trăm hoặc hàng ngàn máy tính, trong khi đám mây tư nhân có thể cung cấp môi trường không đồng nhất hơn

Hình 14.2: đám mây tiện ích theo định hướng kết nối mạng của họ qua trung gian của cloud exchange

Cơ sở hạ tầng vật lý được quản lý bởi các trung gian cốt lõi có mục tiêu là cung cấp môi trường ,thời gian chạy thích hợp cho các ứng dụng và sử dụng các tài nguyên vật chất tốt nhất

Công nghệ ảo hóa cung cấp các tính năng như cô lập ứng dụng, chất lượng dịch vụ.Trong số các giải pháp khác nhau cho việc ảo hóa, mức độ ảo hóa phần cứng và trình độ ngôn ngữ lập trình ảo hóa được yêu thích nhất Mức phần cứng ảo hóa đảm bảo hoàn toàn tách biệt của các ứng dụng và phân vùng tốt các nguồn tài nguyên vật lý, chẳng hạn như bộ nhớ và CPU, bằng phương tiện của các máy ảo Lập trình cấp ảo hóa cung cấp sand boxing và quản lý cho các ứng dụng phát triển với công nghệ hoặc các chương trình cụ thể ngôn ngữ (ví dụ như Java, NET, và Python) Công nghệ ảo hóa giúp trong việc tạo ra môi trường trong các dịch vụ chuyên nghiệp và thương mại được tích hợp Chúng bao gồm: thương lượng về chất lượng dịch vụ, nhận kiểm soát, quản lý và giám sát thực hiện, kế toán và thanh toán

Cơ sở hạ tầng vật lý và lõi trung gian đại diện cho nền tảng nơi mà các ứng dụng triển khai Nền tảng này được thực hiện thông qua mức độ trung gian người sử dụng, cung cấp môi trường và các công cụ đơn giản hóa việc phát triển và triển khai các ứng dụng trong điện toán đám mây Đó là: giao diện web 2.0, công cụ dòng lệnh, thư viện, và các ngôn ngữ lập trình

Ở cấp cao nhất, các loại khác nhau của các ứng dụng tận dụng lợi thế của các dịch vụ được cung cấp bởi mô hình tham chiếu điện toán đám mây Các nhà cung cấp phần mềm độc lập (ISV) có thể dựa trên điện toán đám mây để quản lý các ứng dụng và dịch vụ mới Các doanh nghiệp có thể tận dụng điện toán đám mây để cung cấp dịch vụ cho khách hàng của họ

Cơ hội khác có thể được tìm thấy trong các lĩnh vực giáo dục, điện toán xã hội, khoa học máy tính và mạng phân phối nội dung

1.5 State of Art trong điện toán đám mây

Là khá phổ biến cho giải pháp duy nhất để bao gồm tất cả các dịch vụ được mô tả trong các mô hình tài liệu tham khảo Nhiều khả năng, các nhà cung cấp khác nhau tập trung vào việc cung cấp lớp con của các dịch vụ giải quyết nhu cầu của khu vực thị trường cụ thể trong khi các dự án nghiên cứu quan tâm nhiều hơn phải đối mặt với những thách thức của cụ thể khía cạnh của điện toán đám mây, như lập kế hoạch, an ninh, bảo mật, và ảo hóa Bằng cách làm theo mô hình tham chiếu trước đó có thể phân loại các tùy chọn có sẵn thành ba loại chính: Software-as-a-Service (SaaS), Platform-as-a-Service (PaaS), và Infrastructure /

Hardware-as-a-Service (IaaS / Haas),

H.14 Mô hình tham chiếu Điện toán đám mây

1.6 Infrastructure as a Service

Infrastructure as a Service (IaaS) hoặc Hardware-as-a-Service (Haas) cung cấp các

giải pháp cơ sở hạ tầng dựa trên nguồn tài nguyên ảo hoặc tài nguyên vật lý như loại hàng hóacho khách hàng Các tài nguyênđáp ứng cho người dùng cuối yêu cầu về bộ nhớ, loại CPU, điện, lưu trữ, và trong hầu hết các trường hợp, hoạt động hệ thống là tốt Nó có thể xác định hai phương pháp tiếp cận khác nhau: giải pháp IaaS thuần túy cung cấp cả hai cơ sở hạ tầng quản lý và phần cứng vật lý, nơi cơ sở hạ tầng được triển khai, và IaaS chỉ tập trung vào việc cung cấp cơ sở hạ tầng quản lý, có nghĩa là để được triển khai trên cơ sở hạ tầng hiện có thể được cung cấp bởi người sử dụng

Ý tưởng sử dụng công nghệ ảo hóa phần cứng để cung cấp môi trường thực hiện trên nhu cầu không phải là mới Những nỗ lực đầu tiên để cung cấp môi trường thực thi dựa trên máy ảo cho ứng dụng có thể được tìm thấy trong các dự án Denali Trọng tâm của Denali là cung cấp khả năng mở rộng cơ sở hạ tầng có thể hỗ trợ việc quản lý số lượng lớn các ứng dụng máy chủ bằng cách sử dụng nhiều máy ảo Không gian làm việc ảo cung cấp môi trườngthực hiện cấu hình triển khai động bằng image máy ảo trong cơ sở hạ tầng Grid Sự tiến hóa của các khái niệm là Nimbus , tạo thành hiện thực hoàn toàn của mô hình IaaS cho đám mây khoa học Là tập các công cụ mã nguồn mở, khi đặt lại với nhau, góp phần cung cấp giải phápInfrastructure-as-a-Service chủ yếu tập trung vào các ứng dụng khoa học OpenNebula và Eucalyptus tạo thành hoàn chỉnh nền tảng cho việc cung cấp các giải pháp IaaS Eucalyptus làframework mã nguồn mở có thể biến tập hợp các máy tính phân tán vào máy tính và lưu trữ đám mây Nó cung cấp khả năng tương thích với giao diện, và thay thế cho Amazon EC2 và S3 cho phép người dùng xây dựng đám mây riêng Quản lý máy ảo OpenNebula có thể được

sử dụng để triển khai các dịch vụ ảo hóa trên cả các tài nguyên local và trên đám mây IaaS bên ngoài Cùng với Haizea quản lý cho thuê tài nguyên có thể hoạt động như lập kế hoạch phụ cho OpenNebula, nó cung cấp các tính năng tiên tiến như dự phòng tài nguyên

OpenNebula và Haizea đã phát triển dự án RESERVOIR nhằm xác định hệ thống tiên tiến và phương pháp quản lý dịch vụ mà sẽ phục vụ như cơ sở hạ tầng điện toán đám mây triển khai thực hiện

Các giải pháp IaaS thuần túy có nhiều khả năng được tìm thấy trong ngành công nghiệp:Amazon là trong những công ty lớn trong lĩnh vực này Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) cung cấp cơ sở hạ tầng máy tính lớn và dịch vụ dựa trên công nghệ ảo hóa phần cứng Bằng cách sử dụng Amazon Web Services, người dùng có thể tạo ra Amazon Machine Images(AMI) và lưu chúng như mẫu mà từ đó nhiều trường hợp có thể chạy Có thể chạy cả máy ảo Windows hoặc Linux, mà người sử dụng được tính trên mỗi giờ cho mỗi trường hợp chạy Amazon cũng cung cấp dịch vụ lưu trữ với lưu trữ đơn giản của Amazon Dịch vụ (S3), người dùng có thể sử dụng Amazon S3 để lưu trữ số lượng lớn các dữ liệu truy cập từ bất cứ nơi nào Joyent cung cấp cho khách hàng với cơ sở hạ tầng, lưu trữ, và các dịch vụ ứng dụng Nó

đã được thành công trong việc mở rộng ứng dụng cộng tác như Linkedin

(http://www.linkedin.com) và Facebook.Ví dụ facebook bây giờ tổ chức gần 300 triệu người

sử dụng được liên tục sử dụng Amazon dịch vụ đám mây Hiện thực khác có liên quan của các

giải pháp IaaS thuần túy được GoGrid, ElasticHosts, Rackspace, Flexiscale số nhà cung cấp chủ yếu tập trung vào việc cung cấp phần mềm cơ sở hạ tầng quản lý cho phép người dùng khai thác tại cơ sở hạ tầng ảo tốt nhất hiện có Các giải pháp thương mại của loại hình này dựavào các nhà cung cấp IaaS thuần túy hiện có và cung cấp giá trị gia tăng RightScale cung cấplớp quản lý nhằm loại bỏ các nhà cung cấp lock-in bằng cách cho phép các người sử dụng để lựa chọn các cơ sở hạ tầng ảo cụ thể (Amazon, VMWare, vv) và phần mềm để tạo cho môi trường ảo của họ (SkyTap) Nhà cung cấp khác, chẳng hạn như CloudCentral và Rejila thêm tính năng cụ thể như cơ sở cho việc soạn cơ sở hạ tầng ảo của riêng bạn và hoặc tự động đóng gói ứng dụng và triển khai Các giải pháp khác là hoàn toàn chuyên cung cấp môi trường linh hoạt và đầy đủ tính năng ảo cơ sở hạ tầng thiết kế và không cung cấp kim loại trần máy chủ ảohoặc lưu trữ (Elastra, CohesiveFT)

Bảng 14.1: Điện toán đám mây phân loại dịch vụ

Ứng dụng web và dịch vụ (web 2.0)

Saleforce.com(CRM)

Clarizen.com ( Project

managerment)Google mailPaas Khách hang

được cung cấp nền tảng để phát triển ứng dụng trên Cloud

Các API và nền tảng của ứng dụng ; Hệ thống triển khai

Google AppEngineMicrosoft Azure

Manjrasoft Aneka

Iaas/

HaaS

Những khách hang được cung cấp phần cứng trữ được ảo hóa và lưu trữ nơi

và họ có thể xây

Máy ảo quản lý cơ sở hạ tầng và quản lý lưu trữ

Amazon EC2

và EC3GoGridNirvanix

dựng cơ sở hạ tầng của họ

1.7 Platform as a Service

Platform as a Service cung cấp ứng dụng hoặc nền tảng phát triển, trong đó người dùng

có thể tạo ra các ứng dụng riêng của họ mà sẽ chạy trên đám mây Chính xác hơn, họ cung cấpứng dụng khuôn khổ và tập hợp các API có thể được sử dụng bởi các nhà phát triển chương trình hoặc soạn các ứng dụng cho các Điện toán đám mây Hiện nay, hầu hết các nghiên cứu

và các nỗ lực công nghiệp đã được đưa vào cung cấp các giải pháp IaaS, thường được xác định như Điện toán đám mây

Giải pháp PaaS có nhiều khả năng được khám phá trong những năm sắp tới, khi các công nghệ và các khái niệm về cơ sở hạ tầng trích lập dự phòng được thiết lập đầy đủ Vì lý

do này có số hạn chế về việc triển khai cho cách tiếp cận này trong cả học viện và ngành công nghiệp Chúng ta có thể phân loại các phương pháp tiếp cận PaaS vào hai loại: những người tích hợp cơ sở hạ tầng CNTT trên đầu của các ứng dụng sẽ được thực hiện như phần của giá trị cung cấp và những người Các giải pháp bao gồm cơ sở hạ tầng CNTT nhiều khả năng được tìm thấy trong ngành công nghiệp, trong khi những cái khác là phổ biến hơn ở học viện.MapReduce đã đạt được thành công đáng kể như mô hình lập trình cho điện toán đám mây Google đã đề nghị nó để xử lý số lượng lớn dữ liệu trên quy mô lớn phân phối cơ sở hạ tầng Nó được đặc trưng bởi mô hình lập trình thể hiện ứng dụng phân tán về của tính toán, bản đồ ,reduce, và fault tolerant file hệ thống được phân phối tối ưu hóa cho di chuyển số lượng lớn dữ liệu Hadoop là thực hiện mã nguồn mở của MapReduce và được sử dụng như lànền tảng lập trình Điện toán đám mây của Amazon EC2 (Elastic MapReduce) và Yahoo Công trình nghiên cứu khác và triển khai thương mại áp dụng phương pháp tiếp cận PaaS chủ yếu tập trung vào việc cung cấp cơ sở hạ tầng có thể mở rộng để phát triển các ứng dụng web AppEngine (http://code.google.com/appengine) là giải pháp Platform-as-a-Service Google đề xuất cho việc phát triển các ứng dụng web khả năng mở rộng thực hiện trên các máy chủ lớn của cơ sở hạ tầng Nó định nghĩa mô hình ứng dụng và cung cấp bộ các API cho phép các nhàphát triển để có dụng các dịch vụ bổ sung như Mail, kho dữ liệu, Memcache, và những cái khác Phát triển có thể phát triển ứng dụng của họ trong ngôn ngữ khác nhau (Python, Java, vàcác ngôn ngữ khác dựa trên JVM), tải lên nó để AppEngine sẽ thực hiện nó trong môi trường sandbox và tự động tăng giảm

AppScale là mã nguồn mở của AppEngine, được phát triển tại Đại học California, Santa Barbara Nó cho phép thực hiện các ứng dụng AppEngine trên cụm local và có thể sử dụng Amazon EC2 hoặc Eucalyptus dựa trên quy mô ra các ứng dụng Nó có nghĩa là để cung cấp khuôn khổ cho các nhà khoa học làm nghiên cứu về các ứng dụng lập trình điện toán đám mây

Heroku (Http://www.heroku.com) là nền tảng điện toán đám mây tự động co dãn quy

mô ứng dụng web dựa trên Ruby on Rails (http://rubyonrails.org) Rất ít triển khai đề xuất nềntảng cho phát triển bất kỳ loại ứng dụng trong điện toán đám mây

Azure http://www.microsoft.com/windowsazure) là đám mây hệ thống dịch vụ phục vụ hoạt động như lập trình,run-time, và kiểm soát môi trường cho các dịch vụ nền tảng Azure Bằng cách sử dụng Microsoft Azure SDK, các nhà phát triển có thể tạo ra các dịch vụ tận dụng NET Framework Các dịch vụ này phải được tải lên thông qua cổng thông tin MicrosoftAzure để được thực hiện trên Windows Azure Dịch vụ bổ sung, chẳng hạn như thực hiện công việc và quản lý, dịch vụ web dàn nhạc và truy cập để lưu trữ dữ liệu SQL, được cung cấp để xây dựng ứng dụng doanh nghiệp

Extreme Application Platform (XAP) (http://www.gigaspaces.com/xap) thương mại hóa bởi GigaSpaces, phát triển cực nhanh nhờ khả năng mở rộng, phân phối các ứng dụng Nó dựatrên khái niệm về không gian, đại diện cho môi trường chia sẻ có thể được sử dụng như phân phối nhanh trong bộ nhớ, thời gian chạy thực hiện cho các ứng dụng, và tin nhắn Bằng cách

sử dụng ứng dụng XAP có thể xác định chính sách cho các ứng dụng quy mô đàn hồi theo nhucầu của họ

SaaSGrid (Http://apprenda.com) thương mại hóa bởi Apprenda là nền tảng phát triển phần mềm đặc biệt được thiết kế để phát triển các ứng dụng SaaS Granules là dự án trực tuyến dựa trên ít thời gian chạy cho điện toán đám mây

Orchestrates thực hiện đồng thời các ứng dụng trên nhiều máy Thời gian quản lý thực hiện các ứng dụng thông qua các giai đoạn khác nhau trong vòng đời của nó: triển khai, khởi tạo, thực hiện và chấm dứt Force.com (http://www.salesforce.com/platform) và

CloudHarbor.com (http://www.cloudharbor.com) là những ví dụ tương tự nhưng chủ yếu tập trung vào các phát triển mô hình hóa (BPM) ứng dụng quá trình kinh doanh

Là phần của Cloudbus Toolkit, Aneka thực hiện PaaS thương mại hóa Manjrasoft, PaaS

bổ sung phát triển các ứng dụng mở rộng cho điện toán đám mây Cốt lõi giá trị của Aneka là

định hướng môi trường thời gian chạy dịch vụ được triển khai trên cả vật lý và ảo cơ sở hạ tầng và cho phép thực hiện các ứng dụng được phát triển bởi các phương tiện lập trình khác nhau mô hình

1.8 Software as a Service

Software as a Service là ở tầng cuối của mô hình Điện toán đám mây và họ cung cấp

cho người sử dụng cuối với dịch vụ tích hợp bao gồm phần cứng, nền tảng phát triển, và các ứng dụng Người sử dụng không được phép tùy chỉnh các dịch vụ nhưng có được quyền truy cập vào ứng dụng cụ thể được lưu trữ trong đám mây Cách tiếp cận SaaS cung cấp dịch vụ CNTT không phải là mới nhưng nó đã được tích hợp vào Điện toán đám mây bằng cách cung cấp giải pháp theo yêu cầu cho các ứng dụng phần mềm Ví dụ về Việc triển khai SaaS là các dịch vụ cung cấp bởi Google cho văn phòng tự động hóa, chẳng hạn như Google Mail, GoogleDocuments và Google Calendar, được chuyển đếnmiễn phí cho người sử dụng Internet và tínhphí cho các dịch vụ chất lượng chuyên nghiệp Ví dụ về các giải pháp thương mại là

SalesForce.com (Http://www.salesforce.com) và Clarizen.com (http://www.clarizen.com), trong đó cung cấp CRM trực tuyến (Quản lý quan hệ khách hàng) và các dịch vụ quản lý dự

án, tương ứng Appirio (Http://www.appirio.com) là giải pháp tích hợp cung cấp hỗ trợ đầy đủcho bất kỳ quản lý khía cạnh của doanh nghiệp hiện đại từ quản lý dự án quy hoạch tài

nguyên Các tính đặc thù của Appirio là khả năng tích hợp vào các dịch vụ nền tảng bổ sung tiếp xúc bằng mây khác như Amazon EC2, SalesForce.com, Google AppEngine, và

Facebook

1.8 kết hợp và tiêu chuẩn

Nghiên cứu và các hoạt động trên điện toán đám mây cũng đã điều tra các khía cạnh khác, đó là phân loại giới thiệu trước đó Các khía cạnh bao gồm: an ninh, bảo mật, tiêu chuẩn hóa, và interoperation

An ninh và sự riêng tư là trong những lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong điện toán đám mây ngoài phát triển của các khuôn khổ Đặc biệt, niềm tin đã được báo cáo là trong những quan trọng nhất vấn đề khi xem xét chuyển sang điện toán đám mây Về chủ đề này và

Li Ping đã phát triển mô hình tin cậy đối với an ninh tăng cường và interoperation trong đám mây Pearson et al điều tra các quản lý từ quan điểm của dịch vụ thiết kế đám mây và mã hóa

dữ liệu , trong khi công trình nghiên cứu khác tập trung vào kiểm soát truy cập vào các đám mây và quản lý danh tính An ninh không được quan tâm chỉ trong nghiên cứu nhưng rất

nhiều CNTT phải đối mặt và thảo luận về những thách thức an ninh trong các đám mây ví dụ,Cloud Liên minh Bảo mật sáng kiến có nhiệm vụ thúc đẩy việc sử dụng tốt nhất để cung cấp đảm bảo an ninh trong điện toán đám mây, và cung cấp giáo dục về việc sử dụng điện toán đám mây để giúp đảm bảo tất cả các hình thức khác của máy tính

Tiêu chuẩn hóa và khả năng tương tác là lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong điện toán đám mây Hiện nay chỉ có vài công trình đã được nghiên cứu các chủ đề và các kết quả có liênquan nhất là Open Cloud Manifesto (http://www.opencloudmanifesto.org) và Open

Virtualization Format (OVF)

Open Cloud Manifesto đại diện cho sáng kiến, được hỗ trợ bởi các công ty lớn trong tính toán đám mây để thúc đẩy tạo đám mây đặc trưng bởi khả năng tương tác giữa các nhà cung cấp và khả năng mở rộng thực sự cho các ứng dụng Định dạng Ảo hóa mở là tiêu chuẩn

mở để đóng gói và phân phối thiết bị ảo hay rộng hơn phần mềm để chạy trên máy ảo Những sáng kiến vẫn còn ở giai đoạn đầu và nghiên cứu hơn phải được theo đuổi trong lĩnh vực này

1.9 Thách thức

Điện toán đám mây giới thiệu nhiều thách thức đối với hệ thống và phát triển ứng dụng,

kỹ sư, hệ thống quản trị viên, và cung cấp dịch vụ Hình 14.4 cung cấp cái nhìn tổng quan củakhóa thách thức