ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY - ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY DI ĐỘNG VÀ ỨNG DỤNG

Khái niệm điện toán đám mây Có nhiều cách định nghĩa về điện toán đám mây: Theo Wikipedia: “Điện toán đám mây là một mô hình điện toán có khả năng co giãn linh động và các tài nguyên thư

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÀI THU HOẠCH MÔN ĐIỆN TOÁN LƯỚI VÀ ĐÁM MÂY

ĐỀ TÀI ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY - ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY DI ĐỘNG VÀ ỨNG DỤNG

GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ SVTH: Nguyễn Hải Yến

MSSV: CH1301074

TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 05 năm 2014

LỜI NÓI ĐẦU

Thuật ngữ điện toán đám mây “cloud computing” được bắt nguồn từ ýtưởng đưa tất cả mọi thứ như dữ liệu, phần mềm, tính toán, … lên trên mạngInternet Chúng ta sẽ không còn thấy các máy PC, máy chủ của riêng các doanhnghiệp để lưu trữ dữ liệu, phần mềm nữa mà chỉ còn một số các “máy chủ ảo” tậptrung ở trên mạng Các “máy chủ ảo” sẽ cung cấp các dịch vụ giúp cho doanhnghiệp có thể quản lý dữ liệu dễ dàng hơn, họ sẽ chỉ trả chi phí cho lượng sửdụng dịch vụ của họ, mà không cần phải đầu tư nhiều vào cơ sở hạ tầng cũng nhưquan tâm nhiều đến công nghệ

Nhưng ngày nay với sự bùng nổ của các thiết bị di động ( smart phone,ipad, tablet, laptop, …) là một phần thiết yếu của cuộc sống con người, là công cụtruyền thông hiệu quả và thuận tiện, không giới hạn thời gian và địa điểm Ngườidùng di động được tận hưởng các dịch vụ khác nhau từ các ứng dụng (các ứngdụng iPhone, Google…), chạy trên các thiết bị hoặc trên các máy chủ từ xa thôngqua mạng không dây Tuy nhiên một vấn đề mà các thiết bị di động đang phải đốimặt đó là vấn đề tài nguyên (khả năng lưu trữ, băng thông, pin,…) và truyềnthông Với lý do đó nên điện toán đám mây di động ra đời là sự kết hợp của điệntoán đám mây vào môi trường di động

Vậy “cloud computing” là gì ? ”Mobile cloud computing” là gì ? Ứngdụng của chúng ra sao trong thực tế chính là nội dung bài thu hoạch của em

Em xin cảm ơn Thầy PGS.TSKH Nguyễn Phi Khứ đã tận tình truyền đạtkiến thức và có những định hướng giúp em hoàn thành bài thu hoạch

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng bài thu hoạch của em khó tránh khỏi thiếusót, sai lầm em mong Thầy và các bạn góp ý nhận xét để đề tài hoàn thiện hơn

MỤC LỤC



LỜI NÓI ĐẦU 2

MỤC LỤC 3

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 4

1.1 Tổng quan 4

1.1.1 Lịch sử điện toán đám mây 4

1.1.2 Khái niệm điện toán đám mây 5

1.1.3 Kiến trúc điện toán đám mây 6

1.1.4 Các dịch vụ điện toán đám mây 7

1.1.5 Các kiểu điện toán đám mây 10

1.2 Những đặc trưng cơ bản của điện toán đám mây 11

1.3 Những thuận lợi và khó khăn khi sử dụng điện toán đám mây 11

1.3.1 Lợi ích 11

1.3.2 Khó khăn trở ngại 12

1.4 Xu hướng ứng dụng Cloud computing trên thế giới và Việt Nam 13

1.4.1 Trên thế giới: 13

1.4.2 Ở Việt Nam: 13

1.5 Vài nét so sánh điện toán đám mây và điện toán lưới 14

Chương 2:ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY DI ĐỘNG VÀ ỨNG DỤNG 17

( Mobile Cloud Computing -MCC) 17

2.1 Giới thiệu 17

2.2 Khái niệm 18

2.3 Kiến trúc của MCC 18

2.4 Ưu điểm cuả MCC 20

2.5 Ứng dụng của điện toán đám mây di động 21

2.5.1.1 Thương mại di động (Mobile Commerce) 21

2.5.1.2 Học tập di động (Mobile Learning) 22

2.5.1.3 Chăm sóc sức khỏe di động (Mobile Heathcare) 22

2.5.1.4 Trò chơi di động (Mobile Gaming) 23

2.5.1.5 Các ứng dụng thực tế khác 24

2.6 Thách thức và giải pháp 25

2.6.1 Các vấn đề trong truyền thông di động: 25

2.6.2 Các vấn đề ở phía tính toán 26

KẾT LUẬN 29

TÀI LIỆU THAM KHẢO : 30

- Tính toán nhiều (computation intensive), như các công ty phân tích về thịtrường, phân tích về không gian, phân tích mạng cần thời gian tính toán nhanh

- Chi phí đầu tư trang bị phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí cho quản trị viên,chi phí bảo trì sửa chữa cao

- Tính toán khả năng mở rộng, nâng cấp thiết bị, kiểm soát việc bảo mật dữ liệucũng như tính sẵn sàng cao của dữ liệu

 Mô hình điện toán đám mây (ĐTĐM) đang được quan tâm

1.1.1 Lịch sử điện toán đám mây

Trước điện toán đám mây (ĐTĐM), một số hệ thống tính toán được pháttriển như: tính toán song song, tính toán lưới Tuy nhiên, ĐTĐM chính là một xuhướng mới của công nghệ thông tin với ý tưởng “di chuyển mọi thứ” như dữ liệu,phần mềm, tính toán từ máy tính cá nhân lên Internet

Tuy khái niệm về ĐTĐM có mặt từ lâu (vào năm 1961 do Giáo sư John MacCarthy “computation may someday be organized as a public utility” (theo http://www.complush.com/internet-network-connection)), nhưng sự nở rộ các công

ty cung cấp các dịch vụ mới được bắt đầu từ sau năm 2000 Lịch sử phát triểnCloud Computing được tóm gọn trong hình dưới đây:

Lịch sử phát triển của cloud computing (ĐTĐM)[5]

1.1.2 Khái niệm điện toán đám mây

Có nhiều cách định nghĩa về điện toán đám mây:

Theo Wikipedia: “Điện toán đám mây là một mô hình điện toán có khả năng co

giãn linh động và các tài nguyên thường được ảo hóa để cung cấp như một dịch vụtrên mạng Internet”

Theo Gartner: “Điện tón đám mây là một kiểu tính toán trong đó năng lực công

nghệ thông tin có khả năng mở rộng rất lớn được cung cấp dưới dạng dịch vụ quamạng Internet đến nhiều khách hàng bên ngoài.”

Theo Forrester Research : “ Một kho tài nguyên cơ sở hạ tầng ảo hóa, có khả

năng mở rộng cao và được quản lý, có thể hỗ trợ các ứng dụng của khách hàngcuối và được tính tiền theo mức độ sử dụng”

Theo NIST (rõ ràng và bao quát nhất):”Điện toán đám mây là một mô hình cho

phép truy cập mạng thuận tiện, theo nhu cầu đến một kho tài nguyên điện toándùng chung, có thể định cấu hình (ví dụ như mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng )

có thể được cung cấp và thu hồi một cách nhanh chóng với yêu cầu tối thiểu vềquản lý hoặc can thiệp của nhà cung cấp dịch vụ ”

Tóm lại: Điện toán đám mây là một giải pháp toàn diện cung cấp công nghệ thông

tin như một dịch vụ Nó là một giải pháp điện toán dựa trên internet ở đó cung cấptài nguyên chia sẻ giống như dòng điện được phân phối trên lưới điện Các máy

tính trong các đám mây được cấu hình để làm việc cùng nhau và các ứng dụngkhác nhau sử dụng sức mạnh điện toán tập hợp cứ như thể là chúng đang chạy trênmột hệ thống duy nhất

Mô hình điện toán đám mây

1.1.3 Kiến trúc điện toán đám mây

Kiến trúc của điện toán đám mây bao gồm phần cứng và phần mềm đượcthiết kế và kết nối với nhau thông qua các giao diện lập trình ứng dụng, thôngthường là các web service gồm các thành phần

Hạ tầng đám mây (Cloud Infrastructure): Cơ sở hạ tầng của ĐTĐM là phần

cứng được cung cấp như là các dịch vụ, nghĩa là được chia sẻ và có thể sử dụng lại

dễ dàng Các tài nguyên phần cứng được cung cấp theo thời gian cụ thể theo yêucầu Dịch vụ kiểu này giúp cho khách hàng giảm chi phí bảo hành, chi phí sửdụng,…

Lưu trữ đám mây (Cloud Storage): Lưu trữ đám mây là khái niệm tách dữ liệu

khỏi quá trình xử lý và chúng được lưu trữ ở những vị trí từ xa Lưu trữ đám mâycũng bao gồm cả các dịch vụ cơ sở dữ liệu, ví dụ như BigTable của Google,SimpleDB của Amazon,…

Dịch vụ đám mây (Cloud Service): Dịch vụ đám mây là một phần độc lập có

thể kết hợp với các dịch vụ khác để thực hiện tương tác, kết hợp giữa các máy tính

với nhau để thực thi chương trình ứng dụng theo yêu cầu trên mạng ví dụ các dịch

vụ hiện nay như: Simple Queue Service, Google Maps, các dịch vụ thanh toán linhhoạt trên mạng của Amazon,…

Ứng dụng đám mây (Cloud application): Ứng dụng đám mây là một đề xuất về

kiến trúc phần mềm sẵn sàng phục vụ, nhằm loại bỏ sự cần thiết phải mua phầnmềm, cài đặt, vận hành và duy trì ứng dụng tại máy bàn/thiết bị của người sửdụng Ứng dụng đám mây loại bỏ được các chi phí để bảo trì và vận hành cácchương trình ứng dụng

1.1.4 Các dịch vụ điện toán đám mây

ĐTĐM cung cấp ba loại hình dịch vụ chính, đó là: SaaS- phần mềm hướngdịch vụ, PaaS – nền tảng hướng dịch vụ , IaaS – hạ tầng hướng dịch vụ Các loạihình dịch vụ khác

thường được phân loại và liệt kê vào một trong ba loại hình trên

Ba lớp chính của điện toán đám mây

 SaaS- phần mềm hướng dịch vụ: là một dạng phần mềm chạy trên Web có

thể truy cập từ xa (máy tính, smartphone, ) Thường gặp nhất là Hệ thốngquản lý quan hệ khách hàng (Customre Relationship Management – CRM), hệthống Email Marketing, hệ thống quản trị nội dung (Content Management

System – CMS), hệ thống HelpDesk, v.v… Thông thường những dịch vụ này

sẽ được “nằm trên mây”, tức là đưa vận hành và lưu trữ trực tiếp từ điện toánđám mây (Cloud Computing)

 Ưu điểm lớn nhất của SaaS là mọi vấn đề phát sinh và gánh nặng kỹthuật để phần mềm vận hành tốt đều sẽ do nhà cung cấp dịch vụ chịutrách nhiệm

 Dịch vụ SaaS nổi tiếng hiện nay:

o Google Apps Suit – là dịch vụ miễn phí (đến 10 users) để chúng

ta có thể sử dụng email/calendar/docs của Google bằng chínhtên miền của mình abc@tenmien.com

nhất hiện giờ

biến nhất hiện nay

 PaaS – nền tảng hướng dịch vụ: có thể hiểu như một môi trường đã cài đặt

tất cả các thành phần chúng ta chỉ việc upcode và chạy không cần quan tâmđến việc config server , cài đặt các module python

 Ưu điểm của PaaS là thời gan phát triển ứng dụng ngắn, việc triển khaiứng dụng không còn là vấn đề

 Dịch vụ PaaS được cung cấp bởi : google app engine , heroku ,appfog , stackato , dotcloud

 IssS – hạ tầng hướng dịch vụ: là một mô hình dịch vụ mà sẽ cung cấp các

thiết bị nhằm hổ trợ hoạt động hệ thống cho khác hàng Các thiết bị đó baogồm kho dữ liệu, phần cứng, máy chủ (server) và các thành phần networking.Nhà cung cấp sẽ làm chủ các thiết bị và chịu trách nhiệm cho việc hoạt động

và bảo trì hệ thống Khách hàng sẽ trả tiền trên các dịch vụ đó

Tuy những dịch vụ cung cấp khác nhau, mục đích khác nhau, nhưng các nhómdịch vụ “as a” như SaaS, PaaS và IaaS trên ĐTĐM có những đặc tính chunglà:

 ĐTĐM thường là các hệ phân tán và cung cấp dịch vụ thông qua hệ thốngInternet

 Nhiều người thuê: tài nguyên trong hệ thống có thể được chia sẻ để nhiềungười sử dụng Trong hệ thống nhiều người sử dụng không đồng thời,những nhà cung cấp sẽ được lợi về mức đầu tư hệ thống và người sử dụng

sẽ được thừa hưởng những hạ tầng tính toán hiệu năng cao

 Khả năng mở rộng: khi công việc mở rộng, với ĐTĐM, hệ thống dễ dàngđược nâng cấp thêm về phần cứng, phần mềm để đáp ứng công việc mộtcách hiệu quả

 Sử dụng theo tùy chọn: Hệ thống sẽ cung cấp lượng tài nguyên tối thiểu xử

lý để đáp ứng nhu cầu người sử dụng Lượng tài nguyên sẽ tăng khi có nhucầu thêm của người sử dụng và giảm khi cần thiết Người sử dụng chỉ trảchi phí cho nhu cầu sử dụng

 Độc lập thiết bị : người sử dụng có thể sử dụng các dịch vụ bằng nhiều loạithiết bị khác nhau như: laptop, smartphone, tablet,… với điều kiện là cácthiết bị kết nối được mạng Internet

 Chi phí thấp: người sử dụng không cần phải mua tài nguyên mà chỉ cầnthuê Với việc thuê, người thuê sẽ giảm bớt những chi phí bảo trì, bảodưỡng,… đối với những tài nguyên thuê

 Tính ổn định: các hệ thống luôn được sao lưu ở nhiều nơi (ta gọi là cácsite) Do đó, khi có một site không hoạt động (do các lí do: bảo trì, mấtđiện, hư hỏng, thiên tai) thì hệ thống vẫn hoạt động với sự hỗ trợ của cácsite khác

Trong ĐTĐM, người sử dụng cần quan tâm đến những giá trị “tối ưu” của hệthống mang lại Và đó cũng chính là những tiêu chí chất lượng hạ tầng đối với cácnhà cung cấp dịch vụ, bao gồm:

STT Dịch vụ Tiêu chuẩn Mục tiêu Thể hiện trên

dịch vụ

- Chất lượng dịch vụ (QoS) của ứng dụng

- Thời gian chạy ứng dụng

- Mức độ thông suốt khi chạy ứng dụng

- Thời gian thực thi ứng dụng và mức

độ thông suốt khi sử dụng

- Kỹ thuật cài đặt , các thông số trênphần mềm

- Các ứng dụng máy ảo , thời gian chạy ứng dụng, mức độ thông suốt

- Về các tiện ích

- Lợi ích của nền tảng

- Số lượng cácmáy ảo , licences

- Các đoạn tuyến, cache của các máy ảo

- Bộ xử lý, bộ nhớ, các ứng dụng quản lý đĩa

- Thời gian thực thi

- Mức độ cấp phát máy ảo

- Các ứng dụng phần cứng

- Việc cấp phát bộ xử lýcho máy ảo

- Cấu hình chomáy ảo ( CPU, bộ nhớ, )

- Băng thông mạng

1.1.5 Các kiểu điện toán đám mây

 Đám mây công cộng (Public Cloud): là các dịch vụ đám mây do bên thứ 3(người bán) cung cấp Chúng tồn tại ngoài tường lửa công ty, được lưu trữ đầy

đủ và do nhà cung cấp đám mây quản lý

 Đám mây riêng (Private Cloud) (hay còn gọi là đám mây doanh nghiệp): là cácdịch vụ đám mây này được cung cấp cho nội bộ cơ quan, tổ chức và doanhnghiệp Những đám mây này tồn tại bên trong tường lửa công ty và chúngđược doanh nghiệp trực tiếp quản lý.

 Đám mây lai (Hybrid Cloud) : là một sự kết hợp của các đám mây công cộng

và đám mây riêng Các đám mây này đều do doanh nghiệp tạo ra và tráchnhiệm quản lý sẽ được phân chia giữa doanh nghiệp và nhà cung

cấp đám mây công cộng

 Đám mây cộng đồng (Community Cloud): đề cập đến một cơ sở hạ tầng điệntoán đám mây được thành lập bởi một tập đoàn của một số tổ chức có khả năng

có những yêu cầu phổ biến cho một cơ sở hạ tầng điện toán đám mây Do đó,

họ có thể đồng ý thực hiện một cơ sở hạ tầng chung đó là đáng tin cậy và chiphí hiệu quả

1.2 Những đặc trưng cơ bản của điện toán đám mây

Các dịch vụ đám mây đưa ra 5 đặc trưng cơ bản thể hiện mối quan hệ củachúng như sau:

 Tính linh hoạt, mềm dẻo : có thể tăng hoặc giảm cấp phát tài nguyên theoyêu cầu

 Tính có thể thay đổi qui mô

 Tính tự phục vụ theo yêu cầu

 Giao tiếp theo dạng tiêu chuẩn hóa : chuẩn APIs

 Dịch vụ được đo đếm: dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu

1.3 Những thuận lợi và khó khăn khi sử dụng điện toán đám mây 1.3.1 Lợi ích

 Tiết kiệm chi phí đầu tư : mua phần cứng,phần mềm Thuê phần mềmthông qua dịch vụ điện toán đám mây và "xài bao nhiêu trả bấy nhiêu" giúpchúng ta thoát khỏi áp lực tài chính

 Chi phí quản lý hệ thống công nghệ thông tin thấp: luôn được tiếp cận vớiphiên bản phần mềm mới nhất mà không cần sự hỗ trợ từ chuyên viên công

nghệ thông tin giảm chi phí hỗ trợ, vận hành, bảo trì, giảm chi phí nhâncông IT

 Dung lượng lớn: Chi phí thuê dung lượng sẽ rẻ hơn rất nhiều chi phí bạnphải bỏ ra để mua thêm ổ cứng cho các máy tính của bạn

 Giảm thiểu rủi ro: Bảo mật dữ liệu sẽ là trách nhiệm của công ty cung cấp

dịch vụ điện toán đám mây chứ không phải của bạn

 Truy cập mọi lúc mọi nơi: Truy cập các tài liệu của bạn từ nhà hoặc từ bất

kỳ nơi nào khác mà không gặp phải trở ngại nào

1.3.2 Khó khăn trở ngại

 Trở ngại về bảo mật (security): Vấn đề bảo mật và thông tin riêng tư Security and Privacy: hacker và nhiều người cố ý có thể xâm nhập vào hệthống và truy xuất những dữ liệu nhạy cảm bên trong hệ thống

- Trở ngại về tính riêng tư (privacy): Các thông tin về người sử dụng nhưtuổi, sở thích, giới tính, thu nhập có thể bị mất Hơn thế nữa, người sử dụngcác dịch vụ đối mặt với những vấn đề về bản quyền và ý tưởng

 Trở ngại về tính pháp lý: đối với các quốc gia như Việt Nam, những tranhchấp và sự cố trong việc sử dụng các dịch vụ cloud computing đặt tại cácnước khác là vấn đề liên quan đến các pháp luật liên chính phủ và cần cónhững hành lang pháp lý ổn định

 Trở ngại khi chuyển đổi dịch vụ (hoặc chuyển sang sử dụng hệ thống cloudkhác): Người sử dụng dịch vụ cloud qua nhiều năm sẽ phải đối mặt với việcchuyển đổi hệ thống Do đó, việc chọn lựa hệ thống đầu tiên sử dụng sẽ làbài toán về đầu tư Sự trở ngại này đặc biệt đối với dịch vụ PaaS, khi đó,người sử dụng phải chọn các yếu tố như: ngôn ngữ lập trình, các góichương trình/phần mềm đã được lập trình Một minh họa cụ thể là: các góichương trình của Facebook chỉ thực hiện được trên nền tảng Facebook màkhông thực hiện được trên nền tảng khác

1.4 Xu hướng ứng dụng Cloud computing trên thế giới và Việt Nam 1.4.1 Trên thế giới:

 Vương quốc Anh: Tại đây, Chính phủ đã xây dựng “G-cloud” một mạngđiện toán đám mây trên quy mô toàn chính phủ và cũng là một ưu tiênchiến lược.

 Nhật Bản: Tại đây, Chính phủ đang triển khai một sáng kiến lớn về điệntoán đám mây, nhân rộng “đám mây Kasumigaseki” (được đặt theo tênmột khu vực tại Tokyo nơi đặt văn phòng các Bộ thuộc Chính phủ NhậtBản) Sáng kiến này tìm cách phát triển một môi trường điện toán đámmây riêng có thể host toàn bộ hệ thống tính toán của chính phủ Nhật Bản

 Thái Lan: Tại đây, Cơ quan Dịch vụ Công nghệ Thông tin Chính phủ(Goverment Information Technology Service – GITS) đang xây dựng mộtđám mây điện toán riêng để các cơ quan chính phủ Thái Lan sử dụng

 Niu-di-lân: Tại đây, Bộ Thương mại đã công bố vào tháng 6 năm 2009việc họ sẽ tập trung hóa hoạt động mua sắm CNTT của tất cả các cơ quanchính phủ, tìm cách hình thành nên “các trung tâm kiến thức chuyên môn”tập trung vào việc hợp lý hóa vào việc mua sắm và nghiên cứu xem điệntoán đám mây và SaaS có thể đóng một vai trò quan trọng hơn trongtương lai như thế nào

 Singapore: Cơ quan phát triển Thông tin & Truyền thông Singapore(Infocomm Development Authority of Singapore – iDA) khẳng địnhrằng điện toán đám mây thể hiện “một bối cảnh mới quan trọng trong lĩnhvực công nghệ thông tin” và do đó, “điều quan trọng là Singapore phảichuẩn bị thật tốt để khai thác điện toán đám mây với quy mô, ảnh hưởng vàtính cạnh tranh kinh tế lớn hơn”

1.4.2 Ở Việt Nam:

Khái niệm “điện toán đám mây vẫn còn khá mới mẻ tại Việt Nam.” Về thựctrạng ứng dụng điện toán đám mây ở các doanh nghiệp Việt Nam, có thể rút ra kếtluận như sau: Hiện nay đã có một vài doanh nghiệp lớn tại Việt Nam đưa điệntoán đám mây vào ứng dụng và hiệu suất kinh doanh được cải thiện đáng kể