ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG TRÊN IP MOBILE

Để có thểquản lý được nguồn dữ liệu đó, ban đầu các doanh nghiệp phải đầu tư, tính toán rấtnhiều loại chi phí như chi phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí cho quảntrị viên, c

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

KHOA KHOA HỌC MÁY TÍNH

Tiểu luận môn : ĐIỆN TOÁN LƯỚI VÀ ĐÁM MÂY

MỤC LỤC

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CLOUD COMPUTING 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Định nghĩa 2

1.3 Mô hình tổng quan 3

1.4 Các giải pháp 4

1.4.1 Vấn đề về lưu trữ dữ liệu: 4

1.4.2 Vấn đề về sức mạnh tính toán: 4

1.5 Các dịch vụ của đám mây 5

1.5.1 Dịch vụ cơ sở hạ tầng-IaaS 5

1.5.2 Dịch vụ nền tảng-PaaS 6

1.5.3 Dịch vụ phần mềm-SaaS 7

1.6 Đặc điểm của cloud computing 8

1.7 Xu hướng phát triển 9

CHƯƠNG 2:NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ IP DI ĐỘNG (MOBILE IP) 11

2.1 Giới thiệu 11

2.2 Tổng quan về IP Mobile 12

2.2.1 Các khái niệm cơ bản: 12

2.2.2 Hoạt động cơ bản Mobile IP: 12

Đăng ký thông qua FA: 14

2.2.3 Các vấn đề của Mobile IP và cách giải quyết: 15

2.3 Giải pháp ip di động trên mạng gprs 20

2.3.1 Giới thiệu 20

2.3.2 Các đặc trưng cơ bản của GPRS 21

2.3.4 Triển khai Mobile IP trên mạng GPRS 22

2.4 Giải pháp chuyển vùng “thông minh” của Cisco 25

2.4.1 Giới thiệu 25

2.4.2 Giải pháp chuyển vùng của CCisco 25

2.5 Kết luận 26

CHƯƠNG 3:TÌM HIỂU GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG MOBILE IP VÀO ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY (iDRAGON CLOUD) 28

3.1 Tổng quan về dự án idragon cloud 28

3.2 Ứng dụng nguyên lý hoạt động của ip di động xây dựng giải pháp chuyển vùng trong dự án idragon cloud 28

3.2.1 Dịch vụ di động khi không có cloud 29

3.2.2 Tìm hiểu mô hình giải pháp chuyển vùng dịch vụ iDragon Cloud 29

3.2.3 Mô tả cơ chế chuyển vùng: 30

3.3 Kết luận 32

TÀI LIỆU THAM KHẢO 33

HƯ3FƠ3FNG 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CLOUD COMPUTING

1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay, đối với các công ty, doanh nghiệp, việc quản lý tốt, hiệu quả dữliệu của riêng công ty cũng như dữ liệu khách hàng, đối tác là một trong những bàitoán được ưu tiên hàng đầu và đang không ngừng gây khó khăn cho họ Để có thểquản lý được nguồn dữ liệu đó, ban đầu các doanh nghiệp phải đầu tư, tính toán rấtnhiều loại chi phí như chi phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí cho quảntrị viên, chi phí bảo trì, sửa chữa, … Ngoài ra họ còn phải tính toán khả năng mởrộng, nâng cấp thiết bị; phải kiểm soát việc bảo mật dữ liệu cũng như tính sẵn sàngcao của dữ liệu

Từ một bài toán điển hình như vậy, chúng ta thấy được rằng nếu có một nơitin cậy giúp các doanh nghiệp quản lý tốt nguồn dữ liệu đó, các doanh nghiệp sẽkhông còn quan tâm đến cơ sở hạ tầng, công nghệ mà chỉ tập trung chính vàocông việc kinh doanh của họ thì sẽ mang lại cho họ hiệu quả và lợi nhuận ngàycàng cao hơn

Khái niệm về điện toán đám mây xuất hiện từ những năm 1960 trở lại đây, khiJohn McCarthy phát biểu rằng “một ngày nào đó tính toán được tổ chức như mộttiện ích công cộng” Các đặc điểm của điện toán đám mây tạo ra như khả năng cogiản, cung cấp như một tiện ích trực tuyến, với khả năng xem như vô hạn

Thuật ngữ “đám mây” lấy trong kỹ thuật điện thoại tại các công ty viễn thông.Các học giả đầu tiên sử dụng thuật ngữ ‘điện toán đám mây” là thuật ngữ trong mộtbài giảng năm 1997 bởi Ramnath Chellappa

Thuật ngữ “cloud computing” còn được bắt nguồn từ ý tưởng đưa tất cả mọithứ như dữ liệu, phần mềm, tính toán, … lên trên mạng Internet Chúng ta sẽ khôngcòn trông thấy các máy PC, máy chủ của riêng các doanh nghiệp để lưu trữ dữliệu, phần mềm nữa mà chỉ còn một số các “máy chủ ảo” tập trung ở trên mạng.Các “máy chủ ảo” sẽ cung cấp các dịch vụ giúp cho doanh nghiệp có thể quản lý

dữ liệu dễ dàng hơn, họ sẽ chỉ trả chi phí cho lượng sử dụng dịch vụ của họ, mà

không cần phải đầu tư nhiều vào cơ sở hạ tầng cũng như quan tâm nhiều đến côngnghệ Xu hướng này sẽ giúp nhiều cho các công ty, doanh nghiệp vừa và nhỏ màkhông có cơ sở hạ tầng mạng, máy chủ để lưu trữ, quản lý dữ liệu tốt.

Vậy “cloud computing” là gì ? Nó có thể giải quyết bài toán trên như thế nào và cónhững đặc điểm nổi bật gì ? Chúng ta sẽ đi qua các phần sau để nắm rõ vấn đề này

1.2 Định nghĩa

Theo Wikipedia:

“Điện toán đám mây (cloud computing) là một mô hình điện toán có khả năng co giãn (scalable) linh động và các tài nguyên thường được ảo hóa được cung cấp như một dịch vụ trên mạng Internet”.

Theo Gartner (ht t p: / /w w w.build i n g the c loud.co.u k / ) :

“Một mô hình điện toán nơi mà khả năng mở rộng và linh hoạt về công nghệ thông tin được cung cấp như một dịch vụ cho nhiều khách hàng đang sử dụng các công nghệ trên Internet”.

Theo Ian Foster:

“Một mô hình điện toán phân tán có tính co giãn lớn mà hướng theo co giãn

về mặt kinh tế, là nơi chứa các sức mạnh tính toán, kho lưu trữ, các nền tảng (platform) và các dịch vụ được trực quan, ảo hóa và co giãn linh động, sẽ được phân phối theo nhu cầu cho các khách hàng bên ngoài thông qua Internet”.

Hình 1.1: Mọi thứ đều tập trung vào đám mây1.3 Mô hình tổng quan

Theo định nghĩa, các nguồn điện toán khổng lồ như dữ liệu ,phần mềm, dịch

vụ sẽ nằm tại các máy chủ ảo (đám mây) trên Internet thay vì trong máy tính giađình và văn phòng (trên mặt đất) để mọi người kết nối và sử dụng mỗi khi họ cần

và họ chỉ trả tiền cho những lần họ sử dụng để tránh tình trạng có những phần mềmchỉ sài 1 lần nhưng ta phải bỏ ra một số tiền lớn để mua chúng

Hình 2: Minh họa về cloud computing

Hiện nay, các nhà cung cấp đưa ra nhiều dịch vụ của cloud computing theonhiều hướng khác nhau, đưa ra các chuẩn riêng cũng như cách thức hoạt động khácnhau Do đó, việc tích hợp các cloud để giải quyết một bài toán lớn của khách hàngvẫn còn là một vấn đề khó khăn Chính vì vậy, các nhà cung cấp dịch vụ đang có

xu hướng tích hợp các cloud lại với nhau thành “sky computing”, đưa ra các chuẩnchung để giải quyết các bài toán lớn của khách hàng

Hình 3: Mô hình tổng quan của cloud computing

1.4 Các giải pháp

Cloud Computing ra đời để giải quyết các vấn đề sau:

1.4.1 Vấn đề về lưu trữ dữ liệu:

Dữ liệu được lưu trữ tập trung ở các kho dữ liệu khổng lồ Các công

ty lớn như

Microsoft, Google ,Amazon có hàng chục kho dữ liệu trung tâm nằm rải ráckhắp nơi trên thế giới Các công ty lớn này sẽ cung cấp các dịch vụ cho phép doanhnghiệp có thể lưu trữ và quản lý dữ liệu của họ trên các kho lưu trữ trung tâm

1.4.2 Vấn đề về sức mạnh tính toán:

Có 2 giải pháp chính:

Sử dụng các siêu máy tính (super-computer) để xử lý tính toán.Sử dụng các hệthống tính toán song song, phân tán, tính toán lưới (grid computing)

1.4.3 Vấn đề về cung cấp tài nguyên, phần mềm:

Cung cấp các dịch vụ như

 IaaS (infrastructure as a service)

 PaaS (platform as a service),

 SaaS (software as a service)

vụ bên ngoài Những dịch vụ này thông thường được tính chi phí trên cơ sở tính toánchức năng và lượng tài nguyên sử dụng (và từ đó ra chi phí) sẽ phản ảnh được mức độ

của hoạt động Đầy lầ một sự phát triển của những giải pháp lưu trữ web và máy chủ

- Khả năng mở rộng linh hoạt

- Chi phí thay đổi tùy theo thực tế

- Nhiều người thuê có thể cùng dùng chung trên một tài nguyên

- Cấp độ doanh nghiệp: đem lại lợi ích cho công ty bởi một nguồn tài nguyêntích toán tổng hợp

Cung cấp dịch vụ nền tảng (PaaS) bao gồm những điều kiện cho qui trình thiết kếứng dụng, phát triển, kiểm thử, triển khai và lưu trữ ứng dụng có giá trị như là dịch vụứng dụng như cộng tác nhóm, sắp xếp và tích hợp dịch vụ Web, tích hợp cơ sở dữ liệu,bảo mật, khả năng mở rộng, quản lý trạng thái, phiên bản ứng dụng, các lợi ích chocộng đồng phát triển và nghiên cứu ứng dụng Những dịch vụ này được chuẩn bị như

là một giải pháp tính hợp trên nền Web

Những đặc trưng tiêu biểu:

- Phục vụ cho việc phát triển, kiểm thử, triển khai và vận hành ứng

dụng giống như là môi trường phát triển tích hợp

- Các công cụ khởi tạo với giao diện trên nền Web

 Ưu điểm trong những dự án tập hợp những công việc nhóm có sự phân tánvề địa lý

 Khả năng tích hợp nhiều nguồn của dich vụ Web

 Giảm chi phí ngoài lề khi tích hợp các dịch vụ về bảo mật, khả năng mởrộng, kiểm soát lỗi…

 Giảm chi phí khi trừu tượng hóa công việc lập trình ở mức cao để tạo dục

vụ, giao diện người dùng và các yếu tố ứng dụng khác

 Mong đợi ở người dùng có kiến thức có thể tiếp tục hoàn thiện và hỗ trợtương tác với nhiều người để giúp xác định mức đô khó khăn của vấn đề chúng ta gặpphải

 Hướng việc sử dụng công nghệ để đạt được mục đích tạo điều kiện dễ dànghơn cho việc phát triển ứng dụng đa người dùng cho những người không chỉ trongnhóm lập trình mà có thể kết hợp nhiều nhóm cùng làm việc

1.5.2.2 Khó khăn:

 Ràng buộc bởi nhà cung cấp: do giới hạn phụ thuộc và dịch vụ của nhàcung cấp

 Giới hạn phát triển: độ phức tạp khiến nó không phù hợp với yêu cầu pháttriển nhanh vì những tính năng phức tạp khi hiện thực trên nền tảng web

1.5.3 Dịch vụ phần mềm-SaaS

Dịch vụ phần mềm (SaaS) là một mô hình triển khai ứng dụng mà ở đó ngườicung cấp cho phép người sử dụng dịch vụ theo yêu cầu Những nhà cung cấp SaaS cóthể lưu trữ ứng dụng trên máy chủ của họ hoặc tải ứng dụng xuống thiết bị kháchhàng, vô hiệu hóa nó sau khi kết thúc thời hạn Các chức năng theo yêu cầu có thểđược kiểm soát bên trong để chia sẻ bản quyền của một nhà cung cấp ứng dụng thứ ba.Những đặc trưng tiêu biểu:

 Phần mềm sẵn có đòi hỏi việc truy xuất, quản lý qua mạng

 Quản lý các hoạt động từ một vị trí tập trung hơn là tại mỗi nơi của kháchhàng, cho phép khách hàng truy xuất từ xa thông qua Web

 Cung cấp ứng dụng thông thường gần gũi với mô hình ánh xạ từ một đếnnhiều hơn là mô hình 1:1 bao gồm cả các đặc trưng kiến trúc, giá cả và quản lý

 Những tính năng tập trung nâng cấp, giải phóng người dùng khỏi việc tảicác bản vá lỗi và cập nhật

 Thường xuyên tích hợp những phần mềm giao tiếp trên mạng diện rộng

1.6 Đặc điểm của cloud computing

Nhanh chóng cải thiện với người dùng có khả năng cung cấp sẵn các tàinguyên cơ sở hạ tầng công nghệ một cách nhanh chóng và ít tốn kém

Chi phí được giảm đáng kể và chi phí vốn đầu tư được chuyển sang hoạtđộng chi tiêu

Điều này làm giảm rào cản cho việc tiếp nhận, chẳng hạn như cơ sở hạ tầngđược cung

cấp bởi đối tác thứ 3 và không cần phải mua để dùng cho các tác vụ tính toánthực hiện 1 lần hay chuyên sâu mà không thường xuyên Việc định giá dựa trên cơ sởtính toán theo nhu cầu thì tốt đối với những tùy chọn dựa trên việc sử dụng và các kỹ

năng IT được đòi hỏi tối thiểu (hay không được đòi hỏi) cho việc thực thi.

Sự độc lập giữa thiết bị và vị trí làm cho người dùng có thể truy cập hệ thốngbằng cách sử dụng trình duyệt web mà không quan tâm đến vị trí của họ hay thiết bịnào mà họ đang dùng, ví dụ như PC, mobile Vì cơ sở hạ tầng off-site (được cungcấp bởi đối tác thứ 3) và được truy cập thông qua Internet, do đó người dùng có thểkết nối từ bất kỳ nơi nào

Việc cho thuê nhiều để có thể chia sẻ tài nguyên và chi phí giữa một phạm vilớn người dùng, cho phép: Tập trung hóa cơ sở hạ tầng trong các lĩnh vực với chi phíthấp hơn (chẳng hạn như bất động sản, điện, v.v.), Khả năng chịu tải nâng cao (ngườidùng không cần kỹ sư cho các mức tải cao nhất có thể) Cải thiện việc sử dụng vàhiệu quả cho các hệ thống mà thường chỉ 10-20% được sử dụng

Độ tin cậy cải thiện thông qua việc sử dụng các site có nhiều dư thừa, làmnó thích hợp cho tính liên tục trong kinh doanh và khôi phục thất bại Tuy nhiên, phầnlớn các dịch vụ của cloud computing có những lúc thiếu hụt và người giám đốc kinhdoanh, IT phải làm cho nó ít đi

Tính co giãn linh động (“theo nhu cầu”) cung cấp tài nguyên trên một cơ sởmịn, tự bản thân dịch vụ và gần thời gian thực, không cần người dùng phải có kỹ

sư cho chịu tải Hiệu suất hoạt động được quan sát và các kiến trúc nhất quán, kết nốilỏng lẽo được cấu trúc dùng web service như giao tiếp hệ thống

Việc bảo mật cải thiện nhờ vào tập trung hóa dữ liệu, các tài nguyên chútrọng bảo mật, v.v… nhưng cũng nâng cao mối quan tâm về việc mất quyền điềukhiển dữ liệu nhạy cảm Bảo mật thường thì tốt hay tốt hơn các hệ thống truyềnthống, một phần bởi các nhà cung cấp có thể dành nhiều nguồn lực cho việc giải quyếtcác vấn đề bảo mật mà nhiều khách hàng không có đủ chi phí để thực hiện Các nhàcung cấp sẽ ghi nhớ (log) các truy cập, nhưng việc truy cập vào chính bản thân cácaudit log có thể khó khăn hay không thể

Khả năng chịu đựng xảy ra thông qua việc tận dụng tài nguyên đã được cảithiện, các hệ thống hiệu quả hơn Tuy nhiên, các máy tính và cơ sở hạ tầng kết hợp lànhững thứ tiêu thụ năng lượng chủ yếu

1.7 Xu hướng phát triển

Thuật ngữ “cloud computing” ra đời từ giữa năm 2007, cho đến nay đã khôngngừng phát triển mạnh mẽ và được hiện thực bởi nhiều công ty lớn trên thế giới nhưIBM, Sun, Amazon, Google, Microsoft, Yahoo, SalesForce, …

Hình 6: Một số nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mâyVới mục tiêu giải quyết các bài toán về dữ liệu, tính toán, dịch vụ, … cho kháchhàng, cloud computing đã và đang mang lại lợi nhuận lớn, đem đến một sân chơi, mộtthị trường rộng lớn cho các nhà cung cấp dịch vụ, nên sự phát triển nhanh chóng củanó có thể được tính bằng từng ngày

Hình 7: Xu hướng phát triển của điện toán đám mâyTheo báo VNUnet (28/04/2009), trong một cuộc khảo sát các khách hàng sử dụngcác dịch vụ của cloud computing thì có tới 27,7% quan tâm về vấn đề lưu trữ dữ liệu(data storage); 17% về các ứng dụng liên quan tài chính; 12,8% về e-mail

Thị trường dịch vụ đám mây ước tính sẽ tăng từ 46.6 tỷ USD trong năm 2008lên 150.1 tỷ USD trong năm 2013, với tốc độ tăng trưởng chung hàngnăm khoảng 26.5%.

CHƯƠNG 2:NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ IP DI ĐỘNG (MOBILE

IP)

2.1 Giới thiệu

Trong những năm gần đây, công nghệ máy tính đã tạo ra những thay đổi rất lớn trongtất cả các lĩnh vực của cuộc sống Sự ra đời của máy tính xách tay (laptop) với nhữngtính năng: gọn nhẹ, di động và giá thành ngày càng giảm đã được mọi người rất ưachuộng Với cấu hình các mạng thông thường hiện nay, một máy tính xách tay sẽ bịthay đổi các thiết lập mạng khi nó kết nối với một mạng khác Điều này gây ra không ítphiền toái cho người sử dụng Ví dụ: khi một người đang di chuyển thì rất có thể quátrình duyệt web của họ sẽ bị ngắt và phải khởi động lại trình duyệt

Hình 2.1 Khi người sử dụng đang di chuyển, đang duyệt web địa chỉ IP được thiết lập

Hình 2.2 Quá trình chuyển giao, địa chỉ IP bị thay đổi, quá trình duyệt web bị ngắt

Trang 11

Mục đích của việc xây dựng giao thức Mobile IP là để phát triển giải pháp cho các máytính xách tay duy trì kết nối và dịch vụ khi chuyển mạng Do đó mục đích của Mobile IP

là làm thế nào để địa chỉ IP là trong suốt với các ứng dụng

2.2 Tổng quan về IP Mobile

2.2.1 Các khái niệm cơ bản:

 MN(Mobile Node): nút mạng di động

 HN (Home Network): mạng nhà của MN

 HoA (Home of Address) : địa chỉ nhà của MN

 HA (Home Agent) : Router mạng nhà

 CN (Correspondent Node): nút mạng khách trao đổi với MN

 FN (Foreign Network): : mạng khách

 FA (Foreign Agent): Router mạng khách

 CoA (Care-of Address): là chỉ IP điểm cuối của đường hầm

2.2.2 Hoạt động cơ bản Mobile IP:

Bước 1: MN tại mạng nhà

 MN kết nối với Internet qua một Router HA

 MN di chuyển sang mạng khách, sẽ nhận được 01 địa chỉ CoA (địa chỉ CoA có trong Router mạng khách FA)

 FA quảng bá địa chỉ CoA

Trang 12

Hình 2.3 - MN tại mạng nhà

Bước 2: MN di chuyển sang mạng khách

 MN biết được FA và CoA nó sử dụng

 MN đăng ký CoA với HA để tạo ràng buộc

Hình 2.4 - MN di chuyển sang mạng khách Bước 3: Định tuyến:

Bước 3 :định tuyến

Phương thức định tuyến khi sử dụng FA CoA

 CN gửi gói tin IP cho MN

 Gói tin được định tuyến tới HA

 HA đóng gói tin và gửi gói tin tới FA theo đường hầm

 FA chuyển gói tin tới MN

Hình 2 5 - Phương thức định tuyến khi sử dụng FA CoA Phương thức định tuyến khi sử dụng CCoA

 Khác với định tuyến trên, CoA được coi là giao diện của MN nên nó gọi là CoA đồng vị (CCoA)

 MN đăng ký CoA trực tiếp với HA để tạo ràng buộc

 HA có thể tạo đường hầm gửi gói tin tới MN

Hình 2.6 - MN di chuyển sang mạng khách

Phương thức định tuyến trong trường hợp này cũng tương tự như khi sử dụng FA CoA

Hình 2 7 - Phương thức định tuyến khi sử dụng CCoA

Bước 4: Đăng ký:

Trang 14

Đăng ký thông qua FA:

Khi đăng ký thông qua FA thì thủ tục đăng ký yêu cầu 4 bản tin

Hình 2 8 - Đăng ký thông qua FA Đăng ký trực tiếp với HA:

Khi đăng ký trực tiếp với HA thì thủ tục đăng ký yêu cầu 2 bản tin

Hình 2 9 - Đăng ký trực tiếp với HA

Trang 15