Phát triển hệ thống quản lý tài sản tại trường đại học hải dương sử dụng IBM bluemix luận văn ths công nghệ thông tin

Tuy nhiên, để triển khai bài toán quản lý tài sản thì các nhà quản lý cần phải lên kế hoạch, hoạch định ngân sách, mua sắm thiết bị, đầu tư cơ sở hạ tầng mạng, …Nếu tất cả mọi thứ như dữ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

PHẠM THỊ THANH

PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG QUẢN LÝ TÀI SẢN TẠI TRƯỜNG

ĐẠI HỌC HẢI DƯƠNG SỬ DỤNG IBM BLUEMIX

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

PHẠM THỊ THANH

PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG QUẢN LÝ TÀI SẢN

TRÊN NỀN IBM BLUEMIX

Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Kỹ thuật Phần mềm

Mã số: 60480103

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRƯƠNG NINH THUẬN

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến người thầy PGS.TS Trương Ninh Thuận, thầy đã dành rất nhiều thời gian, tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp tôi hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này Thầy đã có những hướng mở rất hay và những định hướng nghiên cứu thiết thực, bổ ích, đồng thời tạo điều kiện thuậnlợi nhất cho tôi nghiên cứu

Tôi cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nộiđã tham gia giảng dạy và chia sẻ những kinh nghiệm quý báu cho tập thểhọc viên trong khóa nói chung và cá nhân tôi nói riêng Tôi xin cảm ơn tới các thầy và các anh chị đã thường xuyên giúp đỡ, trao đổi, góp ý về những vấn đề khoa học liên quan tới luận văn

Trên tất cả, tôi xin gửi lời biết ơn tới bố mẹ, gia đình người thân Bố mẹ đã phải làm việc vất vả tạo cơ hội và điều kiện thuận nhất giúp tôi toàn tâm toàn ý thực hiện luận văn và chọn con đường đi của mình

Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 6 năm 2015

Học viên

Phạm Thị Thanh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong Luậnvăn là trung thực và chưa từng ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, tháng 6 năm 2015

Học viên thực hiện Luận văn

Phạm Thị Thanh

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 2

LỜI CAM ĐOAN 3

MỤC LỤC 4

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt 7

Danh mục các bảng 8

Danh mục hình vẽ, đồ thị 9

MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ẢO HÓA ĐÁM MÂY 14

1.1 Tổng quan về điện toán đám mây 14

1.1.1 Khái niệm và đặc điểm 14

1.1.2 Cấu trúc và cách thức hoạt động của điện toán đám mây 15

1.1.2.1 Cấu trúc của điện toán đám mây 15

1.1.2.2 Cách thức hoạt động của điện toán đám mây 16

1.1.3 Các mô hình hạ tầng đám mây 17

1.1.4 Sự khác biệt giữa điện toán đám mây và điện toán truyền thống 18

1.1.5 Thách thức của điện toán đám mây 18

1.1.6 Các mô hình dịch vụ điện toán đám mây 19

1.1.6.1.Cơ sở hạ tầng là dịch vụ (IaaS) 19

1.1.6.2 Nền tảng là dịch vụ (PaaS) 21

1.1.6.3 Phần mềm là dịch vụ (SaaS) 21

1.1.7 Ưu và nhược điểm của điện toán đám mây 22

1.1.7.1 Ưu điểm 22

1.1.7.2 Nhược điểm 23

1.1.8 Các nhà cung cấp 23

1.1.8.1 Các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây 23

1.1.8.2 Các dịch vụ lưu trữ đám mây 24

1.2 Công nghệ ảo hóa máy chủ trong điện toán đám mây 25

1.2.1 Công nghệ ảo hóa 25

1.2.2 Kiến trúc ảo hóa 26

1.2.2.1 Kiến trúc Hosted - based 26

1.2.2.2 Kiến trúc Hypervisor - based 27

1.2.2.3 Kiến trúc Hybrid 27

CHƯƠNG 2 NỀN TẢNG IBM BLUEMIX 28

2.1 Tổng quan Bluemix 28

2.1.1 Khái niệm 28

2.1.2 Tại sao nên triển khai các ứng dụng trên Bluemix? 29

2.13 Bluemix và các đối tượng sử dụng 30

2.1.4 Khả năng hỗ trợ của Bluemix 30

2.2 Kiến trúc Bluemix 30

2.2.1 Bluemix Public 31

2.2.2 Bluemix Dedicated 32

2.3 Bluemix làm việc như thế nào? 33

2.4 Khả năng đàn hồi của Bluemix 35

2.5 Các thành phần trên màn hình làm việc của IBM Bluemix 35

2.5.1 Đăng ký tài khoản Free trên IBM Bluemix 35

2.5.2 Màn hình làm việc IBM Bluemix 36

2.5.2.1 Thẻ Drashboad 36

2.5.2.2 Các dịch vụ do Bluemix cung cấp 37

2.5.2.3 Một số thành phần khác 38

2.6 Cơ chế bảo mật của Bluemix Platform 40

2.6.1 Cơ chế bảo mật 40

2.6.2 Tiêu chuẩn công nghệ thông tin IBM 41

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG ỨNG DỤNG QUẢN LÝ TÀI SẢN 42

TRÊN NỀN IBM BLUEMIX 42

3.1 Bài toán quản lý tài sản tại trường Đại học Hải Dương 42

3.1.1 Đặc tả nghiệp vụ 42

3.1.2 Các đặc tả kỹ thuật bổ sung 42

3.2 Yêu cầu chức năng của hệ thống 43

3.3 Phân tích, thiết kế hệ thống 45

3.3.1 Biểu đồ Use Case 45

3.3.2 Mô tả các chức năng 48

3.3.2.1 Chức năng “Đăng nhập” 48

3.3.2.2 Chức năng “Quản lý người dùng” 49

3.3.2.3 Chức năng“Quản lý danh mục tài sản” 50

3.3.3 Biểu đồ tuần tự 53

3.3.3.1 Chức năng “Đăng nhập” 53

3.3.3.2 Chức năng “Quản lý người dùng” 54

3.3.3.3 Chức năng “Quản lý danh mục tài sản” 55

3.3.4 Biểu đồ lớp 56

3.3.4.1 Mô tả chi tiết các lớp 56

3.3.4.2 Mối quan hệ giữa các lớp 60

3.4 Ứng dụng quản lý tài sản 61

3.4.1 Triển khai ứng dụng trên IBM Bluemix 61

3.4.2 Kết quả ứng dụng 62

3.5 Đánh giá 64

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT THÔNG DỤNG

STT Từ viết tắt Ý nghĩa

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Bảng mô tả các dịch vụ 38

Bảng 2.2 Danh sách các phân vùng của Bluemix 39

Bảng 3.1 Danh mục nhóm, loại tài sản 56

Bảng 3.2 Danh mục đơn vị 57

Bảng 3.3 Danh mục nguồn vốn 58

Bảng 3.4 Danh mục phương thức hình thành tài sản 58

Bảng 3.5 Danh mục thông số tài sản 58

Bảng 3.6 Danh mục thành phần tài sản 59

Bảng 3.7 Danh mục dự án tài sản 59

Bảng 3.8 Danh mục tài sản 60

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1.Hình ảnh ẩn dụ về điện toán đám mây 14

Hình 1.2.Lớp Back end và Front end trong mô hình điện toán đám mây 16

Hình 1.3 Mô hình đám mây lai 18

Hình 1.4 Những mô hình dịch vụ của điện toán đám mây 19

Hình 1.5 Mối quan hệ giữa các máy ảo, trình siêu giám sát và máy tính 20

Hình 1.6 Các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây 24

Hình 1.7 Mô hình dịch vụ Dropbox 25

Hình 1.8 Kiến trúc ảo hóa Hosted-based 26

Hình 1.9 Kiến trúc ảo hóa Bare-Metal 27

Hình 1.10 Kiến trúc ảo hóa Hybrid 28

Hình 2.1 Kiến trúc Bluemix 32

Hình 2.2 Dedicated Bluemix 33

Hình 2.3 Thiết kế của máy ảo 34

Hình 2.4 Thẻ Drashboad 36

Hình 2.5 Runtimes 38

Hình 3.1 Biểu đồ UC các tác nhân và mối quan hệ giữa chúng 46

Hình 3.2 Biểu đồ UC theo hướng chức năng của Nhân viên văn phòng 46

Hình 3.3 Biểu đồ UC theo hướng chức năng của Nhân viên nghiệp vụ 47

Hình 3.4 Biểu đồ Use Case chức năng “Quản lý danh mục người dùng” 49

Hình 3.5 Biểu đồ Use Case phân rã chức năng “Quản lý danh mục tài sản” 51

Hình 3.6 Biểu đồ tuần tự UC Đăng nhập 54

Hình 3.7 Biểu đồ tuần tự UC Thêm người dùng 54

Hình 3.8 Biểu đồ tuần tự UC Sửa thông tin người dùng 54

Hình 3.9.Biểu đồ tuần tự UC Xóa người dùng 55

Hình 3.10 Biểu đồ tuần tự UC Thêm mới tài sản 55

Hình 3.11 Biểu đồ tuần tự UC Sửa thông tin tài sản 55

Hình 3.12 Biểu đồ tuần tự UC Xóa tài sản 56

Hình 3.13 Biểu đồ chi tiết lớp 61

Hình 3.14 Ứng dụng quản lý tài sản trên giao diện Bluemix 62

Hình 3.15 Màn hình đăng nhập hệ thống 63

Hình 3.16 Màn hình cập nhật danh mục nhóm tài sản 63

Hình 3.17 Màn hình cập nhật danh mục tài sản 64

Hình 3.18 Màn hình lập phiếu kiểm kê tài sản 64

MỞ ĐẦU

1 Lý do lựa chọn đề tài

Điện toán đám mây (cloud computing) có lẽ là thuật ngữ “thời sự” nhất trong giới công nghệ thông tin trên thế giới hiện nay và được Gartner xếp đầu bảng trong các công nghệ chiến lược từ năm 2010 Điện toán đám mây hứa hẹn sẽ mang đến một cuộc cách mạng về công nghệ và kinh doanh bằng cách hỗ trợ các dịch vụ có sẵn qua Internet

Bluemix là giải pháp điện toán đám mây mới nhất của IBM (PaaS của IBM) Đây là nền tảng được xây dựng dựa trên chuẩn mở, chạy trên đám mây với mục tiêu giúp nhà phát triển phần mềm xậy dựng, quản lý, triển khai và chạy các ứng dụng trong thời gian ngắn nhất

Trường Đại học Hải Dương là một trường đại học duy nhất trực thuộc tỉnh Hải Dương Để đáp ứng yêu cầu về đào tạo, nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ, bên cạnh việc tăng cường về số lượng và nâng cao trình độ đội ngũ cán bộ, trường Đại học Hải Dương đã từng bước đầu tư, nâng cấp về cơ sở vật chất kỹ thuật cho các đơn vị Khối lượng tài sản trong trường ngày càng nhiều, việc quản lý sử dụng

đã có nề nếp, tài sản được đầu tư đúng trọng tâm, trọng điểm, được đưa vào sử dụng ngay và có hiệu quả thiết thực trong công tác đào tạo và nghiên cứu khoa học Tuy nhiên, để triển khai bài toán quản lý tài sản thì các nhà quản lý cần phải lên kế hoạch, hoạch định ngân sách, mua sắm thiết bị, đầu tư cơ sở hạ tầng mạng, …Nếu tất cả mọi thứ như dữ liệu, phần mềm, tính toán, …được đưa lên trên mạng Internet, khi đó chúng ta sẽ không còn thấy các máy chủ đặt trong các phòng server và thay vào đó là các server sẽ được ảo hóa và được cung cấp như là các dịch vụ trên Internet Sự ra đời của điện toán đám mây, đặc biệt là sự ra đời của Bluemix là tiền đề để Nhà trường xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng CNTT phục vụ cho công tác quản lý tài sản tại trường Đại học Hải Dương Vì vậy luận văn lựa chọn đề tài “Phát triển ứng dụng quản lý tài sản trên nền IBM Bluemix”

2 Nội dung nghiên cứu

Luận văn nghiên cứu các lý thuyết tổng quan về điện toán đám mây, tìm hiểu một số đặc điểm chung nhất của điện toán đám mây, cấu trúc và cách thức hoạt động của điện toán đám mây, các mô hình hạ tầng trên điện toán đám mây, so sánh sự khác biệt giữa điện toán đám mây và điện toán truyền thống, các mô hình làm việc trên điện toán đám mây, ưu và nhược điểm của điện toán đám mây; nghiên cứu lý thuyết về công nghệ ảo hóa đám mây, các kiến trúc ảo hóa

Luận văn tập chung tìm hiểu hiểu về nền tảng IBM Bluemix, kiến trúc Bluemix, các thành phần trên giao diện làm việc của Bluemix, cơ chế bảo mật của Bluemix, các tiêu chuẩn về công nghệ thông tin của Bluemix do IBM đề xuất và tích hợp

Dựa trên nền IBM Bluemix, dựa trên việc tìm hiểu các nghiệp vụ về quản lý tài sản tại trường Đại học Hải Dương, nghiên cứu các chức năng cần thiết của một hệ

thống quản lý tài sản, phân tích, thiết kế các ca sử dụng, xây dựng các biểu đồ tuần tự cho các ca sử dụng trong mô hình quản lý tài sản, thiết kế các các lớp dữ liệu của bài toán quản lý tài sản; cài đặt thành công cơ sở dữ liệu, ứng dụng quản lý tài sản trên nền tảng IBM Bluemix

Với việc phát triển và cài đặt thực nghiệm hệ thống quản lý tài sản trên nền IBM Bluemix, ứng dụng đã tận dụng tối đa tài nguyên có sẵn trên Internet, giảm thiểu chi phí, nguồn lực, nhân lực cho xây dựng, phát triển, bảo trì ứng dụng quản lý tài sản

Luận văn được thiết kế bao gồm 3 chương

Chương 1: Tổng quan về công nghệ ảo hóa đám mây

Chương này giới thiệu tổng quan về công nghệ điện toán đám mây: các khái

niệm, cách thức hoạt động, cấu trúc, mô hình dịch vụ, vai trò và lợi ích khi sử dụng mô hình điện toán đám mây; công nghệ ảo hóa máy chủ trên điện toán đám mây

Chương 2: Nền tảng IBM Bluemix

Chương này tìm hiểu tổng quan về Bluemix, lợi ích, kiến trúc, các thành phần,

các dịch vụ và cơ chế bảo mật trên Bluemix

Chương 3: Xây dựng ứng dụng quản lý tài sản trên nền IBM Bluemix

Chương này sẽ cài đặt thực nghiệm, cụ thể: cài đặt ứng dụng quản lý tài sản trên nền Bluemix, rút ra kết luận và đánh giá về đề tài

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ẢO HÓA ĐÁM MÂY

1.1 Tổng quan về điện toán đám mây

1.1.1 Khái niệm và đặc điểm

Một câu hỏi luôn được đặt ra là làm thế nào có thể tăng năng lực tính toán và khả năng lưu trữ dữ liệu lên hàng nghìn lần so với chỉ dùng phần cứng tại chỗ? Câu hỏi đã từng làm đau đầu các nhà phát triển hệ thống, với sự ra đời của mạng Internet vấn đề đã được giải quyết bằng sự xuất hiện của điện toán đám mây (xem hình 1.1)

Có rất nhiều quan điểm về điện toán đám mây, nhưng có thể hiểu một cách đơn giản điện toán đám mây là các nguồn điện toán khổng lồ như phần mềm, dịch vụ… sẽ nằm tại các máy chủ ảo (đám mây) trên Internet thay vì trong máy tính gia đình và văn phòng (trên mặt đất) để mọi người kết nối và sử dụng mỗi khi họ cần [7] Với các dịch

vụ sẵn có trên Internet, doanh nghiệp không phải mua và duy trì hàng trăm, thậm chí hàng nghìn máy tính cũng như các phần mềm đi kèm Họ chỉ cần tập trung sản xuất bởi đã có người khác lo cơ sở hạ tầng và công nghệ thay họ Khi đó, con người có thể truy cập đến bất kỳ tài nguyên nào tồn tại trong đám mây tại bất kỳ thời điểm nào và

từ bất kỳ đâu thông qua hệ thống Internet

Hình 1.1.Hình ảnh ẩn dụ về điện toán đám mây Như vậy, trước đây để có thể triển khai một ứng dụng (ví dụ một trang web), chúng ta phải đi mua (hoặc thuê) một hay nhiều máy chủ, sau đó đặt máy chủ tại các trung tâm dữ liệu thì nay điện toán đám mây cho phép chúng ta giản lược quá trình mua (hoặc thuê) mà chúng ta chỉ cần nêu ra yêu cầu của mình, hệ thống sẽ tự động gom nhặt các tài nguyên rỗi để sẵn sàng đáp ứng mọi yêu cầu cần thiết cho ứng dụng

Các đặc điểm của điện toán đám mây [1,3,7]:

- Tính tự phục vụ theo yêu cầu: Đặc tính kỹ thuật của điện toán đám mây cho phép khách hàng thiết lập các yêu cầu về nguồn lực nhằm đáp ứng yêu cầu của hệ thống như: thời gian sử dụng máy chủ, dung lượng lưu trữ, cũng như là khả năng đáp ứng các tương tác lớn của hệ thống ra bên ngoài

- Có khả năng truy cập diện rộng: Điện toán đám mây cung cấp các dịch vụ

chạy trên môi trường Internet do vậy khách hàng chỉ cần kết nối được với Internet là

có thể sử dụng được dịch vụ Các thiết bị truy xuất thông tin không yêu cầu cấu hình cao như : Mobile phone, Laptop và PDAs…

- Tài nguyên tập trung: Tài nguyên của nhà cung cấp dịch vụ được dùng chung, phục vụ cho nhiều người dùng dựa trên mô hình “multi-tenant” Mô hình này cho phép tài nguyên phần cứng và tài nguyên ảo hóa sẽ được cấp phát động dựa vào nhu cầu của người dùng Khi nhu cầu người dùng giảm xuống hoặc tăng nên thì tài nguyên sẽ được trưng dụng để phục vụ yêu cầu Người sử dụng không cần quan tâm tới việc điều khiển hoặc không cần phải biết chính xác vị trí của các tài nguyên sẽ được cung cấp Tài nguyên sẽ được cung cấp bao gồm: tài nguyên lưu trữ, xử lý, bộ nhớ, băng thông mạng và máy ảo

- Có tính mềm dẻo: Khả năng này cho phép tự động mở rộng hoặc thu nhỏ hệ thống tùy theo nhu cầu của người sử dụng một cách nhanh chóng Khi nhu cầu tăng,

hệ thống sẽ tự động mở rộng bằng cách thêm tài nguyên vào Khi nhu cầu giảm, hệ thống sẽ tự động giảm bớt tài nguyên Khả năng co giãn giúp cho nhà cung cấp sử dụng tài nguyên hiệu quả, tận dụng triệt để tài nguyên dư thừa, phục vụ được nhiều khách hàng Đối với người sử dụng dịch vụ, khả năng co giãn giúp họ giảm chi phí do

họ chỉ trả phí cho những tài nguyên thực sự dùng

- Tính kiểm soát được của dịch vụ: Nhiều dịch vụ điện toán đám mây sử dụng

mô hình điện toán theo nhu cầu, một số khác lại dựa vào thuê bao chi phí sử dụng Điện toán đám mây cho phép giới hạn dung lượng lưu trữ, băng thông, tài nguyên máy tính và số lượng người dùng kích hoạt theo tháng

1.1.2 Cấu trúc và cách thức hoạt động của điện toán đám mây

1.1.2.1 Cấu trúc của điện toán đám mây

Về cơ bản, điện toán đám mây được chia ra làm năm lớp riêng biệt, có tác động qua lại lẫn nhau [6]:

- Client (lớp khách hàng): Lớp khách hàng của điện toán đám mây bao gồm phần cứng và phần mềm, dựa vào đó khách hàng có thể truy cập và sử dụng các ứng dụng hoặc các dịch vụ được “đám mây” cung cấp

- Application (lớp ứng dụng): Lớp ứng dụng của điện toán đám mây làm nhiệm

vụ phân phối phần mềm như một dịch vụ thông qua Internet, người dùng không cần phải cài đặt và chạy các ứng dụng đó trên máy tính của mình, các ứng dụng dễ dàng được chỉnh sửa và người dùng cũng dễ dàng nhận được sự hỗ trợ

Các hoạt động được quản lý tại trung tâm của đám mây chứ không nằm ở phía khách hàng (lớp client), cho phép khách hàng truy cập các ứng dụng từ xa thông qua website Lức này, khách hàng không còn cần thực hiện các tính năng như cập nhật phiên bản mới, bản vá lỗi, download phiên bản mới… bởi chúng sẽ được thực hiện từ các đám mây

- Infrastructure (lớp cơ sở hạ tầng): Cung cấp hạ tầng máy tính, tiêu biểu là môi trường ảo hóa Thay vì khách hàng phải bỏ tiền ra mua các server, phần mềm, trung tâm dữ liệu hoặc thiết bị kết nối… giờ đây, họ vẫn có thể có đầy đủ tài nguyên để sử dụng mà chi phí được giảm thiểu, thậm chí là miễn phí Đây là một bước tiến hóa của

mô hình máy chủ ảo (Vitual Private Server)

- Platform (lớp nền tảng): Cung cấp nền tảng cho điện toán và các giải pháp của dịch vụ, chi phối đến cấu trúc hạ tầng của đám mây và điểm tựa cho lớp ứng dụng, cho phép các ứng dụng chạy trên nền tảng đó Nó giảm nhẹ sự tốn kém khi triển khai các ứng dụng do người dùng không phải trang bị cơ sở hạ tầng (phần cứng và phần mềm) của riêng mình

- Server (lớp máy chủ): gồm các sản phẩm phần cứng và phần mềm máy tính, được thiết kế và xây dựng đặc biệt để cung cấp dịch vụ của đám mây Các server phải được xây dựng và có cấu hình đủ mạnh để đáp ứng nhu cầu sử dụng của số lượng đông đảo các người dùng và các nhu cầu ngày càng cao của họ

1.1.2.2 Cách thức hoạt động của điện toán đám mây

Để hiểu cách thức hoạt động của đám mây, tưởng tượng rằng đám mây bao gồm hai lớp: lớp front - end và lớp back - end (xem hình 1.2)

Lớp Front - end: là lớp người dùng, cho phép người dùng sử dụng và thực hiện thông qua giao diện người dùng Khi người dùng sử dụng các giao diện trực tuyến, họ

sẽ phải sử dụng thông qua giao diện từ lớp front - end, và các phần mềm chạy trên lớp back - end nằm ở đám mây

Lớp back - end: bao gồm cấu trúc phần cứng và phần mềm để thực hiện cung cấp giao diện cho lớp front - end và được người dùng tác động thông qua giao diện đó

Hình 1.2 Lớp Back end và Front end trong mô hình điện toán đám mây

1.1.3 Các mô hình hạ tầng đám mây

a Đám mây công cộng (public cloud): Các tài nguyên được cung cấp trên Internet bằng cách sử dụng các ứng dụng web từ một nhà cung cấp bên thứ ba và tính cước trên cơ sở tính toán việc sử dụng Đối tượng quản lý là nhà cung cấp dịch vụ

- Các doanh nghiệp phụ thuộc vào nhà cung cấp, không có toàn quyền quản lý;

- Gặp khó khăn trong việc lưu trữ các văn bản, thông tin nội bộ

b Đám mây dùng riêng (private cloud): Tồn tại bên trong tường lửa của doanh nghiệp và do người sử doanh nghiệp quản lý Chúng là các dịch vụ đám mây do doanh nghiệp tạo ra và kiểm soát trong phạm vi sử dụng của mình Các đám mây riêng cũng cung cấp nhiều lợi ích tương tự như các đám mây công cộng, sự khác biệt chủ yếu là doanh nghiệp tự chịu trách nhiệm thiết lập và duy trì đám mây đó

Ưu điểm: Chủ động sử dụng, nâng cấp, quản lý, giảm chi phí, bảo mật tốt, … Nhược điểm:

- Khó khăn về công nghệ khi triển khai và chi phí xây dựng, duy trì hệ thống;

- Chỉ sử dụng trong nội bộ doanh nghiệp, người dùng ở ngoài không thể sử dụng

c Đám mây lai (hybrid cloud): Là sự kết hợp của đám mây công cộng và đám mây dùng riêng khi sử dụng các dịch vụ có trong cả hai vùng công cộng và vùng riêng

tư (xem hình 1.3) [10] Các trách nhiệm quản lý được phân chia giữa các nhà cung cấp dịch vụ đám mây công cộng và chính người sử dụng Khi sử dụng một đám mây lai, người sử dụng có thể xác định mục tiêu và các yêu cầu của các dịch vụ được tạo từ sự lựa chọn thích hợp nhất [8]

Đối tượng sử dụng: Doanh nghiệp và nhà cung cấp quản lý theo sự thỏa thuận

Người sử dụng có thể sử dụng các dịch vụ của nhà cung cấp và dịch vụ riêng của doanh nghiệp

Ưu điểm: Doanh nghiệp 1 lúc có thể sử dụng được nhiều dịch vụ mà không bị

giới hạn

Nhược điểm: Khó khăn trong việc triển khai và quản lý, tốn nhiều chi phí

Hình 1.3 Mô hình đám mây lai

1.1.4 Sự khác biệt giữa điện toán đám mây và điện toán truyền thống

Trong mô hình điện toán truyền thống, các cá nhân, doanh nghiệp sẽ xây dựng riêng cơ sở hạ tầng kỹ thuật để tự cung cấp các dịch vụ cho các hoạt động thông tin đặc thù của mình Với mô hình này, mọi thông tin sẽ được lưu trữ, xử lý nội bộ và họ

sẽ trả tiền để triển khai, duy trì cơ sở hạ tầng đó (mua thiết bị phần cứng, phần mềm chuyên dụng, trả lương cho bộ phận điều hành ) Khác với mô hình điện toán truyền thống, điện toán đám mây lưu trữ và xử lý toàn bộ thông tin trong đám mây Internet Mọi công nghệ, kỹ thuật, cơ sở hạ tầng cũng như chi phí triển khai trong đám mây sẽ

do nhà cung cấp đảm bảo xây dựng và duy trì Do đó, thay vì phải đầu tư từ đầu rất nhiều tiền cho chi phí xây dựng cơ sở hạ tầng riêng, các cá nhân, doanh nghiệp trong quá trình hoạt động sẽ chỉ phải trả số tiền vừa đủ theo nhu cầu sử dụng của mình

Như vậy, mô hình điện toán đám mây có rất nhiều lợi ích như: sử dụng hợp lý nguồn vốn, điều hòa chi tiêu tính toán theo thực tế sử dụng, luôn hưởng năng suất tính toán theo cam kết của nhà cung cấp dịch vụ, tận dụng được sức mạnh của Internet và các siêu máy tính, giảm cơ bản trách nhiệm quản lý hệ thống CNTT nội bộ

1.1.5 Thách thức của điện toán đám mây

Do điện toán đám mây được cấu thành từ nhiều thành phần khác nhau: máy chủ, lưu trữ, mạng được ảo hóa, các thành phần quản lý - Cloud Management, nên vấn

đề bảo mật trên điện toán đám mây là một thách thức lớn Thành phần này sẽ quản lý tất cả các tài nguyên được ảo hóa và tạo ra các máy chủ ảo với hệ điều hành, ứng dụng phù hợp để cung cấp cho khách hàng Như vậy, điện toán mây là một mô hình lego với rất nhiều miếng ghép công nghệ tạo thành Mỗi một miếng ghép lại tồn tại trong nó những vấn đề bảo mật và vô hình chung, điện toán đám mây khi giải bài toán bảo mật tất yếu phải giải quyết các vấn đề của những miếng ghép trên

Một đánh giá khác từ Gartner về bảo mật trong điện toán mây năm 2009, có ba nhóm tính chất về bảo mật mà khách hàng sử dụng điện toán mây đòi hỏi nhà cung cấp dịch vụ giải đáp thỏa đáng [3]:

- Tính tin cậy (Confidentiality): Dữ liệu của khách hàng được bảo vệ như thế nào? Ngoài khách hàng, dữ liệu đó có thể bị xem trộm bởi chính nhà cung cấp hay

những khách hàng khác không? Các nhà cung cấp có đạt các chứng nhận của các tổ chức thứ ba đánh giá về bảo mật hay không?

- Tính sẵn sàng (Availability): Ứng dụng cung cấp trên đám mây luôn sẵn sàng hay không? Nếu xảy ra sự cố, thời gian khôi phục dịch vụ mất bao nhiêu thời gian? Nhà cung cấp dịch vụ có đủ tài chính để cung cấp lâu dài cho khách hàng? Chế độ bảo hiểm dữ liệu ra sao nếu nhà cung cấp ngừng dịch vụ vì lý do tài chính?

- Tính an ninh (Security): Ngoài các vấn đề, để phòng chống tấn công, nhà cung cấp dịch vụ có minh bạch cung cấp hiện trạng phục vụ điều tra và thông tin đến các khách hàng không?

Đi sâu vào công nghệ, để giải quyết các vấn đề trên, nhà cung cấp dịch vụ điện toán mây phải xây dựng một chiến lược bảo mật qua nhiều lớp với nhiều công nghệ khác nhau đi từ hạ tầng - phần cứng - phần mềm - ứng dụng - tính pháp lý… Các thành phần bảo mật này đảm bảo vận hành một cách đồng bộ với nhau, đem đến một hành lang bảo vệ cho ứng dụng và dữ liệu nhưng đồng thời không đem đến sự phức tạp, khó khăn cho hoat động sử dụng của khách hàng

1.1.6 Các mô hình dịch vụ điện toán đám mây

Ghi chú: Người dùng (client) quản lý Nhà cung cấp dịch vụ quản lý

Hình 1.4 Các mô hình dịch vụ của điện toán đám mây 1.1.6.1.Cơ sở hạ tầng là dịch vụ (IaaS)

IaaS (Infrastructure as a Service) cung cấp cho người dùng hạ tầng thô (thường dưới hình thức các máy ảo) như một dịch vụ Người dùng có thể triển khai và chạy phần mềm trên các máy ảo như trên một máy chủ thực hay có thể đưa dữ liệu cá nhân lên đám mây và lưu trữ Người dùng không có quyền kiểm soát hạ tầng thực bên trong

đám mây tuy nhiên họ có toàn quyền quản lý và sử dụng tài nguyên mà họ được cung cấp cũng như yêu cầu mở rộng lượng tài nguyên họ được phép sử dụng [8-13,15]

Các đặc trưng tiêu biểu:

- Cung cấp tài nguyên như là dịch vụ: cung cấp máy chủ, thiết bị mạng, bộ nhớ, CPU, không gian đĩa cứng, trang thiết bị trung tâm dữ liệu;

- 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 luôn có một nguồn tài nguyên tính toán tổng hợp

Ví dụ: Amazon EC2/S3, Elastra (Beta 2.0 2/2009), Nirvanix, AppNexus

IaaS dễ dàng nhận ra, bởi vì nó thường là độc lập với nền tảng IaaS bao gồm sự kết hợp của các tài nguyên phần cứng và phần mềm Phần mềm IaaS là mã mức thấp chạy độc lập với hệ điều hành - được gọi là trình siêu giám sát - và chịu trách nhiệm kiểm kê tài nguyên phần cứng và phân phối tài nguyên theo yêu cầu (xem hình 1.6) [1] Quá trình này được gọi là phân nhóm tài nguyên Phân nhóm tài nguyên bằng trình siêu giám sát làm cho có thể ảo hóa, và ảo hóa làm tăng khả năng điện toán nhiều bên thuê - một khái niệm để chỉ một cơ sở hạ tầng được chia sẻ bởi một vài tổ chức có các mối quan tâm giống nhau về các yêu cầu an toàn và tuân thủ quy định về dữ liệu [1]

Hình 1.5 Mối quan hệ giữa các máy ảo, trình siêu giám sát và máy tính

Với IaaS, chúng ta có khả năng xử lý dự phòng, lưu trữ, làm việc với mạng, và các tài nguyên điện toán khác, ở đây chúng ta có thể triển khai và chạy phần mềm (hệ điều hành và các ứng dụng) tùy ý

Các nhà cung cấp IaaS bao gồm: Amazon CloudFormation, Amazon EC2, Windows Azure Virtual Machines, DynDNS, Google Compute Engine, HP Cloud, iland, Joyent, Rackspace Cloud, ReadySpace Cloud Services, Terremark và NaviSite 1.1.6.2 Nền tảng là dịch vụ (PaaS)

PaaS (Platform as a Service): Mô hình PaaS cung cấp cách thức cho phát triển ứng dụng trên một nền tảng trừu tượng Nó hỗ trợ việc triển khai ứng dụng mà không quan tâm đến chi phí hay sự phức tạp của việc trang bị và quản lý các lớp phần cứng

và phần mềm bên dưới, cung cấp tất cả các tính năng cần thiết để hỗ trợ việc xây dựng

và cung cấp một ứng dụng và dịch vụ web sẵn sàng trên Internet mà không cần bất kì thao tác tải hay cài đặt phần mềm cho những người phát triển, quản lý tin học, hay người dùng cuối PaaS cho phép các nhà phát triển ứng dụng có thể tạo ra các ứng dụng một cách nhanh chóng, các rắc rối trong việc thiết lập máy chủ, cơ sở dữ liệu đã được nhà cung cấp PaaS giải quyết [8-13,15]

Dịch vụ PaaS cung cấp nền tảng điện toán cho phép người dùng phát triển các phần mềm phục vụ nhu cầu tính toán hoặc xây dựng dịch vụ trên nền tảng đám mây

đó Dịch vụ PaaS có thể được cung cấp dưới dạng các ứng dụng lớp giữa, các ứng dụng máy chủ, các công cụ lập trình nhất định để xây dựng dịch vụ Dịch vụ PaaS cũng có thể được xây dựng riêng và cung cấp cho người sử dụng thông qua một API (giao diện lập trình ứng dụng) riêng, người sử dụng xây dựng ứng dụng và tương tác với hạ tầng điện toán đám mây thông qua API đó Ở mức PaaS, người sử dụng không quản lý nền tảng đám mây hay các tài nguyên lớp như hệ điều hành, lưu trữ ở lớp dưới Khách hàng điển hình của dịch vụ PaaS chính là các nhà phát triển ứng dụng

Các 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;

- Cung cấp các công cụ khởi tạo với giao diện trên nền web;

- Kiến trúc đồng nhất;

- Tích hợp dịch vụ web và cơ sở dữ liệu;

- Hỗ trợ cộng tác nhóm phát triển;

- Cung cấp các công cụ hỗ trợ tiện tích khác

Ví dụ: IBM Bluemix, AWS Elastic Beanstalk, Cloud Foundry, Heroku,

Force.com, Google App Engine, Windows Azure Compute and OrangeScape, Cloud Foundry, Heroku, Force.com, EngineYard, Mendix, Google App Engine, Windows Azure Compute và OrangeScape

1.1.6.3 Phần mềm là dịch vụ (SaaS)

SaaS (Software as a Service) là một mô hình triển khai ứng dụng mà ở đó nhà cung cấp cho phép người dùng sử dụng dịch vụ theo yêu cầu Những nhà cung cấp SaaS có thể lưu trữ ứng dụng trên máy chủ của họ hoặc tải ứng dụng xuống thiết bị khách hàng, vô hiệu hóa nó sau khi kết thúc thời hạn Các chức năng theo yêu cầu có

thể được kiểm soát bên trong để chia sẻ bản quyền của một nhà cung cấp ứng dụng bên thứ ba

Dịch vụ SaaS cung cấp các ứng dụng hoàn chỉnh như một dịch vụ theo yêu cầu cho nhiều người sử dụng chỉ với một phiên bản cài đặt Người sử dụng lựa chọn ứng dụng phù hợp với nhu cầu và sử dụng mà không cần quan tâm đến tài nguyên tính toán [8-12]

Các đặc trưng tiêu biểu:

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

- Quản lý các hoạt dộng từ một vị trí tập trung hơn là tại mỗi nơi của khách hàng, cho phép khác hàng truy xuất từ xa thông qua web;

- Cung cấp ứng dụng thông thường gần gũi với mô hình ánh xạ từ một đến nhiềubao 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 tải các bản vá lỗi và cập nhật;

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

Ví dụ: Dịch vụ email hay các ứng dụng Google Docs, Google Calendar của Google,…

1.1.7 Ưu và nhược điểm của điện toán đám mây

1.1.7.1 Ưu điểm

Có thể kể đến một vài lợi ích cơ bản của điện toán đám mây như sau [3]:

- Sử dụng các tài nguyên tính toán động: Các tài nguyên được cấp phát cho người dùng đúng như những gì người dùng muốn một cách tức thời bằng cách huy động tài nguyên rỗi hiện có trên Internet; người dùng có thể tùy ý lựa chọn các dịch vụ phù hợp với nhu cầu của mình, cũng như cũng có thể bỏ bớt các thành phần mà mình không mong muốn

- Giảm chi phí: Người dùng sẽ có khả năng cắt giảm chi phí để mua bán, cài đặt

và bảo trì tài nguyên, thay vào đó họ chỉ cần phải xác định nhu cầu của mình rồi sau

đó yêu cầu các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây tiến hành Việc tập hợp ứng dụng của nhiều tổ chức lại một chỗ sẽ giúp giảm chi phíđầu tư ban đầu, cũng như tăng hiệu năng sử dụng các thiết bị này một cách tối đa

- Tính độc lập: Người dùng sẽ không còn bị hạn chế với một thiết bị hay một vị trí; với điện toán đám mây, phần mềm, dữ liệu có thể được truy cập và sử dụng từ bất

kỳ đâu, trên bất kỳ thiết bị nào mà không cần phải quan tâm đến giới hạn phần cứng

- Tăng khả năng sử dụng tài nguyên tính toán: Một trong những câu hỏi đau đầu của việc đầu tư tài nguyên (ví dụ máy chủ) là bao lâu thì nó sẽ hết khấu hao, tôi đầu tư như thế có lãi hay không, có bị “tụt hậu” về công nghệ hay không Khi sử dụng tài nguyên trên điện toán đám mây thì chúng ta không còn phải quan tâm tới điều này nữa

- Tăng cường độ tin cậy: Dữ liệu trong mô hình điện toán đám mây được lưu trữ một cách phân tán tại nhiều cụm máy chủ tại nhiều vị trí khác nhau, điều này giúp làm tăng độ an toàn của dữ liệu mỗi khi có sự cố hoặc thảm họa xảy ra

- Bảo mật: Việc tập chung dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau sẽ giúp các chuyên gia bảo mật tăng cường khả năng bảo vệ dữ liệu của người dùng, cũng như giảm thiểu rủi ro bị ăn cắp toàn bộ dữ liệu Ví dụ: dữ liệu được đặt ở 6 máy chủ khác nhau, trong trường hợp bị tấn công, sẽ bị lộ 1/6 Đây là cách chia sẻ rủi ro giữa các tổ chức với nhau

Tính dễ bảo trì: Mọi phần mềm đều nằm trên server, lúc này, người dùng không cần quan tâm đến vấn đề cập nhật hay sửa đổi lỗi phần mềm, các nhà phát trển cũng dễ dàng hơn trong việc cài đặt, nâng cấp ứng dụng của mình

1.1.7.2 Nhược điểm

Mô hình điện toán đám mây vẫn còn có một số nhược điểm sau [6,8,15]:

- Tính riêng tư: Các thông tin người dùng và dữ liệu được chứa trên điện toán đám mây có đảm bảo được sự riêng tư, liệu các thông tin đó có bị sử dụng vì một mục đích nào khác?

- Tính sẵn dùng: Liệu các dịch vụ điện toán đám mây có bị “treo” bất ngờ, khiến cho người dùng không thể truy cập các dịch vụ và dữ liệu của mình trong khoảng thời gian nào đó gây ảnh hưởng tới công việc;

- Mất dữ liệu: Một vài dịch vụ lưu trữ dữ liệu trực tuyến trên đám mây bất ngờ ngừng hoạt động hoặc không tiếp tục cung cấp dịch vụ, khiến cho người dùng phải sao lưu dữ liệu của họ từ đám mâyvề máy tính cá nhân , điều này sẽ gây mất nhiều thời gian, thậm chí trong một vài trường hợp vì lý do nào đó người dùng bị mất dữ liệu và không thể phục hồi lại được;

- Tính di động và quyền sở hữu: Một câu hỏi đặt ra là liệu người dùng có thể chia sẻ dữ liệu từ dịch vụ đám mây này sang dịch vụ đám mây khác? Hoặc trong trường hợp người dùng không muốn tiếp tục sự dụng các dịch vụ cung cấp từ đám mây, liệu người dùng có thể sao lưu toàn bộ dữ liệu của họ? Và làm cách nào người dùng có thể chắc chắn rằng dịch vụ đám mây sẽ không hủy toàn bộ dữ liệu của họ trong trường hợp người sử dụng ngừng các dịch vụ từ đám mây?

- Khả năng bảo mật: Vấn đề tập chung dữ liệu trên các đám mâylà cách thức hiệu quả để tăng cường bảo mật nhưng cũng chính là nỗi lo của người sử dụng dịch vụ của điện toán đám mây, bởi khi các đám mây bị tấn công thì dữ liệu này sẽ bị chiếm dụng

1.1.8 Các nhà cung cấp

1.1.8.1 Các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây

- Đối với thị trường thế giới: Hiện nay, điện toán đám mây không còn là thuật ngữ mới mẻ và lạ lẫm Bắt nguồn từ điện toán lưới từ những năm 80, điện toán theo nhu cầu và phần mềm dịch vụ (SaaS), Oracle là nhà tiên phong trong việc triển khai công nghệ này Cho đến nay, điện toán đám mây đang được phát triển và cung cấp bởi

nhiều nhà cung cấp như Amazon, Google, DataSynapse, Salesforce, Microsoft, IBM, HP… (xem hình 1.7) Đã được rất nhiều người dùng cá nhân cho đến các công ty lớn như L’Oréal, General Electric, Ebay, Coca-cola… chấp nhận và sử dụng

Hình 1.6 Các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây

- Đối với thị trường Việt Nam: Không nằm ngoài xu thế, Việt Nam đang dần tiếp cận các dịch vụ đám mây thông qua dự án của một số doanh nghiệp nước ngoài như Microsoft, Intel… cũng như từ những nhà phát triển, cung cấp trong nước như FPT, Biaki… IBM là doanh nghiệp tiên phong khai trương trung tâm điện toán đám mây tại Việt Nam vào tháng 9/2008 với khách hàng đầu tiên là là Công ty cổ phần công nghệ và truyền thông Việt Nam Có thể nói Việt Nam là một trong những nước đầu tiên ở ASEAN đưa vào sử dụng điện toán đám mây

1.1.8.2 Các dịch vụ lưu trữ đám mây

Các dịch vụ lưu trữ đám mây với khả năng đồng bộ hóa các tập tin, thư mục trên nhiều máy tính và thiết bị di động đã ngày một "gần" hơn với người dùng Nếu chúng ta lo ngại về khả năng tồn tại lâu dài của dữ liệu của chúng ta thì dịch vụ lưu trữ

dữ liệu online từ các nhà cung cấp hàng đầu, uy tín là điều cần thiết nhất Các dịch vụ lưu trữ đám mây như OneDrive, Box, Dropbox, Google Drive, Amazon Cloud Drive,… có thể đồng bộ hoá và hoạt động như ổ đĩa cứng giúp chúng ta có thể lưu trữ

dễ dàng Một điều đáng mừng là các dịch vụ lưu trữ trực tuyến hiện nay đều tăng thêm dung lượng để khuyến khích người dùng sử dụng dịch vụ lưu trữ của họ nhiều hơn và hoàn toàn miễn phí

Một số dịch vụ lưu trữ đám mây "đình đám" hiện nay:

- OneDrive: Tài khoản OneDrive miễn phí là 15GB, riêng tài khoản Office 365

sẽ nhận được đến 1TB dung lượng lưu trữ Các dữ liệu trên đây có thể truy cập từ điện thoại Android, iPhone, iPad, Windows Phone bên cạnh máy tính Windows hoặc máy Mac Chúng ta có thể chia sẻ các tập tin lớn và hình ảnh với chúng ta bè và người thân, chỉ cần một trình duyệt web là có thể truy cập các tập tin

Dropbox (xem hình 1.7) là mô hình dịch vụ lưu trữ đám mây quen thuộc với hầu hết người dùng Internet hiện nay Dropbox cho phép chúng ta lưu trữ hình ảnh, tài liệu và video trực tuyến Nói cách khác bất cứ dữ liệu nào chúng ta lưu vào Dropbox đều được tự động lưu vào máy tính, điện thoại và tài khoản trên website Dropbox

Dropbox cũng giúp cho chúng ta dễ dàng chia sẻ các tài liệu đó cho nhiều người dùng khác Dropbox cung cấp 2GB lưu trữ trực tuyến

Hình 1.7 Mô hình dịch vụ Dropbox

Amazon Cloud Drive: Dịch vụ Cloud Drive của Amazon được nâng cấp với khả năng đồng bộ hóa dữ liệu một cách hoàn hảo cho những ai sử dụng thiết bị của hãng công nghệ này, có nghĩa là khi người dùng lưu một dữ liệu lên Cloud Drive trên máy tính thì các dữ liệu này ngay lập tức sẽ được đồng bộ hóa lên các thiết bị khác của Amazon Hiện tại, Cloud Drive của Amazon đang cung cấp cho người dùng một tài khoản miễn phí có dung lượng 5GB

Box là dịch vụ lưu trữ và chia sẻ tập tin trực tuyến, dung lượng dịch vụ lưu trữ miễn phí 10GB Dịch vụ lưu trữ Box đã xuất hiện trên hầu hết các nền tảng từ máy tính đến điện thoại di động Trên máy tính, Box cũng hỗ trợ đồng bộ máy khách dưới dạng thư mục lưu trữ tương tự Dropbox hay SkyDrive và người dùng có thể xem lại và truy xuất tập tin đã lưu trên đám mây trực tiếp từ điện thoại qua các ứng dụng Box cho Android, iOS và Windows Phone

Google Drive: Google Drive là một dịch vụ lưu trữ dữ liệu trực tuyến của Google, cung cấp cho mỗi người dùng 15GB dung lượng, dịch vụ này hoàn toàn miễn phí Chúng ta chỉ cần có một tài khoản Google bất kỳ như Google Mail, Google Plus

là có thể sử dụng miễn phí 15GB dung lượng để lưu trữ dữ liệu của mình lên môi trường Internet, vừa đảm bảo an toàn bằng mật khẩu tài khoản Google, vừa có thể truy cập dữ liệu tại bất cứ đâu

1.2 Công nghệ ảo hóa máy chủ trong điện toán đám mây

1.2.1 Công nghệ ảo hóa

- Ảo hóa là công nghệ được thiết kế để tạo ra tầng trung gian giữa hệ thống phần cứng máy chủ và phần mềm chạy trên nó [2,11]

- Ảo hóa hệ thống máy chủ tức là ta tiến hành phân chia một máy chủ vật lý thành nhiều máy chủ ảo, hoặc kết hợp nhiều máy chủ vật lý thành một máy chủ logic

- Lợi ích của ảo hóa: Thông thường, việc đầu tư cơ sở hạ tầng cho một hệ thống công nghệ thông tin khá tốn kém: chi phí đầu tư mua máy chủ cấu hình cao, chi

phí bản quyền phần mềm Do đó ứng dụng ảo hóa trở thành tất yếu và mang lại một số lợi ích sau:

+ Giải quyết vấn đề về chi phí và năng suất hoạt động củamáy chủbằng việc giảm chỉ phí phần cứng và sử dụng tối ưu nguồn tài nguyên thông qua ảo hóa

+ Tự động hóa việc quản lý các nguồn tài nguyên máy chủ giúp các nhân viên

IT không còn tốn quá nhiều thời gian vào việc quản lý các máy chủ mà sẽ tập trung vào những ứng dụng và dịch vụ mới mang lại lợi ích cho người dùng và tổ chức

+ Bảo vệ an toàn cho dữ liệu: giải pháp ảo hóa giúp cho việc sao lưu, phục hồi

dữ liệu, các ứng dụng, các dịch vụ nhanh hơn, linh hoạt hơn, dễ dàng phục hồi sau thảm họa

1.2.2 Kiến trúc ảo hóa

Xét về kiến trúc hệ thống, các kiến trúc ảo hóa hệ thống máy chủ có thể ở các dạng dạng chính là: Host - based, Hypervisor - based (còn gọi là bare - metal hypervisor) Ngoài ra, tùy theo từng sản phẩm ảo hóa được triển khai (như VMWare, Microsoft HyperV, Citrix XEN Server) mà mức độ ảo hóa cụ thể sẽ khác nhau

1.2.2.1 Kiến trúc Hosted - based

Kiến trúc Hosted - based còn gọi là hosted hypervisor (xem hình 1.8), kiến trúc này sử dụng một lớp hypervisor chạy trên nền tảng hệ điều hành, sử dụng các dịch vụ được hệ điều hành cung cấp để phân chia tài nguyên tới các máy ảo [11] Nếu ta xem hypervisor này là một lớp phần mềm riêng biệt, thì các hệ điều hành khách của máy ảo

sẽ nằm trên lớp thứ ba so với phần cứng máy chủ

Hình 1.8 Kiến trúc ảo hóa Hosted-based

Ta có thể thấy, một hệ thống ảo hóa sử dụng Mô hình Hosted - based được chia làm bốn lớp hoạt động như sau:

- Nền tảng phần cứng;

- Hệ điều hành Host;

- Hệ thống virtual machine monitor (hypervisor);

- Các ứng dụng máy ảo: Sử dụng tài nguyên do hypervisor quản lý

1.2.2.2 Kiến trúc Hypervisor - based

Hypervisor - based còn gọi là bare - metal hypervisor (xem hình 1.9 [11]): Trong Mô hình này, lớp phần mềm hypervisor chạy trực tiếp trên nền tảng phần cứng của máy chủ, không thông qua bất kì một hệ điều hành hay một nền tảng nào khác Qua đó, các hypervisor này có khả năng điều khiển, kiểm soát phần cứng của máy chủ Đồng thời, nó cũng có khả năng quản lý các hệ điều hành chạy trên nó Nói cách khác, các hệ điều hành sẽ chạy trên một lớp nằm phía trên các hypervisor dạng bare - metal

Ta có thể thấy, một hệ thống ảo hóa máy chủ sử dụng nền tảng Bare-metal hypervisor bao gồm 3 lớp chính:

- Nền tảng phần cứng: Bao gồm các thiết bị nhập xuất, thiết bị lưu trữ (Hdd, Ram), bộvi xử lý CPU, và các thiết bị khác (các thiết bị mạng, vi xử lý đồ họa, âm thanh…);

- Lớp nền tảng ảo hóa Virtual Machine Monitor (còn gọi là hypervisor), thực hiện việc liên lạc trực tiếp với nền tảng phần cứng phía dưới, quản lý và phân phối tài nguyên cho các hệ điều hành khác nằm trên nó;

- Các ứng dụng máy ảo: Các máy ảo này sẽ lấy tài nguyên từ phần cứng, thông qua sự cấp phát và quản lý của hypervisor

Hình 1.9 Kiến trúc ảo hóa Bare-Metal 1.2.2.3 Kiến trúc Hybrid

Hybrid là một kiểu ảo hóa mới hơn và có nhiều ưu điểm (xem hình 1.10 [9]) Trong đó lớp ảo hóa hypervisor chạy song song với hệ điều hành máy chủ Tuy nhiên trong cấu trúc ảo hóa này các máy chủ ảo vẫn phải đi qua hệ điều hành máy chủ để

truy cập phần cứng nhưng khác biệt ở chỗ cả hệ điều hành máy chủ và các máy chủ ảo đều chạy trong chế độ hạt nhân

Hình 1.10 Kiến trúc ảo hóa Hybrid

CHƯƠNG 2 NỀN TẢNG IBM BLUEMIX 2.1 Tổng quan Bluemix

2.1.1 Khái niệm

IBM Bluemix là nền tảng đám mây mở cung cấp cho các ứng dụng điện thoại di động và các nhà phát triển web truy cập vào phần mềm của IBM nhằm tích hợp, đảm bảo an ninh, giao dịch, và các chức năng quan trọng khác, cũng như các phần mềm từ các doanh nghiệp thương mại [4]

Được xây dựng trên công nghệ mã nguồn mở của Cloud Foundry, Bluemix cung cấp nhiều công cụ hơn cho các nhà phát triển ứng dụng bằng cách sử dụng nền tảng như là một dịch vụ (PaaS), và cũng cung cấp tiền đề để xây dựng các ứng dụng web và các ứng dụng di động Mục đích là để đơn giản hóa việc phân phối một ứng dụng bằng cách cung cấp các dịch vụ đã sẵn sàng để sử dụng ngay tức thì và có khả năng lưu trữ cho phép phát triển trên quy mô nội bộ

Bluemix cũng có thể triển khai điện toán đám mây phù hợp với nhu cầu của người dùng Cho dù đó là một doanh nghiệp nhỏ có kế hoạch mở rộng quy mô, hoặc một doanh nghiệp lớn yêu cầu thêm sự độc lập đều có thể phát triển trong một đám mây mà không cần giới hạn Người dùng có thể kết nối các dịch vụ riêng biệt của mình với các dịch vụ Bluemix công cộng có sẵn do IBM cung cấp và bên thứ ba cung cấp Tuy nhiên, người dùng sẽ phải trả phí cho những gì mình chọn để sử dụng

Với sự mở rộng của tập các dịch vụ và các runtime, các nhà phát triển đã tăng khả năng điều khiển và tính linh hoạt trong Bluemix, đồng thời cấp quyền truy cập cho người dùng vào các tùy chọn dữ liệu khác nhau từ các dự đoán về phân tích dữ liệu lớn (big data)

Bluemix cung cấp các tính năng sau:

- Hàng loạt các dịch vụ cho phép chúng ta xây dựng và mở rộng các ứng dụng web và di động một cách nhanh chóng

- Cung cấp ứng dụng thay đổi liên tục

- Phù hợp cho mục đích của các chương trình mẫu và các dịch vụ

- Có khả năng quản lý các dịch vụ và ứng dụng

- Tối ưu hóa và co giãn được khối lượng công việc

- Đáp ứng tính sẵn sàng, liên tục

Bluemix che giấu và tóm tắt hầu hết sự phức tạp có liên quan đến việc lưu trữ

và quản lý các ứng dụng dựa trên đám mây Nhà phát triển ứng dụng có thể tập chung vào việc phát triển các ứng dụng của mình mà không cần quản lý cơ sở hạ tầng cần thiết để lưu trữ ứng dụng đó Đối với các ứng dụng di động, nhà phát triển ứng dụng

có thể sử dụng các dịch vụ được xây dựng trước đó được cung cấp bởi Bluemix Đối với các ứng dụng web, nhà phát triển có thể tải ứng dụng của mình và chỉ ra các trường hợp mà chúng ta muốn chạy, sau đó, Bluemix sẽ “chăm lo” phần còn lại Sau khi ứng dụng được triển khai, nhà phát triển có thể dễ dàng tăng hoặc giảm quy mô khi

sử dụng hoặc tải các ứng dụng

Chúng ta có thể sử dụng Bluemix để phát triển các ứng dụng một cách nhanh chóng bằng cách sử dụng các ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất và có thể phát triển ứng dụng di động trong iOS, Android, và HTML với JavaScript Đối với các ứng dụng web, có thể sử dụng ngôn ngữ như Ruby, PHP, và Java

Bluemix cũng cung cấp các dịch vụ trung gian cho các ứng dụng, hoạt động thay cho các ứng dụng khi nó quy định các dịch vụ mới và sau đó kết nối những dịch

vụ này với ứng dụng Điều này làm cho các ứng dụng thực hiện công việc thực sự của mình, thoát khỏi sự quản lý dịch vụ của cơ sở hạ tầng

2.1.2 Tại sao nên triển khai các ứng dụng trên Bluemix?

Hiện nay, có rất nhiều ứng dụng web chạy trên Internet, cũng như có rất nhiều cách để quản lý và duy trì cơ sở hạ tầng cho các ứng dụng Điện toán đám mây của IBM Bluemix cung cấp khả năng triển khai và duy trì các ứng dụng web nhanh chóng,

dễ dàng, giảm thiểu tối thiểu chi phí và các rắc rối Tuân theo tiêu chuẩn kiến trúc về triển khai ứng dụng, Bluemix tự tin mang lại lợi ích và phát triển cơ sở hạ tầng bền vững cho các ứng dụng

Việc lưu trữ các ứng dụng trên Bluemix cung cấp cho người dùng rất nhiều lợi ích [12,14]:

- Bluemix cung cấpmột bộ công cụ hoàn chỉnh với bộ dịch vụ DevOps được tích hợp sẵn để đơn giản hóa sự phát triển, thử nghiệm, xây dựng và triển khai các ứng dụng

- Các ứng dụng do Bluemix tổ chức có quyền truy cập vào cơ sở hạ tầng của các đám mây phía dưới Như vậy, cơ sở hạ tầng cung cấp sự hỗ trợ tốt nhất cho các yêu cầu phi chức năng cần thiết để hỗ trợ ứng dụng cũng như khả năng mở rộng, hiệu suất, tính sẵn có và tính bảo mật

- Bluemix cung cấp một tập hợp phong phú các dịch vụ để chúng ta mở rộng ứng dụng của mình thông qua sự hợp nhất các bản phân tích phức tạp, khả năng xã hội

và khả năng di động

- Bluemix giải phóng cho các nhà phát triển, các tổ chức khỏi sự lo lắng về chi tiết cơ sở hạ tầng liên quan đến chiều sâu và chỉ tập chung vào những gì quan trọng

2.13 Bluemix và các đối tượng sử dụng

Các lập trình viên đang làm việc trong môi trường phát triển ứng dụng truyền thống mong muốn tăng tốc bước triển khai các ứng dụng được thiết kế trên nền điện toán đám mây

Các nhà thiết kế phát triển ứng dụng muốn tìm hiểu khả năng của Bluemix và tận dụng các khả năng đó trên các ứng dụng của mình

Các nhà phát triển dịch vụ có thể tìm hiểu và sử dụng ngay các dịch vụ do Bluemix cung cấp

CTO, CIO và các kiến trúc sư phần mềm (Software Architects) - từ các đối tác của IBM, các tổ chức khách hàng - lại mong muốn tìm được từ Bluemix các thành phần dịch vụ phù hợp cho giải pháp của mình

Các nhà tư vấn độc lập có nhiệm vụ đánh giá phân tích ưu khuyết điểm (kinh doanh, kỹ thuật) khi dùng các dịch vụ nền tảng điện toán đám mây (PaaS) như Bluemix, Amazon Web Service, Microsoft Azure…

2.1.4 Khả năng hỗ trợ của Bluemix

Nhanh chóng đưa các sản phẩm và các dịch vụ ra thị trường với chi phí đầu tư thấp

Liên tục cung cấp các tính năng mới cho các ứng dụng

Nhanh chóng mở rộng hệ thống cơ sở hạ tầng và các ứng dụng đang có sẵn của doanh nghiệp

ba cung cấp), từ đó, các ứng dụng được tích hợp dễ dàng

Bluemix cho phép người sử dụng để tương tác với cơ sở hạ tầng bằng cách sử dụng giao diện người dùng dựa trên trình duyệt (UI) gọi là giao diện người dùng Bluemix; ngoài ra đối với việc triển khai các ứng dụng web, chúng ta có thể sử dụng

bộ công cụ dòng lệnh sẵn có CF

Nhà phát triển có thể tương tác với các cơ sở hạ tầng Bluemix bằng cách sử dụng một giao diện người sử dụng dựa trên trình duyệt hoặc cũng có thể sử dụng một giao diện dòng lệnh CF để triển khai các ứng dụng web

Các client - có thể là các ứng dụng di động, các ứng dụng chạy từ môi trường bên ngoài, các ứng dụng đã được xây dựng trên Bluemix, hoặc là các nhà phát triển ứng dụng đang sử dụng trình duyệt, tương tác với Bluemix bằng cách sử dụng REST hoặc HTTP APIs để yêu cầu định tuyến thông qua Bluemix đến một trong các ứng dụng hoặc các dịch vụ tổng hợp

Hình 2.1 [12] thể hiện kiến trúc Bluemix mức cao:

Hình 2.1 Kiến trúc Bluemix Chúng ta có thể chọn để triển khai trên một hoặc nhiều miền Bluemix khác nhau

2.2.2 Bluemix Dedicated

Bluemix Dedicated là môi trường kết nối an toàn cho cả Public Bluemix và mạng riêng của người dùng Bluemix Dedicated đặt trên mạng thông qua một VPN hoặc kết nối mạng trực tiếp IBM quản lý nền tảng và các dịch vụ chuyên biệt, vì vậy chúng ta có thể tùy chỉnh trong xây dựng các ứng dụng Ngoài ra, IBM thực hiện tất cả bảo trì đến từng trường hợp chuyên biệt trong suốt một cửa sổ mà người dùng đã lựa chọn

IBM có một số dịch vụ có sẵn trong môi trường chuyên biệt của người dùng, nhưng chúng ta có thể kết nối với tất cả các dịch vụ công cộng Tất cả các Runtime đều có sẵn trong môi trường chuyên biệt này

Tất cả các triển khai của Bluemix Dedicated bao gồm những lợi ích và các tính năng miễn phí bổ sung như: VPN, VLAN riêng, tường lửa, kết nối của chúng ta với LDAP, khả năng tận dụng cơ sở dữ liệu hiện có và các ứng dụng, bảo mật trang web 24/7, phần cứng chuyên dụng, và các tiêu chuẩn hỗ trợ (xem hình 2.2 [12])

Hình 2.2 Dedicated Bluemix

2.3 Bluemix làm việc nhƣ thế nào?

Khi chúng ta triển khai một ứng dụng trên Bluemix, chúng ta phải cấu hình Bluemix với đầy đủ thông tin để hỗ trợ các ứng dụng

Đối với một ứng dụng di động, Bluemix có một thành phần đại diện cho các ứng dụng di động back end, chẳng hạn như các dịch vụ được sử dụng cho các ứng dụng di động để “giao tiếp” với máy chủ

Đối với một ứng dụng web, chúng ta phải đảm bảo đúng rằng các thông tin về Runtime và Framework được truyền tới Bluemix, từ đó nó có thể thiết lập môi trường thực hiện thích hợp để chạy các ứng dụng

Mỗi môi trường thực hiện, kể cả cả di động và web, được cô lập với môi trường thực thi của các ứng dụng khác Các môi trường thực hiện được cô lập ngay cả khi các

ứng dụng này trên cùng một máy vật lý

Khi chúng ta tạo ra một ứng dụng và triển khai nó trên Bluemix, môi trường Bluemix sẽ xác định một máy ảo phù hợp (VM) mà ứng dụng hoặc các thành phần mà