báo cáo cloud computing

I. GIỚI THIỆU 2 1. Đặt vấn đề 2 2. Khái niệm 2 3. Lịch sử 3 II. CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN 3 1. Tự phục vụ theo nhu cầu(On-demand self-service) 3 2. Truy xuất diện rộng (Broad network access) 3 3. Dùng chung tài nguyên (Resource pooling) 4 4. Khả năng co dãn (Rapid elasticity) 4 5. Chi trả theo mức sử dụng( pay per use) 4 III. KIẾN TRÚC CLOUD COMPUTING 5 IV. CÁC MÔ HÌNH CLOUD COMPUTING 6 1. Mô hình triển khai(Deployment Models) 6 2. Mô hình dịch vụ(Service Models). 8 V. ƯU - NHƯỢC ĐIỂM CLOUD COMPUTING 10 VI. SO SÁNH CLOUD COMPUTING VỚI GRID COMPUTING 12

M c l c ục lục ục lục

I GIỚI THIỆU 2

1 Đặt vấn đề 2

2 Khái niệm 2

3 Lịch sử 3

II CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN 3

1 Tự phục vụ theo nhu cầu(On-demand self-service) 3

2 Truy xuất diện rộng (Broad network access) 3

3 Dùng chung tài nguyên (Resource pooling) 4

4 Khả năng co dãn (Rapid elasticity) 4

5 Chi trả theo mức sử dụng( pay per use) 4

III KIẾN TRÚC CLOUD COMPUTING 5

IV CÁC MÔ HÌNH CLOUD COMPUTING 6

1 Mô hình triển khai(Deployment Models) 6

2 Mô hình dịch vụ(Service Models) 8

V ƯU - NHƯỢC ĐIỂM CLOUD COMPUTING 10

VI SO SÁNH CLOUD COMPUTING VỚI GRID COMPUTING 12

I GIỚI THIỆU

1 Đặt vấn đề

Ngày nay, đối với các công ty, doanh nghiệp, việc quản lý tốt, hiệu quả dữ liệu của riêng công ty cũng như dữ liệu khách hàng là một trong những bài toán được ưu tiên hàng đầu và không ngừng gây khó khăn.Để có thể quản lý được nguồn dữ liệu đó, ban đầu các doanh nghiệp phải đầu tư, tính toán rất nhiều loại chi phí như chi phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí cho quản trị viên, chi phí bảo trì, sửa chữa, …

Nếu có một nơi tin cậy giúp các doanh nghiệp quản lý tốt nguồn dữ liệu, các doanh nghiệp

sẽ không còn quan tâm đến cơ sở hạ tầng, công nghệ mà chỉ tập trung chính vào công việc kinh doanh thì sẽ mang lại hiệu quả và lợi nhuận ngày càng cao

2 Khái niệm

- Thuật ngữ “cloud computing” ra đời giữa năm 2007 không phải để nói về một trào lưu mới, mà để khái quát lại các hướng đi của cơ sở hạ tầng thông tin vốn đã và đang diễn ra từ mấy năm qua Quan niệm này có thể được diễn giải một cách đơn giản: 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

-Theo định nghĩa của Viện nghiên cứu tiêu chuẩn và công nghệ quốc gia Hoa Kỳ (NIST),

"Điện toán đám mây là mô hình điện toán cho phép truy cập qua mạng để lựa chọn và sử dụng tài nguyên tính toán (ví dụ: mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng và dịch vụ) theo nhu cầu một cách thuận tiện và nhanh chóng; đồng thời cho phép kết thúc sử dụng dịch vụ, giải phóng tài nguyên dễ dàng, giảm thiểu các giao tiếp với nhà cung cấp".

-Đứng ở góc nhìn khoa học kỹ thuật cũng có nhiều định nghĩa khác nhau, trong đó cóhai định nghĩa của Ian Foster và Rajkumar Buyya được dùng khá phổ biến và có nhiều điểm ương đồng

Theo Ian Foster: “Cloud Computing là 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 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.”

Theo Rajkumar Buyya: “Cloud là một loại hệ thống phân bố và xử lý song gồm các máy tính ảo kết nối với nhau và được cung cấp động cho người dùng như một hoặc nhiều tài nguyên đồng nhất dựa trên sự thỏa thuận dịch vụ giữa nhà cung cấp và người sử dụng.”

3 Lịch sử

Các giai đoạn hình thành Cloud computing:

Hình 1: Các giai đoạn hình thành Cloud Computing

Giai đoạn 1, nhiều người dùng chia sẻmainframes công suất cao thông qua các terminal

giả(dummy terminals)

Giai đoạn 2, chỉmột PC cũng đã đủ sức mạnh đểđáp ứng nhu cầu tính toán của người

dùng

Giai đoạn 3, PCs, laptops, và các servers được kết nối vào mạng cục bộđểchia sẻtài

nguyên vànâng cao hiệu năng

Giai đoạn 4, mạng cục bộnày được kết nối với mạng cục bộ khác tạo thành một mạng toàn

cầu nhưInternet đểsửdụng các ứng dụng và tàinguyên từxa

Giai đoạn 5, tính toán lưới (grid computing) cung cấp năng lực tínhtoán và năng lực lưu

trữdùng chung thông qua một hệthống tính toán phân tán

Giai đoạn 6, tính toán đám mây cung cấp các tài nguyên dùng chung trên Internet theo một

cách đơn giản và cân bằng

II CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN

1 tự phục vụ theo nhu cầu(On-demand self-service)

Đặc tính quan trọng nhất phân biệt cloud computing với các dịch vụ khác Mỗi khi có nhu cầu, người dùng gửi yêu cầu thông qua trang web cung cấp dịch vụ, hệ thống của nhà cung cấp

sẽ đáp ứng để người dùng có thể tự phục vụ như: tăng – giảm thời gian sử dụng server và dung lượng lưu trữ, … mà không cần phải trực tiếp yêu cầu nhà cung cấp dịch vụ, tức là mọi nhu cầu khách hàng đều được xử lý trên internet

2 truy xuất diện rộng (Broad network access)

Cloud Computing Service là tập hợp các dịch vụ được cung cấp thông qua môi trường internet, ở đó người dùng thích dịch vụ gì thì dùng dịch vụ ấy, dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu, được lựa chọn những dịch vụ tốt nhất ở bất cứ đâu vào bất cứ lúc nào Như vậy người dùng có kết nối internet là có thể sử dụng dịch vụ Cloud Computing Service không yêu cầu Client phải

có khả năng xử lý cao, người dùng có thể truy xuất bằng các thiết bị di dộng như điện thoại, PDA, laptop

3 dùng chung tài nguyên (Resource pooling)- điều tiết dịch vụ (Measured service)

Nhà cung cấp dịch vụ cho phép người dùng dùng chung tài nguyên do họ cung cấp dựa trên

mô hình “multi-tenant”, tài nguyên được phân phát rất linh hoạt tùy theo nhu cầu của người dùng Khi nhu cầu của một người dùng nào đó giảm xuống, lập tức phần tài nguyên dư thừa sẽ được phục vụ cho người dùng khác Nếu một người dùng 4 CPU từ 7 - đến 11 giờ hàng ngày, một người dùng khác thuê 4 CPU tương tự 13 giờ đến 17 giờ hàng ngày thì họ có thể dùng chung 4 CPU đó

Cloud Computing dựa trên công nghệ ảo hóa, nên các tài nguyên da phần là tài nguyên ảo Các tài nguyên ảo này sẽ được cấp phát động theo sự thay đổi nhu cầu của từng khách hàng khác nhau Nhờ đó nhà cung cấp dịch vụ có thể phục vụ nhiều khách hàng hơn so với cách cấp phát tài nguyên tĩnh truyền thống

4 khả năng co dãn (Rapid elasticity)

Đây là một đặc tính nổi bật của Cloud Computing Đó là khả năng tự động mở rộng hoặc thu nhỏ hệ thống tùy theo nhu cầu của người dùng Khi nhu cầu tăng cao, hệ thống sẽ tự mở rộng bằng cách thêm tài nguyên vào Khi nhu cầu giảm xuống, hệ thống sẽ tự giảm bớt tài nguyên

Ví dụ: khách hàng thuê một Server gồm 10 CPU Thông thường do có ít truy cập nên chỉ cần 5 CPU là đủ, khi đó hệ thống quản lý của nhà cung cấp dịch vụ sẽ tự ngắt bớt 5 CPU dư thừa, những CPU này sẽ được cấp phát cho các khách hàng khác có nhu cầu Khi lượng truy cập tăng cao, nhu cầu tăng lên thì hệ thống quản lý của nhà cung cấp dịch vụ sẽ tự “gắn” thêm CPU vào

Khả năng co giãn giúp cho nhà cung cấp tận dụng tài nguyên dư thừa, phục vụ được nhiều khách hàng

5 chi trả theo mức sử dụng( pay per use)

Người dùng chỉ trả phí cho những tài nguyên thực sự dùng

Ví dụ: Như trong ví dụ trên ( phần khả năng co dãn),trường hợp có ít truy cập, khách hàng không phải trả phí cho 5 CPU dư thừa mà nhà cung cấp ngắt bớt; trường hợp nhu cầu tăng cao, vượt quá số CPU đã thuê thì khách hàng phải trả phí cho phần vượt mức này theo như hợp đồng

III KIẾN TRÚC CLOUD COMPUTING

Hình 2 Kiến trúc cloud computing

1 Khách hàng (Client): bao gồm phần cứng và phần mềm, để dựa vào đó, khách hàng có thể truy cập và sử dụng các ứng dụng/dịch vụ được cung cấp từ điện toán đám mây Chẳng hạn máy tính và đường dây kết nối Internet (thiết bị phần cứng) và các trình duyệt web (phần mềm)…

2 Ứng dụng (Application): phân phối phần mềm như một dịch vụ thông quan

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 sữa và người dùng dễ dàng nhận được sự hỗ trợ loại bỏ được các chi phí để bảo trì và vận hành các chương trình ứng dụng

3 Dịch vụ (Services): 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 linh hoạt trên mạng của Amazon,…

4 Nền tảng đám mây (Cloud Platform) : Cung cấp nền tảng cho điện toán và các giải pháp của dịch vụ, cho phép các ứng dụng hoạt động trên nền tảng đó Người dùng không phải trang bị cơ sở hạ tầng (phần cứng và phần mềm) của riêng mình Giảm nhẹ sự tốn kém khi triển khai các ứng dụng

5 Lưu trữ đám mây (Cloud Storage) : tách dữ liệu khỏi quá trình xử lý và chúng

được lưu trữ ở những vị trí từ xa Lưu trữ đám mây cũng bao gồm cả các dịch vụ CSDL, ví

dụ như BigTable của Google, SimpleDB của Amazon,…

6 Cơ sở hạ tầng (Infrastructure) : Cung cấp hạ tầng máy tính như dịch vụ 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, hoặc thậm chí là miễn phí

IV CÁC MÔ HÌNH CLOUD COMPUTING

1 Mô hình triển khai(Deployment Models): Phân loại cách thức triển khai dịch

vụ Cloud Computing đến với khách hàng.

Hình 3: Mô hình triển khai.

a Public Cloud

Hình 4: Public Cloud.

Các dịch vụ Cloud được nhà cung cấp dịch vụ quản lý và cấp cho mọi người sử dụng rộng rãi Các ứng dụng của người dùng đều nằm trên hệ thống Cloud

Người sử dụng dịch vụ sẽ được lợi là chi phí đầu tư thấp, giảm thiểu rủi ro do nhà cung cấp dịch vụ đã gánh vác nhiệm vụ quản lý hệ thống, cơ sở hạ tầng, bảo mật… Một lợi ích khác của

mô hình này là cung cấp khả năng co giãn (mở rộng hoặc thu nhỏ) theo yêu cầu của người sử dụng

Tuy nhiên Public Cloud có một trở ngại, đó là vấn đề mất kiểm soát về dữ liệu và vấn đề an toàn dữ liệu Trong mô hình này mọi dữ liệu đều nằm trên dịch vụ Cloud, do nhà cung cấp dịch

vụ Cloud đó bảo vệ và quản lý Chính điều này khiến cho khách hàng, nhất là các công ty lớn cảm thấy không an toàn đối với những dữ liệu quan trọng của mình khi sử dụng dịch vụ Cloud

b Private Cloud

Hình 5: Private Cloud.

Trong mô hình Private Cloud, cơ sở hạ tầng và các dịch vụ được xây dựng để phục vụ cho

một tổ chức (doanh nghiệp) duy nhất Điều này giúp cho doanh nghiệp có thể kiểm soát tối đa

đối với dữ liệu, bảo mật và chất lượng dịch vụ Doanh nghiệp sở hữu cơ sở hạ tầng và quản lý các ứng dụng được triển khai trên đó Private Cloud có thể được xây dựng và quản lý bởi chính đội ngũ IT của doanh nghiệp hoặc có thể thuê một nhà cung cấp dịch vụ đảm nhiệm công việc này

Như vậy, mặc dù tốn chi phí đầu tư nhưng Private Cloud lại cung cấp cho doanh nghiệp khả năng kiểm soát và quản lý chặt chẽ những dữ liệu quan trọng

c Hydric Cloud

Như chúng ta đã phân tích ở trên, Public Cloud dễ áp dụng, chi phí thấp nhưng không an toàn Ngược lại, Private Cloud an toàn hơn nhưng tốn chi phí và khó áp dụng Do đó nếu kết hợp được hai mô hình này lại với nhau thì sẽ khai thác ưu điểm của từng mô hình Đó là ý tưởng hình thành mô hình Hybrid Cloud

Hình 6: Hydric Cloud.

Hybrid Cloud là sự kết hợp của Public Cloud và Private Cloud Trong đó doanh nghiệp sẽ

“out-source” các chức năng nghiệp vụ và dữ liệu không quan trọng, sử dụng các dịch vụ Public Cloud để giải quyết và xử lý các dữ liệu này Đồng thời, doanh nghiệp sẽ giữ lại các chức năng nghiệp vụ và dữ liệu tối quan trọng trong tầm kiểm soát (Private Cloud)

Một khó khăn khi áp dụng mô hình Hybrid Cloud là làm sao triển khai cùng một ứng dụng trên cả hai phía Public và Private Cloud sao cho ứng dụng đó có thể kết nối, trao đổi dữ liệu để hoạt động một cách hiệu quả

2 Mô hình dịch vụ(Service Models): Phân loại các dịch vụ của các nhà cung cấp dịch vụ Cloud Computing Cách phân loại này thường được gọi là “mô hình SPI”.

Hình 7 Mô hình dịch vụ cloud computing.

a Dịch vụ cơ sở hạ tầng IaaS (Infrastructure as a Service)

Hình 8: IaaS

_Trong loại dịch vụ này, khách hàng được cung cấp những tài nguyên máy tính cơ bản như

bộ xử lý, dung lượng lưu trữ, các kết nối mạng, năng lực tính toán … Với dịch vụ này khách hàng làm chủ hệ điều hành( điển hình là window và Linux), lưu trữ và các ứng dụng do khách hàng cài đặt (Khách hàng sẽ tự cài hệ điều hành, triển khai ứng dụng và có thể nối các thành

phần như tường lửa, bộ cân bằng tải…)

_Hiện nay các dịch vụ IaaS phổ biến nhất là cho khách hàng thuê các máy tính ảo (virtual machine), thuê không gian lưu trữ (storage space) Nhà cung cấp dịch vụ cung cấp cho khách hàng phương tiện truy cập thông qua mạng Internet hoặc đường truyền riêng theo nhu cầu _Các tài nguyên thường được ảo hóa, chuẩn hóa thành một số cấu hình trước khi cung cấp

để đảm bảo khả năng linh hoạt trong quản trị cũng như hỗ trợ tự động hóa.Các chuẩn ảo hóa đã được các nhà cung cấp giải pháp và dịch vụ sử dụng, đem đến cho khách hàng khả năng thay đổi nhà cung cấp dịch vụ và di chuyển các dữ liệu và máy tính ảo sang nhà cung cấp dịch vụ khác một cách thuận lợi Các tùy chọn về bảo mật như mã hóa dữ liệu, mã hóa thông tin đường truyền, xác thực mạnh với người dùng cũng được cung cấp

_ Nhà cung cấp dịch vụ sẽ quản lý cơ sở hạ tầng cơ bản bên dưới, khách hàng sẽ phải quản

lý hệ điều hành, lưu trữ, các ứng dụng triển khai trên hệ thống, các kết nối giữa các thành phần

Ví dụ điển hình về dịch vụ này là dịch vụ EC2 của Amazon Khách hàng có thể đăng ký sử dụng một máy tính ảo trên dịch vụ của Amazon và lựa chọn một hệ thống điều hành (ví dụ, Windows hoặc Linux) và tự cài đặt ứng dụng của mình

b dịch vụ nền tảng- PaaS (Platform as a Service)

Hình 9 PaaS.

PaaS có thể mô tả như là một nền tảng (platform) được ảo hóa toàn bộ gồm một hay nhiều Server (ảo hóa trên một tập các server vật lý), các hệ điều hành và các ứng dụng chuyên biệt

Do đặc thù cloud computing cung cấp ứng dụng qua mạng Internet, cho nên hầu hết các nền tảng PaaS cung cấp bộ công cụ để xây dựng các ứng dụng trên nền tảng Web(như là Apache và MySQL)

Trong một vài trường hợp, các platform này có thể được định nghĩa và chọn trước Trong trường hợp còn lại, bạn có thể cung cấp file hình ảnh máy ảo (VM image) chứa tất cả các ứng dụng theo yêu cầu người dùng

1 0

Nhà cung cấp dịch vụ sẽ cung cấp platform đó cho khách hàng Khách hàng sẽ tự phát triển ứng dụng của mình nhờ các công cụ và môi trường phát triển được cung cấp hoặc cài đặt các ứng dụng sẵn có trên nền platform được cấp

Khách hàng không cần phải quản lý hoặc kiểm soát các cơ sở hạ tầng bên dưới bao gồm cả mạng, máy chủ, hệ điều hành, lưu trữ, các công cụ, môi trường phát triển ứng dụng mà chỉ quản lý các ứng dụng mình cài đặt hoặc phát triển

Tuy nhiên PaaS hiện nay còn thiếu chuẩn hóa, thống nhất Sự không tương thích giữa các nhà cung cấp dịch vụ PaaS sẽ là một hạn chế cần được khắc phục trong tương lai, nhằm bảo đảm tính mở, cho phép các ứng dụng đám mây có thể dịch chuyển hoặc giao tiếp với nhau giữa các nhà cung cấp dịch vụ

c dịch vụ phần mềm SaaS (Software as a Service)

Hình 10 SaaS

Trước khi điện toán đám mây được trao đổi rộng rãi trong giới IT hiện nay, thực ra dịch vụ phần mềm (SaaS) đã xuất hiện từ lâu, phổ biến nhất đó là các dịch vụ thư điện tử như hotmail, yahoo mail, gmail…

Đây là mô hình dịch vụ mà trong đó nhà cung cấp dịch vụ sẽ cung cấp cho khách hàng một phần mềm dạng dịch vụ hoàn chỉnh Phần mềm này có thể ở dạng Web services (các dịch vụ dùng bởi ứng dụng cục bộ) hay các ứng dụng từ xa mà có thể theo dõi kết quả thông qua trình duyệt web Khách hàng chỉ cần lựa chọn ứng dụng phần mềm nào phù hợp với nhu cầu và chạy ứng dụng đó trên cơ sở hạ tầng Cloud Mô hình này giải phóng người dùng khỏi việc quản lý

hệ thống, cơ sở hạ tầng, hệ điều hành… tất cả sẽ do nhà cung cấp dịch vụ quản lý và kiểm soát

để đảm bảo ứng dụng luôn sẵn sàng và hoạt động ổn định

V ƯU - NHƯỢC ĐIỂM CLOUD COMPUTING

a Chi phí:

 Tập trung cơ sở hạ tầng tại một vị trí giúp người dùng không tốn nhiều chi phí đầu tư về trang thiết bị

 Không cần phải đầu tư về nguồn nhân lực quản lý hệ thống

b Di động:

 Không còn phụ thuộc vào thiết bị và vị trí địa lý, cho phép người dùng truy cập

và sử dụng hệ thống thông qua trình duyệt web ở bất kỳ đâu và trên bất kỳ thiết

bị nào mà họ sử dụng (chẳng hạn là PC hoặc là điện thoại di động…)

c Chia sẻ tài nguyên: