Nghiên cứu mô hình điện toán đám mây, cài đặt thử nghiệm và đánh giá

 Giải pháp VMWARE: Toàn phần ảo hóa của x86 Phần cứng - Năm 1999, VMWARE giới thiệu ảo hóa cho các hệ thống và có rất nhiều những thách thức, giải pháp này chuyển đổi các hệ thống x86

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

Huỳnh Hoàng Long

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY, CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ

Chuyên ngành : Công Nghệ Thông Tin

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :

TS PHẠM HUY HOÀNG

Hà Nội – Năm 2012

MỤC LỤC

Trang phụ bìa 1

Lời cam đoan 6

Danh mục các chữ viết tắt 7

Danh mục các hình vẽ 8

MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN 12

1.1.CƠ SỞ CỦA LUẬN VĂN 12

1.1.1.Điện toán đám mây thâm nhập thị trường CNTT Việt Nam 12

1.1.2.Tình hình phát triển điện toán đám mây ở các nước khác 12

1.1.3.Tình hình phát triển “Điện Toán Đám Mây” tại Việt Nam 13

1.1.4 Mục tiêu của luận văn 14

1.1.5.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 15

CHƯƠNG 2 : ẢO HÓA 17

2.1.Giới thiệu ảo hóa 17

2.2.Ảo hóa là gì ? 17

2.3.Lịch sử ảo hóa 18

2.4.Tại sao ảo hóa lại quan trọng ? 19

2.4.1.Tối ưu hóa công suất sử dụng phần cứng : 19

2.4.2.Nhu cầu lưu dữ liệu : 20

2.4.3.Ứng dụng công nghệ xanh để đạt hiệu quả sử dụng năng lượng tốt hơn : 21 2.4.4.Chi phí quản lý hệ thống rất lớn và ngày càng tăng 22

2.5.Ảo hóa hoạt động như thế nào ? 22

2.6.Tầm quan trọng của ảo hóa trong đám mây 26

2.7.Phân loại ảo hóa trong cơ sở hạ tầng Điện Toán Đám Mây 26

2.7.1.Ảo hoá server 26

2.7.2 Ảo hoá Storage 27

2.7.3 Ảo hoá Network 28

2.7.4 Ảo hoá ứng dụng 29

2.8.Các môi trường Ảo Hóa 30

CHƯƠNG 3 : GIỚI THIỆU ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 32

3.1.Định nghĩa điện toán đám mây 32

3.2.Nền tảng hình thành Điện Toán Đám Mây : 35

3.3.Đặc trưng của Điện Toán Đám Mây 36

3.3.1.Phục vụ theo yêu cầu và Tự phục vụ (On-Demand/Self Service) : 36

3.3.2.Truy xuất thông qua Internet (Access Via The Internet) : 36

3.3.3.Chuyên dụng hay chia sẻ tài nguyên (Dedicated or Shared resources) : 36

3.3.4.Khả năng co dãn (Rabit Elasticity) : 38

3.3.5.Điều tiết dịch vụ (Measured Service) : 38

3.4.Điện toán đám mây giải quyết các vấn đề sau : 39

3.5.Lợi ích của Điện Toán Đám Mây 39

3.5.1.Gia tăng khả năng sử dụng (Increased capability) : 39

3.5.2.Cải thiện hiệu suất (Improved performance) : 39

3.5.3.Giảm chi phí (Lower cost) : 39

3.5.4.Tính sẵn sàng cao (High Availability) : 40

3.5.5.Giảm nguy cơ (Reduced risk) : 41

3.5.6.Linh hoạt mở rộng quy mô (Flexible scaling) : 41

3.5.7.Không quản lý cơ sở hạ tầng phức tạp (No infrastructure management complexity) : 41

3.6.Vấn đề khó khăn trong triển khai sử dụng Điện Toán Đám Mây : 42

3.6.1.Điện Toán Đám Mây có phải là giải pháp tối ưu cho doanh nghiệp? 42

3.6.2 Sự tấn công qua mạng : 43

3.6.3 Data lock-in : 43

3.6.4.Bảo mật và kiểm tra dữ liệu : 44

3.6.5.Gây ra thắt cổ chai trong việc truyền dữ liệu : 45

3.6.6.Khó tiên đoán trong hiệu suất thực thi của máy tính : 46

3.6.7.Đáp ứng khả năng lưu trữ của người dùng : 46

3.6.8.Khả năng co dãn của hệ thống : 47

3.6.9 Bản quyền phần mềm : 48

3.7.Các mô hình Điện Toán Đám Mây : 48

3.7.1.Mô hình dịch vụ : 49

3.7.1.1.Dịch vụ cơ sở hạ tầng (Infrastructure as a service – IaaS) : 49

3.7.1.2.Dịch vụ nền tảng (Platform as a service – PaaS) : 50

3.7.1.3.Phần mềm dịch vụ (Software as service – IaaS) : 52

3.7.2.Theo mô hình triển khai : 54

3.7.2.1.Đám mây riêng (Private Cloud) : 54

3.7.2.2.Đám mây công cộng (Public Cloud) : 55

3.7.2.3.Đám mây lai (Hybirb Cloud) : 56

CHƯƠNG 4 : CƠ SỞ HẠ TẦNG DỊCH VỤ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 59

4.1.Các thành phần của Điện Toán Đám Mây 59

4.2.Các lớp cơ sở hạ tầng Điện Toán Đám Mây 60

4.3.Cách thức hoạt động của Điện Toán Đám Mây 63

4.4.Cơ sở hạ tầng lưu trữ trong Điện Toán Đám Mây 64

4.5.Lợi ích cho doanh nghiệp khi xây dựng Đám Mây Riêng 66

4.6.Một số trường hợp sử dụng phổ biến Điện Toán Đám Mây 68

4.7.Một số giải pháp cho Điện Toán Đám Mây 69

4.7.1.Giải pháp của Microsoft 69

4.7.2.Giải pháp của IBM 73

4.7.3 Giải pháp của Vmware 76

4.7.4.Giải pháp Citrix Xen 79

CHƯƠNG 5 : MÔ HÌNH TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM 80

5.1.Mô hình triển khai máy vật lý tổng thể: 80

5.2.Mô hình triển khai VMWARE 81

5.3.Mô hình triển khai Citrix Xen 87

5.3.1.Mô hình triển khai vật lý: 87

5.3.2.Mô hình triển khai trên nền máy ảo: 88

5.4.Một số hình ảnh chương trình triển khai trong thực tế : 92 CHƯƠNG 6 : ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN SAU KHI TÌM HIỂU VÀ TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 95 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98

LỜI CAM ĐOAN

- Tôi xin cam đoan Đồ Án Tốt Nghiệp Thạc Sĩ : “Nghiên cứu mô hình Điện

Toán Đám Mây, cài đặt thử nghiệm và đánh giá.” là công trình nghiên cứu

của bản thân tôi dưới sự hướng dẫn của TS Phạm Huy Hoàng

- Các kết quả nêu trong Đồ Án là trung thực, không sao chép toàn văn của bất

VM Virtual Machine SAN Storage Area Network API Application Programming Interface

IT Information Technology

…

Việt Nam

14

3.4 Biểu đồ so sánh hiệu suất chạy 72 máy ảo trên EC2 giữa các

máy chia sẻ bộ nhớ (a) và máy chia sẻ ổ cứng (b)

4.2 Các lớp cơ sở hạ tầng Điện Toán Đám Mây 61 4.3 Cơ sở hạ tầng lưu trữ Điện Toán Đám Mây 64

4.4 Mô hình Kiến trúc giải pháp Đám Mây Riêng của Microsoft 70 4.5 Mô hình Kiến trúc giải pháp Đám Mây Riêng của IBM 75 4.6 Tạo một cơ sở hạ tầng Điện Toán Đám Mây với Vmware 78 4.7 Tạo một cơ sở hạ tầng Điện Toán Đám Mây với Citrix 79

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài :

- Trên thế giới ngày càng có nhiều công ty đang chuyển dịch theo hướng sử dụng giải pháp công nghệ thông tin Điện Toán Đám Mây phục vụ nhu cầu công việc Bởi vì Điện Toán Đám Mây có thể cắt giảm các chi phí liên quan đến việc đầu

tư công nghệ thông tin của doanh nghiệp Có thể giảm cả vốn đầu tư và chi phí vận hành bằng cách thuê tài nguyên Điện Toán Đám Mây và chỉ trả tiền cho những gì sử dụng

- Ngoài ra Điện Toán Đám Mây làm giảm một số các khoản chi tiêu cho việc quản lý nguồn tài nguyên khác nhau trên toàn doanh nghiệp Mô hình Điện Toán Đám Mây mang lại sự linh hoạt trong kinh doanh nhờ khả năng điều chỉnh hoặc mở rộng , các doanh nghiệp có thể đáp ứng dễ dàng hơn khi nhu cầu

về hạ tầng thay đổi

- Điện Toán Đám Mây là sự thực hiện kết hợp các thiết bị công nghệ thông tin hiện có với nền tảng ảo hóa và kiến trúc hướng dịch vụ là ý tưởng mới để tạo ra một giải pháp biến cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin thành dịch vụ cho thuê

- Với những ưu điểm trên việc áp dụng mô hình Điện Toán Đám Mây là một hướng lựa chọn tất yếu trong tương lai

2 Mục đích nghiên cứu :

- Tìm hiểu về Điện Toán Đám Mây

- Nghiên cứu mô hình Điện Toán Đám Mây

- Triển khai cài thử nghiệm Điện Toán Đám Mây sử dụng phần mềm của VMWARE và CITRIX XEN

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu :

- Nghiên cứu mô hình cung cấp dịch vụ điện toán đám mây

- Nghiên cứu triển khai Điện Toán Đám Mây, xây dựng mô hình Đám Mây Riêng và các ứng dụng trên nền Điện Toán Đám Mây

- Tìm hiểu tổng quan về Điện Toán Đám Mây

- Cài đặt thử nghiệm hệ thống Vmware và Citrix Xen triển khai cơ sở hạ tầng Điện Toán Đám Mây :

 Vmware :

 Cài đặt ESXi Server 5.0

 Triển khai mô hình DataCenter dựa trên nền tảng công nghệ và giải pháp

ảo hóa trên vCenter 5.0

 Thử nghiệm cách thức tạo Đám Mây Riêng, cho thuê, tính phí máy ảo với vCloud Director, vCenter Chargeback

 Citrix Xen :

 Cài đặt Xen Server

 Triển khai XenCenter

 Triển khai XenDesktop

 Triển khai XenApp

4 Phương pháp nghiên cứu :

- Tìm hiểu các tài liệu liên quan về Điện Toán Đám Mây và các dịch vụ được cung cấp trên nên Điện Toán Đám Mây

- Triển khai thực nghiệm trên môi trường ảo hóa của VMware và Citrix Xen

để kiểm chứng lý thuyết đã nghiên cứu được

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN

1.1 CƠ SỞ CỦA LUẬN VĂN

1.1.1 Điện Toán Đám Mây thâm nhập thị trường CNTT Việt Nam

- Hiện nay, các công ty lớn về công nghệ như Microsoft, IBM, HP, Intel

đang đua nhau quảng cáo rầm rộ các sản phẩm, dịch vụ, giải pháp sử

dụng Điện Toán Đám Mây Đó là xu hướng phát triển cho tương lai,

mang lại hiệu quả cao cho doanh nghiệp với chi phí thấp nhất

1.1.2 Tình hình phát triển Điện Toán Đám Mây ở các nước khác

- Thuật ngữ “Điện Toán Đám Mây” ra đời từ giữa năm 2007, cho đến nay

đã không ngừng phát triển mạnh mẽ và được hiện thực bởi nhiều công

ty lớn trên thế giới như IBM, Sun, Amazon, Google, Microsoft, Yahoo,

SalesForce, …

Hình 1.1 : Các nhà cung cấp dịch vụ Điện Toán Đám Mây

- Với mục tiêu giải quyết các bài toán về dữ liệu, tính toán, dịch vụ, …

cho khách hàng, Điện Toán Đám Mây đã và đang mang lại lợi nhuận

lớn, đem đến một sân chơi, một thị trường rộng lớn cho các nhà cung cấp dịch vụ, nên sự phát triển nhanh chóng của nó có thể được tính bằng từng ngày

- Theo báo VNUnet (28/04/2009), trong một cuộc khảo sát các khách hàng sử dụng các dịch vụ của Điện Toán Đám Mây 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

1.1.3 Tình hình phát triển “Điện Toán Đám Mây” tại Việt Nam

- Dù được thế giới dự đoán sẽ là "cơn sóng thần công nghệ " song khái niệm “Điện Toán Đám Mây vẫn còn khá mới mẻ tại Việt Nam.”

- 04/09/2008, Bộ Khoa học và Công nghệ (MoST) cùng tập đoàn IBM đã

tổ chức và kí kết thỏa thuận hợp tác “Hội nghị đổi mới và sáng tạo năm 2008” (Vietnam Innovation Summit 2008)

Hình 1.2 : Họp báo của Bộ Khoa học và Công nghệ cùng tập đoàn

IBM

- 24/09/2008, với sự hợp tác của IBM, Trung tâm Điện Toán Đám Mây đầu tiên ở Việt Nam được thành lập

Hình 1.3 : Lễ khánh thành trung tâm Điện Toán Đám Mây đầu tiên ở

- FPT tiếp tục hợp tác cùng "đại gia" Microsoft vào tháng 05/2010 Tâm điểm của hợp tác này là một thỏa thuận nhằm phát triển nền tảng Điện Toán Đám Mây dựa trên công nghệ của Microsoft Hai bên đều cùng hướng đến việc phát triển nền tảng cho các dịch vụ đám mây bao gồm

truyền thông, hợp tác, lưu trữ dữ liệu và các dịch vụ hạ tầng, nhằm phục vụ nhu cầu của đông đảo khách hàng

- Sau hội thảo ngày 02/03, “Vietnam Cloud Computing Day 2011” (Ngày Điện Toán Đám Mây Việt Nam 2011) diễn ra ngày 9/3 tại Hà Nội cũng đưa ra nhận định: mặc dù Điện Toán Đám Mây hiện đang được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước phát triển trên thế giới bởi lợi ích đáng kể mà nó đem lại, nhưng ở Việt Nam các doanh nghiệp vẫn chưa thực sự mặn mà với công nghệ này Tuy nhiên theo các chuyên gia nhận định, đây chính là giải pháp tối ưu để các doanh nghiệp nước ta giảm thiểu chi phí cũng như tăng hiệu suất làm việc ở mức tối đa

- Về thực trạng ứng dụng Điện Toán Đám Mây ở các doanh nghiệp Việt Nam, có thể rút ra kết luận như sau: Hiện nay đã có một vài doanh nghiệp lớn tại Việt Nam đưa Điện Toán Đám Mây vào ứng dụng và hiệu suất kinh doanh được cải thiện đáng kể Tuy nhiên số lượng là khá

ít Phần lớn vẫn chỉ dừng ở mức quan tâm và tìm hiểu

1.1.4 Mục tiêu của luận văn

- Nghiên cứu, tìm hiểu về “Điện Toán Đám Mây”

- Triển khai thử nghiệm Đám Mây Riêng, Máy ảo và Các ứng dụng đám mây

1.1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Tìm hiểu tổng quan về Điện Toán Đám Mây

- Cài đặt thử nghiệm hệ thống Vmware và Citrix Xen triển khai cơ sở hạ tầng Điện Toán Đám Mây :

o Vmware :

 Cài đặt ESXi Server 5.0

 Triển khai mô hình DataCenter dựa trên nền tảng công nghệ và giải pháp ảo hóa trên vCenter 5.0

 Thử nghiệm cách thức tạo Đám Mây Riêng, cho thuê, tính phí máy ảo với vCloud Director, vCenter Chargeback

o Citrix Xen :

 Cài đặt Xen Server

 Triển khai XenCenter

 Triển khai XenDesktop

 Triển khai XenApp

CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU VỀ ẢO HÓA

2.1 Giới thiệu ảo hóa

- Lĩnh vực ảo hóa hiện đang rất phát triển Nhiều nền tảng ảo hóa mới xuất hiện, có cả giải pháp phần mềm và phần cứng, ảo hóa từ chip xử lý đến cả

hạ tầng CNTT Cộng đồng CNTT nói chung đang háo hức với công nghệ này vì những lợi ích mà nó đem lại

- Kỹ thuật "ảo hóa” đã không còn xa lạ với thực tế đời thường kể từ khi VMWARE giới thiệu sản phẩm VMWARE Workstation đầu tiên vào năm

1999 Sản phẩm này ban đầu được thiết kế để hỗ trợ việc phát triển và kiểm tra phần mềm và đã trở nên phổ biến nhờ khả năng tạo những máy tính "ảo" chạy đồng thời nhiều hệ điều hành (HĐH) khác nhau trên cùng một máy tính "thực" (khác với chế độ "khởi động kép" - Máy tính được cài nhiều HĐH và có thể chọn lúc khởi động nhưng mỗi lúc chỉ làm việc được với 1 HĐH) Là một phương pháp cho phép nhiều hệ điều hành cùng chạy trên 1 máy tính vật lý

- VMWARE, được EMC (hãng chuyên về lĩnh vực lưu trữ) mua lại vào tháng 12 năm 2003, đã mở rộng tầm hoạt động từ PC (desktop) đến máy chủ (server) và hiện hãng vẫn giữ vai trò thống lĩnh thị trường ảo hóa nhưng không "độc tôn" mà phải cạnh tranh với sản phẩm nguồn mở Xen, Virtualization Engine 2.0 của IBM, Virtual Server của Microsoft, Virtuozzo của SWSoft và Virtual Iron của Iron Software Và "ảo hóa” cũng không còn bó hẹp trong 1 lĩnh vực mà mở rộng cho toàn bộ hạ tầng CNTT, từ phần cứng như chip xử lý cho đến hệ thống máy chủ và cả hệ hống mạng

- Ảo hóa là một công nghệ được ra đời nhằm khai thác triệt để khả năng

làm việc của các phần cứng trong một hệ thống máy chủ Nó hoạt động

như một tầng trung gian giữa hệ thống phần cứng máy tính và phần mềm chạy trên nó Ý tưởng của công nghệ ảo hóa máy chủ là từ một máy vật lý đơn lẻ có thể tạo thành nhiều máy ảo độc lập Ảo hóa cho phép tạo nhiều máy ảo trên một máy chủ vật lý, mỗi một máy ảo cũng được cấp phát tài nguyên phần cứng như một máy thật gồm có: RAM, CPU, HDD, Card mạng, các tài nguyên khác và hệ điều hành riêng Khi chạy ứng dụng, người sử dụng không nhận biết được ứng dụng đó đang chạy trên lớp phần cứng ảo

Hình 2.1 : Giới thiệu về ảo hóa

- ẢO HÓA là một công nghệ phần mềm, nó thay đổi nhanh chóng toàn

cảnh của lĩnh vực Công nghệ Thông tin (CNTT) và cách tính toán của con người Nó thu hẹp không gian trong lĩnh vực CNTT nhỏ lại về mặt vậy lý cũng như luận lý

- Máy chủ trong các hệ thống CNTT ngày nay thường được thiết kế để chạy

một hệ điều hành và một ứng dụng Điều này không khai thác triệt để hiệu năng của hầu hết các máy chủ rất lớn Ảo hóa cho phép bạn vận hành nhiều máy chủ ảo trên cùng một máy chủ vật lý, dùng chung các tài nguyên của một máy chủ vật lý qua nhiều môi trường khác nhau Các máy chủ ảo khác nhau có thể vận hành nhiều hệ điều hành và ứng dụng khác nhau trên cùng một máy chủ vật lý

2.3 Lịch sử ảo hóa

- Ảo hóa có nguồn gốc từ việc phân chia ổ đĩa, chúng phân chia một máy

chủ thực thành nhiều máy chủ logic Một khi máy chủ thực được chia, mỗi máy chủ logic có thể chạy một hệ điều hành và các ứng dụng độc lập Vào những năm 1990, ảo hóa được chủ yếu sử dụng để tái tạo lại môi trường người dùng trực tiếp trên một phần của phần cứng máy lớn VMWARE đã phát minh ra công nghệ ảo hóa cho nền tảng x86 Nếu bạn

là một nhà quản trị CNTT và bạn muốn chạy một phần mềm mới nhưng bạn muốn xem xem nó hoạt động như thế nào trên các máy chạy hệ điều hành Windows NT và Linux, bạn cần đến công nghệ ảo để tạo ra môi trường người dùng khác nhau

 Giải pháp VMWARE: Toàn phần ảo hóa (của x86 Phần cứng)

- Năm 1999, VMWARE giới thiệu ảo hóa cho các hệ thống và có rất nhiều những thách thức, giải pháp này chuyển đổi các hệ thống x86 vào một mục đích chung, chia sẻ cơ sở hạ tầng phần cứng mà cung cấp cách ly đầy đủ, tính di động và sự lựa chọn hệ điều hành cho các môi trường ứng dụng

2.4 Tại sao phải sử dụng Ảo Hóa ?

Các lý do để ứng dụng ảo hóa : Dường như mọi nơi ta đến, người ta đều

đang đang nói đến ảo hóa Các tạp chí công nghệ thổi phồng công nghệ này trên các mặt báo Các phiên bản ảo hóa luôn được đề cao trong các hội nghị công nghệ Và các nhà cung ứng công nghệ mô tả tại sao sản phẩm của họ lại tân tiến nhất trong công nghệ ảo hóa Tại sao ảo hóa là chủ đề nóng hổi như vậy? Tại sao mọi người đều nói về ảo hóa? Tại sao ảo hóa lại thu hút sự quan tâm của mọi người? Trong phần này, hãy cùng nhau tìm hiểu lý do tại sao ảo hóa lại quan trọng đến vậy?

2.4.1 Tối ưu hóa công suất sử dụng phần cứng:

- Ngày nay, hệ thống máy chủ ở các trung tâm dữ liệu thường hoạt động với 10 hoặc 15% tổng hiệu suất Nói cách khác, 85% hoặc 90% công suất của máy không được dùng đến Tuy nhiên, một máy chủ dùng chưa hết công suất vẫn chiếm diện tích sử dụng và hao tổn điện năng, vì vậy chi phí hoạt động của một máy không được sử dụng đúng mức có thể gần bằng với chi phí khi chạy hết công suất

- Như vậy, quả thật là chúng ta đang lãng phí các tài nguyên của cả hệ thống Hãy xem điều gì sẽ xảy ra? Với sự không ngừng cải tiến các đặc điểm hoạt động của phần cứng máy tính, máy tính trong năm tới sẽ có công suất gấp đôi máy tính của năm nay (đây là tương lai có thể thấy trước được) Hiển nhiên, phải có một cách nào đó hữu hiệu hơn để công suất của làm việc của máy tương ứng với tỷ lệ sử dụng và đó là những gì

mà ảo hóa có thể làm được – bằng việc dùng một phần cứng duy nhất để

hỗ trợ cùng một lúc nhiều hệ thống Ứng dụng ảo hóa, các công ty có thể nâng cao đáng kể hiệu suất sử dụng phần cứng và sử dụng vốn hiệu quả hơn Vì vậy, đây chính là lý do tại sao ảo hóa giúp nâng cao công suất của máy tính lại khiến mọi người quan tâm đến vậy

2.4.2 Nhu cầu lưu dữ liệu:

- Các trung tâm dữ liệu đang dùng hết dung lượng của mình Trong 20 năm qua, các tài liệu kinh doanh đã và đang được chuyển từ dạng giấy tờ sang dạng điện tử Đây là quá trình số hóa tài liệu

- Sự xuất hiện của Internet đã thúc đẩy nhanh hơn nữa sự chuyển biến này Các công ty muốn trao đổi trực tiếp với khách hàng và đối tác qua Internet Đương nhiên, việc này thúc đẩy việc các tài liệu kinh doanh được

vi tính hóa

- Trong một thập kỷ qua, ảnh hưởng của Internet khiến một số lượng lớn các máy chủ được đồng loạt đưa vào sử dụng tại các trung tâm dữ liệu để lưu trữ hệ thống tài liệu khổng lồ này và vấn đề của nó là: khả năng lưu trữ của các trung tâm dữ liệu này đang cạn kiệt và sự gia tăng nhanh

chóng dữ liệu đòi hỏi phương pháp lưu trữ dữ liệu mới Những phương pháp này thường được gọi là ảo hóa lưu trữ, như bạn có thể đoán được có nghĩa là việc lưu trữ này có khả năng được xử lý bởi bất kỳ một phần cứng độc lập nào

- Với khả năng “host” cùng lúc các hệ thống khách trên một máy chủ vật lý duy nhất, ảo hóa cho phép các công ty nâng cấp trung tâm dữ liệu, do đó cắt giảm chi phí mở rộng dung lượng trung tâm dữ liệu Đây là lợi ích lớn nhất của ảo hóa, vì chi phí xây dựng các trung tâm dữ liệu có thể lên tới hàng chục triệu đô la

2.4.3 Ứng dụng công nghệ xanh để đạt hiệu quả sử dụng năng lượng tốt hơn:

- Tác động của cuộc cách mạng xanh khiến các công ty đang tìm cách giảm lượng năng lượng tiêu thụ và một trong số những nơi họ nhận thấy có thể làm được điều đó đầu tiên là các trung tâm dữ liệu Để thấy rõ sự quan tâm của mọi người đến lượng năng lượng tiêu thụ trong các trung tâm dữ liệu, hãy xem xét thực tế sau: “Một cuộc nghiên cứu do một nhà khoa học thực hiện chỉ ra rằng trong những năm 2000 đến năm 2005, lượng năng lượng các trung tâm dữ liệu ở Mỹ tiêu thụ tăng đã gấp đôi Hơn nữa, nhà khoa học này cũng dự đoán tới cuối thập niên này, lượng năng lượng tiêu thụ sẽ tăng 40% Lượng năng lượng các máy chủ ở trung tâm dữ liệu tiêu thụ và để làm mát chiếm khoảng 1,2% tổng năng lượng tiêu thụ ở Mỹ

- Dựa trên kết quả của cuộc nghiên cứu, Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa

Kỳ (EPA) đã thành lập một nhóm làm việc để xây dựng các tiêu chuẩn cho các kế hoạch và việc tiêu thụ năng lượng của máy chủ và áp dụng các tiêu chí “Ngôi sao năng lượng” (ES) mới cho các máy chủ sử dụng năng lượng hiệu quả

- Do chi phí để vận hành các máy tính cùng với thực tế là nhiều máy tính chiếm chỗ hết trung tâm dữ liệu và đang hoạt động với hiệu suất thấp, khả

năng giảm số lượng máy chủ vật lý có thể giúp cắt giảm rất đáng kể tổng chi phí năng lượng của các công ty

2.4.4 Chi phí quản lý hệ thống rất lớn và ngày càng tăng

- Các máy không hoàn toàn tự hoạt động Mỗi máy chủ đều cần đến sự giám sát và cung cấp điện của hệ thống quản lý Các tác vụ quản lý phổ biến của hệ thống bao gồm: giám sát trạng thái của phần cứng; thay thế các chi tiết phần cứng bị lỗi; cài đặt hệ điều hành và phần mềm ứng dụng; bảo trì và sửa chữa nhanh ứng dụng; quản lý các tài nguyên máy chủ then chốt như bộ nhớ và đĩa; và sao lưu dữ liệu máy chủ sang các phương tiện lưu trữ để bảo mật và dự phòng

- Như mọi người có thể tưởng tượng, những công việc này đòi hỏi rất nhiều nhân lực Để thuê những nhân viên quản trị hệ thống và người giữ cho các máy có thể hoạt động tốt là không hề rẻ chút nào Và không giống như các lập trình viên, các nhân viên quản trị hệ thống thường làm việc bên cạnh máy chủ, do họ cần xử lý phần cứng vật lý

- Để kiểm soát sự gia tăng chi phí điều hành, ảo hóa mang lại cơ hội cắt giảm chi phí quản lý hệ thống bằng việc giảm số lượng máy tính cần được quản trị Mặc dù, nhiều công việc liên quan đến quản lý hệ thống (hệ điều hành và ứng dụng, sao lưu dự phòng) không thể thay đổi trong một môi trường được ảo hóa, rất nhiều tác vụ không cần phải thực hiện nếu các máy chủ vật lý chuyển sang ảo hóa Nói chung, ảo hóa có thể giảm thiểu phần lớn các yêu cầu quản lý Do đó, ảo hóa trở thành sự lựa chọn tuyệt vời để giải quyết vấn đề tăng chi phí thuê nhân viên điều hành

2.5 Ảo hóa hoạt động như thế nào ?

- Nền tảng ảo hóa của VMWARE được xây dựng trên kiến trúc sẵn sàng cho doanh nghiệp (businesss-ready) Sử dụng các phần mềm như VMWARE Infrastructure và VMWARE ESX Server để biến đổi hay “ảo hóa” các tài nguyên phần cứng của một máy chủ x86 - bao gồm bộ vi xử

lý, bộ nhớ, ổ đĩa cứng và bộ điều khiển mạng và để tạo ra các máy chủ ảo

có đầy đủ các chức năng để có thể vận hành hệ điều hành và các ứng dụng giống nhƣ một máy chủ “thật” Mỗi máy chủ ảo là một hệ thống đầy đủ, loại bỏ các xung đột tiềm tàng

Hình 2.2: Kiến trúc ảo hóa X86

- Ảo hóa của VMWARE hoạt động bằng cách chèn một “lớp mỏng” (thin layer) phần mềm trực tiếp lên trên phần cứng máy chủ vật lý hay lên trên

hệ điều hành chủ (host OS) Còn đƣợc gọi là bộ phận giám sát các máy chủ ảo hay “hypervisor” để cấp phát động và trong suốt các tài nguyên phần cứng Nhiều hệ điều hành chạy đồng thời trên một máy chủ vật lý và dùng chung các tài nguyên

- Xây dựng Trung tâm Dữ liệu trên nền kiến trúc linh động

Hình 2.3 : Ảo hóa hoạt động như thế nào

- Ảo hóa một máy tính vật lý chỉ là sự khởi đầu VMWARE vSphere dàn trãi qua hàng trăm các máy tính và hệ thống lưu trữ vật lý được liên kết với nhau để tạo thành một hạ tầng ảo hóa toàn bộ Bạn không cần gán cố định các máy chủ, hệ thống lưu trữ, hay băng thông mạng cho mỗi ứng dụng Thay vào đó, các tài nguyên phần cứng của bạn được cấp phát động khi nào chúng được cần Điều này có nghĩa là các ứng dụng có mức độ ưu tiên cao nhất của bạn sẽ luôn luôn có các tài nguyên mà chúng cần và không cần lãng phí chi phí cho phần cứng phát sinh chỉ được cần cho các lần cao điểm

- Nguyên lý làm việc của máy ảo PC cũng giống như máy ảo thời mainframe: là một môi trường phần mềm bao gồm HĐH và các ứng dụng hoàn toàn chạy "bên trong" nó Máy ảo cho phép bạn chạy một HĐH nào

đó trong một HĐH khác trên cùng hệ thống PC chẳng hạn như chạy Linux trong máy ảo trên PC chạy Windows 2000 Trong máy ảo, bạn có thể làm được hầu hết mọi thứ như với PC thật Đặc biệt, máy ảo này có thể được

"đóng gói" trong 1 file và có thể chuyển từ PC này sang PC khác mà không phải bận tâm về việc tương thích phần cứng Các máy ảo là những

thực thể cách ly với hệ thống “chủ” (chứa các máy ảo) chạy trên máy thực

- Một hệ thống ảo hóa bao gồm những thành phần sau :

 Tài nguyên vật lý (host machine, host hardware) : Các tài nguyên vật lý trong môi trường ảo hóa cung cấp tài nguyên mà các máy ảo

sẽ sử dụng tới một môi trường tài nguyên lớn có thể cung cấp được cho nhiều máy ảo chạy trên nó và hiệu quả làm việc của các máy ảo cao hơn Các tài nguyên vật lý thông thường như là HDD, RAM, Card mạng…

 Các phần mềm ảo hóa (virtual software) : Lớp phần mềm ảo hóa này cung cấp sự truy cập cho mỗi máy ảo đến tài nguyên hệ thống

Nó cũng chịu trách nhiệm lập kế hoạch và phân chia tài nguyên

vật lý cho các máy ảo Phần mềm ảo hóa là nền tảng của một

môi trường ảo hóa Nó cho phép tạo ra các máy ảo cho người sử

dụng, quản lý các tài nguyên và cung cấp các tài nguyên này đến các máy ảo Kế hoạch quản lý sử dụng tài nguyên khi có sự tranh chấp một tài nguyên đặc biệt của các máy ảo, điều này dẫn tới sự hiệu quả làm việc của các máy ảo Ngoài ra phần mềm ảo hóa còn cung cấp giao diện quản lý và cấu hình cho các máy ảo

 Máy ảo (virtual machine) : Thuật ngữ máy ảo được dùng chung khi miêu tả cả máy ảo (lớp 3) và hệ điều hành ảo (lớp 4) Máy ảo thực chất là một phần cứng ảo, một môi trường hay một phân vùng trên ổ đĩa Trong môi trường này có đầy đủ thiết bị phần cứng như một máy thật Đây là một kiểu phần mềm ảo hóa dựa trên phần cứng vật lý Các hệ điều hành khách mà chúng ta cài trên các máy ảo này không biết phần cứng mà nó nhìn thấy là phần cứng ảo

 Hệ điều hành khách (Guest operating system) : Hệ điều hành khách được xem như một phần mềm (lớp 4) được cài đặt trên một

máy ảo (lớp 3) giúp ta có thể sử dụng dễ dàng và xử lý các sự cố trong môi trường ảo hóa Nó giúp người dùng có những thao tác giống như là đang thao tác trên một lớp phần cứng vật lý thực sự

2.6 Tầm quan trọng của Ảo Hóa trong Điện Toán Đám Mây

- Ảo hóa được coi là bước đầu tiên, là nền tảng cho Điện Toán Đám Mây Không các doanh nghiệp có lợi ích từ việc tài sản được hiệu quả mà còn tiến những bước đầu tiên hướng tới Điện Toán Đám Mây bằng cách xác định ứng dụng của họ độc lập với cơ sở hạ tầng vật lý Bằng ảo hóa và tổng hợp tài nguyên máy tính lại cùng một nơi bạn có

cơ hội hoạt động hiệu quả, linh hoạt hơn và đáng tin cậy

- Có thể sử dụng cơ sở hạ tầng được chia sẻ cho việc phát triển hoặc khắc phục thảm họa ví dụ như các trung tâm dữ liệu chuyển đổi dự phòng cho nhau

- Ảo hóa cung cấp một mức độ quản lý cơ sở hạ tầng CNTT bằng cách trở lại từ những vấn đề cơ bản của cơ sở hạ tầng Ảo hóa giúp cho tự động hóa quản lý nhiều nhiệm vụ chung thóat ra khỏi hạ tầng CNTT

từ sự kinh doanh các thủ tục mang tính lập đi lập lại và đồng thời cho phép người dùng cuối có được những gì họ cần một cách nhanh chóng

2.7 Phân loại ảo hóa trong cơ sở hạ tầng Điện Toán Đám Mây

2.7.1 Ảo hóa server

- Một máy chủ riêng ảo tiếng anh Virtual Private Server hay máy chủ ảo hóa là một phương pháp phân vùng một máy chủ vật lý thành máy tính nhiều máy chủ ảo, mỗi máy chủ đã có khả năng của riêng của mình chạy trên máy tính dành riêng Mỗi máy chủ ảo riêng của nó có thể chạy chính thức (full-fledged) hệ điều hành, và mỗi máy chủ độc lập có thể được khởi động lại

- Lợi thế của ảo hóa máy chủ :

• Tiết kiệm được chi phí đầu tư máy chủ ban đầu

• Hoạt động hoàn toàn như một máy chủ riêng

• Có thể dùng máy chủ ảo hóa cài đặt các ứng dụng khác tùy theo nhu cầu của doanh nghiệp

• Bản trì sửa chữa nâng cấp nhanh chóng và dễ dàng

• Dễ dàng nâng cấp tài nguyên RAM, HDD, Băng thông khi cần thiết

• Có thể cài lại hệ điều hành từ 5-10 phút

• Không lãng phí tài nguyên

2.7.2 Ảo hóa Storage

- Hiện nay các nhà lưu trữ cung cấp đã được cung cấp giải pháp lưu trữ hiệu suất cao cho khách hàng của họ trong một thời gian kha khá Trong hình thức cơ bản nhất của nó, lưu trữ ảo hóa tồn tại trong việc ta lắp ráp ổ đĩa vật lý nhiều thành một thực thể duy nhất được trình bày để các máy chủ lưu trữ và chạy hệ điều hành chẳng hạn như triển khai RAID Điều này có thể được coi là ảo bởi vì tất cả các ổ đĩa được sử dụng và tương tác với như một ổ đĩa logic duy nhất, mặc dù bao gồm hai hoặc nhiều ổ đĩa trong

- Một công nghệ ảo hóa lưu trữ mà khá đình đám mà ta biết đến SAN (storeage area network – lưu trữ qua mạng) Storage Area Network (SAN)

là một mạng được thiết kế cho việc thêm các thiết bị lưu trữ cho máy chủ một cách dễ dàng như : Disk Array Controllers, hay Tape Libraries Với những ưu điểm nổi trội SANs đã trở thành một giải pháp rất tốt cho lưu trữ thông tin cho doanh nghiệp hay tổ chức SAN cho phép kết nối từ xa tới các thiết bị lưu trữ trên mạng như: Disks và Tape drivers Các thiết bị lưu trữ trên mạng, hay các ứng dụng chạy trên đó được thể hiện trên máy chủ như một thiết bị của máy chủ (as locally attached divices)

o Có hai sự khác nhau cơ bản trong các thành phần của SANs

1 Mạng (network) có tác dụng truyền thông tin giữa thiết bị lưu trữ và hệ thống máy tính Một SAN bao gồm một cấu trúc truyền tin, nó cung cấp kết nối vật lý, và quản lý các lớp, tổ chức các kết nối, các thiết bị lưu trữ, và hệ thống máy tính sao cho dữ liệu truyền trên đó với tốc độ cao và tính bảo mật Giới hạn của SAN thường được nhận biết với dịch vụ Block I/O đúng hơn là với dịch vụ File Access

2 Một hệ thống lưu trữ bao gồm các thiết bị lưu trữ, hệ thống máy tính, hay các ứng dụng chạy trên nó, và một phần rất quan trọng là các phần mềm điều khiển, quá trình truyền thông tin qua mạng

2.7.3 Ảo hóa Network

- Các thành phần mạng trong cơ sở hạ tầng mạng như Switch, Card mạng, được ảo hóa một cách linh động Switch ảo cho phép các máy ảo trên cùng một máy chủ có thể giao tiếp với nhau bằng cách sử dụng các giao thức tương tự mà như trên thiết bị chuyển mạch vật lý mà không cần phần cứng bổ sung Chúng cũng hỗ trợ VLAN tương thích với việc triển khai VLAN theo tiêu chuẩn từ nhà cung cấp khác, chẳng hạn như Cisco

- Một máy ảo có thể có nhiều card mạng ảo, việc tạo các card mạng ảo nầy rất đơn giản và không giới hạn số card mạng tạo ra.Ta có thể nối các máy

ảo nầy lại với nhau bằng một Switch ảo Điều đặc biệt quan trọng, tốc độ truyền giữa các máy ảo nầy với nhau thông qua các switch ảo được truyền với tốt độ rất cao theo chuẩn GIGABITE(1GB), đẫn đến việc đồng bộ giữa các máy ảo với nhau diễn ra rất nhanh

Hình 2.4 : Ảo hóa network

2.7.4 Ảo hóa ứng dụng

- Ảo hóa ứng dụng là giải pháp tiến đến công nghệ "Điện Toán Đám Mây" cho phép bạn sử dụng phần mềm của công ty mà không cần phải cài vài phần mềm này vào bất cứ máy tính con nào

- Mục tiêu chính của ảo hóa ứng dụng đó là cung cấp các lớp tương thích (Compatibility Layer), nó có thể giúp người sử dụng chạy những phần mềm trên các các hệ điều hành tương thích hay không tương thích

- Giải pháp Ảo Hóa Ứng Dụng cho bạn những lợi ích nổi trội sau :

 Tất cả các máy tính đều có thể sử dụng phần mềm ảo như đang cài trên máy tính của mình mà không phải lo về cấu hình (ví dụ chạy Photoshop trên máy P4 chỉ có 512 MB RAM) Tốc độ phần mềm luôn ổn định và không phụ thuộc vào cấu hình từng máy

 Các máy tính con luôn ở trong tình trạng sạch và chạy nhanh hơn Loại

bỏ hoàn toàn việc phải sửa lỗi phần mềm do virus, spyware hoặc do người dùng sơ ý

 Cho phép sử dụng phần mềm mà không phải quan tâm đến hệ điều hành bạn đang sử dụng (ví dụ: bạn có thể dùng Microsoft Office 2007 ngay trong Linux, Windows 98 hoặc MAC-OS)

 Bạn có thể phân phối phần mềm một cách linh động này đến một số cá nhân hoặc nhóm có nhu cầu sử dụng thay vì cài vào tất cả mọi máy như cách phổ thông Việc phân phối hoặc gỡ bỏ phần mềm ra các máy tính

có thể diễn ra chỉ trong vòng chỉ vài giây thay vì hàng tuần nếu như công ty các bạn có hàng chục máy tính

 Thông tin luôn luôn được lưu trữ an toàn ở server trung tâm thay vì có thể phân tán ra từng máy con Cho dù bạn ở bất cứ nơi nào (tại 1 máy tính khác, tại nhà hay thậm chí ở internet cafe), việc truy nhập và sử dụng phần mềm của doanh nghiệp trở nên dễ dàng qua 1 hệ thống bảo mật hiện đại nhất

- Ảo hóa ứng dụng là giải pháp cho phép sử dụng và quản lý phần mềm doanh nghiệp 1 cách hiệu quả hệ thống Tiết kiệm tối đa chi phí bảo trì, hỗ trợ kỹ

thuật và quản lý từng máy tính

- Ảo hóa máy chủ là một hình thức ưu thế trong ảo hóa, được sử dụng ở ngày nay Có hai môi trường máy chủ ảo hóa, đó là ảo hóa toàn phần (Full virtualization) và ảo hóa một nữa (Paravirtualization)

 Full-virtualization: Phần cứng được mô phỏng để mở rộng

chạy những hệ điều hành khách trên nền tảng ảo hóa Điều này

có nghĩa rằng các thiết bị phần cứng khác nhau đều được mô phỏng Thông thường, có nhiều nền tảng ảo hóa cố gắng chạy nhiều sự ủy nhiệm trên CPU chính (chạy nhanh hơn nhiều so với CPU mô phỏng) nhằm nắm bắt và xử lý các sự ủy nhiệm một cách thích hợp

 Một số nền tảng ảo hóa hỗ trợ hoặc yêu cầu CPU mở rộng để

hỗ trợ ảo hóa Trên 1 số những dòng chíp mới như x86 và x86_64 CPUs được cung cấp thông qua VT-X (Intel) và AMD-V (AMD).Chúng được gọi là Phần Cứng Hỗ Trợ Ảo Hóa (hardware-assisted full-virtualization)

Hình 2.5 : Kiến trúc xử lý mới hỗ trợ ảo hóa

 Paravirtualization: là một phương pháp ảo hóa máy chủ

khác Với phương pháp ảo hóa này, thay vì mô phỏng một môi trường phần cứng hoàn chỉnh, phần mềm ảo hóa này là một lớp mỏng (Hypervisor) dồn các truy cập các hệ điều hành máy chủ vào tài nguyên máy vật lý cơ sở

CHƯƠNG 3 : GIỚI THIỆU ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

- Theo Wikipedia: “Điện Toán Đám Mây 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”

- Điện Toán Đám Mây là dịch vụ IT được cung cấp không phụ thuộc vào

vị trí (“The Cloud is IT as a Service, delivered by IT resources that are

- Điện Toán Đám Mây cung cấp các tài nguyên IT có khả năng mở rộng

và co giãn, các tài nguyên này được cung cấp dạng dịch vụ cho người

dùng thông qua mạng Internet (“Cloud Computing is a style of

computing where massively scalable IT-related capabilities are provided ‘as a service’ across the Internet to multiple external

customers” - Gartner)

- 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” “Điện Toán Đám Mây là một dạng thức điện toán cung cấp các tài nguyên ảo hóa và có quy mô dưới dạng dịch vụ qua mạng Internet Người dùng không cần tới những kiến thức chuyên môn để quản lý hạ tầng công nghệ này bởi phần việc

đó là dành cho các nhà cung cấp dịch vụ.”

- Theo Rajkumar Buyya: Đám Mây là một loại hệ thống phân bố và xử lý song 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 (“A Cloud is a

type of parallel and distributed system consisting of a collection of

interconnected and virtualised computers that are dynamically provisioned and presented as one or more unified computing resources based on service-level agreements established through negotiation

between the service provider and consumers”)

- Theo Forrester Reseach : Điện Toán Đám Mây là một hồ chứa trừu tượng, có khả năng quản lý mở rộng cao, quản lý cơ sở hạ tầng có khả năng lưu trữ các ứng dụng của người dùng cuối bằng việc lập hóa đơn

cho việc tiêu thụ tài nguyên (“A pool of abstracted, highly scalable,

and managed infrastructure capable of hosting end-custommer

applications and billed by consumption”)

- Theo NIST : Đám Mây là một mô hình mở ra sự thuận tiện, dựa trên yêu cầu truy nhập mạng để chia sẻ tài nguyên máy tính có khả năng cấu hình (ví dụ : mạng, máy chủ, lưu trữ và các ứng dụng) , có thể được cung cấp và phát hành một cách nhanh chóng với tối thiểu trong quản lý hay cung cấp dịch vụ tương tác (Cloud is a model for enabling convenient, on-demand network access to shared pool of configurable computing resources (e.g networks, servers, storage, applications) that can be rapidly provisioned & released with minimal management effort

or service provider interaction.”

- “Điện Toán Đám Mây là sự kết hợp giữa các khái niệm Hạ tầng hướng dịch vụ (IaaS), Nền tảng hướng dịch vụ (PaaS), Phần mềm hướng dịch

vụ (SaaS) và một số khái niệm công nghệ mới Dịch vụ Điện Toán Đám Mây thường cung cấp các trực tuyến ứng dụng doanh nghiệp thông dụng, có thể truy xuất qua trình duyệt Web trong khi phần mềm và dữ liệu được lưu trữ trên máy chủ của nhà cung cấp.” Mọi thứ đều tập

trung vào đám mây

Hình 3.1 Định nghĩa Điện Toán Đám Mây

- Những định nghĩa trên có một điểm chung: họ cố gắng định nghĩa Điện Toán Đám Mây theo hướng thương mại, từ góc nhìn của người dùng đầu cuối Theo đó, tính năng chủ yếu của Điện Toán Đám Mây là cung cấp cơ sở hạ tầng và các ứng dụng về IT dưới dạng dịch vụ có khả năng

mở rộng được Tuy nhiên, các công ty như Gartner, IDC, Merrill Lynch, The 451 Group [11] không phải là các công ty chuyên về IT cho nên những định nghĩa này tập trung vào giải thích Điện Toán Đám Mây là

“như thế nào” và chủ yếu dựa trên kinh nghiệm của các công ty này

- Những định nghĩa trên đều định nghĩa Điện Toán Đám Mây là một hệ phân bố, cung cấp các dạng tài nguyên ảo dưới dạng dịch vụ một cách linh động theo nhu cầu của người dùng trên môi trường internet Hay ta

có thể hiểu một cách đơn giản hơn bằng các từ khóa chủ yếu sau: delivered over internet (web 2.0), resource on demand (scalable, elastic, usage-based costing), virtualised, everything as a service, location independent Những phần tiếp theo sẽ giải thích rõ hơn về những từ

khóa này

- Thuật ngữ Điện Toán Đám Mây xuất hiện bắt nguồn từ điện toán lưới (grid computing) trong những năm 1980, tiếp theo là điện toán tiện ích

(utility computing)

- Trong tính toán lưới, khối lượng công việc được phân phối hoặc chuyển giao cho các nút với các tài nguyên máy tính cần thiết Tính toán lưới cho phép tính toán song, nhiệm vụ lớn được chia thành các tác vụ nhỏ

để chạy song song được xem là các máy ảo

- Sự xuất hiện của công nghệ ảo hóa, máy chủ, mạng cho phép các tổ chức cung cấp theo yêu cầu và đo lường như các dịch vụ công cộng Lợi ích chính của điện toán tiện ích là tiết kiệm chi phí vốn và chi phí hoạt động Hầu hết các trung tâm lưu trữ đều có các máy chủ đủ mạnh, thiết

bị lưu trữ, mạng lưu trữ để đáp ứng cho khối lượng công việc lúc cao điểm, tăng đột biến và tăng trưởng dự kiến Điện toán tiện ích giới thiệu

mô hình “bạn chỉ trả tiền cho những gì bạn sử dụng” Cho phép các tổ

chức thuê các nguồn tài nguyên khi cần thiết

- Điện Toán Đám Mây đã vay mượn nhiều khái niệm của điện toán lưới, tài nguyên máy tính có thể được cấp phát động hoặc nâng cấp ngay cả ở những mức chi tiết của yêu cầu công việc Ngoài ra Điện Toán Đám Mây có thể được phát triển ở các môi trường không phải dạng lưới như

kiến trúc Web 3 lớp truyền thống hoặc các ứng dụng Web 2.0

- Xương sống của Điện Toán Đám Mây là điện toán tiện ích, tuy nhiên nó cung cấp một bức tranh rộng lớn hơn Có thể áp dụng nội bộ để tổ chức xây dựng cơ sở hạ tầng Điện Toán Đám Mây riêng cho mình ngoài điện toán tiện ích Điện Toán Đám Mây cung cấp cơ hội cho khả năng mở rộng không giới hạn, tiết kiệm chi phí truy cập dựa trên internet, cân bằng khối lượng công việc, cung cấp năng động và tự phục vụ yêu cầu

Nó là một công nghệ mới xuất hiện nhưng đã được coi là một hệ thống máy tính mới khác mainframe, máy tính cá nhân, điện toán khách-chủ

và Web

3.3 Đặc trưng của Điện Toán Đám Mây

3.3.1 Phục vụ theo yêu cầu và Tự phục vụ (On-Demand/Self Service) :

- Nhà cung cấp CC cung cấp tài nguyên máy tính cho khách hàng một cách đơn phương mà khách hàng không cần tương tác trực tiếp với nhà cung cấp CC, dịch vụ CC được truy cập và cung cấp qua internet Khách hàng tùy chọn các dịch vụ mang tính “sẵn sàng sử dụng” và lựa chọn các tham số để tối ưu hóa dịch vụ phục vụ yêu cầu của mình như tăng thời gian sử dụng server, tăng dung lượng lưu trữ… Chi tiết của việc xử lý thực hiện “trong suốt” với khách hàng và khách hàng nhận được hồi đáp một cách đầy đủ từ cơ sở hạ tầng đám mây thông qua internet

3.3.2 Truy xuất thông qua Internet (Access Via The Internet) :

- Điện Toán Đám Mây cung cấp các dịch vụ thông qua môi trường internet Người sử dụng truy cập vào dịch vụ CC thông qua trình duyệt hay APIs Vì CC ở dạng dịch vụ nên không đòi hỏi khả năng xử lý cao

ở phía client, vì vậy người dùng có thể truy xuất bằng các thiết bị di dộng như điện thoại, PDA, laptop… Với CC người dùng không còn bị phụ thuộc vị trí nữa, họ có thể truy xuất dịch vụ từ bất kỳ nơi nào, vào bất kỳ lúc nào có kết nối internet Không cần đòi hỏi phải kỹ năng cao

về công nghệ thông tin từ phía người sử dụng

3.3.3 Chuyên dụng hay chia sẻ tài nguyên (Dedicated or Shared resources) :

- Một đám mây có thể chuyên dụng cho một tổ chức hoặc nhiều tổ chức

“multi-tenant” bằng cách chia sẻ nguồn tài nguyên phổ biến Trong mô hình “multi-tenant”, tài nguyên sẽ được phân phát động tùy theo nhu cầu của người dùng Khi nhu cầu của một khách hàng giảm xuống, thì phần tài nguyên dư thừa sẽ được tận dụng để phục vụ cho một khách hàng khác Ví dụ như khách hàng A thuê 5 CPU mỗi ngày từ 7 giờ đến

12 giờ, một khách hàng B thuê 5 CPU tương tự mỗi ngày từ 12 giờ đến

17 giờ thì hai khách hàng này có thể dùng chung 5 CPU đó

- Điện Toán Đám Mây dựa trên công nghệ ảo hóa, nên các tài nguyên đa 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

3.3.4 Khả năng co dãn (Rabit Elasticity) :

- Đây là tích chất đặc biệt nhất, nổi bật nhất và quan trọng nhất của Điện Toán Đám Mây 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, khách hàng không phải trả phí cho những CPU dư thừa này (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, nếu nhu cầu tăng vượt quá 10 CPU thì khách hàng phải trả phí cho phần vượt mức theo thỏa thuận với nhà cung cấp

- 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

3.3.5 Điều tiết dịch vụ (Measured Service):

- Hệ thống Điện Toán Đám Mây tự động kiểm soát và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên (dung lượng lưu trữ, đơn vị xử lý, băng thông…) Lượng tài nguyên sử dụng có thể được theo dõi, kiểm soát và báo cáo một cách minh bạch cho cả hai phía nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng

3.4 Điện Toán Đám Mây giải quyết các vấn đề sau :

- 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 có hàng chục kho

dữ liệu trung tâm nằm rải rác khắp nơi trên thế giới Các công ty lớn này

sẽ cung cấp các dịch vụ cho phép doanh nghiệp có thể lưu trữ và quản

lý dữ liệu của họ trên các kho lưu trữ trung tâm

- 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 hệ thống tính toán song song, phân tán

- 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)

3.5 Lợi ích của Điện Toán Đám Mây

3.5.1 Gia tăng khả năng sử dụng (Increased capability) :

- Người sử dụng có thể tận dụng dịch vụ đám mây của nhà cung cấp chuyên môn để quản lý cơ sở hạ tầng, sao lưu, khôi phục thảm họa, chia

sẻ tải, nén dữ liệu, chống sao chép, mã hóa và các dịch vụ an ninh

3.5.2 Cải thiện hiệu suất (Improved performance) :

- Hiệu suất có thể mở rộng bằng cách phân phối chuyên sâu các nhiệm vụ CPU đến nhiều địa điểm ngoại vi Ví dụ : sự đột biến bất ngờ trong khối lượng công việc trong suốt mùa cao điểm có thể xử lý bằng cách tự động phân bổ thêm tài nguyên máy tính trong đám mây cho khối lượng

công việc

3.5.3 Giảm chi phí (Lower cost) :

- Dịch vụ đám mây có thể cho thuê, do đó người tiêu dùng Điện Toán Đám Mây có thể tiết kiệm tiền do không cần phải bỏ ra vốn đầu tư hoặc chi phí nâng cấp hệ thống Khách hàng tận dụng cơ sở hạ tầng của nhà

cung cấp hạ tầng đám mây vì vậy không tốn chi phí hoạt động liên tục của trung tâm dữ liệu, ví dụ : chi phí điện năng, chi phí hệ thống điều hòa không khí, chi phí bất động sản đặt thiết bị Khách hàng sẽ chuyển hầu hết trách nhiệm về kiểm soát hệ thống, quản lý hạ tầng, bảo

mật, đảm bảo chất lượng dịch vụ… cho nhà cung cấp dịch vụ

- Điện Toán Đám Mây cho phép các công ty trả tiền cho việc truy cập nguồn tài nguyên máy tính mà họ dùng được tính toán trên các đồng hồ

đo (Usage-based costing) Các tổ chức có thể hạn chế chi phí hoạt động hoặc chi phí khai thác bằng cách chỉ sử dụng dịch đám mây khi cần và

tắt dịch vụ khi đã hoàn thành công việc

- Người tiêu dùng có thể hạn chế chi phí thêm nữa bằng cách thúc đẩy các dịch vụ phân tầng tự động được cung cấp bởi các nhà cung cấp dịch

vụ Điện Toán Đám Mây Ví dụ : Nếu công ty của bạn sử cơ sở hạ tầng như một dịch vụ và khối lượng công việc ứng dụng không đòi hỏi thì ứng dụng của bạn và hệ điều hành có thể chuyển hướng từ sử dụng tầng

lưu trữ 1 sang tầng lưu trữ 2

- Nguồn tài nguyên đám mây có thể được chia sẻ giữa các người sử dụng hoặc các người đi thuê mặc dù cơ chế được xây dựng trong các đám mây ngăn cản họ biết về sự tồn tại của người khác, chia sẽ nguồn tài

nguyên sẽ làm giảm tiền thuê dịch vụ đám mây

- Khi chạy các ứng dụng trên đám mây, có nghĩa là bạn đã trả tiền cho nhân viên của họ để phục vụ nhu cầu kinh doanh của bạn Điều này cho phép bạn triển khai nhân viên của bạn vào những dự án gắn liền với việc kinh doanh của bạn hơn là chỉ để cung cấp dịch vụ tiện ích ví dụ

như e-mail, tiết kiệm thời gian trong kinh doanh

3.5.4 Tính sẵn sàng cao (High Availability) :

- Điện Toán Đám Mây có khả năng đảm bảo ứng dụng sẵn sàng với nhiều mức độ khác nhau tùy thuộc vào chính sách và độ ưu tiên của ứng dụng

Dự phòng máy chủ, các tài nguyên mạng, thiết bị lưu trữ cùng với các