CÔNG NGHỆ điện TOÁN đám mây và ỨNG DỤNG TRONG hạ TẦNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN của DOANH NGHIỆP

Giải pháp sử dụng hệ thống công nghệ thông tin trên nền tảng điện toán đám mây cho phép ảo hóa mọi loại tài nguyên và sử dụng theo nhu cầu.. CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SỸ

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THÔNG VIỄN THÔNG

CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG TRONG HẠ TẦNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN CỦA

DOANH NGHIỆP

TRẦN VIỆT THANH

HÀ NỘI - 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

LỜI CẢM ƠN

Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô giảng dậy chuyên ngành Kỹ thuật Viễn thông - Khoa Đào tạo Sau đại học - Viện Đại học Mở Hà Nội, đặc biệt là sự

hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS Nguyễn Hoài Giang để tôi có thể hoàn thành

được luận văn này

Tôi cũng xin cảm ơn các anh chị học viên lớp 15M-VT2, khóa 2015-2017 đã động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn này

Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn khó tránh khỏi sai sót, kính mong thầy cô cảm thông.Vì kiến thức và kinh nghiệm thực tiễn còn non trẻ nên luận văn còn nhiều điểm khiếm khuyết Mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của thầy

cô và các bạn cùng học để tôi có thể hoàn thiện kiến thức hơn

Xin chân thành cảm ơn!

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Hệ thống công nghệ thông tin là nền tảng quan trọng đối với các doanh nghiệp Doanh nghiệp thường phải đầu tư nguồn tài chính lớn để xây dựng hệ thống công nghệ thông tin của mình Đó là các khoản mua sắm phần cứng, bản quyền phần mềm, thi công hạ tầng mạng, chi phí duy trì, vận hành hệ thống công nghệ thông tin, chi phí sửa chữa, nâng cấp hệ thống

Để giải quyết bài toán trên, Điện toán đám mây không còn là một cái tên xa lạ nữa, nó đã trở nên rất quen thuộc và được nhiều doanh nghiệp áp dụng Giải pháp sử dụng hệ thống công nghệ thông tin trên nền tảng điện toán đám mây cho phép ảo hóa mọi loại tài nguyên và sử dụng theo nhu cầu Doanh nghiệp không cần phải đầu tư chi phí cho các máy chủ vật lý hoặc hạ tầng mạng, tất cả đều được cung cấp dưới dạng dịch vụ qua internet Đây là một phương pháp hiệu quả để doanh nghiệp giảm thiểu tối

đa chi phí, nâng cao năng lực cạnh tranh của mình

Luận văn tìm hiểu công nghệ Điện toán đám mây là gì? Giải pháp cho hệ thống công nghệ thông tin của doanh nghiệp như thế nào? Tìm hiểu các giải pháp lưu trữ dữ liệu trên nền tảng điện toán đám mây

Mục đích của luận văn là nắm bắt kiến thức về công nghệ Điện toán đám mây Tổng hợp và hệ thống hóa các kiến thức cơ bản về điện toán đám mây, nghiên cứu về nền tảng, nguyên lý hoạt động, các mô hình ứng dụng của điện toán đám mây trong công tác xử lý và lưu trữ dữ liệu

Luận văn được thực hiện theo phương pháp nghiên cứu chủ yếu là phân tích, tổng hợp, đánh giá, so sánh, thống kê và nghị luận

Nội dung của luận văn đã phân tích một cách cụ thể về công nghệ Điện toán đám mây, so sánh các giải pháp điện toán đám mây cho doanh nghiệp, đánh giá tình hình hiện tại của doanh nghiệp và đưa ra giải pháp thích hợp cho doanh nghiệp

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

TÓM TẮT LUẬN VĂN 2

MỤC LỤC 3

MỞ ĐẦU 5

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH 8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 11

1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ CÁC THÀNH TỰU 11

1.1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 11

1.1.2 CÁC THÀNH TỰU ĐẠT ĐƯỢC 12

1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 18

1.3 ỨNG DỤNG CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 19

1.3.1 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG TRONG CÁC DOANH NGHIỆP 19

1.3.2 MỘT SỐ GIẢI PHÁP ĐTĐM PHỔ BIẾN 19

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 21

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 22

2.1 NỀN TẢNG ẢO HÓA 22

2.1.1 TỔNG QUAN VỀ ẢO HÓA 22

2.1.2 CÁC CÔNG NGHỆ ẢO HÓA 23

2.1.3 PHÂN LOẠI MỨC ĐỘ ẢO HÓA 27

2.2 KIẾN TRÚC CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 34

2.2.1 KIẾN TRÚC TỔNG QUAN VÀ CÁC THÀNH PHẦN 34

2.2.2 KIẾN TRÚC MÁY CHỦ 36

2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 38

2.4 PHÂN LOẠI CÁC MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 41

2.4.1 CÁC MÔ HÌNH DỊCH VỤ 41

2.4.2 CÁC MÔ HÌNH TRIỂN KHAI 45

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 49

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ GIẢI PHÁP LƯU TRỮ DỮ LIỆU ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY CHO CÔNG TY CỔ PHẦN DIANA UNICHARM 50

3.1 PHÂN TÍCH VẤN ĐỀ LƯU TRỮ DỮ LIỆU TẠI DIANA UNICHARM 50

3.1.1 HẠ TẦNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TẠI DOANH NGHIỆP 51

3.1.2 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG DỮ LIỆU TẠI DOANH NGHIỆP 53

3.1.3 TẠI SAO PHẢI ĐƯA DỮ LIỆU LÊN ĐÁM MÂY? 54

3.2 GIẢI PHÁP ĐTĐM TRONG LƯU TRỮ DỮ LIỆU 56

3.2.1 GIẢI PHÁP 1: SỬ DỤNG CÁC DỊCH VỤ PUBLIC CLOUD 56

3.2.2 GIẢI PHÁP 2: XÂY DỰNG ĐÁM MÂY RIÊNG 61

3.2.3 ĐÁNH GIÁ VÀ SO SÁNH CÁC GIẢI PHÁP 68

3.3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯU TRỮ DỮ LIỆU TRÊN NỀN TẢNG ĐTĐM 70

3.3.1 SƠ ĐỒ GIẢI PHÁP 70

3.3.2 TRIỂN KHAI GIẢI PHÁP 72

3.3.3 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ 77

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 81

KẾT LUẬN 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

MỞ ĐẦU

Điện toán đám mây đang phát triển với tốc độ nhanh chóng Không chỉ là các

hệ thống máy tính mà cả các thiết bị điện thoại di động, GPS, hệ thống giao thông, thiết bị lưu trữ cũng đều được triển khai công nghệ này

Theo khảo sát tại thị trường Mỹ, 28% doanh nghiệp có kế hoạch sử dụng dịch

vụ điện toán đám mây sẽ trong vòng 6 tháng tới và 42% lên kế hoạch khai thác công nghệ này vào năm sau Singapore đã có khoảng 40% doanh nghiệp đã sử dụng dịch vụ này Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ, các dịch vụ điện toán đám mây ngày càng trở nên thông dụng và thiết yếu hơn trong các doanh nghiệp Để tồn tại và phát triển, các doanh nghiệp buộc phải thay đổi và nắm bắt kịp xu hướng công nghệ nếu không muốn bị bỏ xa và xuống dốc trong môi trường kinh doanh đầy khắc nghiệt

Làm sao để xây dựng một hệ thống điện toán mây hiệu quả cho doanh nghiệp? Giúp tăng khả năng cạnh tranh và đem lại lợi nhuận cho doanh nghiệp? Hãy tìm hiểu

và phân tích chi tiết các giải pháp điện toán đám, từ đó đưa ra những nhận định, giải pháp tối ưu cho doanh nghiệp mình

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt

Interface

Giao diện lập trình ứng dụng

CaaS Communications as a Service Giao tiếp như một dịch vụ

DHCP Dynamic Host Configuration

Protocol

giao thức cấu hình động máy chủ

EC2 Elastic Compute version 2 Sản phẩm điện toán đám

mây của Amazon FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền tập tin IaaS Infrastructure as a Service Hạ tầng như một dịch vụ

ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ mạng

Internet KVM Linux Kernel Virtual Machine Máy ảo nhân Linux

vLAN virtual Local Area Network Mạng máy tính nội bộ ảo

MSP Managed Service Provider Dịch vụ quản lý

dịch vụ

OVF Open Virtualization Format Định dạng ảo hóa mở

PaaS Platform as a service Nền tảng như một dịch vụ

siêu giám sát SaaS Software as a Service Phần mềm như một dịch vụ

VMI Virtual Machine Image Ảnh máy ảo ( để sao lưu) VMM Virtual Machine Monitor Trình giám sát máy ảo VPC Virtual Private Cloud Mạng riêng ảo sử dụng điện

toán đám mây

XML eXtensible Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng

DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Dịch vụ đám mây của Amazon 13

Hình 1.2: Window Azure nền tảng đám mây của Microsoft 13

Hình 1.3: Nền tảng điện toán đám mây của Google 14

Hình 1.4: Dịch vụ điện toán đám mây của IBM 15

Hình 1.5: Dịch vụ điện toán đám mây của Citrix 15

Hình 1.6: Mạng lưới điện toán đám mây 18

Hình 2.1: Kiến trúc công nghệ ảo hóa của VMware vSphere 23

Hình 2.2: Kiến trúc ảo hóa của Hyper-V 24

Hình 2.3: Kiến trúc ảo hóa của XenServer 25

Bảng 2.4: So sánh đặc điểm các công nghệ ảo hóa 26

Hình 2.5: Ảo hóa toàn phần 27

Hình 2.6: Ảo hóa song song 28

Hình 2.7: Ảo hóa hệ điều hành 29

Hình 2.8: Giải pháp ảo hóa ứng dụng của VMware 30

Hình 2.9: Mô hình ảo hóa hệ thống lưu trữ Host-based 31

Hình 2.10: Mô hình ảo hóa hệ thống lưu trữ Storage-based 32

Hình 2.11: Mô hình ảo hóa hệ thống lưu trữ Network-based 32

Hình 2.12: Mô hình ảo hóa hệ thống mạng của Cisco 33

Hình 2.13: Kiến trúc phân tầng của điện toán đám mây 34

Hình 2.14: Kiến trúc điện toán đám mây của Sun 35

Hình 2.15: Kiến trúc ảo hóa máy chủ Hosted-based 36

Hình 2.16: Kiến trúc ảo hóa máy chủ Bare metal Hypervisor 37

Hình 2.17: Nguyên lý hoạt động của Điện toán đám mây 38

Hình 2.18: Các phần tử cốt lõi của một nút trong đám mây 39

Hình 2.19: Cấu trúc máy chủ thật và máy chủ ảo 39

Hình 2.20: Mô hình nối mạng ảo 40

Hình 2.21: Mô hình dịch vụ IaaS 42

Hình 2.22: Mô hình dịch vụ SaaS của FPT 43

Hình 2.23: Mô hình dịch vụ PaaS 44

Hình 2.24: Một số dịch vụ đám mây công cộng 45

Hình 2.25: Mô hình đám mây riêng 46

Hình 2.26: Mô hình đám mây chung 47

Hình 2.27: Mô hình đám mây lai 48

Hình 3.1: Sơ đồ mạng tại trụ sở Hà Nội 51

Hình 3.2: Sơ đồ mạng nhà máy sản xuất tại Bắc Ninh 53

Hình 3.3: Thống kê hệ thống CNTT 54

Hình 3.4: Mô hình lưu trữ dữ liệu tại các nhà cung cấp dịch vụ 56

Hình 3.5: Gói cức VPS của PA 57

Hình 3.6: Dịch vụ email doanh nghiệp của Google 58

Hình 3.7: Gói cước Cloud server của PA 58

Hình 3.8: Phần mềm kế toán Misa sử dụng điện toán đám mây 59

Hình 3.9: Cơ chế khắc phục lỗi Erasure Coding 61

Hình 3.10: Mô hình giải pháp Private Cloud của Microsoft 62

Hình 3.11: Mô hình giải pháp Private Cloud của IBM 64

Hình 3.12: Mô hình giải pháp Private Cloud của VMware 67

Hình 3.13: Gói cước Private Cloud của Viettel IDC 67

Bảng 3.14: So sánh các giải pháp triển khai 68

Hình 3.15: Sơ đồ giải pháp Private Cloud cho Diana Unicharm 70

Hình 3.16: Sơ đồ triển khai hệ thống các máy chủ 71

Hình 3.17: Mô hình giải pháp lưu trữ dữ liệu VMware Virtual SAN 72

Hình 3.18: Cài đặt máy chủ ESXi 73

Hình 3.19: Thiết lập các switch ảo 73

Hình 3.20: Cài đặt Virtual SAN 73

Hình 3.21: Sơ đồ logic quản trị hệ thống vCenter Server 74

Hình 3.22: Thiết lập máy chủ vCenter 74

Hình 3.23: Thiết lập tài nguyên cho các máy chủ ảo 75

Hình 3.24: Cấu hình máy chủ DNS ảo hóa 75

Hình 3.25: Cài đặt Mail server trên máy ảo 75

Hình 3.26: Triển khai Website trên máy ảo 76

Hình 3.27: Hệ thống lưu trữ dữ liệu ảo hóa 76

Hình 3.28: Login vào vCenter bằng trình duyệt 77

Bảng 3.29: So sánh các hệ thống lưu trữ dữ liệu 78

Bảng 3.30: So sánh chi phí đầu tư hệ thống SAN 78

Hình 3.31: Tính năng vSphere HA 79

Hình 3.32: Tính năng vMotion 79

Hình 3.33: Tính năng DRS 80

Hình 3.34: Tính năng Fault Tolerance 80

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ CÁC THÀNH TỰU

1.1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

Điện toán đám mây đang là một trong những công nghệ quan trọng nhất trong

kỷ nguyên công nghệ thông tin Trong cách mạng công nghiệp 4.0, điện toán đám mây

là xu hướng của Thế giới hiện tại Cùng với ảo hóa, internet vạn vật và trí tuệ nhân tạo, điện toán đám hứa hẹn sẽ là cuộc đại cách mạng thay đổi rất nhiều diện mạo khoa học công nghệ của nhân loại

Vậy “điện toán đám mây” là gì ? Công nghệ này được hình thành như thế nào ? Những khái niệm khái quát về phân phối tài nguyên tính toán thông qua một mạng lưới toàn cầu bắt nguồn từ những năm 1960 Ban đầu là ý tưởng về một “mạng máy tính giữa các thiên hà” đã được giới thiệu trong một bài viết của J.C.R Licklider, người chịu trách nhiệm phát triển dự án ARPANET vào năm 1969 Tầm nhìn của ông đã cho phép mọi người trên toàn cầu được kết nối với nhau, các chương trình truy cập dữ liệu

từ bất cứ nơi nào

Những năm 1990, khi có Internet băng thông cao kết nối tăng lên đáng kể, Ian Foster và Carl Kesselman đưa ra một khái niệm mới “The Grid” – điện toán lưới Tương tự như với mạng lưới điện dân dụng, người dùng kết nối vào mạng lưới và sử dụng dịch vụ trả tiền theo số tiêu thụ

Cột mốc đầu tiên của điện toán đám mây là sự xuất hiện của Salesforce.com năm 1999, doanh nghiệp đi tiên phong trong khái niệm các ứng dụng doanh nghiệp cung cấp thông qua một trang web đơn giản Doanh nghiệp đã mở đường cho các chuyên gia và các công ty phần mềm để cung cấp các ứng dụng trên Internet

Tiếp theo đó là Amazon Web Services, năm 2002, cung cấp các dịch vụ dựa trên đám mây bao gồm: lưu trữ, tính toán và cả trí tuệ nhân tạo thông qua Amazon Mechanical Turk

Năm 2006, Amazon ra mắt điện toán đám mây Elastic Compute (EC2) là một dịch vụ web thương mại cho phép các công ty nhỏ, cá nhân thuê máy tính trên “đám mây” để chạy các ứng dụng của mình Và thuật ngữ "cloud computing” – “điện toán đám mây” chính thức ra đời giữa năm 2007, nhanh chóng trở thành một xu hướng nổi bật của công nghệ

Năm 2009 với Web 2.0 là bước phát triển nổi bật, Google và các công ty khác bắt đầu cung cấp các ứng dụng cho doanh nghiệp dựa trên trình duyệt bằng nền tảng đám mây, như dịch vụ Google Apps Nhờ các ưu điểm của mình, điện toán đám mây ngày càng phát triển rộng rãi và mạnh mẽ

1.1.2 CÁC THÀNH TỰU ĐẠT ĐƯỢC

Theo công ty nghiên cứu thị trường Gartner, riêng trong năm 2013, hơn 60% doanh nghiệp trên thế giới đã triển khai một trong các dịch vụ của điện toán đám mây Năm 2017, hơn 25% các ứng dụng trên thế giới, tương đương khoảng 48 triệu ứng dụng, sẽ được triển khai trên nền điện toán đám mây

1.1.2.1 THÀNH TỰU CỦA CÁC DOANH NGHIỆP NỔI TIẾNG THẾ GIỚI

1 Amazon:

Amazon là doanh nghiệp đã phát minh ra thị trường IaaS (Infrastructure as a Service - Hạ tầng như một dịch vụ) Dịch vụ điện toán đám mây của Amazon cung cấp các giải pháp như : không gian lưu trữ giá rẻ, hay cho thuê siêu máy tính với giá 5.000 USD/một giờ

Amazon Web Services là gói sản phẩm bao gồm nhiều dịch vụ cung cấp cho người lập trình có khả năng truy cập tới hạ tầng kiến trúc tính toán theo kiểu sẵn sàng

để sử dụng - ready to use Các máy tính có nền tảng vững chắc đã được xây dựng và tinh chế qua nhiều năm của Amazon cho phép bất cứ ai cũng có thể thuê sử dụng thông qua internet

Hình 1.1: Dịch vụ đám mây của Amazon

2 VMware

VMware là một công ty phần mềm trực thuộc tập đoàn EMC chuyên về ảo hóa Vmware cung cấp dịch vụ điện toán đám mây dựa trên nền tảng ảo hóa của mình vSphere, vSAN, vNetwork Công ty chuyên cung cấp các giải pháp phần mềm vCloud để xây dựng đám mây

Hiện nay, khoảng 200 nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây lựa chọn nền tảng vCloud của Vmware, nhờ hiệu quả, sự hiệu quả và các tính năng cao cấp của hãng: vMotion, DRS, Vmware High Availability, VMware Fault Tolerance

3 Microsoft

Các dịch vụ điện toán đám mây của tập đoàn Microsoft gồm Windows Azure, Office 365, Exchange Server, SharePoint Server, SQL Server Azure … Hệ điều hành Windows Azure được xây dựng trên nền tảng quen thuộc của Windows Server và System Center, mang đến giải pháp thân thiện giúp các doanh nghiệp có thể dễ dàng quản lý cơ sở hạ tầng như một dịch vụ (IaaS), nền tảng như một dịch vụ (PaaS), ví dụ như các trang web và các máy ảo Azure hỗ trợ cả các máy tính chạy Linux trên đám mây của mình

Hình 1.2: Window Azure nền tảng đám mây của Microsoft

4 Google

Google ra mắt dịch vụ máy chủ ảo điện toán đám mây Computer Engine Computer Engine cung cấp dịch vụ điện toán, không gian lưu trữ và các dịch vụ có liên quan để vận hành các trang web và các ứng dụng Google đã tạo ra làn sóng lớn trong ngành công nghiệp điện toán đám mây khi tung ra dịch vụ IaaS của mình

Hình 1.3: Nền tảng điện toán đám mây của Google

Ngoài ra, Google còn cung cấp nhiều sản phẩm đám mây khác như: Google App Engine theo mô hình PaaS, Google Cloud Storage, ứng dụng Google Big Query, Google Drive và Google Apps Hệ điều hành Chrome với Chromebook và Chromebox cùng các thiết bị máy tính chạy các ứng dụng trên nền điện toán đám mây

5 IBM

IBM có vai trò quan trọng trong phát triển đám mây OpenStack nhiều năm qua IBM sử dụng OpenStack cho tất cả các đám mây của mình, bao gồm “đám mây thông minh” và “đám mây riêng” được cài đặt cho các trung tâm dữ liệu của khách hàng

IBM Bluemix là nền tảng đám mây cho phép các nhà phát triển phần mềm xây dựng và quản trị các ứng dụng Web, ứng dụng di động của mình một cách nhanh chóng Một số dịch vụ IBM mới như: IBM Compose Enterprise: nền tảng giúp đội ngũ phát triển xây dựng hệ thống ứng dụng web quy mô lớn; IBM Graph: dịch vụ quản lý

đồ thị dữ liệu xây dựng trên Apache TinkerPop cung cấp stack hoàn chỉnh nhằm gia tăng việc quản lý ứng dụng với thời gian thực, tìm kiếm lỗi, IoT

Hình 1.4: Dịch vụ điện toán đám mây của IBM

6 Citrix

Citrix XenServer là một nền tảng quản lý máy chủ ảo hóa hoàn chỉnh, xây dựng trên trên nền tảng Xen Hypervisor mạnh mẽ Công nghệ Xen được các chuyên gia trong ngành đánh giá là một phần mềm ảo hóa nhanh nhất và an toàn nhất

Hình 1.5: Dịch vụ điện toán đám mây của Citrix

XenDesktop được thiết kế để quản lý các máy chủ ảo Windows và Linux một cách hiệu quả nhất và cung cấp giải pháp hợp nhất máy chủ với chi phí hợp lí và đảm bảo tính liên tục trong các hoạt động kinh doanh Citrix là đối thủ cạnh tranh chính với Vmware và OpenStack

1.1.2.2 THÀNH TỰU CỦA CÁC DOANH NGHIỆP TẠI VIỆT NAM

Tại Việt Nam, IBM là doanh nghiệp tiên phong trong lĩnh vực này khi mở trung tâm điện toán đám mây vào tháng 9/2008 với khách hàng đầu tiên là công ty cổ phần công nghệ và truyền thông Việt Nam (VNTT) Sau đó, Microsoft tiếp bước điện toán đám mây ở thị trường Việt Nam

FPT – tập đoàn công nghệ hàng đầu của Việt Nam đã khẳng định vị thế tiên phong của mình trong công nghệ bằng ký kết với Microsoft và Trend Micro để hợp tác phát triển “đám mây” ở châu Á

Mới đây, xuất hiện thêm nhiều công ty mới cung cấp dịch vụ đám mây, song đa

số tập trung vào những phân khúc thị trường nhỏ Trong số này, FIS, SBD, HiPT đang chiếm thị phần lớn ở mảng IaaS; còn Lạc Việt, MISA, CT-IN giữ vai trò chủ chốt ở mảng SaaS Hầu hết là các doanh nghiệp trong ngành viễn thông, ngân hàng, bảo hiểm

đã sử dụng dịch vụ IaaS Tại nhiều cơ quan nhà nước, ảo hóa cũng đang được ứng dụng rộng rãi

1 Việt Á Bank dịch chuyển trung tâm dữ liệu lên cloud

Ngày 22/7/2017, Việt Á Bank là ngân hàng đầu tiên tại Việt Nam sử dụng mô hình Private Cloud trên nền tảng công nghệ của FPT HI GIO Cloud để lưu trữ và giải quyết toàn bộ các vấn đề liên quan đến dữ liệu của ngân hàng này

Việt Á Bank sử dụng dịch vụ FPT HI GIO Cloud, một hệ thống điện toán đám mây do FPT Telecom hợp tác với Internet Initiative Japan (IIJ) lần đầu cung cấp tại Việt Nam Mô hình điện toán đám mây của FPT HI GIO Cloud, tích hợp được mọi khoảng cách và thời gian, không sợ rủi ro gián đoạn cục bộ về đường truyền mà các hệ thống ngân hàng có phân bố rộng khắp hay gặp phải Toàn bộ hệ thống dữ liệu của Việt Á Bank được lưu trữ tại trung tâm dữ liệu (Data Center) của FPT Telecom với những quy chuẩn về an toàn và bảo mật thông tin khắt khe nhất hiện nay, theo tiêu chuẩn quốc tế Tier III - chứng chỉ quốc tế do Uptime Institute (Mỹ) chứng nhận Đây hiện là quy chuẩn cao cấp và tiên tiến nhất đối với dịch vụ Data Center

2 VIB Bank ứng dụng điện toán đám mây của IBM

VIB hiện có trên 160 chi nhánh, hơn 3500 nhân viên Cơ sở hạ tầng hiện tại dù liên tục được nâng cấp nhưng vẫn không tránh khỏi những áp lực về năng lực điện toán, đặc biệt là lượng dữ liệu khách hàng ngày càng gia tăng

VIB đã kết hợp với IBM để triển khai giải pháp điện toán đám mây dựa trên các

hệ thống IBM PureFlex System Express, IBM System Storage và phần mềm IBM SmartCloud Entry

Sau 4 tháng triển khai, VIB đã tập trung hóa máy chủ được 90%, cắt giảm 76% chi phí cho các yêu cầu về điện năng và làm mát, và thu hẹp diện tích xếp rack máy chủ tới 81% Các năng lực điện toán mới nâng cao tính sẵn sàng và hiệu quả của ứng dụng, như cắt giảm thời gian xử lý batch hàng ngày tới 50%, từ 180 phút xuống còn 90 phút VIB cũng sử dụng phần mềm Quản lý Phục hồi Trung tâm dữ liệu VMware vSphere Site Recovery Manager để hỗ trợ một hệ thống đĩa IBM Storewize V7000, nhằm phục hồi các ứng dụng một cách khẩn trương và tin cậy trong trường hợp xảy ra

sự cố

3 TRIỂN KHAI ĐTĐM TRONG CÁC CƠ QUAN NHÀ NƯỚC

Chính phủ Việt Nam đã xác định Công nghệ thông tin – Truyền thông là một ngành mũi nhọn trong nền kinh tế quốc gia và tin tưởng rằng công nghệ điện toán đám mây có thể thúc đẩy phát triển ngành mũi nhọn này

Một số cơ quan chính phủ đã lựa chọn mô hình đám mây riêng hoặc đám mây công cộng cho các dự án triển khai trung tâm tích hợp dữ liệu hoặc cho môi trường phát triển, kiểm thử

Năm 2014, trung tâm Công nghệ Thông tin và Truyền thông tỉnh Bắc Kạn đã xây dựng hệ thống ảo hóa phục vụ cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin cho các đơn vị trong tỉnh bằng giải pháp ảo hóa của VMWare, do Hyperlogy thiết kế và triển khai

Một trong những ứng dụng IaaS đã xuất hiện và gây sự chú ý của các tổ chức tại Việt Nam có thể kể đến là hệ thống quản trị nguồn nhân lực iHCM, với các công cụ quản lý hiện đại như KPI, khung năng lực, phương thức quản lý theo mục tiêu, đánh

giá nhân viên,…, iHCM giúp tối ưu hóa nguồn nhân lực, nâng cao hiệu suất, điều hướng kết quả kinh doanh

Hệ thống đăng ký kinh doanh Quốc gia được vận hành và quản lý bởi Cục quản

lý đăng ký kinh doanh thuộc Bộ Kế hoạch và Đầu tư đã áp dụng ảo hóa để quản lý thông tin đăng ký kinh doanh của hơn 700 ngàn doanh nghiệp tại Việt Nam

1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

Điện toán (computing) là mọi hoạt động sử dụng tài nguyên của máy tính (bao gồm phần cứng và phần mềm), sử dụng năng lực của máy tính từ sức mạnh tính toán, chạy chương trình, xử lý đồ họa cho đến khả năng lưu trữ bộ nhớ, sao chép dữ liệu

Đám mây (cloud) là thuật ngữ được sử dụng theo phép ẩn dụ để chỉ các mạng diện rộng như Internet hoặc môi trường mạng có phạm vi rộng lớn tương tự Bắt nguồn từ biểu tượng đám mây được sử dụng đại diện cho những mạng phức tạp trong

sơ đồ nguyên lý (schematic)

Điện toán đám mây (Cloud computing) hay còn gọi là “điện toán máy chủ ảo”

là các nguồn điện toán khổng lồ (phần mềm, dịch vụ, năng lực thiết bị, không gian lưu trữ dữ liệu… ) nằm trên các máy chủ ảo (đám mây) trên Internet thay vì trong máy tính trong tủ rack hoặc văn phòng để mọi người có thể kết nối và sử dụng khi cần thiết

Hình 1.6: Mạng lưới điện toán đám mây

Điện toán đám mây là một giải pháp toàn diện cung cấp công nghệ thông tin như một dịch vụ dựa trên Internet Tài nguyên được cung cấp, chia sẻ như dòng điện được phân phối trên mạng lưới điện Các máy tính, ứng dụng khác nhau được cấu hình

và sử dụng sức mạnh điện toán tập hợp như thể chúng đang chạy trên cùng một hệ thống duy nhất

1.3 ỨNG DỤNG CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

1.3.1 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG TRONG CÁC DOANH NGHIỆP

Kết quả khảo sát cho thấy các ứng dụng và dịch vụ đám mây đang tăng từ 31% hiện nay lên 43% trong hai năm tiếp theo, trong khi đó đầu tư cho cơ sở hạ tầng theo cách truyền thống sẽ giảm từ 41% xuống 28% Theo các nhà phân tích thị trường quốc

tế năm 2016, hơn 60% các ngân hàng trên thế giới sẽ xử lý phần lớn các giao dịch trên nền tảng điện toán đám mây

Các doanh nghiệp lớn thường áp dụng mô hình điện toán đám mây riêng Các doanh nghiệp vừa và nhỏ thường cảm thấy những đám mây công cộng hấp dẫn hơn vì

có thể tranh thủ được cơ sở hạ tầng và kiến thức chuyên môn của nhà cung cấp chuyên nghiệp Ngày càng có nhiều doanh nghiệp vừa và nhỏ muốn sử dụng công nghệ này để phát triển kinh doanh của mình, nếu không họ sẽ bị tụt lại trong thị trường cạnh tranh

1.3.2 MỘT SỐ GIẢI PHÁP ĐTĐM PHỔ BIẾN

1 Sử dụng các phần mềm đám mây

Ứng dụng văn phòng Office 365 của Microsoft là một ví dụ Các nhân viên có thể sử dụng công cụ văn phòng qua internet từ bất cứ đâu mà không cần phải cài đặt, cấu hình phức tạp Office 365 là một ví dụ đơn giản nhất về ứng dụng mô hình SaaS Những dịch vụ như thế này có thể tạm hiểu là những đám mây công cộng Điển hình là các dịch vụ lưu trữ trực tuyến: Dropbox, icloud, Drive, Onedrive Hay những ứng dụng chia sẻ ảnh : Flickr, photobucket,

2 Tự thiết lập đám mây riêng cho doanh nghiệp

Trong trường hợp này, hạ tầng công nghệ thông tin được cung cấp như một dịch vụ (IaaS) Bài toán đặt ra khi doanh nghiệp có nhiều bộ phận phát triển phần mềm như: Java, PHP, Oracle, Android, Tester … Họ thường xuyên có nhu cầu sử dụng các máy chủ với những yêu cầu khác nhau về hệ điều hành, phần cứng: CPU, RAM, SSD phần mềm: Apache, JDK,

Giải pháp đáp ứng các nhu cầu trên một cách nhanh và đơn giản nhất là đám mây riêng, chỉ cần thao tác đơn giản là có server với các thiết lập cần thiết như SQL, Oracle, Apache, IIS, …

Hiện nay, có rất nhiều giải pháp để xây dựng một đám mây riêng Mỗi giải pháp có ưu điểm và hạn chế riêng, đáp ứng các nhu cầu khác nhau của khách hàng

Điển hình là các giải pháp của của:

- VMware: VMware vCloud , VMware vCenter

- IBM: IBM Bluemix, IBM Service Delivery Manager, IBM Cloud Burst

- Dell: VIS Sefl-Service Creator, VIS Director, VIS Integration Suites

- Microsoft: System Center, Virtual Machnine Manager, Hyper-V

3 Sử dụng các nền tảng đám mây của các nhà cung cấp dịch vụ

Giải pháp này, các ứng dụng của doanh nghiệp sẽ sử dụng nền tảng được cung cấp thông qua môi trường mạng Doanh nghiệp sẽ tự khởi tạo các ứng dụng phục vụ kinh doanh hoặc tự vận hành Ví dụ như DIGISTAR cung cấp dịch vụ Cloud VPS, Cloud Server cho Liên đoàn Cờ Việt Nam, xây dựng các ứng dụng phục vụ hoạt động của Liên đoàn như Web, Email, phần mềm quản lý nhân sự, tài chính, sự kiện, …

Ngoài ra, doanh nghiệp có thể cung cấp lại các dịch vụ cho các khách hàng của

họ thông qua nền tảng của các nhà cung cấp Ví dụ cụ thể là Netfilx cung cấp dịch vụ phim ảnh cho người dùng thông qua dịch vụ cloud của Amazone

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Chương 1 đã tìm hiểu khái quát về Điện toán đám mây, cho ta thấy được cái nhìn cụ thể về lịch sử hình thành, các khái niệm cơ bản của đám mây và những thành tựu của công nghệ này Điện toán đám mây đang phát triển rất mạnh mẽ, không chỉ ở các doanh nghiệp ngoài nước, mà các doanh nghiệp trong nước cũng rất chú trọng, đầu

tư điện toán đám mây cho hệ thống công nghệ thông tin của mình

Chương này cũng đã phân tích các giải pháp đám mây phổ biến, các nhà cung cấp dịch vụ nổi tiếng Thế giới và các sản phẩm đặc trưng của họ trong từng lĩnh vực Đánh giá được thực trạng sử dụng điện toán đám mây, qua đó khẳng định điện toán đám mây là một xu hướng công nghệ hàng đầu hiện nay

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 2.1 NỀN TẢNG ẢO HÓA

2.1.1 TỔNG QUAN VỀ ẢO HÓA

Công nghệ ảo hóa được sử dụng nhằm nâng cao hiệu năng làm việc của phần cứng máy tính Ảo hóa hoạt động giống như một lớp trung gian giữa các tài nguyên phần cứng máy tính và phần mềm chạy trên nó Công nghệ ảo hóa máy chủ là giải pháp biến một máy chủ vật lý đơn lẻ tạo thành nhiều máy chủ ảo độc lập Các máy chủ

ảo được cấp phát tài nguyên vật lý và hệ điều hành riêng biệt, hoạt động độc lập và tương tác như một máy chủ vật lý thật

Các bộ xử lý máy chủ được thiết kế hỗ trợ công nghệ ảo hóa và cho phép truyền các lệnh hoặc tiến trình của các máy ảo có thể ảnh hưởng trực tiếp đến tài nguyên hệ thống Sau đó, lớp ảo hóa sẽ mô phỏng kết quả trả về cho máy ảo Các bộ xử lý cũ không hỗ trợ chức năng ảo hóa Các bộ xử lý thế hệ mới của Intel và AMD đều có tích hợp tính năng ảo hóa là Intel Virtual Technology và AMD Pacifica

Công nghệ ảo hóa tối ưu hóa tài nguyên hệ thống, dễ dàng triển khai và quản lý, tăng cường bảo mật, giảm chi phí đầu tư xây dựng và sự phức tạp của cơ sở hạ tầng mạng, tăng khả năng linh động và dễ dàng mở rộng

Hiện nay, có nhiều công nghệ ảo hóa máy chủ như: VMware vSphere, Microsoft Hyper-V, Citrix XenServer, OpenVZ, KVM, mỗi công nghệ ảo hóa lại có những đặc điểm và các lợi thế riêng Trong đó, các công nghệ ảo hóa máy chủ của VMware, Microsoft, Citrix được áp dụng phổ biến nhất, là những nền tảng ảo hóa nhanh và hiệu quả nhất

2.1.2 CÁC CÔNG NGHỆ ẢO HÓA

2.1.2.1 CÔNG NGHỆ ẢO HÓA VMWARE VSPHERE

Công nghệ ảo hóa VMware vSphere cho phép triển khai nhiều hệ điều hành trên cùng một hệ thống vật lý VMware vSphere tạo ra một lớp ảo hóa (nhân ảo hóa) là ESXi Hypervisor nằm trên nền tảng phần cứng của máy chủ Lớp ảo hóa này cho phép chạy nhiều hệ điều hành trên cùng một nền tảng phần cứng, mỗi hệ điều hành là một máy ảo với đầy đủ các chức năng như một máy chủ vật lý thật

Máy ảo không sử dụng trực tiếp tài nguyên vật lý mà truy cập tới các tài nguyên

ảo hóa do lớp Hypervisor cung cấp Mọi giao tiếp giữa máy ảo với phần cứng đều thông qua lớp ảo hóa Hypervisor của máy ESXi Nhờ cấu trúc xử lý linh hoạt này, các máy ảo có thể tận dụng tối đa hiệu suất phần cứng, dễ dàng quản lý hơn

Hình 2.1: Kiến trúc công nghệ ảo hóa của VMware vSphere

VMware vSphere có kiến trúc gồm ba lớp: lớp ảo hóa (Virtualization Layer), lớp quản lý (Management Layer) và lớp giao diện (Interface layer)

Lớp ảo hóa: gồm các dịch vụ cơ sở và các ứng dụng Các dịch vụ cơ sở xử lý phép toán, lưu trữ dữ liệu, kết nối mạng, lập lịch phân phối tài nguyên phần cứng Dịch vụ ứng dụng là các thiết lập đảm bảo khả năng sẵn sàng, bảo mật và mở rộng

Lớp quản lý: các thiết lập, nâng cấp hoặc gỡ bỏ thực hiện trên lớp ảo hóa Lớp giao diện: là lớp giao tiếp với người dùng, cho phép truy cập vào hệ thống

ảo hóa thông qua các công cụ như vSphere Client/vSphere Web Client Ngoài ra, người dùng có thể truy cập trên các máy client bằng SSH, telnet, remote, ftp,

2.1.2.2 CÔNG NGHỆ ẢO HÓA MICROSOFT HYPER-V

Hình 2.2: Kiến trúc ảo hóa của Hyper-V

Hyper-V là công nghệ ảo hóa server thế hệ mới của Microsoft, khai thác phần cứng server 64-bit Hyper-V được tích hợp sẵn trên Windows Server, có kiến trúc mở cho phép các nhóm phát triển cải tiến công nghệ và các công cụ

Cấu trúc Hyper-V gồm 3 phần chính: phân vùng cha (Parent Partition), các phân vùng con (Child Partition) và lớp ảo hóa (Windows Hypervisor) Phân vùng cha được tạo đầu tiên khi kích hoạt ảo hóa trên Windows Server, có nhiệm vụ tạo và quản

lý các phân vùng con, phân phối tài nguyên phần cứng tới các phân vùng con, lập lịch

vi xử lý, giám sát tình trạng hoạt động, phân phối điện năng Mỗi máy chủ vật lý chỉ

có một phân vùng cha duy nhất Phân vùng con là các máy ảo chạy độc lập và sở hữu các tài nguyên như bộ xử lý, bộ nhớ, riêng Số lượng các phân vùng con phụ thuộc vào năng lực phần cứng của máy chủ vật lý Lớp ảo hóa là lớp giao tiếp phần mềm, nằm giữa phần cứng vật lý và các hệ điều hành Lớp ảo hóa điều khiển việc truy cập đến tài nguyên phần cứng và quy hoạch các môi trường hoạt động độc lập Lớp ảo hóa

là đảm bảo sự tách rời giữa các phân vùng, hạn chế truy cập phần cứng, giám sát hoạt động các phân vùng

Máy ảo chỉ sử dụng các thiết bị ảo, các yêu cầu về tài nguyên và thông tin phản hồi lại sẽ được chuyển qua VMBus đến tài nguyên ở phân vùng cha Nếu tài nguyên ở phân vùng cha cũng là ảo, nó sẽ được chuyển tiếp cho đến khi gặp tài nguyên phần cứng ở phân vùng gốc

2.1.2.3 CÔNG NGHỆ ẢO HÓA CITRIX XENSERVER

Công nghệ ảo hóa XenServer dựa trên kiến trúc Hypervisor-based Xen Hypervisor là lớp ảo hóa có nhiệm vụ lập lịch tiến trình cho CPU, phân phối RAM và các tài nguyên khác tới các máy ảo Lớp ảo hóa kiểm soát việc thực thi của các máy ảo trong môi trường chia sẻ chung, đồng thời cũng thực hiện tối ưu hóa tài nguyên bộ xử

lý CPU trong môi trường ảo hóa

Hình 2.3: Kiến trúc ảo hóa của XenServer

Thao tác điều khiển của XenServer thông qua một máy ảo là Domain 0 (Dom 0) Domain 0 có hai driver đó là Network Backend Driver và Block Backend Driver để tương tác với hạ tầng vật lý bên dưới Các máy ảo tạo ra bởi Xen hypervisor có tên chung là domain U (Dom U) Network Backend Driver giao tiếp với các tài nguyên phần cứng mạng cục bộ để xử lý các yêu cầu đến từ Dom U Block Backend Driver có nhiệm vụ giao tiếp với các tài nguyên lưu trữ cục bộ để đọc và ghi dữ liệu từ ổ đĩa theo yêu cầu của Dom U Dom U không thể truy cập trực tiếp tới các tài nguyên phần cứng

mà phải thông qua Dom 0

2.1.2.4 SO SÁNH VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC CÔNG NGHỆ ẢO HÓA

Đặc điểm

Microsoft Hyper-V

2012

VMware vSphere 5.5

Citrix XenServer 6.5

CPU tối đa

RAM tối đa

CPU tối đa

16 với Windows,

32 với Linux RAM tối đa

Khả năng cắm nóng Memory, Disk

CPU, Memory, Disk, NIC, PCIe SSD

Disk, NIC

Công nghệ lưu trữ

SMB3, virtual

FC, SAS, SATA, iSCSI,

FC, FCoE;

shared vhdx

DAS, NFS, FC, iSCSI, FCoE Flash Read Cache

DAS, SAS, iSCSI, NAS,

FC, FCoE

Định dạng đĩa ảo

Vhdx, vhd, pass-through (raw)

vmdk, raw disk (RDM)

vhd, raw disk (LUN)

Khả năng chịu lỗi

Số máy ảo /máy

500 với Windows

650 với Linux

Di chuyển sống Shared Nothing

Live Migration Enhanced vMotion XenApp Migration Bảng 2.4: So sánh đặc điểm các công nghệ ảo hóa

Các công nghệ ảo hóa có thể dựa trên các kiến trúc ảo hóa khác nhau, tuy nhiên các công nghệ ảo hóa như VMware vSphere, Citrix XenServer hay Microsoft Hyper-V đều cung cấp cho người dùng các tính năng cơ bản như:

- Nền tảng ảo hóa thống nhất toàn hệ thống

- Yêu cầu chíp xử lý tích hợp công nghệ ảo hóa (Intel-VT hoặc AMD-V)

- Có các công cụ quản lý tập trung, kiểm soát bộ nhớ linh hoạt

- Cho phép di chuyển máy ảo đĩa ảo, host profile giữa các máy chủ vật lý

- Phân phối tài nguyên, điện năng, tự động sắp xếp máy ảo, giám sát hiệu năng

- Có tính sẵn sàng cao, tự động cân bằng tải trên hệ thống

2.1.3 PHÂN LOẠI MỨC ĐỘ ẢO HÓA

2.1.3.1 ẢO HÓA TOÀN PHẦN

Ảo hóa toàn phần cung cấp một hệ thống hoàn thiện giống như một phần mềm

đã được cài đặt sẵn trên môi trường hệ điều hành chủ (host OS) Khi một phần mềm chạy trên guest OS, các đoạn code của nó không bị biến đổi mà chạy trực tiếp trên host

OS và phần mềm đó như đang được chạy trên một hệ thống thực sự

Hình 2.5: Ảo hóa toàn phần

Loại ảo hóa này giả lập toàn bộ hệ thống, bao gồm BIOS ảo, không gian bộ nhớ

ảo và các thiết bị ảo Trình điều khiển máy ảo tạo ra và duy trì cấu trúc dữ liệu cho các thành phần ảo (đặc biệt là bộ nhớ), cấu trúc này phải luôn được cập nhật cho mỗi một truy cập tương ứng của máy ảo

Ưu điểm của kiến trúc Full Virtualization:

- Không cần chỉnh sửa hệ điều hành khách

- Cung cấp một hệ thống ảo tiêu chuẩn với đầy đủ các thiết bị

Nhược điểm của kỹ thuật ảo hóa Full Virtualization:

- Hiệu suất hoạt động của hệ thống không được lý tưởng do việc mô phỏng các chỉ thị phức tạp tốn tài nguyên tính toán

- Thiết kế phức tạp do phải thực hiện khảo sát và mô phỏng các chỉ thị

Công nghệ ảo hóa VMWare vSphere và Microsoft Virtual Server sử dụng cách tiếp cận kỹ thuật ảo hóa Full Virtualization

2.1.3.2 ẢO HÓA SONG SONG

Ảo hóa song song là phương pháp ảo hóa máy chủ không mô phỏng môi trường phần cứng hoàn chỉnh mà tạo một lớp ảo hóa tập trung các truy cập hệ điều hành máy chủ vào tài nguyên máy vật lý cơ sở, sử dụng môt kernel đơn để quản lý các server ảo

và cho phép chạy chúng cùng một lúc ( một server chính làm giao diện người dùng để tương tác với hệ điều hành)

Hình 2.6: Ảo hóa song song

Ảo hóa song song đem lại tốc độ cao hơn so với ảo hóa toàn phần, hiệu quả sử dụng các nguồn tài nguyên cũng cao hơn Nhưng nó yêu cầu các hệ điều hành khách chạy trên máy ảo phải được chỉnh sửa Điều này có nghĩa là không phải bất cứ hệ điều

hành nào cũng có thể chạy ảo hóa song song được (trái với Ảo hóa toàn phần) XP Mode của Windows 7 là một ví dụ điển hình về ảo hóa song song

- Ưu điểm của ảo hóa song song:

Giảm chi phí hoạt động do số lượng mã rất ít Không giới hạn các trình điều khiển thiết bị trong phần mềm ảo hóa Nó cho phép các công ty tận dụng hiệu suất phần cứng các máy chủ

- Nhược điểm của ảo hóa song song:

Do tập trung tất cả truy cập vào một phần cứng cơ sở, ảo hóa song song yêu cầu các hệ điều hành chủ phải được thay đổi để tương tác với giao diện của nó Công việc này chỉ có thể được thực hiện khi truy cập mã nguồn của hệ điều hành Nhược điểm này sẽ được giảm thiểu khi sử dụng các máy chủ sử dụng chip có công nghệ sản xuất mới, hỗ trợ cho nền nền tảng ảo hóa

2.1.3.3 ẢO HÓA HỆ ĐIỀU HÀNH

Ảo hóa hệ điều hành là các hệ điều hành được vận hành ngay trên một hệ điều hành chủ đã tồn tại Nó có khả năng cung cấp các thư viện tương tác với các ứng dụng, khiến ứng dụng như đang truy xuất trực tiếp tài nguyên trên máy chủ vật lý

Hình 2.7: Ảo hóa hệ điều hành

Phương pháp ảo hóa này phù hợp với các nhà cung cấp dịch vụ cho nhiều người

sử dụng khác nhau, với các chức năng khác nhau của hệ thống trên cùng một máy chủ duy nhất Đây là phương pháp lý tưởng cho các công ty máy chủ web: sử dụng ảo hóa

container (OS ảo) Mỗi trang web chủ chia sẻ cùng một máy với các trang web khác, mỗi trang web này lại có một container riêng

2.1.3.4 ẢO HÓA ỨNG DỤNG

Ảo hóa ứng dụng cho phép tách rời mối liên kết giữa ứng dụng và hệ điều hành, cho phép phân phối lại ứng dụng phù hợp với nhu cầu của người dùng Ứng dụng ảo hóa không cài đặt lên máy tính, nhưng các ứng dụng vẫn hoạt động một cách bình thường Việc quản lý việc cập nhật phần mềm trở nên dễ dàng hơn, giải quyết sự đụng

độ giữa các ứng dụng và việc thử nghiệm sự tương thích giữa chúng cũng trở nên dễ dàng hơn

Hiện nay đã có rất nhiều công nghệ ảo hóa ứng dụng khác nhau như Citrix XenApp, Microsoft Application Virtualization, VMware ThinApp với hai loại công nghệ phổ biến là: Application Streaming và Desktop Virtualization/Virtual Desktop Infrastructure

Hình 2.8 Giải pháp ảo hóa ứng dụng của VMware

2.1.3.5 ẢO HÓA HỆ THỐNG LƯU TRỮ

Ảo hóa hệ thống lưu trữ mô phỏng việc lưu trữ từ các hệ thống lưu trữ vật lý, tạo ra một hệ thống lưu trữ ảo độc lập Kiểu ảo hóa này giúp cải thiện việc sử dụng tài nguyên, tăng khả năng truy xuất dữ liệu, tiết kiệm thời gian hơn

Có ba dạng mô hình ảo hóa hệ thống lưu trữ: Host-based, Storage-based và Network-based

Host-based: Driver điều khiển ngăn cách giữa lớp ảo hóa và thiết bị lưu trữ vật

lý, nó sẽ chặn các yêu cầu đọc/ghi dữ liệu, thực hiện tìm kiếm thông tin về các thiết bị lưu trữ và chuyển hướng các yêu cầu tới các thiết bị lưu trữ Lớp ảo hóa sẽ truy xuất tài nguyên lưu trữ thông qua driver điều khiển này

Hình 2.9: Mô hình ảo hóa hệ thống lưu trữ Host-based

Storage-based: Mô hình này dựa trên công nghệ nhúng trong mảng lưu trữ và chỉ áp dụng trên các thiết bị lưu trữ của cùng một nhà sản xuất Ta có thể xem như đây

là một dạng firmware đặc biệt, được cài trực tiếp vào thiết bị lưu trữ Dạng này cho phép truy xuất nhanh nhất tới ổ cứng, nhưng cách thiết lập thường khó khăn và phức tạp hơn các mô hình khác

Hình 2.10: Mô hình ảo hóa hệ thống lưu trữ Storage-based

Network-based: Một phần mềm ảo hóa chạy trên thiết bị chuyên dụng hoặc thiết bị chuyển mạch thông minh Cả hai thiết bị này được đặt giữa các máy chủ và hệ thống lưu trữ để thực hiện việc ánh xạ các yêu cầu đọc/ghi dữ liệu với thông tin mô tả

về hệ thống lưu trữ sau đó thực hiện chuyển hướng các yêu cầu đọc/ghi dữ liệu tới thiết bị lưu trữ Có hai loại thiết bị ảo hóa chuyên dụng đó là In-Band và Out-of-Band

Hình 2.11: Mô hình ảo hóa hệ thống lưu trữ Network-based

Các thiết bị ảo hóa In-Band được đặt trên đường truyền dữ liệu dữ các máy chủ

và các thiết bị lưu trữ Tất cả các yêu cầu đọc/ghi dữ liệu được thực hiện thông qua Band và các máy chủ không trực tiếp tương tác với các thiết bị lưu trữ Các thiết bị ảo hóa Out-of-Band không xử lý trực tiếp các yêu cầu đọc/ghi dữ liệu, chỉ thực hiện chức năng ánh xạ các yêu cầu đọc/ghi dữ liệu với các thông tin mô tả hệ thống lưu trữ Do

In-đó người dùng cần phải cài đặt phần mềm trên các máy chủ để quản lý các yêu cầu đọc/ghi dữ liệu

2.1.3.6 CÁC LOẠI ẢO HÓA KHÁC

1 Ảo hóa hệ thống mạng

Ảo hóa hệ thống mạng là tiến trình hợp nhất tài nguyên, thiết bị mạng cả phần cứng và phần mềm thành một hệ thống mạng ảo Sau đó, các tài nguyên này sẽ phân chia thành các kênh khác nhau và gắn vào các thiết bị, máy chủ theo nhu cầu sử dụng

Hình 2.12: Mô hình ảo hóa hệ thống mạng của Cisco

2 Ảo hóa Desktop

Ảo hóa Desktop tạo ra môi trường máy tính desktop từ các máy tính vật lý Ảo hóa Desktop được xem là một kiểu mô hình tính toán Client-Server bởi desktop được

ảo hóa được lưu trữ tại các máy chủ trung tâm Hệ điều hành, ứng dụng và dữ liệu được tách biệt khỏi phần cứng máy tính bên dưới, và đưa lên trung tâm dữ liệu Thay

vì phải làm việc với hàng ngàn ảnh tĩnh của desktop, người quản trị có thể quản lý và cập nhật nhiều hệ điều hành, ứng dụng đồng thời, từ một điểm tập trung, sau đó phân phối chúng cho người dùng trong khi vẫn đảm bảo hiệu năng, an toàn, tính di động Một số công nghệ ảo hóa Desktop như: VMware Horizon View, XenDesktop,

2 Ảo hóa hồ sơ người dùng

Khái niệm này hoàn toàn quen thuộc với Windows Server, nó là các tính năng thông dụng trên Windows Server: Folder Redirect, Roaming User Profile, và Offline Files với đặc tính chung là sự tách rời phần dữ liệu và thông tin người dùng về hệ thống với máy trạm

Folder Redirection cho phép các quản trị viên redirect (chuyển hướng) các thư mục nào đó bên trong các user profile đến các thư mục chia sẻ trên mạng Offline Files cho phép người dùng có thể copy các file cục bộ chứa trong các thư mục chia sẻ trên mạng, thậm chí khi mạng không có sẵn Roaming User Profiles cho phép lưu user profile trong các thư mục chia sẻ trên mạng, profile được tải về khi đăng nhập

2.2 KIẾN TRÚC CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

2.2.1 KIẾN TRÚC TỔNG QUAN VÀ CÁC THÀNH PHẦN

Hiện nay điện toán đám mây vẫn đang được phát triển và hoàn thiện Mỗi nhà phát triển, mỗi nhà cung cấp dịch vụ lại đưa ra những kiến trúc khác nhau Về cơ bản, điện toán đám mây được chia ra thành 5 lớp riêng biệt, có tác động qua lại lẫn nhau

Hình 2.13: Kiến trúc phân tầng của điện toán đám mây

Lớp khách hàng (Client): bao gồm phần cứng và phần mềm giúp khách hàng truy cập và sử dụng các dịch vụ Ví dụ như các thiết bị phần cứng: máy tính, đường dây kết nối internet; phần mềm : các trình duyệt web

Lớp ứng dụng đám mây (Cloud Application): có 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 Người dùng dễ dàng nhận được sự hỗ trợ, các ứng dụng có thể được chỉnh sửa theo yêu cầu

Lớp nền tảng đám mây (Cloud Platform): Cung cấp nền tảng điện toán và các giải pháp của dịch vụ, chi phối đến cấu trúc hạ tầng của “đám mây”, là cơ sở để triển khai ứng dụng Người dùng không phải trang bị cơ sở hạ tầng nên có thể cắt giảm được chi phí đầu tư

Lớp cơ sở hạ tầng đám mây (Cloud Infrastructure): Cung cấp hạ tầng điện toán, nền tảng ảo hóa cho phép phần cứng được cung cấp như là dịch vụ, được chia sẻ và có

thể sử dụng lại dễ dàng Tiết kiệm tài chính cho việc mua các server, phần mềm, thiết

bị kết nối… Đây là một bước tiến hóa đột phá của mô hình máy chủ ảo

Lớp máy chủ (Server): Bao gồm các sản phẩm phần cứng và phần mềm máy tính, được thiết kế và xây dựng đặc biệt để cung cấp các 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 lớn người dùng và các nhu cầu ngày càng cao của họ

Một số ví dụ về kiến trúc của điện toán đám mây :

Theo mô hình kiến trúc điện toán đám mây của Sun, gồm: các máy chủ thực (Physical Servers), các máy chủ ảo (Virtual Servers), hệ điều hành (Operating System), phần mềm trung gian (Middleware), các chương trình ứng dụng (Applications), các dịch vụ (Services)

Hình 2.14: Kiến trúc điện toán đám mây của Sun

2.2.2 KIẾN TRÚC MÁY CHỦ

1 Kiến trúc Hosted-based (Hosted-hypervisor)

Đây là kiến trúc ảo hóa máy chủ ban đầu Kiến trúc này sử dụng một lớp phần mềm ảo hóa 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 Lớp hypervisor này là một lớp phần mềm riêng biệt, do đó các hệ điều hành của máy ảo sẽ nằm trên lớp thứ ba so với phần cứng máy chủ Một số công nghệ ảo hóa theo hình thức Hosted-based là VMware Workstation, Virtual PC, VirtualBox hay Virtual Machine Monitor (VMM)

Hình 2.15: Kiến trúc ảo hóa máy chủ Hosted-based

Dưới dạng mô hình phân lớp thì hệ thống ảo hóa theo kiến trúc Hostedbased được chia ra thành bốn lớp:

- Nền tàng phần cứng: gồm bộ vi xử lý CPU, bộ nhớ RAM, các thiết bị lưu trữ,

và các thiết bị khác như: thiết bị mạng, vi xử lý đồ họa, âm thanh…

- Hệ điều hành máy chủ: thực hiện việc liên lạc trực tiếp với hạ tầng phần cứng, qua đó cung cấp các dịch vụ, tài nguyên cho các máy ảo và ứng dụng ảo

- Lớp ảo hóa: chạy trên nền tảng hệ điều hành của máy chủ, có nhiệm vụ lấy tài nguyên và dịch vụ do hệ điều hành máy chủ cung cấp, thực hiện việc quản lý, phân phối các tài nguyên này tới các máy ảo

- Máy ảo và các ứng dụng ảo: sử dụng các tài nguyên do lớp ảo hóa phân phối và quản lý

Ưu điểm của kiến trúc này là yêu cầu rất ít tài nguyên hệ thống, nên nó đảm bảo tài nguyên sẵn có cho các ứng dụng chạy trên container

Nhược điểm của kiến trúc này là thường giới hạn sự lựa chọn hệ điều hành Nó xảy ra vấn đề nếu nhà cung cấp muốn chạy các ứng dụng khác nhau trên các container,

do các ứng dụng thường được chứng thực cho một phiên bản hệ điều hành và các bản

vá lỗi Do đó, ảo hóa hệ điều hành thích hợp nhất với các cấu hình thuần nhất

2 Kiến trúc Hypervisor-based (Baremetal Hypervisor)

Với kiến trúc này, lớp ảo hóa hypervisor chạy trực tiếp trên nền tảng phần cứng của máy chủ mà không thông qua bất kỳ hệ điều hành hay nền tảng nào khác Do đó, các hypervisor này có khả năng điều khiển, kiểm soát toàn bộ tài nguyên 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 nằm trên các hypervisor dạng bare-metal rồi đến hệ thống phần cứng

Một số công nghệ ảo hóa theo hình thức Baremetal Hypervisor là: VMWare vSphere, Microsoft Hyper-V, Citrix XenServer, IBM PowerVM,

Hình 2.16: Kiến trúc ảo hóa máy chủ Baremetal Hypervisor

Dưới dạng mô hình phân lớp thì hệ thống ảo hóa theo kiến trúc Hypervisorbased được chia ra thành 3 lớp:

- Nền tảng phần cứng: gồm bộ vi xử lý CPU, bộ nhớ RAM, các thiết bị lưu trữ,

và các thiết bị khác như: thiết bị mạng, vi xử lý đồ họa, âm thanh…

- Lớp ảo hóa: thực hiện việc liên lạc trực tiếp với nền tảng phần cứng, quản lý và phân phối tài nguyên cho các máy ảo và ứng dụng ảo

- Máy ảo và các ứng dụng ảo: Các máy ảo và ứng dụng ảo sẽ sử dụng tài nguyên thông qua sự cấp phát và quản lý của lớp ảo hóa

2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Đám mây có thể chia thành 2 lớp: Back-end và Front-end

Lớp Front-end là lớp người dùng, cho phép người dùng sử dụng thông qua giao diện Các phần mềm sẽ được chạy trên lớp Back-end nằm ở “đám mây” Lớp Back-end bao gồm các cấu trúc phần cứng và phần mềm để cung cấp tài nguyên cho lớp Front-end và được người dùng tác động thông qua giao diện đó Các máy tính trên

“đám mây” được thiết lập để hoạt động cùng nhau, do vậy các ứng dụng có thể sử dụng toàn bộ sức mạnh của các máy tính để có thể đạt được hiệu suất cao nhất, đáp ứng đầy đủ tính linh hoạt cho người dùng

Hình 2.17: Nguyên lý hoạt động của Điện toán đám mây

Công nghệ ảo hóa đem lại các lợi ích để xây dựng các kiến trúc có khả năng mở rộng động Công nghệ ảo hóa còn đưa vào khả năng di chuyển các máy ảo (VM) giữa các máy chủ vật lý dùng cho các mục đích cân bằng tải Hình dưới cho thấy các thành phần ảo hóa được tạo ra bởi tầng siêu giám sát hypervisor Tầng này tạo ra khả năng chạy đồng thời nhiều hệ điều hành và các ứng dụng của chúng trên một máy tính vật

lý Trên tầng siêu giám sát là các máy ảo chứa hệ điều hành và các ứng dụng