Ứng dụng mạng thế hệ mới thu thập số liệu phục vụ dự báo thời tiết

3 NH H I VI CDMA Wideband Code Division Multiple Access HSDPA High Speed Downlink Packet Access 3GPP Third Generation Partnership Project IEEE Institute of Electrical and Electronics E

ỨNG DỤNG MẠNG THẾ HỆ MỚI THU THẬP SỐ LIỆU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT MÁY TÍNH

-

Nguyễn Khắc Hưng

ỨNG DỤNG MẠNG THẾ HỆ MỚI THU THẬP SỐ LIỆU

Chuyên ngành: Truyền thông va ̀ Ma ̣ng máy tính

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT MÁY TÍNH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS TS Ngô Hồ ng Sơn

Hà Nội - Năm 2016

1

7

HƯƠNG I 9

HI N NG H H I H I I 9

I H 9

II H 10

1 10

2 11

III 12

Ơ H 14

I 14

1 14

2 14

3 15

II Cloud computing 17

1 puting 17

2 ế ú p 18

2 Cloud computing 22

3 Cloud computing 23

4 ữ Cloud computing 25

5 27

III N -Cloud 30

1 ế ế 30

2 -Cloud 31

3 ế ú 31

4 31

5 p 33

6 -Cloud 33

IV 34

2

1 ế 34

2 ế 36

3 37

4 ữ 38

V 38

HƯƠNG III 39

NG H NH NG NG 39

I 39

1 39

2 39

II 40

1 p 40

2 ữ 41

3 ế ữ 41

III 44

1 44

2 SOMEE.COM 50

HƯƠNG IV 55

V NG NG 55

I 55

1 55

2 55

II 58

1 60

2 p 61

N 62

I I H H 63

H 64

3

NH H I VI

CDMA Wideband Code Division Multiple Access

HSDPA High Speed Downlink Packet Access

3GPP Third Generation Partnership Project

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

API Application Programming Interface

4

NH NG

ếp ế 36

ếp ế 37

37

t ngữ v c p 61

5

NH H NH

ế ế 10

12

14

18

ế ú 20

21

ế ú -Cloud 31

ế 35

ế 37

39

p 40

42

43

ữ 44

ữ ữ 45

ữ p 46

49

49

p 50

50

51

51

p 52

52

p 53

p ữ 53

6

ế 54

ú 55

p ú 56

57

58

ế 59

c các yếu t KTTV, là m c tiến hành theo m t quy trình r t ch t chẽ và th ng nh t trong toàn ngành, s li u quan tr c nghi p

s cho công vi c d báo KTTV, u vào c a công vi c nghiên c u, ph c v cho nhi ĩ c kinh tế, xã h i

ế p ế

ế qua

8

công trên p

p ế p ế ế p

3G

ữ

ữ ế ếp

p úp p

: (1) T p ế ế ĩ ; (2) S

ế ; (3) X

qua trang web SOMEE.COM

p

p p ú

p ếp lu :

p p ế

p ữ ế h ế

ế

ữ ỷ Cung

c p k p th i, chính xác thông tin và lu n c khoa h c v ng th phát tri n b n vững c c trong b i c nh thiên tai ngày càng kh c nghi t và

ế i khí h u

c ta hi n có 193 tr ng, phân b u giữa các vùng v i

m trung bình kho ng 1.870 km2/tr m, so v c trung bình 400 km2/tr m là còn r p c (tính t è i Vân tr ra) m kho ng 1.440km2/tr m, phía Nam kho ng 2.500 km2/tr m, khu v ng b ng (ch

yế ng b ng B c B ng b ng Nam B ) có những tr m chỉ cách nhau kho ng 20 km, trong khi mi n núi, nh ú kho ng 3.116km2/tr m, Tây B c kho ng 1634km2/tr m D c theo ven bi n dài 3.260km chỉ có 30 tr ng b m ng 100 km m i có m t tr m

Tr ng th công truy n th 193 tr m, tr theo các d án ế

Th c hi n Ngh nh s - a Chính ph nh ch m v , quy n h n và t ch c b máy c a B Tài

ng, B ng tiến hành xây d “

ho ch m i tr ng thuỷ ế ” c tiêu c a

b n quy ho ch này là nghiên c u xây d c m i tr ng thuỷ

n h p khoa h c v phân b tr ng thuỷ c các

c tiên tiến áp d ng, phù h p v u ki a lý t nhiên u ki n phát tri n

10

kinh tế - xã h n công nghi p hoá và hi

c cho vi c xây d ng m i tr ng b p c các nhu c u n, ph c v phát tri n kinh tế - xã h i, nghiên c u khoa h c, b m qu c phòng, an ninh, d báo phòng tránh và gi m nhẹ thiên tai [1] II H

1

ế ế

p ế

p

1 ế ế

ế

p :

ếp p

p p ỉ

ỉ ếp ế

p

ú

I

11

DB ế p

p p p

tham kh p ế nh báo

(Obs) ế ế

: :

-

ĩ ế ú

p

ế ế

[2]

2

Hi n nay c ta, m n tho ng p n m nh mẽ, ph sóng r ng kh p p d , tính u ki n th i tiết, chi phí duy trì liên l c h p lý Các d ch v a m

c m r c bi t là d ch v kết n i Internet, truy n Data và tin nh n Có th nói, gi p p m b o s li u th i gian th c qua m ng GSM kết h p v i các d ng truy n khác sẽ ế n i tr a ch p

truy n tin t các tr

p ế

Các trung tâm thu s li u t i Khu v c và c a p c truy n nh n s li u

modem GSM T ế ế ế

ế ,

p

ế ữ modem ế

p ,

12

ữ

p ế ế

ế p

Internet BTS Modem GSM i Khu c

Monitor Data Logger Modem GSM i t 2

Hi n t i các thiết b c t u do c ngoài s n xu t, ch yếu làm nhi m v quan tr ữ s li u t i ch ế

[3]

III

Qua t p p

ế p

p p

p ữ ế

13

ế ế ế

, p

ế

p SMS, m

p p

l ế p ế ẽ

ế ế ế

p

ữ ế p úp p

thông tin p ế p

14

CHƯƠNG II

Ơ H

I

1

ế

ữ ế

ữ

p g ế ữ ế ữ

[4]

3

3GPP: WCDMA, HSDPA, LTE; 3GPP2: CDMA2000, EV-DO, UMB; IEEE: IEEE802.11, IEEE802.16 :

Broadcast ~ 200 MHz; GSM Phones ~ 900 MHz; PCS Phones ~ 1.8 GHz; Bluetooth ~ 2.4 GHz; WiFi ~ 2.4GHz 2

: Kh p p

ữ p p p

: p

dây p

15

ế p ế

p

ng chung [4] 3

-generation technology

ế

p p

p p p

p p p

è ữ

GPRS (General Packet Radio Service) d ch v vô tuyến gói t ng h p là m ữ ữ

p dữ li u t t ến p c dùng cho những d ch v p

p

(MMS), và các d ch v liên l p world wide web Dữ li c truy c tính theo t

dữ li u liên l n th c tính theo t ng phút kết n i, b t k i dùng có th c s d

tr ng ch , GPRS là m t d ch v chuy n m ch gói, trái v

c b m trong su t quá trình kết n i v i dùng M ng không dây 3G (Third-generation technology) là thế h th ba c a chu n công ngh p p n c dữ li u tho i và dữ li u ngoài tho i (t i dữ li u, g i email, , hình nh ), 3G cung c p c hai h th ng là chuy n m ch gói và chuy n m ch kênh, h th ng 3G yêu c u m t m ng truy c p radio hoàn toàn khác so v i h th ng 2G hi n nay, các chu i chính: CDMA2000/EV-DO, WCDMA/HSPA+, TD-SCDMA m m nh c a công ngh này so v i công ngh 2G và 2.5G là cho phép truy n, nh n các dữ li u, âm

16

thanh, hình nh ch ng cao cho c thuê bao c n các t khác nhau V i công ngh 3G, các nhà cung c p có th ến cho khách hàng các d ch v p c ch ng cao; hình nh video ch ng và truy n hình s ; Các d ch v nh v toàn c u (GPS); E-mail; video streaming; High-ends games

4G, viết t t c a fourth-generation, là công ngh truy n thông không dây th p p n t i dữ li u v i t t u ki n

ng lên t ến 1,5 Gb/giây Tên 4G do IEEE (Institute of Electrical and

E E di ĩ ng công ngh t tr

so v i 3G Công ngh c hi u là chu a các thiết b không dây, cho phép i s d ng có th t i và truy n lên hình ng ch ng cao, hi n thế gi n t i 2 chu n công ngh lõi c a m ng 4G là WiMax và Long Term Evolution (LTE) M i công ngh u s d ng m t d n khác nhau

:

Các sóng vô tuyến s d ng cho WiFi g n gi ng v i các sóng vô tuyến s d ng cho thiết b c n tho ng và các thiết b khác Nó có th chuy n và

nh n sóng vô tuyến, chuy i các mã nh phân 1 và 0 sang sóng vô tuyến và

c l i Tuy nhiên, sóng WiFi có m t s khác bi t so v i các sóng vô tuyến khác

ch truy n và phát tín hi u t n s 2.4 GHz ho c 5 GHz, t n s

v i các t n s s d n tho ng, các thiết b c m tay và truy n hình

T n s p p u mang theo nhi u dữ li

Dùng chu n 802.11:

Chu n 802.11b, phiên b u tiên trên th ng, ây là chu n ch m và r

ti n nh t, nó tr nên ít ph biế i các chu n khác, c 802.11b phát tín

hi u t n s 2.4 GHz, nó có th x ến 11 megabit/giây và nó s d ng mã CCK (complimentary code keying)

Chu p t n s 2.4 i chu n 802.11b, t x t 54 megabit/giây, chu d ng

s nhi u sóng và cho phép nhi u thiết b kết n i không dây cùng m t lúc [5]

II Cloud computing

1 m Cloud computing

Cloud computing còn g i là n toán máy ch

d ng các công ngh máy tính và phát tri n d a vào m ng Internet, thu t ngữ " mây" i nói n d chỉ m ng Internet (d c b trí c

ng v ph c t p c

h t ng ch Cloud computing ến công ngh thông tin c cung c p i d ng các "d ch v " p p i s d ng truy c p các d ch v công ngh t m t nhà cung c p " " n

ph i có các kiến th c, kinh nghi m v công ngh n quan tâm

ế h t ng ph c v công ngh ĩ p

18

4

Cloud computing ữ ng tr c t i các máy ch trên Internet và chỉ ữ t m th i các máy khách, bao

g m máy tính cá nhân, trung tâm gi i trí, máy tính trong doanh nghi p p

ti n máy tính c m tay, n m t ng th bao g m c các khái ni p Web 2.0 và các v khác xu t hi n g

ng công ngh n i b yếu d p ng những nhu c u c i dùng [7]

V i các d ch v s p không ph i

p chỉ c n t p trung vào ĩ c riêng c a mình b h

t

2 ế ú C p

Kiến trúc cloud computing bao g m t t c các thành ph n c u thành m t h

th ng cloud computing Các thành ph ng bao g m m t front-end (cloud

client), back-end (h th c o hóa), các t ng mà cloud

19

c cung c p (các mô hình d ch v cloud) và m t m kết n i các thành ph n

c kết n i các cloud v i nhau (intercloud)

Cloud client: Kiến trúc cloud computing bao g m m t front- c g i là

i dùng cloud truy c p vào cloud s d ng các thiết b cloud

c kết n i m ng Các thiết b này có th là thin client or thick client, zero bàn, laptop, tablet, mobile và các thiết b ng khác Các

i cloud thông qua m t ng d ng (middleware), web browser, ho c thông qua m t session o

Thin client, zero client (ultrathin client) là các thiết b cloud clients ph thu c toàn b p ú tr t a chỉ trên cloud mà

h u hành c ú ữ ( o hóa) Toàn b ho ng c a các thiết b

lo i này ph thu c vào m ng Không có m ng và cloud chúng sẽ tr nên vô d ng các ng d ng không yêu c u c n m t ph n m m c th

có th ch ú i dùng có th s d ng web browser trên thiết b c a h truy c p i các ng d ng V i Ajax và

i dùng s d ng các ng d ng qua giao di n web g

gì (th m chí còn t ch y chúng trên thiết b c a mình

M t s các ng d ng cloud l i ph i có ph n m m client dành riêng cho chúng, ví d c các ng d ng desktop cloud c c ch y b ng các virtual desktop clients

Back-end: chính là thành ph n cloud trong cloud computing Back-end cung

c p t các ng d ữ dữ li u, các servers này kết

n i v i nhau t o ra cloud trong cloud computing

V b n ch t, kế th a t grid computing, cloud computing là m t t h p n toán d a trên các thiết b h t ng ph n c ng trong cloud c a nhà cung c p d ch v

H t ng ph n c ng bao g m các servers nh (c ng và ch a ít dữ

li u) kết n i l i v i nhau n t h th ng ph c v cho vi ữ dữ li u và x lý các ng d n toán T i dùng, h s d ng ng d là

ng d y trên m c l p, hoàn toàn cách bi t v i những

20

i dùng khác Trên th c tế, nhi u ng c ph c v b i cùng m t

l i là VMM (Virtual machine monitor trình giám sát máy c g i là hypervisor, nó cho phép ch ng

th i nhi u h u hành (và các ng d t trên chúng) trên m t máy tính v t

lý K thu t này g i là o hóa (virtualization) Ngoài kh r ng, công ngh

n các máy o (VM) giữa các máy ch v t lý dùng cho các m ng t i M i h u hành c a m t server trong cloud

t ho c nhi u máy ch o, tách riêng h u hành và các ng d ng c a nó

kh i l p ph n c ng v i Xen hypervisor là m t công ngh mã ngu n

m c c ng tác phát tri n b i Xen và các k s c i tiếng (Cisco, Dell, HP, IBM, Intel, Red Hat

c s d ng trên nguyên t i mã ngu nh d ng Mã ngu n c c bi t ng n (50 000 line

i chi phí compile code th p và hi u su t ho ng cao [8]

21

b sung cho VMM th c hi n o hóa, m i servers trong cloud back-end còn

c cài các trình qu n lý máy o (VM Manager Application) Các trình qu n lý này cho phép nhà cung c p có th giám sát và qu n lý t t c các khía c nh ho t

ng c a máy p dữ li ữ dữ li a chỉ, tài nguyên s d ng, t i và hi u su t Ngoài ra, m t s các trình qu n lý máy o còn h

tr tri n khai kế ho ch tính toán, cân b ng t t tài nguyên M t s trình qu n lý máy o n i tiế E virtualized server management

: p p ế

ữ ú

23

: ế

ế p

: p ữ hóa dữ li u nh y c p p ữ

p ế

ế

p

p p p tri n khai r ch c có th

p

ú

p p

-l t ng d ng/công ngh ng th i không c n quan tâm t i chi phí

v n hành, nâng c p và b o trì, t t c là nhi m v c a nhà cung c p d ch v

26

Các doanh nghi p chỉ c ến bao nhi u tài nguyên h c n s d ng và chỉ

tr ti n khi c n thiế u này là c c kì quan tr i v i những doanh nghi p chỉ

c n nhi u tài nguyên tính toán m t xu ng xuyên.V i cloud computing, các doanh nghi p sẽ t p a h thay vì ph i quan tâm t h t ng và các yếu t liên quan t i công ngh khác,

t i hi u qu kinh doanh t

Kh r ng nhanh chóng và b n vững: Cloud computing cho phép các doanh nghi p u chỉnh quy mô ngay l p t c gi m xu ng, b t c lúc nào mà không c n quan tâm t i vi c mua thêm/thanh lý h t

u chỉ t c những gì h c ng tài nguyên

c n thêm/b t và vi c còn l i thu c v các nhà cung c p d ch v ế nữa, s

gi i h n v v a lý và thiết b không còn nữ i dùng có th truy c p và

s d ng các tài nguyên t b t kỳ t kỳ thiết b nào mà h s d ng, do

p có th d c m r toàn c u hóa ho ng c a mình Cloud computing m ra cho các doanh nghi p

kh r ng g i h n mà ch ng d ch v h s d ng v n không b gi m sút

Chia s tài nguyên: Các nhà cung c p d ch v sẽ mang l i cho các doanh nghi p những d ch v nhanh chóng, t x lý cao và giá thành r d a trên n n

t ng tài nguyên tính toán chia s kh ng l Kh a doanh nghi p

p ng v i các yêu c u kinh doanh b t ng

c a doanh nghi p p p trung vào vi c t u su t

c a tài nguyên chia s ng không chỉ chia s giữa nhi u

27

: i dùng và dữ li ữ trên cloud có

m b u các th s d ng vì m t m khác

d ch v cloud computing M t khi cloud b t n công ho t nh p, toàn b dữ li u

sẽ b chiếm d c s là v riêng c a cloud computing, b i lẽ t p dữ li u là v g p ph i trên b t kỳ môi

ng nào, ngay c trên các máy tính cá nhân

Tính s n sàng: Cloud computing ph thu c vào kết n i m p thu c vào s i dùng cùng chia s ng Vì v y, trong nhi ng

h p kết n i m ng b m t, ho ng truy n m ng b quá t i do quá nhi i s

28

ế ữ : p p

ữ ữ

p p ếp

p p

ữ p p ỉ thông qua Internet [8]

p

p : ế p

p p

p ế khai

30

p “ ” p khi nhu c p

ỉ

p

p p p -

ế

ế ú -p remote server- ng hybrid cloud, vi c tính toán, m ng và

ữ ph c qu n lý chéo qua nhi t chiế c

qu n lý hybrid cloud t t nên b u v i vi ĩ ững gì c n qu n lý,

ế th c hi n Các công vi giúp qu n lý các domains bao

g m vi c c t các images, ki m soát truy c p, d toán ngân sách và báo cáo Ki m soát truy c p ng bao g m vi c s d ng SSO – Single Sign – On,

m t k thu úp i dùng chỉ c n login m t l n và có th truy c p vào t t c các

h t h ng mà không b nh c nh ph i login l i m i l n truy c p [8], [9]

III N -Cloud

1 ế C ế

B c m biế ế c m nh n những tr

ng c n kh o sát, và biế thu th p thông tin v tr

c x rút ra tham s nh tính ho ng c a môi

ng, ph c v các nhu c u nghiên c u khoa h c k thu t hay dân sinh và g i ng n

g n là c, ph c v trong truy n và x u khi n các quá trình khác

Có nhi u lo i c m biến khác nhau và có th chia ra hai nhóm chính

C m biến v :

p

31

C m biến hóa h :

2 -Cloud

M h t p p p c m biế ếp ữa v không gian m ng, dữ li p p n truy

32

- : p ữ ế

ú p

- : p p

p p

- p : p ế

p p ế ú