Tổng quan về điện toán đám mây _ Bài thu hoạch chương 1.

Ở mô hình điện toán này, mọi khả năng liên quan đến công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", cho phép người sử dụng truy cập các dịch vụ công nghệ từ một nhà cung c

Tổng quan về điện toán đám mây

Họ và tên: | Mã sinh viên:

Hướng dẫn tự học

Sinh viên cần nắm được khái niệm về điện toán đám mây qua các tài liệu tham khảo được liệt kê ở phía dưới; nắm được những đặc điểm chính của điện toán đám mây; chỉ ra được những lợi ích, những hạn chế của điện toán đám mây; các công nghệ sử dụng chính trong điện toán đám mây.

Có một tài liệu bằng tiếng Việt [6], sinh viên có thể đọc trước, sinh viên cũng có thể tìm các bài viết bằng tiếng Việt thông qua mạng Internet Tuy nhiên, những tài liệu mà giáo viên muốn các bạn lưu ý là những tài liệu [1,2,3,4,5] vì những lý do sau:

- Amazon.com, Inc là một công ty công nghệ đa quốc gia của Mỹ có trụ sở tại Seattle,

Washington Amazon tập trung vào thương mại điện tử, điện toán đám mây, phát trực tuyến kỹ

thuật số và trí tuệ nhân tạo Nó được coi là một trong Bốn công ty công nghệ lớn nhất, cùng với Google, Apple và Facebook.

- Google, LLC là một công ty công nghệ đa quốc gia của Mỹ chuyên về các dịch vụ và sản phẩm

liên quan đến Internet, bao gồm công nghệ quảng cáo trực tuyến, công cụ tìm kiếm, điện toán đám mây, phần mềm và phần cứng Nó được coi là một trong bốn công ty công nghệ lớn nhất,

cùng với Amazon, Apple và Microsoft.

- IBM là một công ty công nghệ đa quốc gia của Mỹ có trụ sở chính tại Armonk, New York IBM có

một danh mục sản phẩm và dịch vụ lớn và đa dạng trong đó có điện toán đám mây, trí tuệ nhân

tạo, thương mại, dữ liệu và phân tích, Internet of Things (IoT).

- Microsoft là một công ty công nghệ đa quốc gia của Mỹ có trụ sở chính tại Redmond,

Washington Microsoft cung cấp nhiều sản phẩm và dịch vụ đa dạng trong đó có điện toán đám mây, đặc biệt có hỗ trợ nhiều cho lĩnh vực giáo dục Sinh viên được hưởng nhiều ưu đãi từ

Microsoft

- NIST là Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ quốc gia của Hoa Kỳ, tài liệu của họ công bố có chỉ số xác định tài liệu (DOI) rõ ràng và được nhiều chuyên gia trong ngành và chính phủ đóng góp trong việc xây dựng và xem xét định nghĩa về Cloud Computing.

Phần trình bày của

sinh viên.

Điện toán đám mây

Các ứng dụng đám mây

Điện toán đám mây (Tiếng Anh: cloud computing), còn gọi là điện toán máy chủ

ảo, là mô hình điện toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng Internet Thuật ngữ "đám mây" ở đây là lối nói ẩn dụ chỉ mạng Internet (dựa vào cách được bố trí của nó trong sơ đồ mạng máy tính) và như sự liên tưởng về độ phức tạp của các cơ sở hạ tầng chứa trong nó Ở mô hình điện toán này, mọi khả năng liên quan đến công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", cho phép người sử dụng truy cập các dịch vụ công nghệ từ một nhà cung cấp nào đó "trong đám mây" mà không cần phải có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ đó, cũng như không cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó

Theo tổ chức IEEE "Nó là hình mẫu trong đó thông tin được lưu trữ thường trực

tại các máy chủ trên Internet và chỉ được được lưu trữ tạm thời ở các máy khách, bao gồm máy tính cá nhân , trung tâm giải trí, máy tính trong doanh nghiệp, các phương tiện máy tính cầm tay, "

Điện toán đám mây là khái niệm tổng thể bao gồm cả các khái niệm như phần mềm dịch vụ, Web 2.0 và các vấn đề khác xuất hiện gần đây, các xu hướng công nghệ nổi bật, trong đó đề tài chủ yếu của nó là vấn đề dựa vào Internet để đáp ứng những nhu cầu điện toán của người dùng

Ví dụ, dịch vụ Google AppEngine cung cấp những ứng dụng kinh doanh trực tuyến thông thường, có thể truy nhập từ một trình duyệt web , còn các phần mềm và dữ liệu đều được lưu trữ trên các máy chủ.

Khái niệm, Định nghĩa đơn giản

Thuật ngữ cloud computing ra đời giữa năm 2007 không phải đề nói về một trào lưu mới, mà để khái quát lại các hướng đi của cơ sở hạ tầng thông tin vốn đã và đang diễn ra từ rất lâu Có rất nhiều định nghĩa về điện toán đám mây, ta có thể tham khảo định nghĩa của một số tổ chức sau:

 Theo NIST: “Điện toán đám mây là một mô hình mạng cho phép truy cập dễ dàng vào một hệ thống mạng đồng nhất, theo nhu cầu đến một kho tài nguyên điện toán dùng chung (ví dụ: mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng và dịch vụ), các tài nguyên này có thể được cung cấp và thu hồi một cách nhanh chóng với yêu cầu tối thiểu về quản lý hay sự can thiệp từ phía nhà cung cấp dịch vụ”

 Theo ENISA: “Điện toán đám mây là mô hình cung cấp dịch vụ theo yêu cầu, thường được triển khai trên công nghệ ảo hóa và các công nghệ điện toán phân tán”

 Theo hãng Gartner: “Điện toán đám mây là một kiểu tính toán trong đó các năng lực CNTT có khả năng mở rộng rất lớn được cung cấp dưới dạng dịch

vụ qua mạng Internet đến nhiều khách hàng bên ngoài”

 Theo hãng Forrester Research: “Một kho tài nguyên cơ sở hạ tầng ảo hóa,

có khả năng mở rộng cao và được quản lý, có thể hỗ trợ các ứng dụng của khách hàng cuối và dược tính tiền theo mức độ sử dụng”

Lịch sử

Thuật ngữ điện toán đám mây xuất hiện bắt nguồn từ ứng dụng điện toán

lưới (grid computing) trong thập niên 1980, tiếp theo là điện toán theo nhu

cầu (utility computing) và phần mềm dịch vụ (SaaS).

Điện toán lưới đặt trọng tâm vào việc di chuyển một tải công việc (workload) đến địa điểm của các tài nguyên điện toán cần thiết để sử dụng Một lưới là một nhóm máy chủ mà trên đó nhiệm vụ lớn được chia thành những tác vụ nhỏ để chạy song song, được xem là một máy chủ ảo

Với điện toán đám mây, các tài nguyên điện toán như máy chủ có thể được định hình động hoặc cắt nhỏ từ cơ sở hạ tầng phần cứng nền và trở nên sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ, hỗ trợ những môi trường không phải là điện toán lưới

như Web ba lớp chạy các ứng dụng truyền thống hay ứng dụng Web 2.0

Tóm tắt đặc điểm

So sánh

Điện toán máy chủ ảo thường bị lẫn lộn với điện toán lưới, ("một dạng của điện toán phân tán trong đó tồn tại một 'siêu máy tính ảo', là sự bao gồm

một cụm mạng máy tính, những máy tính liên kết mềm, hoạt động phối hợp để thực thi những tác vụ cực lớn"), điện toán theo nhu cầu (utility computing) ("khối những tài nguyên máy tính, như các bộ xử lý và bộ nhớ, trong vai trò một dịch vụ trắc lượng tương tự với các công trình hạ tầng kỹ thuật truyền thống chẳng hạn như điện lực hay mạng điện thoại") và điện toán tự trị (autonomic computing) ("những hệ thống máy tính có khả năng tự quản lý") Thực ra nhiều hệ thống điện toán máy đám mây ngày nay được trang bị hệ thống lưới, có tính năng tự trị và được tiếp thị giống như những tiện ích, nhưng điện toán đám mây có thể được

nhìn nhận như một bước phát triển tự nhiên tiếp theo từ mô hình lưới-theo nhu cầu.[9]Nhiều kiến trúc đám mây thành công có cơ sở hạ tầng không quy tập hay ít quy tập hay những hệ thống tiếp thị trong đó có mạng ngang

hàng như BitTorrent và Skype và điện toán tình nguyện như SETI@home.[10]

Kiến trúc

Các dạng thử nghiệm trong điện toán đám mây

Đại bộ phận hạ tầng cơ sở của điện toán đám mây hiện nay là sự kết hợp của những dịch vụ đáng tin cậy được phân phối thông qua các trung tâm dữ liệu (data

center) được xây dựng trên những máy chủ với những cấp độ khác nhau của các

công nghệ ảo hóa Những dịch vụ này có thể được truy cập từ bất kỳ đâu trên thế

giới, trong đó Đám mây là một điểm truy cập duy nhất cho tất cả các máy tính có

nhu cầu của khách hàng Các dịch vụ thương mại cần đáp ứng yêu cầu chất lượng dịch vụ từ phía khách hàng và thông thường đều đưa ra các mức thỏa thuận dịch

vụ (Service level agreement) Các tiêu chuẩn mở (Open standard) và phần mềm

mã nguồn mở (open source software) cũng góp phần phát triển điện toán máy

chủ ảo.[12]

Các đặc tính, tính chất

Về cơ bản thì cloud computing có 5 đặc điểm sau đây:

 Khả năng có dãn (Rapid elasticity): Tài nguyên có thể được cung cấp một cách nhanh chóng và mềm dẻo, có khả năng thay đổi tăng lên hay giảm đi tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng của khách hàng Đối với khách hàng tài nguyên trên điện toán đám mây luôn luôn sẵn sàng và có thể coi là không giới hạn, có thể truy cập vào bất kỳ thời điểm nào

 Dịch vụ theo nhu cầu (On-demand self-service): Khách hàng có thể được cung cấp tài nguyên dưới dạng máy chủ hay dung lượng lưu trữ,…một cách

tự động theo yêu cầu mà không cần phải có sự can thiệp từ phía nhà cung cấp dịch vụ

 Không phụ thuộc vị trí (Location independent resource pooling): Khách hàng không biết và cũng không điều khiển vị trí của tài nguyên được cung cấp, tuy nhiên họ vẫn có thể làm điều này thông qua các dịch vụ nâng cao của nhà cung cấp Tài nguyên có thể bao gồm: Lưu trữ, xử lý, bộ nhớ và băng thông mạng

 Truy cập dễ dàng (Broad network access): Chỉ cần 1 ứng dụng kết nối internet từ bất cứ thiết bị nào như máy tính để bàn, laptop, thiết bị di động,…người dùng có thể truy cập tới tài nguyên đám mây

 Điều tiết dịch vụ (Measured service): Các hệ thống điện toán đám mây có khả năng tự điều khiển và tinh chỉnh tài nguyên sử dụng bằng cách áp dụng các biện pháp đo lường ở các cấp độ khác nhau cho từng loại dịch vụ Tài nguyên sử dụng có thể được giám sát, đo lường và khách hàng thường sẽ chỉ trả phí cho lượng tài nguyên họ sử dụng

Như vậy, trước đây để có thể triển khai một ứng dụng (ví dụ một trang Web), bạn phải đi mua/thuê một hay nhiều máy chủ (server), sau đó đặt máy chủ tại các trung tâm dữ liệu (data center) thì nay điện toán đám mây cho phép bạn giản lược quá trình mua/thuê đi Bạn chỉ cần nêu ra yêu cầu của mình, hệ thống sẽ tự động gom nhặt các tài nguyên rỗi (free) để đáp ứng yêu cầu của bạn Chính vì vậy,

có thể kể đến một vài lợi ích cơ bản của điện toán đám mây như sau:

 Sử dụng các tài nguyên tính toán động (Dynamic computing resources): Các tài nguyên được cấp phát cho doanh nghiệp đúng như những gì doanh nghiệp muốn một cách tức thời Thay vì việc doanh nghiệp phải tính toán

xem có nên mở rộng hay không, phải đầu tư bao nhiêu máy chủ thì nay doanh nghiệp chỉ cần yêu cầu "Hey, đám mây, chúng tôi cần thêm tài

nguyên tương đương với 1 CPU 3.0 GHz, 128GB RAM…" và đám mây sẽ tự tìm kiếm tài nguyên rỗi để cung cấp cho bạn

 Giảm chi phí: Doanh nghiệp sẽ có khả năng cắt giảm chi phí để mua bán, cài đặt và bảo trì tài nguyên Rõ ràng thay vì việc phải cử một chuyên gia đi mua máy chủ, cài đặt máy chủ, bảo trì máy chủ thì nay bạn chẳng cần phải làm gì ngoài việc xác định chính xác tài nguyên mình cần và yêu cầu

 Giảm độ phức tạp trong cơ cấu của doanh nghiệp: Doanh nghiệp sản xuất hàng hóa mà lại phải có cả một chuyên giaIT để vận hành, bảo trì máy chủ thì quá tốn kém Nếu khoán ngoài được quá trình này thì doanh nghiệp sẽ chỉ tập trung vào việc sản xuất hàng hóa chuyên môn của mình và giảm bớt được độ phức tạp trong cơ cấu

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

Các mô hình dịch vụ

Các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây cung cấp các dịch vụ của họ theo ba

mô hình cơ bản:

 Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ (IaaS - Infrastructure as a Service)

IaaS chứa các khối xây dựng cơ bản cho đám mây CNTT IaaS thường cung cấp quyền truy cập vào các tính năng mạng, máy tính (ảo hoặc

trên phần cứng chuyên dụng) và không gian lưu trữ dữ liệu IaaS đem đến cho bạn mức độ linh hoạt cũng như khả năng kiểm soát quản lý tài nguyên CNTT cao nhất IaaS gần giống nhất với các tài nguyên CNTT hiện tại mà nhiều bộ phận CNTT và nhà phát triển hiện nay rất quen thuộc

 Nền tảng như một dịch vụ (PaaS - Platform as a Service)

PaaS giúp bạn không cần quản lý cơ sở hạ tầng ngầm của tổ chức (thường là phần cứng và h điều hành) và cho phép bạn tập trung ệ vào công tác triển khai cũng như quản lý các ứng dụng của mình Điều này giúp bạn làm việc hiệu quả hơn do bạn không cần phải lo lắng về việc thu mua tài nguyên, hoạch định dung lượng, bảo trì phần mềm, vá lỗi hay bất kỳ công việc nặng nhọc nào khác có liên quan đến việc vận hành ứng dụng

 Phần mềm như một dịch vụ (SaaS - Software as a Service)

SaaS cung cấp cho bạn sản phẩm hoàn chỉnh được nhà cung cấp dịch

vụ vận hành và quản lý Trong hầu hết các trường hợp, khi nhắc đến SaaS, mọi người thường nghĩ đến ứng dụng dành cho người dùng cuối (chẳng hạn như email trên nền tảng web) Với SaaS, bạn không cần phải nghĩ cách duy trì dịch vụ hoặc cách quản lý cơ sở hạ tầng ngầm Bạn sẽ chỉ cần nghĩ cách bạn sẽ sử dụng phần mềm cụ thể đó

Trong đó IaaS là cơ bản nhất và mỗi mô hình cao hơn tóm tắt từ các chi tiết của những mô hình thấp hơn Trong năm 2012, mạng lưới như một dịch vụ (NaaS - Network as a Service) và giao tiếp như một dịch vụ (CaaS - Communications as a Service) đã chính thức thêm vào bởi Hiệp hội viễn thông quốc tế (International Telecommunication Union) như là một phần của các mô hình điện toán đám mây

cơ bản, các loại hình dịch vụ được công nhận của hệ sinh thái đám mây viễn thông

Các mô hình triển khai

Hiện nay, có 4 mô hình triển khai điện toán đám mây chính đang được sử dụng

phổ biến Đó là: Public Cloud, Private Cloud, Hybrid Cloud và Community Cloud.

Public Cloud là mô hình triển khai điện toán đám mây sử dụng phổ biến nhất hiện nay Các dịch vụ, ứng dụng trên Public Cloud đều nằm trên cùng một hệ thống Cloud Tức là tất cả người dùng sẽ dùng

chung tài nguyên Nhà cung cấp dịch vụ sẽ trực tiếp quản lý và bảo vệ

dữ liệu trên đám mây

Ưu điểm:

 Phục vụ được nhiều đối tượng người dùng, không bị giới hạn về không gian, thời gian

 Đặc biệt Public Cloud có chi phí đầu tư thấp Tiết kiệm

được hệ thống máy chủ, giảm gánh nặng quản lý, cơ sở

hạ tầng

 Đám mây công cộng còn có thể co giãn theo nhu cầu thực tế của người sử dụng

Nhược điểm:

 Mất an toàn và khó kiểm soát dữ liệu

Private Cloud là dịch vụ điện toán đám mây riêng thường được cung cấp cho các doanh nghiệp để đảm bảo an toàn dữ liệu Private

cloud sẽ được bảo vệ bên trong tường lửa của công ty và doanh

nghiệp trực tiếp quản lý

Ưu điểm:

 Chủ động hơn trong việc sử dụng và quản lý dữ liệu

 Bảo mật thông tin tốt hơn

Nhược điểm:

 Gặp khó khăn trong việc triển khai công nghệ

 Tốn chi phí để xây dựng, duy trì hệ thống

 Chỉ phục vụ trong nội bộ doanh nghiệp Những người dùng khác bên ngoài không thể tiếp cận và sử dụng

Đám mây lai (Hybrid Cloud) là sự kết hợp giữa đám mây công cộng

và đám mây riêng Nó cho phép người dùng khai thác được điểm mạnh của 2 mô hình trên Và đồng thời hạn chế được điểm yếu của 2

mô hình đó

 Đám mây lai thường sẽ do doanh nghiệp tạo ra và việc quản lý thông tin Dữ liệu sẽ được phân chia giữa doanh

nghiệp và nhà cung cấp Public Cloud.

Ưu điểm:

 Đảm bảo được an toàn cho các dữ liệu quan trọng

 Sử dụng được nhiều dịch vụ điện toán đám mây mà

không bị giới hạn

Nhược điểm:

 Khó khăn khi triển khai và quản lý hệ thống

 Tốn nhiều chi phí để xây dựng cơ sở hạ tầng

Đám mây cộng đồng được xây dựng nhằm mục đích chia sẻ hạ tầng,

dữ liệu cho nhiều tổ chức, người dùng khác nhau Ví dụ, các doanh nghiệp cùng hoạt động trong ngành giáo dục có thể chia sẻ chung một đám mây để trao đổi dữ liệu cho nhau

Ưu điểm:

 Các tổ chức/doanh nghiệp/cá nhân chung lĩnh vực hoạt động có thể chia sẻ dữ liệu, thông tin dễ dàng để phục

vụ cho công việc của chính họ

 Đảm bảo sự riêng tư, an ninh và tuân thủ các chính sách tốt hơn

Nhược điểm:

 Việc điều hành, quản lý tương đối khó khăn

 Cần tốn nhiều chi phí để xây dựng, triển khai

Các công ty

 Điện toán đám mây đang được phát triển và cung cấp bởi nhiều nhà cung cấp, trong đó có Amazon, Google, EXA, và Salesforce cũng như những nhà cung cấp truyền thống như Sun

Microsystems, HP, IBM, Intel, Cisco và Microsoft Nó đang được nhiều người dùng cá nhân cho đến những công ty lớn như General Electric, L'Oréal, Procter & Gamble và Valeo chấp nhận và sử dụng.[13] [14]