Tìm hiểu điện toán đám mây

tính toán và lưu trữ dữ liệu có khả năng tăng lên hàng nghìn lần so với việc chỉ dùng hệthống tính toán truyền thống của khách hàng, và điều này phụ thuộc vào năng lực của nhàcung cấp dị

LỜI CẢM ƠN

Sau 4 năm ngồi ở ghế giảng đường đại học, em cảm thấy mình thực sự trưởng thành hơn rất nhiều và chuyên đề tốt nghiệp này đã đánh dấu thêm một bước tiến dài trong tương lai.

Em thật sự cảm ơn các giảng viên của khoa CNTT đã giảng dạy và truyền tải những kiến thức hữu ích không những của chuyên ngành mà còn nhiều kiến thức

xã hội khác cho chúng em

Để hoàn thiện đồ án này đầu tiên em gửi lời cảm ơn đến lãnh đạo khoa Công nghệ thông tin trường Đại học Vinh, toàn thể các thầy cô giáo đã tận tình giảng dạy trang bị cho em những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường.

Đặc biệt em gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Lê Ngọc Xuân đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.

Mặc dù đã cố gắng hoàn thành đề tài thực tập với tất cả sự nỗ lực nhưng chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót nhất định, kính mong sự tận tình chỉ bảo của các thầy cô.

Xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên

Từ một bài toán điển hình như vậy, chúng ta thấy được rằng nếu có một nơi tin cậy giúpcác doanh nghiệp quản lý tốt nguồn dữ liệu đó, các doanh nghiệp sẽ không còn quan tâmđến cơ sở hạ tầng, công nghệ mà chỉ tập trung chính vào công việc kinh doanh của họ thì

sẽ mang lại cho họ hiệu quả và lợi nhuận ngày càng cao hơn

Thuật ngữ “cloud computing” ra đời bắt nguồn từ một trong những hoàn cảnh nhưvậy Thuật ngữ “cloud computing” còn được bắt nguồn từ ý tưởng đưa tất cả mọi thứ như

dữ liệu, phần mềm, tính toán, … lên trên mạng Internet Chúng ta sẽ không còn trông thấycác máy PC, máy chủ của riêng các doanh nghiệp để lưu trữ dữ liệu, phần mềm nữa màchỉ còn một số các “máy chủ ảo” tập trung ở trên mạng Các “máy chủ ảo” sẽ cung cấpcác dịch vụ giúp cho doanh nghiệp có thể quản lý dữ liệu dễ dàng hơn, họ sẽ chỉ trả chiphí cho lượng sử dụng dịch vụ của họ, mà không cần phải đầu tư nhiều vào cơ sở hạ tầngcũng như quan tâm nhiều đến công nghệ Xu hướng này sẽ giúp nhiều cho các công ty,doanh nghiệp vừa và nhỏ mà không có cơ sở hạ tầng mạng, máy chủ để lưu trữ, quản lý

dữ liệu tốt

Vậy “cloud computing” là gì ? Nó có thể giải quyết bài toán trên như thế nào và cónhững đặc điểm nổi bật gì ? Chúng ta sẽ đi qua các phần sau để nắm rõ vấn đề này

Chương I Tổng quan về Điện toán đám mây: 5

1.1 Khái niệm : 5

1.2 Công nghệ tạo điều kiện cho sự hình thành Cloud Computing: 5

1.2.1 Công nghệ ảo hóa 6

1.2.2 Dịch vụ web và cấu trúc hướng dịch vụ 6

1.2.3 Luồng dịch vụ và luồng công việc 7

1.2.4 Web 2.0 và ứng dụng hỗn hợp 7

1.3 Giới thiệu một số dịch vụ sử dụng Điện toán đám mây: 8

1.4 Điện toán đám mây có gì khác biệt : 9

1.5 Đặc tính của Điện toán đám mây : 12

Chương II Cấu trúc và cách thức hoạt động Điện toán đám mây 12

2.1 Mô hình tổng quan : 12

2.2 Các giải pháp Cloud Computing : 14

2.3 Các loại hình dịch vụ : 16

2.4 Mô hình triển khai : 20

2.5 Cách tính phí trong Cloud : 24

2.6 Khảo sát các nhà cung cấp dịch vụ Cloud platforms : 25

Chương III Dịch vụ Điện toán đám mây cung cấp bởi Amazon : 27

3.1 Các dịch vụ của amazon : 27

3.1.1 Amazon Web Services : 27

3.2 Lưu trữ với Amazon S3 : 29

3.2.1 Ba khái niệm nền tảng cho khung làm việc S3: 30

3.2.2 Giá: 34

3.2.3 Tương tác với S3: 36

3.3 Elastic computing with Amazon EC2: 37

3.3.1 Amazon Machine Images: 39

3.3.2 Giá cả : 43

3.3.3 Tương tác với EC2: 45

3.4 Khả năng truyền thông điệp tin cậy của Amazon SQS: 46

3.5 Xử lý tập hợp dữ liệu với Amazon SimpleDB: 48

Chương IV Tổng kết : 49

Chương I Tổng quan về Điện toán đám mây:1.1 Khái niệm :

Tính toán và lưu trữ dạng “đám mây” chuyển các tài nguyên vật lý (như bộ vi xử lý vàthiết bị lưu trữ) thành các tài nguyên mở rộng được và chia sẻ được trên Internet (tínhtoán và lưu trữ dưới dạng các “dịch vụ”) Mặc dù không phải là một khái niệm mới nhưng

ảo hóa (virtualization) khiến cloud computing trở nên dễ mở rộng và hiệu quả hơn nhiềuthông qua việc chia sẻ các hệ vật lý với sự ảo hóa server Cloud computing cho phépngười dùng tiếp cận đến các tài nguyên tính toán và lưu trữ khổng lồ mà không cần biếtchúng ở đâu và được cấu hình như thế nào

Các công nghệ chính tạo điều kiện hình thành tính toán đám mây được mô tả ở mụcnày, chúng gồm: công nghệ ảo hóa (virtualization), Web service and service-orientedarchitechture, service flows and workflows, Web 2.0 and Mashup.

1.2.1 Công nghệ ảo hóa

Một trong nhưng ý tưởng quan trọng nhất của cloud computing là khả năng mở rộng

và công nghệ chủ chốt là công nghệ ảo hóa Ảo hóa cho phép sử dụng tốt hơn một serverbằng cách kết hợp các hệ điều hành và các ứng dụng trên một máy tính chia sẻ đơn lẻ Ảohóa cũng cho phép di trú trực tuyến (online migration) để khi một server quá tải, mộtinstance của hệ điều hành (và các ứng dụng trên đó) có thể di trú đến một server mới,ít tảihơn

Công nghệ ảo hóa gồm các kỹ thuật máy ảo nhưVmware and Xen, virtual networksnhưVPN Máy ảo cung cấp cơsở hạ tầng IT ảo hóa theo nhu cầu (virtualized ITinfrastructures), trong khi đó virtual networks hỗ trợ người dùng một môi trường mạngtùy biến để truy nhập các tài nguyên đám mây

Hình 1.2 Ảo hóa 1.2.2 Dịch vụ web và cấu trúc hướng dịch vụ

Web Service và service-oriented architechture (SOA) không phải là các ý tưởng mới;tuy nhiên, chúng là các công nghệ cơ sở cho tính toán đám mây Các dịch vụ đám mâyđược thiết kế điển hình nhưWeb services, tuân theo các chuẩn công nghiệp gồm WSDL,

SOAP, UDDI Một SOA tổ chức và quản lý các Web services trong đám mây Một SOAcũng gồm một tập hợp dịch vụ đám mây, chúng sẵn sàng hoạt động trên các platformsđược phân bốnhiều nơi.

1.2.3 Luồng dịch vụ và luồng công việc

Ý tưởng về service flows and workflow muốn nói đến một sự tích hợp của các hoạtđộng trên nền dịch vụ (service-based activities) được cung cấp trên đám mây Workflows

đã trở thành một trong sốnhững lĩnh vực nghiên cứu quan trọng của cơsở dữ liệu và hệthống thông tin

1.2.4 Web 2.0 và ứng dụng hỗn hợp

Web 2.0 là một ý tưởng mới với nội dung là sử dụng công nghệ Web và thiết kế Web

để nâng cao sự sáng tạo, chia sẻ thông tin và hợp tác giữa những người dùng Mặt khác,Mashup là một ứng dụng Web kết hợp dữ liệu từ một vài nguồn thành một công cụ lưutrữ tích hợp duy nhất (singleintegrated storage tool) Cả hai công nghệ này rất hữu ích đốivới tính toán đám mây

Hình 1.3 Kiến trúc tính toán đám mây sử dụng nhiều components đa dạng ở các mức khác nhau (Theo Hutchinson andWard, 2009)

1.3 Giới thiệu một số dịch vụ sử dụng Điện toán đám mây:

* Apple Mobile Me

Dịch vụ này sắp được Apple công bố, cho phép đồng bộ e-mail, ảnh, và danh sáchliên lạc giữa nhiều thiết bị khác nhau PC, laptop và các thiết bị di động của bạn sẽ đượcđồng bộ với nhau và truy cập đồng thời vào các dịch vụ đám mây của Apple

* Evernote

Người dùng sử dụng điện thoại để chụp hình rồi upload lên máy chủ đám mây củaEvernote Dịch vụ sẽ quét chữ (text) trong ảnh rồi lập chỉ mục để tạo cơ sở dữ liệu tìmkiếm sau này

* Zoho Office Suite

Bạn có thể tạo, chỉnh sửa, lưu trữ, chia sẻ, và tương tác đồng thời với các dữ liệulưu trữ trên Zoho Trên thực tế, đây là gói phần mềm văn phòng trực tuyến có các chứcnăng y hệt như Microsoft Office, chỉ khác là nó miễn phí Giao diện của Zoho khá giốngvới Microsoft Office, thao tác sử dụng đơn giản, và có thể trích xuất tệp tin tương thíchvới gói phần mềm văn phòng của Microsoft

* Adobe Photoshop Express

APE là phiên bản thu gọn của Photoshop nhưng cũng có đầy đủ tính năng, và quantrọng hơn là người dùng có thể làm trực tiếp trên mạng thay vì phải cài đặt bộ phần mềmPhotoshop rất nặng trên PC

* G.ho.st

Đây là hệ điều hành ảo chạy trực tiếp trên mạng Tương lai không chỉ những ứng dụngmới được cung cấp qua mạng, mà còn cả hệ điều cũng sẽ được “online” G.ho.st cung cấp5GB lưu trữ miễn phí, trong đó có 3GB dành cho e-mail và các ứng dụng web tích hợpsẵn (sử dụng gói ứng dụng Zoho)

1.4 Điện toán đám mây có gì khác biệt :

Tại sao Cloud Computing ra đời?

Một câu hỏi được đặt ra là làm cách nào để có thể tăng năng lực tính toán và lưu trữ

dữ liệu lên hàng nghìn lần so với chỉ dùng phần cứng tại chỗ? Câu hỏi đã từng làm đauđầu các nhà phát triển hệ thống, và với sự ra đời của mạng internet vấn đề đã được giảiquyết bởi sự xuất hiện của dịch vụ điện toán đám mây Điện toán đám mây là một dịch vụtính toán và lưu trữ do nhà cung cấp dịch vụ cung cấp cho khách hàng, vì vậy năng lực

tính toán và lưu trữ dữ liệu có khả năng tăng lên hàng nghìn lần so với việc chỉ dùng hệthống tính toán truyền thống của khách hàng, và điều này phụ thuộc vào năng lực của nhàcung cấp dịch vụ chứ không phụ thuộc vào hệ thống tại chỗ của khách hàng, mà thường làcác máy của các nhà cung cấp dịch vụ thường là những máy có năng lực tính toán rất lớn

để có thể cung cấp cho nhiều người

So với các hệ thống máy tính truyền thống thì điện toán đám mây có nhiều ưu điểmvượt trội hơn Ưu điểm đầu tiên là về tài nguyên hệ thống, giả sử với một công ty khitrang bị hệ thống tính toán truyền thống cần phải xây dựng một hệ thống mạnh đủ đểphục vụ công việc cho một công ty Điều đó đồng nghĩa với việc chi phí lắp đặt hệ thốngban đầu tốn kém, và đối với hệ thống của công ty cần phải có người quản trị hệ thống tốnthêm tài nguyên và nhân lực, và chi phí cho năng lượng tiêu thụ của hệ thống cũng rấtcao Thêm vào đó là sự lãng phí tài nguyên khi mà hệ thống không được sử dụng hết côngsuất của nó Điều đó cho thấy rằng đầu tư vào một hệ thống máy tính theo kiểu truyềnthống thì có thể là tốn kém và lãng phí Và nếu công ty sử dụng điện toán đám mây thì khi

đó không phải tốn một người quản trị, năng lượng tiêu thụ cho hệ thống cũng không còn

là vấn đề, đặc biệt là tài nguyên không sử dụng sẽ không bị lãng phí vì khi đó công ty chỉtrả tiền cho phần tài nguyên mà họ sử dụng, phần tài nguyên còn lại sẽ được người cungcấp dịch vụ cung cấp cho một công ty khác

Theo cách truyền thống, những công ty lớn, những tập đoàn lớn thường cài đặt tất cảcác ứng dụng hay phần mềm trên những cụm máy chủ của họ Nếu một công ty sẽ có một

hệ thống máy chủ, 2 công ty sẽ là 2, và 1000 công ty sẽ sở hữu con số máy chủ tươngứng Bởi vậy, để giảm tải các chi phí phát sinh từ hệ thống máy chủ đồ sộ của các công tyriêng lẻ, Điện toán đám mây đã được ra đời Và như đã nói ở trên, ”đám mây” chính làdùng để chỉ Internet, một mạng lưới gần như vô tận

Hiện tại đã có rất nhiều doanh nghiệp đăng tải ứng dụng của họ lên Internet và đượcthêm thắt rất nhiều tính năng mới thông qua trình duyệt web Một bằng chứng gần đâynhất chính là sự xuất hiện của Chrome OS, một hệ điều hành với giao diện và ứng dụngđầy đủ ngay trên trình duyệt web Sớm hay muộn, bạn sẽ có thể kết nối tới bất cứ ứngdụng nào chỉ với việc thông qua trình duyệt web trên PC

Để dễ hiểu thì chúng ta sẽ đơn giản hóa như sau

Mỗi công ty thường chạy các ứng dụng ngay trên các máy chủ của chính họ Nhữngmáy chủ được đặt ở ngay vị trí công ty Điều đó đòi hỏi rất nhiều công sức trong việc bảo

dưỡng, bảo trì, tiền bạc và thời gian để giữ cho mọi thứ liên tục được chạy, nâng cấp vàđảm bảo.

Hình 1.4 Ví dụ Google Doc

Nếu các doanh nghiệp áp dụng Điện toán đám mây, họ sẽ vẫn sử dụng được các ứngdụng y hệt nhưng chúng lại được đặt ở các cụm máy chủ trên Internet Các doanh nghiệpchỉ việc kết nối qua mạng Internet mà không phải mất chút công sức nào để bảo trì, bảodưỡng, nâng cấp, chạy máy chủ Không những thế, các doanh nghiệp còn có thể chokhách hàng của họ sử dụng ứng dụng mà không phải mất công cài đặt Tất cả rất đơngiản Nói 1 cách ngắn gọn, Cloud Computing cho phép các công ty bán được nhiều dịch

vụ hơn trong 1 kiện hàng mới và hấp dẫn hơn

Nếu là nhân viên, bạn có bao giờ nghĩ rằng công ty mà bạn đang làm sẽ sử dụngGoogle Docs thay vì dùng Microsoft Office hoặc Open Office không? Xu thế này đangphát triển mạnh mẽ vì làm vậy thì người dùng (doanh nghiệp) không phải mất tiền mua,không phải mất công cài đặt Nhưng sẽ ra sao nếu công ty bạn muốn cung cấp dịch vụ chongười khác? Bạn sẽ có thể tận dụng sức mạnh của Điện toán đám mây bằng cách tạo ứngdụng trên Internet với những tài nguyên từ các “ông lớn” như App Engine của Google,

Windows Azure của Microsoft, EC2 framework của Amazon.

Hình 1.5

1.5 Đặc tính của Điện toán đám mây :

 Dịch vụ cân bằng và đáp ứng theo nhu cầu (Scalability and on-demand services)

Tính toán đám mây cung cấp các tài nguyên và dịch vụ cho người dùng theo nhucầu của họ Tài nguyên đáp ứng ở trạng thái cân bằng (cần đến đâu đáp ứng đến đấy)

 Giao diện hướng người dùng (User-centric interface) Giao diện đám mây được thiết

kế đểtruy nhập thông qua các trình duyệt

 Chất lượng dịch vụ được đảm bảo (Guaranteed Quality of Service) QoS được đảmbảo vềmặt hiệu năng phần cứng/CPU, băng thông, và công suất bộnhớ

 Hệ thống tự quản (Autonomous system) Các hệ thống tính toán đám mây là các hệthống tựquản lý và trong suốt đối với người dùng Tuy nhiên, phần mềm và dữ liệutrong đám mây có thể được tái cấu hình và được hợp nhất tựđộng thành một platformđơn giản theo nhu cầu của người dùng

 Định giá (Pricing) Tính toán đám mây không yêu cầu người dùng phải đầu tư lớnngay từ đầu Người dùng trả tiền cho dịch vụ và công suất mà họ cần đúng theo nhucầu

Chương II Cấu trúc và cách thức hoạt động Điện toán đám mây

2.1 Mô hình tổng quan :

Hình 2.1 Kiến trúc của Cloud

Hình 2.2

 Application (Lớp Ứng dụng): Lớp ứng dụng của điện toán đám mây làm nhiệm vụ

phân phối phần mềm như một dịch vụ thông quan Internet, người dùng không cần phảicài đặt và chạy các ứng dụng đó trên máy tính của mình, các ứng dụng dễ dàng đượcchỉnh sữa và người dùng dễ dàng nhận được sự hỗ trợ

Các đặc trưng chính của lớp ứng dụng bao gồm:

 Các hoạt động được quản lý tại trung tâm của đám mây, chứ không nằm ở phíakhách hàng (lớp Client), cho phép khách hàng truy cập các ứng dụng từ xathông qua Website

 Người dùng không còn cần thực hiện các tính năng như cập nhật phiên bản, bản

vá lỗi, download phiên bản mới… bởi chúng sẽ được thực hiện từ các “đámmây”

 Platform (Lớp Nền tảng): Cung cấp nền tảng cho điện toán và các giải pháp của dịch

vụ, chi phối đến cấu trúc hạ tầng của “đám mây” và là điểm tựa cho lớp ứng dụng, chophép các ứng dụng hoạt động trên nền tảng đó Nó giảm nhẹ sự tốn kém khi triển khaicác ứng dụng khi người dùng không phải trang bị cơ sở hạ tầng (phần cứng và phầnmềm) của riêng mình

 Platform cung cấp cho người dùng việc lưu trữ giữ liệu, khả năng điện toán,giải pháp cho các dịch vụ, các thao tác trên thời gian thức…

 Platform cung cấp dịch cụ theo luồng Luồng công việc ở đây liên quan đếnworkflows( luồng công việc) và service flows( luồng dịch vụ) Ví dụ: Nó sẽcung cấp cho tổ chức, công ty 1 cái platform thỏa mãn yêu cầu của khách hàng.Người sử dụng sẽ sử dụng trên phạm vi platform đó Thực tế, khi sử dụngngười sử dụng có thể không biết về cách thức hệ thống hay chuyên môn nóhoạt động và thao tác như thế nào

 Infrastructure (Lớp Cơ sở hạ tầng): Cung cấp hạ tầng máy tính, tiêu biểu là môi

trường nền ảo hóa Thay vì khách hàng phải bỏ tiền ra mua các server, phần mềm,trung tâm dữ liệu hoặc thiết bị kết nối… giờ đây, họ vẫn có thể có đầy đủ tài nguyên

để sử dụng mà chi phí được giảm thiểu, hoặc thậm chí là miễn phí Đây là một bướctiến hóa của mô hình máy chủ ảo (Virtual Private Server)

2.2 Các giải pháp Cloud Computing :

Cloud Computing giải quyết các vấn đề về lưu trữ dữ liệu và sức mạnh tính toán vàcung cấp tài nguyên.

Vấn đề về lưu trữ dữ liệu: Chúng ta nói là dữ liệu được phân tán trên internet vàcác máy chủ ảo Rõ ràng, là dữ liệu có thể được phân bố ở nhiều nơi nhiều vị trí các nútmạng khác nhau Nhưng trong thực tế đối với các ứng dụng dành cho người dung vàdoanh nghiệp vừa và nhỏ thì dữ liệu được lưu trữ tập trung tại các kho dữ liệu khổng lồ.Các công ty lớn như Microsoft, Google có rất nhiều kho dữ liệu trung tâm nằm rải ráctrên khắp thế giới Các công ty lớn này sẽ cung cấp dịch vụ cho phép doanh nghiệp vàngười sử dụng có thể lưu trữ và quản lý dữ liệu của họ trên các kho lưu trữ trung tâm Lợiích của việc này đối với người sử dụng trước hết sẽ là việc lưu trữ dữ liệu Người sử dụng

sẽ không phải tốn chi phí đầu tư các thiết bị lưu trữ dữ liệu Tất nhiên người sử dụng phảitrả kinh phí cho các nhà cung cấp, nhưng chi phí này nhỏ hơn rất nhiều so với khi chúng

ta trang bị mới các thiết bị Và thông thường thì việc này sẽ làm giảm các chi phí phátsinh hơn đối với người sử dụng Nhưng lợi ích có lẽ đáng quan tâm hơn đối với việc này

là sự bảo mật Rõ ràng khi chúng ta lưu trữ dữ liệu của mình trên các kho dữ liệu của cáccông ty lớn sẽ an toàn hơn đối với việc chúng ta tự bảo vệ Chi phí mà các công ty nàyđầu tư vào công việc bảo vệ dữ liệu và tài nguyên là vô cùng lớn và rất đảm bảo Một lợiích nữa là tính di động đối với người sử dụng Người sử dụng có thể truy xuất dữ liệu,quản lý ở bất kì đâu mà có kết nối internet Đây cũng là ưu điểm rất được ưa chuộng trong

xu thế hiện nay

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 : Thường thihình thức này không còn được ưa chuộng trong thế giới hiện nay Nhượcđiểm của nó là chi phí bảo trì… là khá đắt, hệ thống sẽ ngừng hoạt động nếu

có lỗi xảy ra

 Sử dụng các hệ thống tính toán song song, phân tán, tính toán lưới (gridcomputing) : Giải pháp này đang được ưa chuộng hiện nay Nó giải quyếtđược các vấn đề mà giái pháp trên gặp phải Lợi ích của việc này cũng là sự

di động, đầu tư, và tốc độ xử lý tính toán

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)

Hiện nay, các nhà cung cấp đưa ra nhiều dịch vụ của cloud computing theo nhiềuhướng khác nhau, đưa ra các chuẩn riêng cũng như cách thức hoạt động khác nhau Do

đó, việc tích hợp các cloud để giải quyết một bài toán lớn của khách hàng vẫn còn là mộtvấn đề khó khăn Chính vì vậy, các nhà cung cấp dịch vụ đang có xu hướng tích hợp cáccloud lại với nhau thành “sky computing”, đưa ra các chuẩn chung để giải quyết các bàitoán lớn của khách hàng

Theo Gartner (http://www.buildingthecloud.co.uk/ ): Một mô hình điện toán nơi

mà khả năng mở rộng và linh hoạt về công nghệ thông tin được cung cấp như một dịch vụ cho nhiều khách hàng đang sử dụng các công nghệ trên Internet”

Theo Ian Foster: “Một mô hình điện toán phân tán có tính co giãn lớn mà hướngtheo 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 phốitheo nhu cầu cho các khách hàng bên ngoài thông qua Internet”

2.3 Các loại hình dịch vụ :

Dịch vụ cung cấp rất đa dạng và bao gồm tất cả các lớp dịch vụ điện toán từ cung cấpnăng lực tính toán trên dưới máy chủ hiệu suất cao hay các máy chủ ảo, không gian lưutrữ dữ liệu, hay một hệ điều hành, một công cụ lập trình, hay một ứng dụng kế toán …Các dịch vụ cũng được phân loại khá da dạng, nhưng các mô hình dịch vụ CC phổ biếnnhất có thể được phân thành 3 nhóm: Dịch vụ hạ tầng (IaaS), Dịch vụ nền tảng (PaaS) vàDịch vụ phần mềm (SaaS)

Hình 2.3

Cung cấp dịch vụ IaaS (Infrastructure as a Service)

Dịch vụ IaaS cung cấp dịch vụ cơ bản bao gồm năng lực tính toán, không gian lưutrữ, kết nối mạng tới khách hàng Khách hàng (cá nhân hoặc tổ chức) có thể sử dụng tàinguyên hạ tầng này để đáp ứng nhu cầu tính toán hoặc cài đặt ứng dụng riêng cho người

sử dụng Với dịch vụ này khách hàng làm chủ hệ điều hành, lưu trữ và các ứng dụng dokhách hàng cài đặt Khách hàng điển hình của dịch vụ IaaS có thể là mọi đối tượng cầntới một máy tính và tự cài đặt ứng dụng của mình.

Những đặc trưng tiêu biểu:

- Cung cấp tài nguyên như là dịch vụ: bao gồm cả máy chủ, thiết bị mạng, bộ nhớ,CPU, không gian đĩa cứng, trang thiết bị trung tâm dữ liệu

- Khả năng mở rộng linh hoạt

- Chi phí thay đổi tùy theo thực tế

- Nhiều người thuê có thể cùng dùng chung trên một tài nguyên

- Cấp độ doanh nghiệp: đem lại lợi ích cho công ty bởi một nguồn tài nguyên tíchtoán tổng hợp

Ví dụ điển hình về dịch vụ này là dịch vụ EC2 của Amazon Khách hàng có thể đăng

ký sử dụng một máy tính ảo trê dịch vụ của Amazon và lựa chọn một hệ thống điều hành(ví dụ, Windows hoặc Linux) và tự cài đặt ứng dụng của mình

Thông tin về dịch vụ EC2: Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) là nền tảng cơ sởcho môi trường điện toán đám mây do Amazone cung cấp EC2 giúp cho việc tạo ra, khởiđộng và dự phòng các ứng dụng ảo cho cá nhân hay doanh nghiệp một cách đơn giản và -bất cứ khi nào.Bạn trả phí sử dụng cho những ứng dụng này theo loại ứng dụng và thờilượng sử dụng Các máy chủ ảo hoạt động bên trong môi trường bảo mật của các trungtâm dữ liệu của Amazon Khi lần đầu tiên Amazon ra mắt EC2 năm 2006, nhiều người đãrất ngạc nhiên Họ tỏ ra nghi ngờ bởi luôn nghĩ rằng Amazon là một nhà bán lẻ trực tuyếnđơn thuần Tuy nhiên sau 5 năm đi vào hoạt động, EC2 đã trở thành một nền tảng đámmây đẳng cấp thế giới Với mô hình kinh doanh, Amazon Web Services nói chung thườngđược coi là một trong những dịch vụ tốt nhất

Cung cấp dịch vụ PaaS (Platform as a Service)

Dịch vụ PaaS cung cấp nền tảng điện toán cho phép khách hàng phát triển cácphần mềm, phục vụ nhu cầu tính toán hoặc xây dựng thành dịch vụ trên nền tảng Cloud

dó Dịch vụ PaaS có thể được cung cấp dưới dạng các ứng dụng lớp giữa (middleware),các ứng dụng chủ (application server) cùng các công cụ lập trình với ngôn ngữ lập trìnhnhất định để xây dựng ứng dụng Dịch vụ PaaS cũng có thể được xây dựng riêng và cungcấp cho khách hàng thông qua một API riêng Khách hàng xây dựng ứng dụng và tương

tác với hạ tầng CC thông qua API đó Ở mức PaaS, khách hàng không quản lý nền tảngCloud hay các tài nguyên lớp như hệ điều hành, lưu giữ ở lớp dưới Khách hàng điển hìnhcủa dịch vụ PaaS chính là các nhà phát triển ứng dụng (ISV).

PaaS bao gồm những điều kiện cho qui trình thiết kế ứng dụng, phát triển, kiểmthử, triển khai và lưu trữ ứng dụng có giá trị như là dịch vụ ứng dụng như cộng tác nhón,săp xếp và tích hợp dịch vụ web, tích hợp cơ sở dữ liệu, bảo mật, khả năng mở rộng, quản

lý trạng thái, phiên bản ứng dụng, các lợi ích cho cộng đồng phát triển và nghiên cứu ứngdụng Những dịch vụ này được chuẩn bị như là một giải pháp tính hợp trên nền web.Những đặc trưng tiêu biểu:

- Phục vụ cho việc phát triển, kiêm thử, triển khai và vận hành ứng dụng giống như

là môi trường phát triển tích hợp

- Các công cụ khởi tạo với giao diện trên nền web

o Ưu điểm trong những dự án tập hợp những công việc nhóm có sự phân tán về địa

lý

o Khả năng tích hợp nhiều nguồn của dich vụ web

o Giảm chi phí ngoài lề khi tích hợp các dịch vụ về bảo mật, khả năng mở rộng,kiểm soát lỗi…

o Giảm chi phí khi trừu tượng hóa công việc lập trình ở mức cao để tạo dục vụ,giao diện người dùng và các yếu tố ứng dụng khác

o Mong đợi ở người dùng có kiến thức có thể tiếp tục hoàn thiện và hỗ trợ tươngtác với nhiều người để giúp xác định mức đô khó khăn của vấn đề chúng ta gặpphải

o Hướng việc sử dụng công nghệ để đạt được mục đích tạo điều kiện dễ dàng hơncho việc phát triển ứng dụng đa người dùng cho những người không chỉ trongnhóm lập trình mà có thể kết hợp nhiều nhóm cùng làm việc

Khó khăn:

o Ràng buộc bởi nhà cung cấp: do giới hạn phụ thuộc và dịch vụ của nhà cung cấp

o Giới hạn phát triển: độ phức tạp khiến nó không phù hợp với yêu cầu phá triểnnhanh vì những tính năng phức tạp khi hiện thực trên nền tảng web

Dịch vụ App Engine của Google là một dịch vụ PaaS điển hình, cho phép khách hàng xâydựng các ứng dụng web với môi trường chạy ứng dụng và phát triển dựa trên ngôn ngữlập trình Java hoặc Python

App Engine được coi như con bài chiến lược của Google để đánh bại các đối thủcung cấp dịch vụ điện toán đám mây khác App Engine được bổ sung thêm khả năng hỗtrợ Java và có nhiều tính năng được đánh giá là tốt hơn các nền tảng khác

App Engine mang tính linh hoạt rất cao, nó vừa cho phép quản lý nhiều hệ thốngmáy móc khác nhau, vừa cho phép các nhà phát triển có thể tạo ra nhiều chương trình tùybiến Tuy nhiên, không phải nhà phát triển nào cũng thích nền tảng này, đơn giản là bởi

nó thuộc dạng kế thừa Người ta không thích cách thức App Engine yêu cầu xử lý dữ liệu,

và những sản phẩm viết trên nền tảng này lại không thể triển khai dễ dàng trên các nềntảng khác

Cung cấp dịch vụ SaaS (Software as a Service)

Dịch vụ SaaS cung cấp các ưng dụng hoàn chỉnh như một dịch vụ theo yêu cầu chonhiều khách hàng với chỉ một phiên bản cài đặt Khách hàng lựa chọn ứng dụng phù hợpvới nhu cầu và sử dụng mà không quan tâm tói hay bỏ công sức quản lý tài nguyên tínhtoán bên dưới

Những đặc trưng tiêu biểu

- Phần mềm sẵn có đòi hỏi việc truy xuất, quản lý qua mạng

- Quản lý các hoạt dộng từ một vị trí tập trung hơn là tại mỗi nơi của khách hàng,cho phép khác hàng truy xuất từ xa thông qua web

- Cung cấp ứng dụng thông thường gần gũi với mô hình ánh xạ từ một đến nhiềuhơn là mô hình 1:1 bao gồm cả các đặc trưng kiến trúc, giá cả và quản lý

- Những tính năng tập trung nâng cấp, giải phóng người dùng khỏi việc tải các bản

vá lỗi và cập nhật

- Thường xuyên tích hợp những phần mềm giao tiếp trên mạng diện rộng

Dịch vụ SaaS nổi tiếng nhất phải kể đến Salesforce.com với các ứng dụng cho doanhnghiệp mà nổi bật nhất là CRM Các ứng dụng SaaS cho người dùng cuối phổ biến là cácứng dụng office Online của Microsoft hay Google Docs của Google Ứng dụng office củaGoogle Docs được sử dụng phổ biến Ứng dụng cho ta sử dụng các thao tác soạn thảo đầy

đủ mà không cần phải download hay cài đặt gì cả

2.4 Mô hình triển khai :

Cho dù sử dụng loại mô hình dịch vụ nào đi nữa thì cũng có ba mô hình triển khaichính là: Public Cloud, Private Cloud và Hybrid Cloud

Hình 2.4: Ba loại mô hình

Public Cloud

Các dịch vụ Cloud được nhà cung cấp dịch vụ cung cấp cho mọi người sử dụngrộng rãi Các dịch vụ được cung cấp và quản lý bởi một nhà cung cấp dịch vụ và các ứngdụng của người dùng đều nằm trên hệ thống Cloud

Người sử dụng dịch vụ sẽ được lợi là chi phí đầu tư thấp, giảm thiểu rủi ro do nhàcung cấp dịch vụ đã gánh vác nhiệm vụ quản lý hệ thống, cơ sở hạ tầng, bảo mật… Mộtlợi ích khác của mô hình này là cung cấp khả năng co giãn (mở rộng hoặc thu nhỏ) theoyêu cầu của người sử dụng

Hình 2.5 Mô hình Public CloudTuy nhiên Public Cloud có một trở ngại, đó là vấn đề mất kiểm soát về dữ liệu vàvấn đề an toàn dữ liệu Trong mô hình này mọi dữ liệu đều nằm trên dịch vụ Cloud, donhà cung cấp dịch vụ Cloud đó bảo vệ và quản lý Chính điều này khiến cho khách hàng,nhất là các công ty lớn cảm thấy không an toàn đối với những dữ liệu quan trọng củamình khi sử dụng dịch vụ Cloud

Community Cloud

Đám mây chung (Community Cloud) là mô hình trong đó hạ tầng đám mây đượcchia sẻ bởi một số tổ chức cho cộng đồng người dùng trong các tổ chức đó Các tổ chứcnày do đặc thù không tiếp cận với các dịch vụ Public Cloud và chia sẻ chung một hạ tầng

CC để nâng cao hiệu quả đầu tư và sử dụng

Hình 2.6

Private Cloud

Gồm có: Microsoft Private Cloud, IBM Private Cloud, vSphere VMware

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

vụ cho một tổ chức (doanh nghiệp) duy nhất Điều này giúp cho doanh nghiệp có thểkiểm soát tối đa đối với dữ liệu, bảo mật và chất lượng dịch vụ Doanh nghiệp sở hữu cơ

sở hạ tầng và quản lý các ứng dụng được triển khai trên đó Private Cloud có thể được xâydựng và quản lý bởi chính đội ngũ IT của doanh nghiệp hoặc có thể thuê một nhà cungcấp dịch vụ đảm nhiệm công việc này

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

Hình 2.7 Private Cloud và Public Cloud

Hybrid Cloud

Như chúng ta đã phân tích ở trên, Public Cloud dễ áp dụng, chi phí thấp nhưngkhông an toàn Ngược lại, Private Cloud an toàn hơn nhưng tốn chi phí và khó áp dụng

Do đó nếu kết hợp được hai mô hình này lại với nhau thì sẽ khai thác ưu điểm của từng

mô hình Đó là ý tưởng hình thành mô hình Hybrid Cloud

Hình 2.8

Kết hợp Public Cloud và Private Cloud

Hybrid Cloud là sự kết hợp của Public Cloud và Private Cloud Trong đó doanhnghiệp sẽ “out-source” các chức năng nghiệp vụ và dữ liệu không quan trọng, sử dụng cácdịch vụ Public Cloud để giải quyết và xử lý các dữ liệu này Đồng thời, doanh nghiệp sẽgiữ lại các chức năng nghiệp vụ và dữ liệu tối quan trọng trong tầm kiểm soát (PrivateCloud)

Hình 2.9 Hybrid Cloud

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

Hình 2.10

Doanh nghiệp có thể chọn để triển khai các ứng dụng trên Public, Private hayHybrid Cloud tùy theo nhu cầu cụ thể Mỗi mô hình đều có điểm mạnh và yếu của nó.Các doanh nghiệp phải cân nhắc đối với các mô hình Cloud Computing mà họ chọn Và

họ có thể sử dụng nhiều mô hình để giải quyết các vấn đề khác nhau Nhu cầu về một ứngdụng có tính tạm thời có thể triển khai trên Public Cloud bởi vì nó giúp tránh việc phảimua thêm thiết bị để giải quyết một nhu cầu tạm thời Tương tự, nhu cầu về một ứng dụngthường trú hoặc một ứng dụng có những yêu cầu cụ thể về chất lượng dịch vụ hay vị trícủa dữ liệu thì nên triển khai trên Private hoặc Hybrid Cloud

2.5 Cách tính phí trong Cloud :

 Định giá cố định: nhà cung cấp sẽ xác định rõ đặc tả về khả năng tính toán cố

định (dung lượng bộ nhớ được cấp phát, loại CPU và tốc độ v.v…)

 Định giá theo đơn vị: được áp dụng phổ biến cho lượng dữ liệu truyền tải,

dụng lượng bộ nhớ được cấp phát và sử dụng,… cách này uyển chuyên hơncách trên

 Định giá theo thuê bao: ứng dụng phần lớn trong mô hình dịch vụ phần mềm

(SaaS) người dùng sẽ tiên đoán trước định mức sử dụng ứng dụng cloud (cáchtình này thường khó đạt được độ chính xác cao)

Việc định giá cloud platforms và cloud services căn cứ trên ba yếu tố chính:

 Lưu trữ (storage) : Lưu trữ thường được đo lường theo lượng dữ liệu trung bìnhhàng ngày tính theo GB, chi phí tính trên mỗi tháng

 Băng thông (bandwidth) : Băng thông được đo lường bằng cách tính toán tổnglượng dữ liệu được chuyển vào và ra khỏi platform service thông qua các giaodịch và xử lý lô (batch processing) Nói chung, việc chuyển dữ liệu giữa cácdịch vụ trong cùng platform thì được miễn phí trong nhiều platforms

 Tính toán (compute) : Tính toán được đo lường như là đơn vị thời gian (timeunit) cần thiết để chạy một instance, hoặc một ứng dụng, hoặc một máy(machine) đểphục vụ các requests

2.6 Khảo sát các nhà cung cấp dịch vụ Cloud platforms :