Nghiên cứu ứng dụng điện toán đám mây để xây dựng hệ thống truyền hình trực tuyến cho đài truyền hình bình định

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BI Business Intelligence Hệ thống hỗ trợ ra quyết định CRM Customer Relationship CRT Cathode Ray Tube Ống tia âm cực CDN Content Delivery Network Mạng phân phố

NGUYỄN QUỐC ANH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ĐỂ XÂY DỰNG

HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRỰC TUYẾN CHO ĐÀI TRUYỀN HÌNH BÌNH ĐỊNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

Bình Định - Năm 2021

NGUYỄN QUỐC ANH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ĐỂ XÂY DỰNG

HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRỰC TUYẾN CHO ĐÀI TRUYỀN HÌNH BÌNH ĐỊNH

Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông

Mã số: 8520208

Người hướng dẫn: TS HUỲNH CÔNG TÚ

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH 6

Nguồn gốc của truyền hình 6

1.1 Công nghệ truyền hình màu 7

1.2 Kỷ nguyên vàng của truyền hình 8

1.3 Công nghệ truyền hình cáp 9

1.4 Truyền hình tương tự và kỹ thuật số 10

1.5 Kỷ nguyên của truyền hình độ nét cao [17] 10

1.6 Xu hướng xem mới: YouTube và Hulu 12

1.7 Video theo yêu cầu 14

1.8 Truyền hình tương tác 15

1.9 Truyền hình qua Internet 16

1.10 Kết luận chương 1 18

1.11 CHƯƠNG 2: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 19

Định nghĩa 19

2.1 Ưu nhược điểm 20

2.2 2.2.1 Ưu điểm 20

2.2.2 Nhược điểm 21

Mô hình tổng quan của điện toán đám mây 22

2.3 Các loại hình đám mây 23 2.4

Đám mây công cộng 232.4.1.

Đám mây riêng 232.4.2

Đám mây lai 242.4.3

Đám mây cộng đồng 252.4.4

Đặc điểm của điện toán đám mây 252.5

Các giải pháp 262.6

So sánh điện toán đám mây và điện toán truyền thống 272.7

Hiện thực hóa điện toán đám mây 282.8

Các dịch vụ của đám mây 292.8.1

Ảo hóa 322.8.2

Mô hình điện toán đám mây 352.8.3

Cách tính chi phí trong điện toán đám mây 382.8.4

Cấu trúc và cách hoạt động của ―Điện toán đám mây‖ 382.9

Cấu trúc phân lớp của mô hình Điện toán đám mây 382.9.1

Cách thức hoạt động của Điện toán đám mây 402.9.2

Xu hướng phát triển của điện toán đám mây 412.10

Dự báo xu hướng phát triển chung 412.10.1

Điện toán đám mây và xu hướng 422.10.2

Kết luận chương 2 422.11

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TRONG LĨNH VỰC TRUYỀN HÌNH 44

Cấu trúc đám mây cho dịch vụ truyền hình đám mây 443.1

Mây hóa dịch vụ truyền hình đám mây 473.2

Kiến trúc đám mây theo yêu cầu cho dịch vụ truyền hình đám mây 483.3

Khung làm việc của dịch vụ truyền hình đám mây 503.4

Kết luận chương 3 523.5

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TRUYỀN HÌNH ĐÁM MÂY PHÁT SÓNG TRỰC TIẾP 53

Công nghệ Streaming [6] 534.1

Các giao thức treaming 554.2

Real-Time Messaging Protocol (RTMP) [12] 554.2.1

Apple HTTP Live Streaming (HLS) [1] 574.2.2

Giao thức Realtime Transport Protocol (RTP)[13] 604.2.3

Xây dựng ứng dụng phát chương trình trực tuyến dựa trên nền tảng 4.3

đám mây cho Đài truyền hình Bình Định 61

Thiết lập server demo phát trực tuyến cho Đài truyền hình Bình 4.3.1

Định 61 Cài đặt Nginx với module nginx-rtmp 664.3.2

Demo phát livestream từ máy chủ cloud streaming 714.3.3

Demo phát streaming trên các máy chủ đám mây 724.3.4

Kết luận chương 4 764.4

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BI Business Intelligence Hệ thống hỗ trợ ra quyết định

CRM Customer Relationship

CRT Cathode Ray Tube Ống tia âm cực

CDN Content Delivery Network Mạng phân phối nội dung

CPU Central Processing Unit Bộ xử lý trung tâm

DHT Distributed Hash Table Bảng băm phân tán

DVR Digital video recorders Đầu thu video kỹ thuật số

ERP Enterprise Resource Planning Giải pháp phần mềm quản lý các

hoạt động kinh doanh

FCC The Federal Communications

Commission

Ủy ban Truyền thông Liên bang Hoa Kỳ

GPU Graphics Processing Unit Bộ xử lý đồ họa

HDTV High-Definition Television Truyền hình độ nét cao

HLS HTTP Live Streaming Giao thức truyền phát đa phương

tiện dựa trên giao thức HTTP IaaS Infrastructure as a Service Dịch vụ cơ sở hạ tầng

IT Information technology Công nghệ thông tin

MEC Media - Edge Cloud Đám mây truyền thông biên MSP Managed Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ mảng công

nghệ thông tin ( máy chủ,

OVP Online video platform Nền tảng Video trực tuyến PaaS Platform as a Service Dịch vụ nền tảng

QoE Quality of experience Chất lượng trải nghiệm

QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ

RTMP Real-Time Messaging

Protocol Giao thức gởi tin thời gian thực

RTP Realtime Transport Protocol Giao thức truyền tải thời gian

thực SaaS Software as a Service Dịch vụ phần mềm

SAN Storage Area Network Công nghệ lưu trữ qua mạng SDTV Standard Definition Television Truyền hình độ nét chuẩn SLA Service Level Agreement Cam kết chất lượng dịch vụ

VCR Video Cassette Recorder Đầu máy video

VLAN Virtual local area network Mạng nội bộ ảo

VOD Video-on-Demand Video theo yêu cầu

VPS Virtual Private Server Máy chủ riêng ảo

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: So sánh Điện toán truyền thống và Điện toán Đám mây 28

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Hai phát minh quan trọng đã mở đường cho truyền hình xuất hiện:

ống tia âm cực và hệ thống đĩa cơ học 7

Hình 1.2: Biểu đồ tỉ lệ hộ gia đình sở hữu tivi ở Hoa Kỳ trong giai đoạn 1950-1965 8

Hình 1.3: Tỷ lệ khung hình HDTV (16:9) khác so với SDTV (4:3) 11

Hình 1.4: Thỏa thuận giữa YouTube và các tập đoàn truyền thông 13

Hình 2.1: Mô hình điện toán đám mây của NIST 20

Hình 2.2: Mô hình tổng quan của điện toán đám mây 22

Hình 2.3: Minh họa về dịch vụ của điện toán đám mây 27

Hình 2.4: Ảo hóa mạng 34

Hình 2.5: Kiến trúc đám mây hướng thị trường 36

Hình 2.6: Minh họa lớp Front End và Back End 40

Hình 2.7: Một số nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây 41

Hình 3.1: Kiến trúc tổng quát dịch vụ truyền hình trên đám mây 45

Hình 3.2: Các dịch vụ đám mây theo yêu cầu 49

Hình 3.3: Thành phần khung làm việc của Dịch vụ truyền hình đám mây 50

Hình 3.4: Tương tác giữa các thành phần Dịch vụ truyền hình đám mây 51

Hình 4.1: Minh họa quá trình streaming 54

Hình 4.2: Mô hình truyền nhận của giao thức RTMP 56

Hình 4.3: Các thành phần của HTTP Live Stream 58

Hình 4.4: Mô hình truyền dữ liệu giao thức lớp mạng 61

Hình 4.5 Sơ đồ các hoạt động xử lý trong phân phối quảng bá 62

Hình 4.6 Sơ đồ hoạt động xử lý trong nền tảng video trực tuyến dựa trên đám mây 63

Hình 4.7: Cấu hình streaming cho máy chủ phát live 71

Hình 4.8: Mở luồng phát video trên VLC 72

Hình 4.9: Cài đặt mã hóa trình phát OBS 73

Hình 4.10: Cài đặt cấu hình bộ mã hóa 74

Hình 4.11: Cấu hình phát live stream trên Youtube.com 75

Hình 4.12: Cấu hình phát live stream trên Facebook.com 76

vụ truyền hình HD Mặc dù việc số hóa đã thay đổi đáng kể diện mạo truyền hình quảng bá nhưng vẫn chưa thể đáp ứng yêu cầu của khách hàng về các ứng dụng tương tác trên truyền hình như: truyền hình theo yêu cầu, bình chọn của khán giả bởi truyền hình quảng bá chỉ cho phép tương tác một chiều từ nhà cung cấp (các đài truyền hình) tới người sử dụng, người sử dụng chỉ được xem những gì mà nhà cung cấp phát mà không có chiều ngược lại

Kỷ nguyên 4.0 chứng kiến cuộc chạy đua của nhiều dịch vụ giải trí sử dụng công nghệ OTT tại thị trường quốc tế cũng như tại Việt Nam OTT là thuật ngữ viết tắt của Over The Top và được định nghĩa là giải pháp cung cấp các nội dung cho người sử dụng dựa trên các nền tảng Internet Lĩnh vực được ứng dụng nhiều nhất đó là cung cấp các nội dung truyền hình qua các giao thức internet và video theo yêu cầu (VOD) tới người dùng

Tại thời điểm hiện tại, có hai lựa chọn để xây dựng hệ thống truyền hình mới là:

- Hệ thống tại chỗ: mọi thứ, bao gồm hệ thống playout, bộ mã hóa, bộ ghép kênh, máy chủ, v.v thiết bị cho cả phát sóng và phân phối OTT được lắp đặt và vận hành tại cơ sở

- Hệ thống dựa trên đám mây: hầu hết mọi thứ đều được chuyển thành các giải pháp dựa trên phần mềm và được vận hành bằng cách sử dụng cơ sở

hạ tầng của các nhà cung cấp dịch vụ đám mây, chẳng hạn như AWS, GCP, Azure, v.v

Việc sử dụng điện toán đám mây đã được chứng minh là có khả năng

mở rộng cao, đáng tin cậy và hiệu quả về chi phí để triển khai phân phối OTT/streaming Ngày nay, đám mây đã hỗ trợ các dịch vụ video trực tuyến quy mô lớn, chẳng hạn như YouTube và Netflix, cũng như các nền tảng video trực tuyến (OVP) —Brightcove, Kaltura, thePlatform, v.v [10][14] Bên cạnh việc kích hoạt chức năng phát trực tuyến cơ bản, OVP cũng cung cấp các phương tiện để quản lý nội dung, chèn quảng cáo, phân tích, SDK ứng dụng khách và thậm chí là trình tạo ứng dụng tự động cho tất cả các nền tảng chính

Về cơ bản, họ cung cấp các giải pháp chìa khóa trao tay cho tất cả các loại dịch vụ OTT

Tại Việt Nam, công nghệ truyền hình trên nền tảng đám mây đã được ứng dụng phát sóng các chương trình của đài Truyền hình Việt Nam Tháng 01.2021, VNPT cũng chính thức cung cấp ra thị trường dịch vụ truyền hình MyTV trên nền tảng công nghệ đám mây OTT (gọi tắt là ứng dụng MyTV/app MyTV) với các thiết bị thông minh như smart tivi, smartphone và tablet Dù đang giải trí tại gia hay ở bất kỳ đâu, người dùng đều có thể truy cập vào ứng dụng truyền hình MyTV để xem kho nội dung cực kỳ hấp dẫn và

đa dạng, được giới chuyên môn đánh giá là dẫn đầu phân khúc thị trường truyền hình trả tiền tại Việt Nam

Mô hình hệ thống tại chỗ thực sự đã quá quen thuộc Đây là cách mà tất

cả các hệ thống phát sóng truyền thống luôn được xây dựng và vận hành Cách tiếp cận dựa trên đám mây là một bước phát triển gần đây hơn Nó đòi hỏi triển khai hệ thống trên các nền tảng khác nhau (theo mô-đun, phần mềm), nhưng cuối cùng, nó mang lại một số ưu điểm đáng kể: giảm thiểu các khoản đầu tư vào phần cứng, cho phép tiếp cận đa người dùng kể cả khi di chuyển,

đơn giản hóa quản lý, nâng cấp, quá trình sản xuất chương trình linh hoạt hơn

và phù hợp với tương lai, v.v

2 Lý do chọn đề tài

Điện toán đám mây là mô hình phân phối và sử dụng các tài nguyên công nghệ thông tin dựa trên Internet, đặc trưng bởi việc cung cấp các tài nguyên thường được ―ảo hóa‖ như một dịch vụ trên Internet Vài năm trở lại đây, Điện toán đám mây đã trở thành một xu thế phổ biến trong lĩnh vực công nghệ thông tin Công nghệ này được coi là giải pháp cho những vấn đề như nền tảng Internet vận hành kinh tế hơn, tốc độ nhanh hơn, dịch vụ theo yêu cầu, truy cập Internet dễ dàng hơn, trải nghiệm người dùng cá nhân và doanh nghiệp tốt hơn

Công nghệ phát sóng truyền hình đã trải qua truyền hình tương tự, truyền hình kỹ thuật số độ phân giải tiêu chuẩn, truyền hình kỹ thuật số độ phân giải cao, truyền hình 3D và các ứng dụng truyền thông mới Tương tác

và lượng dữ liệu khổng lồ cần được xử lý là những thách thức mà công nghệ phát sóng truyền hình hiện nay phải đối mặt Với những ưu thế mang lại, điện toán đám mây có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong ngành truyền hình và phát thanh truyền hình Điện toán đám mây sẽ cung cấp các dịch vụ giúp cho các Đài truyền hình có thể quản lý dữ liệu, phát sóng thông tin dễ dàng hơn,

mà không cần phải chi trả quá nhiều chi phí cho các dịch vụ vận hành cũng như đầu tư vào cơ sở hạ tầng

Trong bối cảnh bùng nổ về lưu lượng thông tin, mạng Internet ngày càng mở rộng, các dịch vụ chính cung cấp cho cộng đồng dựa trên nền tảng của công nghệ đám mây trở nên phổ biến, việc triển khai các dịch vụ truyền hình sao cho có hiệu quả về chi phí, chất lượng cũng như mang lại nhiều tiện ích cho người sử dụng đang là yêu cầu bức thiết đặt ra đối với các Đài truyền hình, trong đó có Đài truyền hình Bình Định Đây là lí do tôi chọn đề tài

"Nghiên cứu ứng dụng điện toán đám mây để xây dựng hệ thống truyền hình trực tuyến cho Đài truyền hình Bình Định" làm Luận văn tốt nghiệp Cao học

Đề tài được sự hướng dẫn của thầy TS Huỳnh Công Tú – Giảng viên Khoa

Kỹ thuật và Công nghệ, trường Đại học Quy Nhơn

3 Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu

a Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu ứng dụng điện toán đám mây để xây dựng hệ thống truyền hình trực tuyến

b Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu hệ thống điện toán đám mây và ứng dụng trong lĩnh vực truyền hình

- Nghiên cứu kỹ thuật ảo hóa

- Mô phỏng hệ thống truyền hình trên nền tảng điện toán đám mây

4 Nội dung nghiên cứu:

- Phân tích, định nghĩa làm rõ các khái niệm về ―Cloud‖ và ứng dụng, đặc biệt là trong lĩnh vực Truyền hình

- Giới thiệu và phân tích các kỹ thuật áp dụng điện toán đám mây cho lĩnh vực truyền hình

- Xây dựng mô hình nghiên cứu, đánh giá một hệ thống truyền hình trực tuyến trên nền tảng đám mây

5 Phươn pháp luận và phươn pháp n h ên cứu

- Phân tích tài liệu, số liệu thu thập được về các vấn đề liên quan đến công nghệ đám mây và ứng dụng trong lĩnh vực truyền hình trực tuyến, từ đó

có cái nhìn tổng quan và đầy đủ, đánh giá được các tiến bộ của công nghệ đám mây trong lĩnh vực truyền hình

- Khảo sát số liệu và thông số của các tổ chức chuẩn hóa

- Xây dựng mô hình thực nghiệm sử dụng mã nguồn mở nhằm phân tích, so sánh, đánh giá hiệu quả của việc xây dựng và vận hành hệ thống truyền hình trực tuyến trên nền tảng đám mây Tìm ra các điểm mạnh cũng như hạn chế của nó từ đó chọn lựa, điều chỉnh cho phù hợp với thực tế

6 Ý n hĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Trong bối cảnh bùng nổ về lưu lượng thông tin, mạng Internet ngày càng mở rộng, các dịch vụ cung cấp cho cộng đồng dựa trên nền tảng của công nghệ đám mây trở nên phổ biến Việc triển khai các dịch vụ truyền hình trên nền tảng đám mây sẽ đem lại hiệu quả về chi phí, chất lượng cũng như mang lại nhiều tiện ích cho người sử dụng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH

Kể từ khi thay thế đài phát thanh, phương tiện truyền thông đại chúng phổ biến nhất vào những năm 1950, truyền hình đã đóng một vai trò không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại Trong chương này các công nghệ truyền hình sẽ được phân tích và trình bày

Nguồn gốc của truyền hình

1.1

Các nhà phát minh đã hình thành ý tưởng về tivi từ rất lâu trước khi công nghệ tạo ra nó xuất hiện Những người tiên phong ban đầu suy đoán rằng nếu sóng âm thanh có thể được tách ra khỏi phổ điện từ để tạo ra radio, thì sóng TV cũng có thể được tách ra để truyền hình ảnh trực quan Ngay từ năm 1876, George Carey, công chức Boston đã hình dung ra hệ thống truyền hình hoàn chỉnh, đưa ra các bản vẽ cho một ―máy ảnh selen‖ cho phép mọi người ―xem bằng điện‖ một năm sau đó [4]

Vào cuối những năm 1800, một số phát triển công nghệ đã tạo tiền đề cho truyền hình Phát minh ra ống tia âm cực (CRT) của nhà vật lý người Đức Karl Ferdinand Braun vào năm 1897 đã đóng một vai trò quan trọng là tiền thân của ống hình TV [7] Ban đầu được tạo ra như một thiết bị quét được gọi

là máy hiện sóng tia âm cực, CRT kết hợp hiệu quả các nguyên tắc của máy ảnh và điện Nó có một màn hình huỳnh quang phát ra ánh sáng nhìn thấy được (dưới dạng hình ảnh) khi bị một chùm electron đập vào Phát minh quan trọng khác trong những năm 1880 là hệ thống máy quét cơ học Được tạo ra bởi nhà phát minh người Đức Paul Nipkow, đĩa quét là một đĩa kim loại lớn, phẳng với một loạt các lỗ nhỏ sắp xếp theo hình xoắn ốc Khi đĩa quay, ánh sáng đi qua các lỗ, phân tách các bức ảnh thành các điểm ánh sáng có thể truyền đi như một chuỗi các đường điện tử Số dòng được quét bằng với số lỗ thủng và mỗi vòng quay của đĩa tạo ra một khung hình truyền hình Đĩa cơ

học của Nipkow từng là nền tảng cho các thí nghiệm về truyền hình ảnh trực quan trong vài thập kỷ

Năm 1907, nhà khoa học Nga Boris Rosing đã sử dụng cả CRT và hệ thống máy quét cơ học trong một hệ thống truyền hình thử nghiệm Với CRT trong máy thu, ông sử dụng chùm điện tử hội tụ để hiển thị hình ảnh, truyền các mẫu hình học thô sơ lên màn hình tivi Hệ thống đĩa cơ được sử dụng như một máy ảnh, tạo ra một hệ thống truyền hình sơ khai

Hình 1.1: Hai phát minh quan trọng trong nhữn năm 1880 đã mở đường cho truyền hình

xuất hiện: ống tia âm cực và hệ thốn đĩa cơ học

Côn n hệ truyền hình màu

1.2

Công nghệ sản xuất tivi màu đã được đề xuất đầu tiên vào năm 1904,

và được John Logie Baird chứng minh vào năm 1928 Cũng như hệ thống tivi đen trắng của ông, Baird đã áp dụng phương pháp cơ học, sử dụng một đĩa quét Nipkow với ba hình xoắn ốc, mỗi hình xoắn ốc cho mỗi màu cơ bản (đỏ, lục và lam) Năm 1940, các nhà nghiên cứu của CBS, dẫn đầu bởi kỹ sư truyền hình người Hungary Peter Goldmark, đã sử dụng các thiết kế năm

1928 của Baird để phát triển một khái niệm về truyền hình màu cơ học có thể tái tạo màu mà ống kính máy ảnh nhìn thấy

Sau Chiến tranh Thế giới thứ hai, Ủy ban Hệ thống Truyền hình Quốc gia (NTSC) đã làm việc để phát triển một hệ thống màu điện tử hoàn toàn tương thích với các TV đen trắng, được FCC phê duyệt vào năm 1953 Một năm sau, NBC đã phát sóng chương trình truyền hình màu đầu tiên là chương trình ghi lại Tournament of Roses Parade Bất chấp sự hỗ trợ của ngành công nghiệp truyền hình đối với công nghệ mới, phải 10 năm nữa tivi màu mới trở nên phổ biến rộng rãi ở Hoa Kỳ và tivi đen trắng nhiều hơn tivi màu cho đến năm 1972 [8]

Kỷ n uyên vàn của truyền hình

1.3

Hình 1.2: Biểu đồ tỉ lệ hộ a đình sở hữu tivi ở Hoa Kỳ tron a đoạn 1950-1965

Những năm 1950 được chứng minh là thời kỳ hoàng kim của truyền hình, trong đó phương tiện này đã có sự phát triển vượt bậc về mức độ phổ biến Những tiến bộ về sản xuất hàng loạt được thực hiện trong Thế chiến II

đã giảm đáng kể chi phí mua TV, giúp truyền hình có thể tiếp cận được với đại chúng Năm 1945, có dưới 10.000 TV ở Hoa Kỳ Đến năm 1950, con số

này đã tăng lên khoảng 6 triệu và đến năm 1960, hơn 60 triệu tivi đã được bán [20] Hầu hết các chương trình truyền hình ban đầu đều dựa theo kiểu mẫu các chương trình phát thanh và không tận dụng được khả năng mà truyền hình mang lại Ví dụ: các phát thanh viên chỉ cần đọc tin tức như trong một chương trình phát thanh và mạng lưới này dựa vào các công ty cung cấp tin tức để cung cấp cảnh quay về các sự kiện tin tức Tuy nhiên, vào đầu những năm

1950, bắt đầu xuất hiện các bộ phim truyền hình như Playhouse 90 (1956) và

The U.S Steel Hour (1953) … và đồng thời, chất lượng chương trình truyền

hình đưa tin về các sự kiện hàng ngày cũng ngày một nâng lên

Công n hệ truyền hình cáp

1.4

Truyền hình cáp ban đầu được phát triển vào những năm 1940 ở các vùng xa xôi hoặc miền núi, để tăng cường khả năng thu tín hiệu truyền hình Ăng-ten cáp được dựng trên núi hoặc các điểm cao khác, và những ngôi nhà kết nối với tháp sẽ nhận được tín hiệu phát sóng

Vào cuối những năm 1950, các nhà khai thác cáp bắt đầu thử nghiệm với vi sóng để truyền tải tín hiệu từ các thành phố xa xôi Tận dụng khả năng nhận tín hiệu phát sóng đường dài của họ, các nhà khai thác đã phân nhánh từ việc cung cấp dịch vụ cộng đồng địa phương và bắt đầu tập trung vào việc cung cấp cho người tiêu dùng nhiều lựa chọn chương trình hơn Các kênh đa dạng hơn và khả năng tiếp nhận rõ ràng hơn mà dịch vụ cung cấp đã sớm thu hút người xem từ các khu vực thành thị

Trong những năm 1990, các nhà khai thác cáp đã nâng cấp hệ thống của họ bằng cách xây dựng các mạng kết hợp cáp quang và cáp đồng trục dung lượng cao hơn Các mạng băng thông rộng này cung cấp dịch vụ truyền hình đa kênh, cùng với điện thoại, Internet tốc độ cao và các dịch vụ video kỹ thuật số tiên tiến, sử dụng một dây duy nhất

Truyền hình tươn tự và kỹ thuật số

1.5

Trong hệ thống truyền hình tương tự, máy thu hình thu các chương trình qua tín hiệu tương tự bằng sóng vô tuyến Tín hiệu tương tự đến được với TV thông qua ba phương thức khác nhau: qua sóng không dây, qua dây cáp hoặc truyền qua vệ tinh Hệ thống analog dễ bị nhiễu và biến dạng, dẫn đến chất lượng hình ảnh kém hơn nhiều so với phim chiếu tại rạp Khi máy thu hình ngày càng lớn hơn, độ phân giải hạn chế làm giảm độ rõ nét của hình ảnh Các công ty trên khắp thế giới, đáng chú ý nhất là ở Nhật Bản, bắt đầu phát triển công nghệ cung cấp các định dạng truyền hình mới hơn, chất lượng tốt hơn, bắt đầu kỷ nguyên của truyền hình kỹ thuật số Một hình thức công nghệ phát sóng hiệu quả và linh hoạt hơn, truyền hình kỹ thuật số sử dụng các tín hiệu chuyển hình ảnh và âm thanh của TV thành mã nhị phân, hoạt động giống như một máy tính Điều này có nghĩa là chúng yêu cầu không gian tần

số ít hơn nhiều và cũng cung cấp hình ảnh chất lượng cao hơn nhiều Năm

1987, Ủy ban Cố vấn về Dịch vụ Truyền hình Tiên tiến bắt đầu họp để kiểm tra các hệ thống TV khác nhau, cả analog và kỹ thuật số Ủy ban cuối cùng đã đồng ý chuyển từ định dạng tương tự sang kỹ thuật số vào năm 2009, cho phép một giai đoạn chuyển đổi trong đó các đài truyền hình có thể gửi tín hiệu của họ trên cả kênh tương tự và kỹ thuật số Khi quá trình chuyển đổi diễn ra, nhiều TV analog cũ hơn không thể sử dụng được nếu không có dịch vụ cáp hoặc vệ tinh hoặc bộ chuyển đổi kỹ thuật số

Kỷ n uyên của truyền hình độ nét cao [17]

1.6

Cùng thời điểm chính phủ Hoa Kỳ đang xem xét các lựa chọn cho hệ thống truyền hình tương tự và kỹ thuật số, các công ty ở Nhật Bản đang phát triển công nghệ kết hợp với tín hiệu kỹ thuật số để tạo ra hình ảnh rõ nét ở định dạng màn hình rộng Truyền hình độ nét cao, hay HDTV, cố gắng tạo ra cảm giác chân thực cao hơn bằng cách cung cấp cho người xem trải nghiệm

gần như ba chiều Nó có độ phân giải cao hơn nhiều so với các hệ thống truyền hình tiêu chuẩn, sử dụng khoảng năm lần số điểm ảnh trên mỗi khung hình Có mặt lần đầu tiên vào năm 1998, các sản phẩm HDTV ban đầu cực kỳ đắt đỏ, có giá từ 5.000 USD đến 10.000 USD/bộ Tuy nhiên, giống như hầu hết các công nghệ mới, giá đã giảm đáng kể trong vài năm sau đó, khiến HDTV có giá cả phải chăng đối với những người mua sắm phổ thông

Hình 1.3: HDTV sử dụn định dạn màn hình rộn vớ tỷ lệ khun hình khác (16:9) so vớ TV

độ nét t êu chuẩn (4:3)

Tính đến năm 2010, gần một nửa số khán giả Mỹ đang xem truyền hình

ở độ phân giải cao, công nghệ truyền hình được sử dụng nhanh nhất kể từ khi VCR ra đời vào những năm 1980 Công nghệ mới đã thu hút khán giả xem truyền hình trong thời gian dài hơn Theo Công ty Nielsen, một công ty đo lường lượng người xem truyền hình, các hộ gia đình có HDTV xem truyền hình vào khung giờ vàng nhiều hơn 3% - Chương trình được chiếu trong khoảng từ 7 giờ đến 11 giờ tối, khi có sẵn lượng khán giả lớn nhất - hơn so với các chương trình có độ phân giải tiêu chuẩn Báo cáo tương tự cũng tuyên

bố rằng trải nghiệm điện ảnh của HDTV đang đưa các gia đình trở lại với nhau trong phòng khách trước TV màn hình rộng lớn và ra khỏi nhà bếp và phòng ngủ, nơi mọi người có xu hướng xem truyền hình một mình trên màn hình nhỏ hơn Tuy nhiên, những hình thức xem này có thể thay đổi một lần

nữa khi Internet ngày càng đóng vai trò lớn hơn trong cách mọi người xem các chương trình TV

Xu hướng xem mới: YouTube và Hulu

1.7

Trong số nhiều hiện tượng Internet gần đây, rất ít hiện tượng gây được ảnh hưởng lớn như trang web chia sẻ video YouTube Được tạo bởi ba kỹ sư PayPal vào năm 2005, trang web này cho phép người dùng tải lên các video

cá nhân, clip truyền hình, video ca nhạc và các đoạn phim mà người dùng khác trên toàn thế giới có thể xem Mặc dù ban đầu, trang web bị chôn vùi dưới một loạt các vụ kiện vi phạm bản quyền, YouTube vẫn tồn tại được bằng cách thiết lập các thỏa thuận với các tập đoàn truyền thông, chẳng hạn như NBC Universal Television, để phát hợp pháp các video clip từ các chương trình như The Office Vào năm 2006, công ty chiếu hơn 100 triệu video clip mỗi ngày đã được Google mua lại với giá 1,65 tỷ USD [9] Dự đoán chính xác rằng trang web là ―bước tiếp theo trong sự phát triển của Internet‖, Giám đốc điều hành Google Eric Schmidt đã chứng kiến sự nổi tiếng của YouTube bùng nổ kể từ khi tiếp quản Tính đến năm 2010, YouTube hiển thị hơn 2 tỷ clip mỗi ngày và cho phép mọi người tải lên 24 giờ video mỗi phút (Youtube) Để đảm bảo vị trí của mình với tư cách là trang web giải trí truy cập, YouTube đang mở rộng ranh giới của mình bằng cách phát triển dịch vụ cho thuê phim và chiếu các buổi hòa nhạc trực tiếp cũng như sự kiện thể thao trong thời gian thực Vào tháng 1 năm 2010, Google đã ký một thỏa thuận với Giải Ngoại hạng Ấn Độ, cung cấp 60 trận đấu cricket của giải đấu trên kênh IPL của YouTube và thu hút 50 triệu người xem trên toàn thế giới [19]

Trong khi YouTube vẫn tập trung vào nội dung do người dùng tạo ra, những người xem tìm kiếm video thương mại về phim và chương trình truyền hình đang ngày càng chuyển sang Hulu

Hình 1.4: Thỏa thuận ữa YouTube và các tập đoàn truyền thôn cho phép n ườ xem xem m ễn phí các cl p về các chươn trình yêu thích của họ trên YouTube

Được thành lập vào năm 2007 sau một thỏa thuận giữa NBC Universal, News Corporation và một số công ty Internet hàng đầu (bao gồm Yahoo!, AOL, MSN và MySpace), trang web cung cấp cho người dùng quyền truy cập vào toàn bộ thư viện video clip mà không tính phí và cung cấp tài liệu cho các trang web phân phối của đối tác Các video bao gồm các tập đầy đủ của các chương trình nổi tiếng hiện nay như House, Saturday Night Live và The Simpsons, cũng như các bản hit cũ hơn từ thư viện truyền hình của hãng phim Được hỗ trợ thông qua quảng cáo, liên doanh, vốn chỉ có sẵn cho người xem ở Hoa Kỳ, đã trở thành trang phát sóng video hàng đầu trên web trong vòng 2 năm Vào tháng 7 năm 2009, trang này đã nhận được hơn 38 triệu người xem và cung cấp nhiều video hơn bất kỳ trang nào ngoại trừ YouTube Trong cả năm, Hulu đã tạo ra doanh thu ước tính 120 triệu đô la và tăng số nhà quảng cáo của mình lên 250 nhà tài trợ Mô hình quảng cáo của nó hấp dẫn người xem, những người chỉ cần xem hai phút quảng cáo trong 22 phút chương trình, so với 8 phút trên truyền hình Việc giới hạn tài trợ cho một nhà quảng cáo cho mỗi chương trình đã giúp tỷ lệ nhớ lại cao gấp đôi so với tỷ lệ

nhớ lại cho cùng một quảng cáo trên truyền hình, mang lại lợi ích cho nhà tài trợ cũng như người xem

Video theo yêu cầu

1.8

Ban đầu được giới thiệu vào đầu những năm 1990, khái niệm video theo yêu cầu (VOD)—Một hệ thống trả tiền cho mỗi lần xem cho phép người xem đặt hàng hoặc tải xuống một bộ phim qua truyền hình hoặc Internet và xem nó một cách thuận tiện — đã không thành công ngay lập tức vì chi phí đặt hàng phim quá cao so với việc mua hoặc thuê phim từ một cửa hàng Một phàn nàn ban đầu khác về dịch vụ này là các hãng phim đã giữ lại các bộ phim cho đến rất lâu sau khi chúng có trên đĩa DVD, vào thời điểm đó hầu hết những người muốn xem bộ phim đã xem nó Cả hai nhược điểm này sau đó

đã được khắc phục, với các bộ phim hiện được phát hành cùng lúc trên VOD cũng như trên DVD với giá thuê cạnh tranh Hiện tại, hầu hết các nhà cung cấp truyền hình cáp và vệ tinh đều cung cấp một số hình thức dịch vụ theo yêu cầu, hoặc là VOD, cung cấp phim 24 giờ một ngày và cho phép người xem tất cả các chức năng của đầu đĩa DVD (chẳng hạn như khả năng tạm dừng, tua lại, video gần theo yêu cầu (NVOD), phát nhiều bản sao của phim hoặc chương trình trong khoảng thời gian ngắn nhưng không cho phép người xem kiểm soát video

Để thay thế cho VOD truyền hình cáp hoặc vệ tinh, người xem cũng có thể dễ dàng tải phim và chương trình truyền hình qua Internet, thông qua các dịch vụ miễn phí như YouTube và Hulu hoặc thông qua đăng ký trả phí cho các trang web truyền phim đến máy tính Dịch vụ cho thuê DVD trực tuyến Netflix bắt đầu cho phép người đăng ký truy cập nhanh vào danh mục các chương trình truyền hình và phim cũ hơn vào năm 2007, trong khi gã khổng

lồ Internet Amazon.com thiết lập dịch vụ đối thủ tương tự như mô hình trả tiền cho mỗi lần xem vào năm 2008 Người xem cũng có thể phát trực tuyến

các tập phim miễn phí trong số các chương trình yêu thích của họ thông qua các trang web của mạng truyền hình và cáp Với sự phổ biến ngày càng tăng của điện thoại thông minh—Điện thoại di động có chứa các ứng dụng cài sẵn

và truy cập Internet — người xem đang sử dụng VOD như một cách để xem truyền hình khi họ ra khỏi nhà Sau khi phát hiện ra rằng người tiêu dùng sẵn sàng xem toàn bộ các tập phim truyền hình hoặc thậm chí cả phim trên điện thoại thông minh của họ, các nhà điều hành ngành đã tận dụng công nghệ điện thoại thông minh Vào năm 2010, Fox Mobile Group của News Corporation

đã có kế hoạch tung ra Bitbop, một dịch vụ truyền các tập phim truyền hình đến điện thoại thông minh với giá 9,99 đô la một tháng Thảo luận về dự án, kiến trúc sư Joe Bilman của Bitbop nói rằng ―sự kết hợp giữa nội dung theo yêu cầu và tính di động có sức mạnh thắp sáng ngọn lửa trong không gian điện thoại thông minh [16].‖ Sự thay đổi từ xem truyền hình truyền thống sang xem trực tuyến đang tạo ra một vết lõm nhỏ nhưng đáng chú ý trong ngành công nghiệp truyền hình cáp và vệ tinh trị giá 84 tỷ USD

Truyền hình tươn tác

1.9

Tiến một bước xa hơn VOD, các nhà cung cấp truyền hình cáp và vệ tinh đang kết hợp các khía cạnh của việc xem truyền hình truyền thống với nội dung trực tuyến để tạo ra một cách hoàn toàn mới để xem các chương trình - truyền hình tương tác (iTV) Sử dụng hộp giải mã tín hiệu bổ sung và điều khiển từ xa, người xem có thể sử dụng một số tính năng khác nhau không chỉ đơn giản là xem một chương trình truyền hình Ví dụ: truyền hình tương tác cho phép người dùng tham gia các chương trình đố vui, bình chọn cho một thí sinh được yêu thích trên một chương trình trò chơi, xem các điểm nổi bật hoặc tra cứu số liệu thống kê trong các trận đấu thể thao, tạo danh sách phát nhạc hoặc trình chiếu ảnh và xem thông tin địa phương như thời tiết và lưu lượng truy cập thông qua một mã theo một chương trình truyền hình hiện

tại Phần mềm như UltimateTV của Microsoft, phát hành năm 2001, thậm chí còn mang lại tính tương tác cho các chương trình truyền hình riêng lẻ Ví dụ: một khán giả xem loạt phim tội phạm CSI của CBS có thể nhấp vào biểu tượng tương tác ở góc màn hình và nhận thông tin tức thì về các kỹ thuật phân tích pháp y, cùng với hướng dẫn tập phim, tiểu sử nhân vật và bản đồ bối cảnh Las Vegas của chương trình

Truyền hình tương tác sử dụng định dạng mạng xã hội của web, liên kết người xem với các cộng đồng trực tuyến sử dụng các công cụ giao tiếp như Twitter và Skype IM để thảo luận về những gì họ vừa xem trên truyền hình trong thời gian thực Khi chương trình hài kịch ca nhạc nổi tiếng Glee công chiếu vào năm 2009, các chuyên gia tiếp thị tại Fox đã thúc đẩy sự hiện diện trực tuyến mạnh mẽ, phát sóng tập thử nghiệm trước khi ra mắt phần thực tế và tạo ra tiếng vang trên các trang mạng xã hội như Twitter và Facebook Sau khi chương trình trở nên phổ biến rộng rãi, Fox đã tung ra một siêu đoạn giới thiệu tương tác trên trang web của mình, cho phép người xem nhấp vào và ―thích‖ các diễn viên của chương trình trên Facebook The Glee dàn diễn viên cũng tham gia ―tweet-peats‖ hàng tuần, trong đó có các nguồn cấp dữ liệu Twitter trực tiếp chạy qua ở cuối màn hình trong các lần phát lại chương trình, cung cấp các chi tiết hậu trường và trả lời các câu hỏi của người hâm mộ

Truyền hình qua Internet

1.10

OTT (Over The Top) là giải pháp cung cấp các nội dung cho người dùng như các nội dung về âm thanh (Audio), hình ảnh (video) trên các nền tảng Internet OTT loại bỏ các nền tảng truyền thống như truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh, các bộ chuyển đổi giải mã …, chỉ sử dụng hạ tầng internet để phân phối nội dung tới người dùng Lĩnh vực được ứng dụng nhiều nhất đó là cung cấp các nội dung về truyền hình qua các giao thức internet và

phát video theo yêu cầu (VOD) tới người dùng cuối cùng Ưu điểm lớn nhất của công nghệ OTT là việc cho phép cung cấp nguồn có nội dung rất phong phú và đa dạng theo yêu cầu của người sử dụng vào bất kì những thời điểm nào và tại bất cứ ở nơi đâu chỉ với một thiết bị phù hợp đã có kết nối Internet Các thiết bị có thể sử dụng những ứng dụng OTT như máy tính để bàn, máy tính xách tay, điện thoại thông minh, tivi thông minh, máy tính bảng, máy chơi game, một số OTT Player thông dụng (Roku, Dune, Apple TV ) Các nội dung của OTT chủ yếu tập trung trong lĩnh vực truyền hình được phát triển từ bên thứ ba như Hulu, Netflix, HBO, MyTV, HDO, HayhayTv, Zing

TV (xem phim trực tuyến), Facebook, Twitter (mạng xã hội), Zalo, Viber, Skype Các nội dung này được chuyển tải đến một thiết bị người dùng cuối

và các nhà cung cấp dịch vụ internet chỉ chịu trách nhiệm vận chuyển các gói tín hiệu

Tuy nhiên, về hạ tầng và công nghệ, không quá khi nói OTT nói chung

và truyền hình qua internet là các cỗ máy ―ngốn‖ server Chúng ta có thể nói rằng yếu tố hạ tầng và công nghệ sẽ là mấu chốt quyết định sự thắng bại (cả

về ngắn và dài hạn) ở mảng nội dung số và đặc biệt là ở các nhà khai thác công nghệ truyền tải nội dung OTT Truyền hình đám mây hiện nay đang nổi lên như một giải pháp mới giải quyết yếu tố đó, đồng thời cũng thỏa mãn các nhu cầu xem truyền hình mọi lúc, mọi nơi của khán giả Nó giải quyết hoàn hảo những vấn đề tồn tại trong quá trình số hóa nói chung cũng như số hóa truyền hình nói riêng Đó là cung cấp các dịch vụ giúp có thể quản lý, lưu trữ

dữ liệu dễ dàng hơn, và sẽ chỉ trả chi phí cho lượng sử dụng dịch vụ của họ,

mà không cần phải đầu tư nhiều vào cơ sở hạ tầng cũng như quan tâm nhiều đến công nghệ, …

K t luận chươn 1

1.11

Nội dung chương 1 đem lại cái nhìn tổng quan về các công nghệ truyền hình cơ bản từ trước đến nay, cũng như xu hướng phát triển tiếp đến của nó Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của Internet, công nghệ phân phối, truyền tải nội dung cũng như cách thức xem truyền hình đã thay đổi hoàn toàn so với trước Có thể nói, sự chiếm lĩnh của truyền hình trực tuyến mà trong đó truyền hình đám mây là một xu thế tất yếu Trong chương tiếp theo chúng ta

sẽ nghiên cứu về công nghệ Điện toán đám mây, làm cơ sở cho việc ứng dụng vào việc xây dựng Hệ thống truyền hình trực tuyến cơ bản

CHƯƠNG 2: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

Hiện nay công nghệ thông tin ngày càng phát triển, máy vi tính và các thiết bị điện tử thông minh đã trở thành một phần tất yếu của cuộc sống Việc đáp ứng các nhu cầu sử dụng dữ liệu của người dùng đòi hỏi sự phát triển của công nghệ mới Điện toán đám mây ra đời đã cung cấp một giải pháp đáp ứng các nhu cầu của người dùng Trong chương này công nghệ điện toán đám mây sẽ được trình bày

Định n hĩa

2.1

―Điện toán đám mây (cloud computing) là một khái niệm rộng, nó tương quan với các phương thức để cung cấp cơ sở hạ tầng, dịch vụ và phần mềm thông qua mạng theo nhu cầu, phù hợp với quy mô Điện toán đám mây dựa trên một nền tảng ảo hóa, trong đó các kho tài nguyên (ảo hóa) được tổ chức một cách linh động vì lợi ích của các ứng dụng và phần mềm Điều này

sẽ làm thay đổi cách thức các ứng dụng được viết ra và cung cấp‖ – Cisco System

―Điện toán đám mây là một mô hình để hỗ trợ truy cập qua mạng thuận tiện, theo nhu cầu vào một kho tài nguyên điện toán có thể định cấu hình được (như là tài nguyên mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng và dịch vụ) có thể được cung cấp và thu hồi nhanh chóng với công sức quản lý hoặc tương tác của nhà quản trị ở mức độ tối thiểu Mô hình điện toán đám mây đảm bảo độ sẵn sàng

và được cấu thành từ năm đặc tính cần thiết, ba mô hình cung cấp và bốn mô hình triển khai‖ – NIST (Viện tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia, Mỹ) Mô hình điện toán đám mây theo NIST được minh họa ở hình vẽ dưới đây

Hình 2.1: Mô hình đ ện toán đám mây của NIST

- Tính linh động: Người dùng có thể thoải mái lựa chọn các dịch

vụ phù hợp với nhu cầu của mình, cũng như có thể bỏ bớt những thành phần

mà mình không muốn (Thay vì phải bỏ ra hàng trăm USD cho 1 bộ Ms office, ta có thể mua riêng lẻ từng phần hoặc chỉ trả 1 khoản phí rất nhỏ mỗi khi sử dụng 1 phần nào đó của nó)

- Giảm bớt phí: Người dùng không chỉ giảm bớt chi phí bản quyền

mà còn giảm phần lớn chi phí cho việc mua và bảo dưỡng máy chủ Việc tập hợp ứng dụng của nhiều tổ chức lại 1 chỗ sẽ giúp giảm chi phí đầu tư ban đầu, cũng như tăng hiệu năng sử dụng các thiết bị này một cách tối đa

- Tạo nên sự độc lập: Người dùng sẽ không còn bị bó hẹp với 1 thiết bị hay 1 vị trí cụ thể nào nữa Với điện toán đám mây, phần mềm, dữ liệu có thể được truy cập và sử dụng từ bất kì đâu, trên bất kì thiết bị nào mà không cần phải quan tâm đến giới hạn phần cứng cũng như địa lý

- Tăng cường độ tin cậy: Dữ liệu trong mô hình điện toán đám mây được lưu trữ 1 cách phân tán tại nhiều cụm máy chủ tại nhiều vị trí khác nhau Điều này giúp tăng độ tin cậy, độ an toàn của dữ liệu mỗi khi có sự cố hoặc thảm họa xảy ra

- Bảo mật: Việc tập trung dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau sẽ giúp các chuyên gia bảo mật tăng cường khả năng bảo vệ dữ liệu của người dùng, cũng như giảm thiểu rủi ro bị ăn cắp toàn bộ dữ liệu (Dữ liệu được đặt tại 6 máy chủ khác nhau → trong trường hợp hacker tấn công, bạn cũng sẻ chỉ bị

lộ 1/6 Đây là 1 cách chia sẻ rủi ro giữa các tổ chức với nhau)

- Bảo trì dễ dàng: Mọi phần mềm đều nằm trên server, lúc này, người dùng sẽ không cần lo lắng cập nhật hay sửa lỗi phần mềm nữa Và các lập trình viên cũng dễ dàng hơn trong việc cài đặt, nâng cấp ứng dụng của mình

- Mất dữ liệu: Một vài dịch vụ lưu trữ dữ liệu trực tuyến trên đám mây bất ngờ ngừng hoạt động hoặc không tiếp tục cung cấp dịch vụ, khiến cho người dùng phải sao lưu dữ liệu của họ từ ―đám mây‖ về máy tính cá nhân Điều này sẽ mất nhiều thời gian Thậm chí một vài trường hợp, vì một lý do nào đó, dữ liệu người dùng bị mất và không thể phục hồi được

- Tính di động của dữ liệu và quyền sở hữu: Một câu hỏi đặt ra, liệu người dùng có thể chia sẻ dữ liệu từ dịch vụ đám mây này sang dịch vụ của đám mây khác? Hoặc trong trường hợp không muốn tiếp tục sử dụng dịch vụ cung cấp từ đám mây, liệu người dùng có thể sao lưu toàn bộ dữ liệu của họ

từ đám mây? Và làm cách nào để người dùng có thể chắc chắn rằng các dịch

vụ đám mây sẽ không hủy toàn bộ dữ liệu của họ trong trường hợp dịch vụ ngừng hoạt động

- Khả năng bảo mật : Vấn đề tập trung dữ liệu trên các ―đám mây‖ là cách thức hiệu quả để tăng cường bảo mật, nhưng mặt khác cũng lại chính là mối lo của người sử dụng dịch vụ của điện toán đám mây Bởi lẽ một khi các đám mây bị tấn công hoặc đột nhập, toàn bộ dữ liệu sẽ bị chiếm dụng

- Các quy định pháp luật cho các dịch vụ, giữa khách hàng và nhà cung cấp

Mô hình tổng quan của đ ện toán đám mây

2.3

Các nguồn điện toán khổng lồ như phần mềm, dịch vụ sẽ nằm tại các máy chủ ảo (đám mây) trên Internet thay vì trong máy tính gia đình và văn phòng để mọi người kết nối và sử dụng mỗi khi họ cần

Hình 2.2: Mô hình tổng quan của đ ện toán đám mây

Hiện nay, các nhà cung cấp đưa ra nhiều dịch vụ của điện toán đám mây theo nhiều hướng 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 một vấn đề khó khăn Chính vì vậy, các nhà cung cấp dịch vụ đang có xu hướng tích hợp các đám mây lại với nhau thành ―sky computing‖, đưa ra các chuẩn chung để giải quyết các bài toán lớn của khách hàng [15]

Các đám mây công cộng cố gắng cung cấp cho người tiêu dùng với các phần tử công nghệ thông tin tốt nhất Cho dù đó là phần mềm, cơ sở hạ tầng ứng dụng hoặc cơ sở hạ tầng vật lý, nhà cung cấp đám mây chịu trách nhiệm

về cài đặt, quản lý, cung cấp và bảo trì Khách hàng chỉ chịu phí cho các tài nguyên nào mà họ sử dụng, vì thế cái chưa sử dụng được loại bỏ

Tất nhiên điều này liên quan đến chi phí Các dịch vụ này thường được cung cấp với "quy ước về cấu hình," nghĩa là chúng được phân phối với ý tưởng cung cấp các trường hợp sử dụng phổ biến nhất Các tùy chọn cấu hình thường là một tập hợp con nhỏ hơn so với những gì mà chúng đã có nếu nguồn tài nguyên đã được người tiêu dùng kiểm soát trực tiếp Một điều khác cần lưu ý là kể từ khi người tiêu dùng có quyền kiểm soát một chút trên cơ sở

hạ tầng, các quy trình đòi hỏi an ninh chặt chẽ và tuân thủ quy định dưới luật không phải lúc nào cũng thích hợp cho các đám mây chung

Đám mây riêng

2.4.2.

Đám mây riêng là các dịch vụ đám mây được cung cấp trong doanh nghiệp Những đám mây này tồn tại bên trong tường lửa công ty và chúng được doanh nghiệp quản lý

Các đám mây riêng đưa ra nhiều lợi ích giống như các đám mây chung thực hiện với sự khác biệt chính: doanh nghiệp có trách nhiệm thiết lập và bảo trì đám mây này Sự khó khăn và chi phí của việc thiết lập một đám mây bên trong đôi khi có thể kìm hãm việc sử dụng nó Hơn nữa chi phí hoạt động liên tục của đám mây có thể vượt quá chi phí của việc sử dụng một đám mây chung

Các đám mây riêng đưa ra nhiều lợi thế hơn so với loại chung Việc kiểm soát chi tiết hơn trên các tài nguyên khác nhau đang tạo thành một đám mây mang lại cho công ty tất cả các tùy chọn cấu hình có sẵn Ngoài ra, các đám mây riêng là lý tưởng khi các kiểu công việc đang được thực hiện không thiết thực cho một đám mây chung, do các mối quan tâm về an ninh, bảo mật

Hạn chế chính với đám mây này là sự khó khăn trong việc tạo ra và quản lý có hiệu quả một giải pháp như vậy Phải có thể nhận được và cung cấp các dịch vụ lấy từ các nguồn khác nhau như thể chúng có nguồn gốc từ

một chỗ và tương tác giữa các thành phần riêng và chung có thể làm cho việc thực hiện trở nên phức tạp hơn rất nhiều Do đây là một khái niệm kiến trúc tương đối mới trong điện toán đám mây, nên cách thực hành và các công cụ tốt nhất về loại này vẫn đang tiếp tục được nghiên cứu và những khó khăn

phát sinh khi áp dụng mô hình này luôn nảy sinh cho đến khi hiểu rõ hơn

Đám mây cộng đồng

2.4.4.

Đám mây cộng đồng là đám mây liên quan đến việc chia sẻ cơ sở hạ tầng giữa các tổ chức, các nhóm đối tượng có mục đích chia sẻ cùng một nội dung Ví dụ như các tổ chức hay một nhóm đối tượng thuê những đám mây riêng để chia sẻ chung những nội dung về âm nhạc, phim ảnh, công nghệ, quân sự…

Đặc đ ểm của đ ện toán đám mây

Sự độc lập giữa thiết bị và vị trí làm cho người dùng có thể truy cập hệ thống bằng cách sử dụng trình duyệt web mà không quan tâm đến vị trí của

họ hay thiết bị nào mà họ đang dùng, ví dụ như PC, mobile Vì cơ sở hạ tầng off-site (được cung cấp bởi đối tác thứ 3) và được truy cập thông qua Internet,

do đó người dùng có thể kết nối từ bất kỳ nơi nào [11]

Việc cho thuê nhiều để có thể chia sẻ tài nguyên và chi phí giữa một phạm vi lớn người dùng, cho phép:

- Tập trung hóa cơ sở hạ tầng trong các lĩnh vực với chi phí thấp hơn (chẳng hạn như bất động sản, điện, v.v.)

- Khả năng chịu tải nâng cao (người dùng không cần kỹ sư cho các mức tải cao nhất có thể)

- Cải thiện việc sử dụng và hiệu quả cho các hệ thống mà thường chỉ 10-20% được sử dụng

Tính co giãn linh động (―theo nhu cầu‖) cung cấp tài nguyên trên một

cơ sở linh hoạt, tự bản thân dịch vụ và gần thời gian thực, không cần người dùng phải có kỹ sư vận hành Hiệu suất hoạt động được kiểm soát và các kiến trúc nhất quán, kết nối dễ dàng được cấu trúc dùng web service như giao tiếp

hệ thống

Việc bảo mật cải thiện nhờ vào tập trung hóa dữ liệu, các tài nguyên chú trọng bảo mật, v.v… nhưng cũng cần nâng cao mối quan tâm về việc mất quyền điều khiển dữ liệu nhạy cảm Bảo mật thường thì tốt hay tốt hơn các hệ thống truyền thống, một phần bởi các nhà cung cấp dành nhiều nguồn lực cho việc giải quyết các vấn đề bảo mật mà nhiều khách hàng không có đủ chi phí

để thực hiện Các nhà cung cấp sẽ ghi nhớ (log) các truy cập, nhưng việc tự mình truy cập vào các audit log có thể khó khăn hay không thể

Các giải pháp

2.6

Điện toán đám mây ra đời để giải quyết các vấn đề sau:

- Vấn đề về lưu trữ dữ liệu: Dữ liệu được lưu trữ tập trung ở các kho

dữ liệu khổng lồ Các công ty lớn như Microsoft, Google có hàng chục kho

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

cung cấp các dịch vụ cho phép doanh nghiệp có thể lưu trữ và quản lý dữ liệu của họ trên các kho lưu trữ trung tâm

- Vấn đề về sức mạnh tính toán: Có 2 giải pháp chính

Sử dụng các siêu máy tính (super-computer) để xử lý tính toán

Sử dụng các hệ thống tính toán song song, phân tán, tính toán lưới (grid computing)

- 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)

Hình 2.3: Minh họa về dịch vụ của đ ện toán đám mây

So sánh đ ện toán đám mây và đ ện toán truyền thống

2.7

Sự khác nhau giữa điện toán đám mây và điện toán truyền thống được thể hiện trong bảng dưới đây:

Bảng 2.1: So sánh Đ ện toán truyền thốn và Đ ện toán đám mây

Độ sẵn sàng Sửa chữa các sự cố một

cách thủ công

Tự động khôi phục nhờ tích hợp/tương tác

Cung cấp Sau hàng tháng Sau vài phút

Chi phí Tăng dần Trả tiền theo mức độ sử dụng

Hiện thực hóa đ ện toán đám mây

▪ Độ tin cậy (Trust)

- Khả năng không kiểm soát dữ liệu

và các thiết bị mạng tập trung, máy trạm thay vì đầu tư mua nguyên chiếc thì

có thể thuê đầy đủ dịch vụ bên ngoài Những dịch vụ này thông thường được tính chi phí trên cơ sở tính toán chức năng và lượng tài nguyên sử dụng (và từ

đó ra chi phí) sẽ phản ảnh được mức độ của hoạt động Đây là một sự phát triển của những giải pháp lưu trữ web và máy chủ cá nhân ảo

Tên ban đầu được sử dụng là dịch vụ phần cứng (HaaS) và được tạo ra bởi một nhà kinh tế học Nichlas Car vào tháng 3 năm 2006 Nhưng từ này đã dần bị thay thế bởi khái niệm dịch vụ hạ tầng vào khoảng cuối năm 2006

Những đặc trưng tiêu biểu:

- Cung cấp tài nguyên như là dịch vụ: bao gồm cả máy chủ, thiết

bị mạng, bộ nhớ, CPU, dung lượng 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 tính toán tổng hợp

b, Dịch vụ nền tảng - PaaS

Cung cấp nền tảng tính toán và một tập các giải pháp nhiều lớp Nó hỗ trợ việc triển khai ứng dụng mà không quan tâm đến chi phí hay sự phức tạp của việc trang bị và quản lý các lớp phần cứng và phần mềm bên dưới, cung cấp tất cả các tính năng cần thiết để hỗ trợ chu trình sống đầy đủ của việc xây