Tìm hiểu, nghiên cứu và xây dựng hệ thống demo private cloud trên nền windows server 2012

Ở mô hình điện toán, mọi lĩnh vực liên quan đến công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", nó cho phép khác hàng truy cập vào các dịch vụ của một nhà cung cấp nào đó

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

TÌM HIỂU, NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG

DEMO PRIVATE CLOUD TRÊN NỀN WINDOWS SERVER 2012

MÃ SỐ: T2013 - 35

Tp Hồ Chí Minh, 2013

S 0 9

S KC 0 0 5 4 2 6

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

-o0o -

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

TÌM HIỂU, NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG DEMO PRIVATE

CLOUD TRÊN NỀN WINDOWS SERVER 2012

Mã số: T2013 - 35

Chủ nhiệm đề tài: GV-ThS Nguyễn Hữu Trung

Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2013

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

-o0o -

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

TÌM HIỂU, NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG DEMO PRIVATE CLOUD TRÊN NỀN WINDOWS SERVER 2012

Mã số: T2013 - 35

Chủ nhiệm đề tài : GV-ThS Nguyễn Hữu Trung

Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2013

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ 5

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 6

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 7

RESULTS INFORMATION 8

TÓM TẮT 9

I Tính cấp thiết của đề tài 11

II Mục tiêu của đề tài 12

III Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 12

IV Phương pháp nghiên cứu 12

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 14

1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 14

1.1.1 Tổng quan 14

1.1.2 Đặc điểm chính 14

1.2 MÔ HÌNH KIẾN TRÚC ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 15

1.2.1 Thành phần 15

1.2.2 Mô hình kiến trúc 16

1.2.3 Ứng dụng 17

1.2.4 Nền tảng 18

1.2.5 Cơ sở hạ tầng 20

1.3 CÁC MÔ HÌNH TRIỂN KHAI 21

1.3.1 Đám mây công cộng (Public Cloud) 21

1.3.2 Đám mây riêng (Private Cloud) 22

1.3.3 Đám mây lai (Hyrid Cloud) 23

1.3.4 Đám mây cộng đồng (Community) 23

1.4 KỸ THUẬT TRONG ĐÁM MÂY 23

1.5 LƯU TRỮ TRONG ĐÁM MẤY 24

1.6 CÁC VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM 25

1.6.1 Bảo mật và sự an toàn 25

1.6.2 Sự tuân thủ các quy định 25

1.6.3 Tác động của môi trường 25

1.6.4 Cung cấp dịch vụ công nghệ thông tin theo mô hình truyền thống 25

1.7 Cung cấp dịch vụ công nghệ thông tin trên nền điện toán đám mây 26

1.7.1 Kiến trúc hệ thống 26

1.7.3 Sự an toàn 28

1.7.4 Độ tin cậy 29

1.7.5 Đánh giá ưu nhược điểm của mô hình 29

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PRIVATE CLOUD 31

2.1 Giới thiệu Private Cloud 31

2.2 Đặc điểm của Private Cloud 31

2.3 Các giải pháp của của các hãng về Private Cloud 32

2.3.1 Giải pháp của Microsoft 32

2.3.2 Giải pháp của IBM 35

2.3.3 Giải pháp của VMware 38

2.4 Kiến trúc của Private cloud 41

CHƯƠNG 3: DEMO HỆ THỐNG PRIVATE CLOUD TRÊN WINDOWS 2012 SERVER 42

3.1 Giới thiệu 42

3.2 Cơ chế hoạt động 43

3.3 Thực hiện 43

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 54

4.1 Kết quả đạt được 54

4.2 Hạn chế 54

4.3 Hướng phát triển 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Mô hình kiến trúc 16

Hình1.2: Môhìnhcác lớpdịchvụtrongđám mây 16

Hình1.3: Dịchvụlưutrữđámmây 17

Hình 1.4: SaaS cung cấp khách hàng 17

Hình 1.5: PaaS cho phép khách hàng truy cập vào một nền tảng trên nền Cloud 19

Hình 1.6: IaaS cho phép nhà cung cấp dịch vụ thuê những tài nguyên phần cứng 20

Hình 1.7: Các mô hình điện toán đám mây 21

Hình 1.8: Các thành phần trong đám mây riêng 22

Hình 1.9: Những thành phần của kỹ thuật trong đám mây 24

Hình 1.10: Mô hình cung cấp dịch vụ truyền thống 26

Hình 1.11: Kiến trúc mẫu điện toán đám mây 27

Hình 1.12: Khách hàng thuê một máy chủ ảo làm máy chủ cơ sở dữ liệu 28

Hình 1.13: Mã hóa và xác thực là hai biện pháp an ninh có thể sử dụng để giữ an toàn dữ liệu trên một đám mây lưu trữ 28

Hình 1.14: Dữ liệu khách hàng tại cloud lưu trữ sẽ không bị mất 29

Hình 2.1: Các thành phần trong đám mây riêng 31

Hình 2.2: Đặc điểm của Private Cloud 32

Hình 2.3: Mô hình Kiến trúc giải pháp Private Cloud của Microsoft 33

Hình 2.4: Mô hình Kiến trúc giải pháp Private Cloud của IBM 37

Hình 2.5: Giải pháp private cloud của VMware 39

Hình 2.6: Kiến trúc tham khảo IaaS trong Private Cloud 41

Hình 3.1: Sơ đồ thực tế triển khai VDI 42

Hình 3.2: Chọn Server Role “Active Directory Domain Service” 44

Hình 3.3: Nâng cấp máy chủ thành máy chủ miền 44

Hình 3.4: Cấu hình Deployment Configuration 45

Hình 3.5: Cấu hình Domain Controller Option 46

Hình 3.6: Hình chọn dịch vụ “Active Directory Certificate Service” 47

Hình 3.7: Hình chọn role service 48

Hình 3.8: Hình kết quả CA Name 49

Hình 3.9: Hình Add Site Binding 52

Hình 3.10: Cấu hình RD Web Access 53

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

NIST National Institute of Standards and Technology SaaS Software as a Service

SOA Service Oriented Architecture

PaaS Platform as a Service

IaaS Instructure as a Service

WAN Wide Area Network

VM Virtual Machine

API Application programming interface

SAN Storage Area Network

SSH Secure Shell

AWS Amazon Web Services

API Application Programming Interface

QoS Quality of Service

RDWAS Remote DesktopWeb Access

DC Domain Controller

ADDS Active Directory Domain Service

CA Certificate Authority

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Tp HCM, ngày tháng năm

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: TÌM HIỂU, NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG DEMO PRIVATE CLOUD TRÊN NỀN WINDOWS SERVER 2012

- Mã số: T2013 - 35

- Chủ nhiệm: ThS Nguyễn Hữu Trung

- Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

- Thời gian thực hiện:5/2013 – 12/2013

2 Mục tiêu:

- Tìm hiểu về công nghệ điện toán đám mây và ảo hóa

- Tìm hiểu về đặc điểm, kiến trúc, hạ tầng và ứng dụng của Private Cloud

- Demo 01 hệ thống private cloud trên nền windows server 2012

3 Tính mới và sáng tạo:

- Sử dụng lý thuyết và demo để hỗ trợ học tập, nghiên cứu cho sinh viên và giảng viên trong khoa

4 Kết quả nghiên cứu:

- Nắm kiến thức về Private Cloud

5 Sản phẩm:

- Tài liệu tham khảo về Private Cloud

- Hệ thống ảo hóa phục vụ việc nghiên cứu và giảng dạy của khoa

6 Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:

Đề tài chỉ dừng lại ở mức nghiên cứu cơ bản về công nghệ cloud, private cloud

và 01 hệ thống demo các server ảo hóa phục vụ cho công tác học tập, nghiên cứu và giảng dạy của khoa CNTT.Muốn áp dụng vào thực tế thì phải phụ thuộc vào yếu tố trang thiết bị hạ tầng mạng mà việc này kinh phí của đề tài cấp trường không đủ để trang bị và thực hiện

Trưởng Đơn vị

(ký, họ và tên, đóng dấu)

Chủ nhiệm đề tài

(ký, họ và tên)

UNIVERSITY OF TECHNICAL EDUCATION

HO CHI MINH CITY

- Chairman: Master Nguyen Huu Trung

- Responsible agencies: University of Technical Education Ho Chi Minh City

- Implementation period: 5/2013 - 12/2013

2 Goals:

- Learn about cloud technology and virtualization

- Learn about the features, architecture, infrastructure and applications Private Cloud

- Demo 01 private cloud-based system windows server 2012

3 Novelty and creativity:

- Using theory and demos to support learning and research for students and faculty

4 The study results:

- Understanding knowledge about Private Cloud

5 Products:

- References to the Private Cloud

- Virtual systems serving the research and teaching of the FIT

6 Efficient method of transferring research results and the ability to apply:

Subject only to stop at the basic research on cloud technology, and 01 private cloud system server virtualization demo the service of academic work, research and teaching of the IT department Want to apply in practice, they must depend on factors network infrastructure equipment that the subject of this grant funding is not sufficient

to equip schools and implemented

TÓM TẮT

Đề tài trình bày các khái quát về công nghệ điện toán đám mây và ảo hóa So sánh các công nghệ ảo hóa của các hãng So sánh các mô hình cloud như Public Cloud, Private Cloud, Hyrid Cloud

Đề tài trình bày khái niệm, kiến trúc, đặc điểm, ứng dụng và cách thức xây dựng hệ thống của private cloud

Đề tài đã xây dựng thành công 01 giải pháp cloud cho phép user có thể truy cập vào hệ thống máy ảo để chạy chương trình và truy cập thông tin

ABSTRACT

The theme presents an overview of cloud computing technology and virtualization Compare virtualization technology of the firm Comparison of cloud models like Public Cloud, Private Cloud, Hyrid Cloud

Topics presented concepts, architectures, features, applications and how to build private cloud systems

The theme has built 01 successful cloud solutions allow the user to access the system virtual machines to run programs and access to information

A

Phần mở đầu

Phần: Mở đầu

I Tính cấp thiếtcủa đề tài

Khác hẳn với những năm đầu của thời đại công nghệ thông tin, đối với doanh nghiệp, trong tổng chi phí đầu tư cho công nghệ thông tin hàng năm, phần dành cho quản lý ngày càng tăng cao so với phần đầu tư cho thiết bị Thực tế, một yêu cầu bức thiết đã được các doanh nghiệp đặt ra, là cần giảm thiểu sự phức tạp và tốn kém do mặt trái của sự phát triển công nghệ thông tin mang lại cho doanh nghiệp Điển hình là

sự tăng trưởng không mong muốn của: diện tích dành cho thiết bị, năng lượng tiêu tốn, số lượng nhân viên quản trị, chi phí bản quyền, chi phí duy trì hệ thống, …

Ở một khía cạnh khác, thiết bị di động phát triển mạnh mẽ Người dùng có xu thế sử dụng tablet, smartphone vào công việc thay thế cho những chiếc máy tính truyền thống Mặc dù nổi trội về mặt linh hoạt, nhưng đa phần các thiết bị di động này được trang bị phần cứng không đủ đáp ứng việc triển khai tất cả các ứng dụng trực tiếp lên nó Vì vậy, cần có một hệ thống, mà trên đó các ứng dụng được cài đặt, xử lý hầu hết trên server và cung cấp cho các thiết bị đầu cuối (thiết bị di động, desktop) dưới dạng “dịch vụ”, và các thiết bị này chỉ đóng vai trò xuất nhập

Để đáp ứng cho các nhu cầu trên, công nghệ điện toán đám mây (cloud computing) dựa trên nền tảng ảo hóa (virtualization) ra đời Với công nghệ này, về mặt

kỹ thuật, dựa trên hạ tầng mạng đã phát triển, có thể đáp ứng tốt các “dịch vụ” Ngoài

ra, các chi phí về việc quản lý, duy trì hệ thống công nghệ thông tin được giảm thiểu đáng kể

Cloud computing có thể được chia làm ba dạng: Publish cloud, Privite cloud và Hybird cloud Với Publish cloud, dịch vụ tồn tại bên ngoài doanh nghiệp, từ một nhà cung cấp thứ ba Dạng thứ hai - Private cloud, dịch vụ được quản lý và cung cấp từ chính bên trong doanh nghiệp Hybird là sự kết hợp giữa Publish và Private

Trong ba loại trên, Private cloud – điện toán đám mây riêng là công nghệ được lựa chọn khả dĩ cho các doanh nghiệp Đám mây riêng mang lại nhiều ưu điểm so với đám mây chung, như: kiểm soát chi tiết hơn các tài nguyên trên đám mây, cung cấp nhiều hơn các tùy chọn cấu hình đáp ứng đúng với yêu cầu về quản lý cũng như an toàn thông tin của doanh nghiệp

Từ vấn đề trên người nghiên cứu chọn đề tài tìm hiểu vấn đề bảo mật và tối ưu hóa hệ thống học trực tuyến để góp phần vào công việc đảm bảo chất lượng của đào tạo trực tuyến

II Mục tiêu của đề tài

Nhằm xây dựng môi trường học tập, chia sẽ tri thức, phục vụ công tác đào tạo

và nghiên, giảm thiểu sự phức tạp và tốn kém do mặt trái của sự phát triển công nghệ thông tin mang lại Điển hình là sự tăng trưởng không mong muốn của: diện tích dành cho thiết bị, năng lượng tiêu tốn, số lượng nhân viên quản trị, chi phí bản quyền, chi phí duy trì hệ thống, áp dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy và nghiên cứu góp phần nâng cao chất lượng đào tạo và nghiên cứu của khoa CNTT cũng như của trường Tìm hiểu công nghệ, đặc điểm, kiến trúc và cách xây dựng private cloud

Hệ thống demosẽ đáp ứng được những công việc:

+ Bộ tại liệu học tập và nghiên cứu về private cloud

+ Nơi cung cấp môi trường ảo hóa cho sinh viên và giảng viên học tập nghiên cứu và triển khai những ứng dụng mới

+ Giảm thiểu thời gian và thiết bị cho việc giảng dạy

III Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Private cloud, public cloud, hyrid cloud

- Virtual Desktop Infrastructure

IV Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập tài liệu: thu thập tài liệu từ các trang web về private cloud và một số ebook về đề tài nghiên cứu

- Phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu: từ những tài liệu đã thu thập, tiến hành tìm hiểu, phân tích và tổng hợp nội dung liên quan đến đề tài

- Phương pháp phân tích và tổng hợp kinh nghiệm: sau quá trình tìm hiểu và đúc kết kinh nghiệm, tiến hành tổng hợp và hoàn thiện đề tài

- Phương pháp mô hình hóa: sau khi hoàn thiện về lý thuyết, tiến hành xây dựng demo hệ thống private cloud

B

Phần nội dung

Chủ nhiệm đề tài: GV-ThS Nguyễn Hữu Trung Trang 14

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

1.1.1 Tổng quan

Điê ̣n toán đám mây (Thuâ ̣t ngữ tiếng Anh : Cloud Computing, hay còn biết đến với tên go ̣i “Điê ̣n toán máy chủ ảo” ) là mô hình máy tính dựa trên nền tảng phát triển của Internet

Điê ̣n toán đám mây là sự nâng cấp từ mô hình máy chủ mainframe sang mô hình client-server Khách hàng sẽ không còn lo ng ại về các kiến thức chuyên môn để điều khiển công nghê ̣ , máy móc và cơ sở hạ tầng , mà t ại đây các chuyên gia trong

“đám mây” của các nhà cung cấp sẽ giúp thực hiê ̣n điều đó

Ở mô hình điện toán, mọi lĩnh vực liên quan đến công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", nó cho phép khác hàng truy cập vào các dịch vụ của một nhà cung cấp nào đó "trong đám mây" mà không cần phải có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ, cũng như không cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng bên trong

Tài nguyên, dữ liê ̣u, phần mềm và các thông tin liên quan đ ều được quản lý trên các máy chủ (chính là các “đám mây” )

“Ứng dụng điện toán đám mây” là những ứng dụng trực tuyến trên Internet Trình duyệt là nơi ứng dụng hiện hữu và vận hành còn dữ liệu được lưu trữ và xử lý ở máy chủ của nhà cung cấp ứng dụng đó

Điện toán đám mây tính toán, sử dụng phần mềm, truy cập dữ liệu và dịch vụ lưu trữ mà khách hàng không cần biết vị trí địa lý và cấu hình của hệ thống cung cấp dịch vụ

Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ (NIST) đã đưa ra nghĩa định nghĩa cụ thể:“Điện toán đám mây là một mô hình cho phép ở một vị trí thuận tiện, khách hàng có thể truy cập mạng theo yêu cầu và được chia sẻ tài nguyên máy tính (mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng và dịch vụ) được nhanh chóng từ nhà cung cấp Trong trường hợp xấu nhất thì cũng phải cung cấp dịch vụ hoạt động ở mức tương tác”

1.1.2 Đặc điểm chính

Đặc điểm chính của điện toán đám mây là các máy tính tính toán “trong đám mây”

Chương 1: Tổng quan về điện toán đám mây

Sự linh động (Agility) giúp người dùng nhanh chóng sử dụng dịch vụ và không tốn kém đầu tư vào xây dựng cơ sở hạ tầng

Giao diện lập trình ứng dụng (Application Programming Interface-API) giúp người lập trình tiếp cận và tương tác với phần mềm đám mây thông qua giao diện sử dụng

Chi phí (Cost) sẽ được giảm đáng kể khi sử dụng đám mây công cộng, chi phí vốn để xây dựng cơ sở hạ tầng có thể chuyển qua làm chi tiêu cho hoạt động khác Điều này bỏ qua rào cản thuế quan, tại đây cơ sở hạ tầng được cung cấp bởi bên thứ ba

và không cần phải mua luôn một lần để tính toán hay sử dụng công việc không thường xuyên tính toán chuyên sâu

Thiết bị và độc lập với vị trí (Device and location independence) cho phép người dùng truy cập hệ thống với bất kì trình duyệt nào, ở bất kì vị trí nào từ những thiết bị đang sử dụng như máy tính hay điện thoại di động Khi cơ sở hạ tầng được cung cấp bởi bên thứ ba thì khách hàng có thể truy cập thông qua Internet và có thể truy cập từ bất cứ nơi nào

Độ tin cậy (Reliability) sẽ được cải tiến thông qua những góp ý của khách hàng giúp điện toán đám mây được hoàn thiện, thiết kế phù hợp cho việc kinh doanh và khắc phục những lỗi ảnh hưởng tới hệ thống và khách hàng

Khả năng mở rộng (Scalability) thông qua việc cung cấp động có thể mở rộng tùy theo yêu cầu của khách hàng

An ninh (Security) có thể tập trung dữ liệu, gia tăng các hình thức bảo mật Các mối quan tâm như: mất quyền kiểm soát những dữ liệu nhạy cảm và thiếu bảo mật tại nơi lưu trữ dữ liệu Bảo mật luôn được đặt lên hàng đầu, đây là nhiệm vụ an ninh phía bên nhà cung cấp Nhà cung cấp thường xuyên ghi nhật kí truy cập, để theo dõi và quản lí

Bảo trì (Maintenance) ứng dụng điện toán đám mây dễ dàng thực hiện công việc này nếu chúng không được cài đặt trên mỗi máy tính của mỗi người dùng

1.2 MÔ HÌNH KIẾN TRÚC ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

1.2.1 Thành phần

Hai thành phần quan trọng của kiến trúc điện toán đám mây được biết đến là front end và back end

Chủ nhiệm đề tài: GV-ThS Nguyễn Hữu Trung Trang 16

Front end là phần phía khách hàng dùng máy tính Nó bao gồm hệ thống mạng của khách hàng (hoặc máy tính) và các ứng dụng được sử dụng để truy cập vào đám mây thông qua giao diện người dùng có thể là một trình duyệt web

Back end chính là đám mây, bao gồm các máy tính khác nhau, máy chủ và các thiết bị lưu trữ dữ liệu

1.2.2 Mô hình kiến trúc

Mạng Internet như hiện nay thì các tổ chức đã được lập ra để quản lí và cùng thống nhất với nhau về các giao thức, các mô hình Các thiết bị hoạt động trong Internet được thiết kế sao cho phù hợp Trong điện toán đám mây cũng hình thành nên

mô hình cho chính nó Bao gồm các thành phần sau:

Chương 1: Tổng quan về điện toán đám mây

Hình 2.4 SaaS cung cấp khách hàng

Chủ nhiệm đề tài: GV-ThS Nguyễn Hữu Trung Trang 18

Thuật ngữ “SaaS” và “Cloud” có thể thay thế được cho nhau, nhưng thực tế đó

là hai khái niệm khác nhau Chúng bao gồm các đặc điểm sau:

 Dựa vào mạng khách hàng truy cập, quản lý và thương mại

 Các hoạt động được xử lý tại trung tâm và cho phép khách hàng truy cập từ xa thông qua trình duyệt web

SaaS có thể được chia thành hai loại chính:

 Cung cấp cho doanh nghiệp: Đây là những giải pháp kinh doanh được cung cấp cho các công ty và doanh nghiệp Chúng được cung cấp thông qua doanh nghiệp đăng ký dịch vụ Các ứng dụng được cung cấp thông qua hình thức trên bao gồm các quá trình kinh doanh như quản lý dây chuyền cung cấp, quan hệ khách hàng và các công cụ hướng kinh doanh

 Cung cấp cho cá nhân: Các dịch vụ này được cung cấp cho công chúng trên cơ

sở thuê bao đăng ký Tuy nhiên, họ được cung cấp miễn phí và hỗ trợ thông qua quảng cáo Ví dụ trong loại hình này gồm có dịch vụ web mail, chơi game trực tuyến, và ngân hàng của người tiêu dùng, và nhiều kiểu khách hàng khác

Những ưu điểm khi sử dụng SaaS mang lại cho khách hàng là chi phí sẽ thấp hơn các phần mềm cấp phép, các dịch vụ SaaS có tính năng tiết kiệm chi phí lớn nhất bởi khi sử dụng SaaS khách hàng sẽ loại bỏ những công việc thực sự không cần thiết cho các doanh nghiệp như cài đặt và duy trì phần cứng, trả công cho nhân viên, và duy trì các ứng dụng

Bên cạnh nhưng ưu điểm thì sẽ có những nhược điểm gây trở ngại kỹ thuật để xây dựng một SaaS hiệu quả với mô hình nhiều khách hàng Điều này đã trở nên dễ dành hơn và dễ dành hơn so với vấn đề ảo hóa, nhưng thiết kế một ứng dụng có hiệu quả cung cấp cho hàng ngàn khách hàng qua Internet là công việc khó khăn

1.2.4 Nền tảng

Đây là tầng cung cấp dịch vụ nền tảng để chạy các ứng dụng Các ứng dụng này

có thể đang chạy trong đám mây hay chạy trong một trung tâm dữ liệu truyền thống

Để đạt được khả năng mở rộng cần thiết trong một đám mây, các dịch vụ thường được

ảo hóa Việc ảo hóa được các nhà sản xuất lớn giới thiệu như IBM® WebSphere® Application Server virtual images, Amazon Web Services, Boomi, Cast Iron, và Google App Engine Các dịch vụ nền tảng cho phép khách hàng chạy các ứng dụng dựa trên cơ sở hạ tầng dịch vụ được bên thứ ba cung cấp

Chương 1: Tổng quan về điện toán đám mây

Nền tảng là nơi cung cấp tất cả các nguồn lực cần thiết để xây dựng các ứng dụng và dịch vụ hoàn toàn từ Internet, mà không cần phải tải về hay cài đặt phần mềm

Hình 2.5 PaaS cho phép khách hàng truy cập vào một nền tảng trên nên điện toán

đám mây

Dịch vụ nền tảng bao gồm thiết kế ứng dụng, phát triển, thử nghiệm, triển khai,

và hosting Các dịch vụ khác bao gồm khả năng tích hợp dịch vụ web, cơ sở dữ liệu tích hợp, bảo mật, khả năng mở rộng, lưu trữ, quản lý và phiên bản

Một lỗi phía nhà cung cấp nên tảng dẫn tới không còn khả năng tương tác với khách hành, buộc phải chuyển qua nhà cung cấp khác Trường hợp người dùng tạo một ứng dụng với một nhà cung cấp điện toán đám mây và quyết định chuyển đến một nhà cung cấp khác, có thể ứng dụng không hoạt động được hoặc sẽ phải trả một mức giá cao để ứng dụng có thể hoạt động lại Nếu nhà cung cấp không còn cung cấp dịch vụ thì ứng dụng và dữ liệu của khách hàng sẽ bị mất

Nền tảng hướng dịch vụ thường cung cấp một giao diện người dùng dựa trên HTML hoặc JavaScript

Nền tảng hướng dịch vụ hỗ trợ phát triển giao diện web như Simple Object Access Protocol (SOAP) và REST(Representational State Tranfer) cho phép xây dựng nhiều dịch vụ web

Tùy chọn PaaS có ba loại khác nhau:

 Add-on development facilities Điều này cho phép các ứng dụng SaaS được lựa chọn Thông thường, các nhà phát triển PaaS và khách hàng được yêu cầu đăng ký cho các tiện ích ứng dụng SaaS

 Stand-alone environments Những môi trường không cung cấp giấy phép, kỹ thuật

 Application delivery-only environments Những môi trường hỗ trợ dịch vụ lưu trữ theo cấp độ, như khả năng mở rộng theo nhu cầu bảo mật Nhưng không bao gồm nhiệm vụ phát triển, gỡ lỗi, và kiểm tra

Chủ nhiệm đề tài: GV-ThS Nguyễn Hữu Trung Trang 20

Một số yếu tố khác ảnh hưởng đến tiếp nhận công nghệ:

 Khả năng làm việc của nhóm phát triển bị cô lập bởi vị trí địa lý

 Khả năng hợp nhất các dịch vụ web từ nhiều nguồn

 Khả năng thực hiện tiết kiệm chi phí sử dụng, tích hợp các dịch vụ cơ sở hạ tầng bảo mật, khả năng mở rộng, và chuyển đổi dự phòng

Có hai trở ngại chính mà các nhà phát triển phải đối mặt khi xem xét PaaS Thứ nhất các nhà cung cấp sử dụng dịch vụ độc quyền hoặc các ngôn ngữ phát triển, một số nhà phát triển sợ bị phụ thuộc vào một nhà cung cấp duy nhất Hai là các nhà cung cấp

có thể cho phép các ứng dụng sẽ được làm việc với một nhà cung cấp khác, tuy nhiên chi phí thường cao hơn

1.2.5 Cơ sở hạ tầng

Tầng dưới cùng của đám mây là tầng cung cấp dịch vụ cơ sở hạ tầng Ở đây là một tập hợp các tài nguyên vật lí như các máy chủ, các thiết bị mạng và các đĩa cứng lưu trữ được đưa ra như dịch vụ với mục đích cung cấp cho khách hàng Cũng như với các dịch vụ nền tảng, ảo hóa là một phương pháp thường được sử dụng để tạo ra bản phân phối các nguồn tài nguyên theoyêu cầu Các nhà sản xuất lớn cung cấp cơ sở hạ tầng bao gồm IBM Bluehouse, VMware, Amazon EC2, Microsoft Azure Platform, Sun ParaScale Cloud Storage

Hình 2.6 IaaS cho phép nhà cung cấp dịch vụ thuê những tài nguyên phần cứng

Các dịch vụ cơ sở hạ tầng tập trung vào vấn đề trang bị cho các trung tâm dữ liệu bằng cách đảm bảo công suất điện toán khi cần thiết Trên thực tế các kỹ thuật ảo hóa thường được sử dụng trong tầng này, nên có thể thấy rõ sự tiết kiệm chi phí khi sử dụng tài nguyên hệ thống

Chương 1: Tổng quan về điện toán đám mây

1.3 CÁC MÔ HÌNH TRIỂN KHAI

Hình 3.7 Các mô hình điện toán đám mây

1.3.1 Đám mây công cộng (Public Cloud)

Là các dịch vụ đám mây được một bên thứ ba (người bán) cung cấp Chúng tồn tại bên ngoài hệ thống công ty và được nhà cung cấp đám mây quản lý

Các đám mây công cộng cung cấp cho khách hàng các dịch vụ công nghệ thông tin tốt nhất Có thể là phần mềm, cơ sở hạ tầng ứng dụng hoặc cơ sở hạ tầng vật lý Các nhà cung cấp đám mây chịu trách nhiệm cài đặt, quản lý, cung cấp và bảo trì Khách hàng tính phí cho các tài nguyên nào mà họ sử dụng

Chủ nhiệm đề tài: GV-ThS Nguyễn Hữu Trung Trang 22

Các dịch vụ thường được cung cấp với các quy ước về cấu hình, chúng được cung cấp với những trường hợp sử dụng phổ biến nhất Khách hàng chỉ có quyền truy cập vào tài nguyên được cấp phát

1.3.2 Đám mây riêng (Private Cloud)

Là các dịch vụ đám mây được cung cấp trong doanh nghiệp Những đám mây này tồn tại bên trong mô hình mạng công ty và chúng được doanh nghiệp quản lý

Các đám mây riêng đưa ra nhiều lợi ích giống như các đám mây chung, điểm khác biệt chính là doanh nghiệp chịu trách nhiệm thiết lập và bảo trì đám mây Việc thiết lập đám mây riêng đôi khi không còn chi phí cho việc sử dụng và duy trì hoạt động liên tục của đám mây và có thể vượt quá chi phí khi sử dụng một đám mây chung

Hình 3.8 Các thành phần trong đám mây riêng

Các đám mây riêng có nhiều lợi thế hơn so với đám mây chung Việc kiểm soát chi tiết các tài nguyên khác nhau trên đám mây giúp công ty có các lựa chọn cấu hình phù hợp Các đám mây riêng sẽ rất lý tưởng khi công việc đang được thực hiện không cần đến một đám mây chung và sẽ không lo ngại tới vấn đề an ninh, quản lý

Chương 1: Tổng quan về điện toán đám mây

1.3.3 Đám mây lai (Hyrid Cloud)

Là sự kết hợp của các đám mây công cộng và riêng Những đám mây này thường do doanh nghiệp tạo ra và chịu trách nhiệm quản lý Nó được phân chia giữa doanh nghiệp và nhà cung cấp đám mây công cộng Đám mây lai sử dụng các dịch vụ

có trong cả trong đám mây công cộng và riêng

Các đám mây lai được các công ty sử dụng dịch vụ trên đó Công ty có thể đưa

ra những lợi ích khi sử dụng đám mây chung và riêng Một đám mây lai được xây dựng tốt để có thể phục vụ khách hàng tốt nhất, an toàn

Hạn chế chính với đám mây lai là khó khăn trong việc tạo ra và quản lý chúng Giải pháp đặt ra là tiếp nhận và cung cấp các dịch vụ từ các nguồn khác nhau như thể chúng có nguồn gốc từ một nơi và có thể tương tác giữa các đám mây riêng và chung

1.3.4 Đám mây cộng đồng (Community)

Các đám mây cộng đồng là các đám mây được chia sẻ bởi một số tổ chức và hỗ trợ một cộng đồng cụ thể có mối quan tâm chung như: chung mục đích, yêu cầu an ninh, chính sách Nó có thể được quản lý bởi các tổ chức hoặc một bên thứ ba

Một đám mây cộng đồng có thể được thiết lập bởi một số tổ chức có yêu cầu tương tự và tìm cách chia sẻ cơ sở hạ tầng để thực hiện một số lợi ích của điện toán đám mây.Tùy chọn này là tốn kém hơn nhưng có thể đáp ứng về sự riêng tư, an ninh hoặc tuân thủ các chính sách tốt hơn

1.4 KỸ THUẬT TRONG ĐÁM MÂY

Kỹ thuật điện toán đám mây là kỹ thuật tập trung vào các dịch vụ đám mây như SaaS, PaaS và IaaS Đó là một giải pháp đa ngành từ nhiều lĩnh vực khác nhau như hệ thống kỹ thuật, công nghệ phần mềm, kỹ thuật web, kỹ thuật thông tin, kỹ thuật bảo mật, nền tảng kỹ thuật, kỹ thuật dịch vụ, kỹ thuật rủi ro, và kỹ thuật chất lượng Khả năng cung cấp các dịch vụ đám mây và những thách thức trong mô hình điều khiển trong kinh doanh, kỹ thuật điện toán đám mây như là quá trình “thiết kế các hệ thống cần thiết để tận dụng sức mạnh và kinh tế của điện toán đám mây để giải quyết các vấn

đề kinh doanh”

Các yếu tố của kỹ thuật điện toán đám mây bao gồm:

 Nền tảng (Foundation): cơ sở, khái niệm, hướng dẫn và phân loại

 Thực hiện (Implementation): xây dựng khối, hướng dẫn thực hành trên đám mây

Chủ nhiệm đề tài: GV-ThS Nguyễn Hữu Trung Trang 24

 Vòng đời (Lifecycle): sự lặp lại tại đầu cuối giúp điện toán đám mây phát triển và phân phối

 Quản lý (Management): thời gian thiết kế và quản lý đám mây, thời gian chạy từ nhiều vấn đề

Hình 4.9 Những thành phần của kỹ thuật trong đám mây

1.5 LƯU TRỮ TRONG ĐÁM MẤY

Đám mây lưu trữ là một mô hình kết nối mạng lưu trữ trực tuyến, nơi dữ liệu được lưu trữ trên nhiều máy chủ ảo, thường được tổ chức bởi các bên thứ ba, thay vì được lưu trữ trên máy chủ chuyên dụng Công ty Hosting hoạt động là trung tâm dữ liệu lớn, và những người yêu cầu dữ liệu của họ được tổ chức mua hoặc thuê dung lượng lưu trữ từ họ và sử dụng nó cho các nhu cầu lưu trữ của họ Các trung tâm dữ liệu điều hành trên nền ảo hóa các nguồn lực theo yêu cầu của khách hàng và được đưa vào trong kho lưu trữ, các khách hàng của nhà cung cấp có thể sử dụng để lưu trữ các tập tin hoặc dữ liệu đối tượng Về mặt vật lý, các nguồn tài nguyên có thể được lấy qua nhiều máy chủ

Dịch vụ lưu trữ trong đám mây có thể được truy cập thông qua một trình duyệt web, giao diện lập trình ứng dụng (API) Công việc lưu trữ dữ liệu trên đám mây lưu trữ sẽ tốt hơn là trên một hệ thống địa phương Vì đám mây lưu trữ có một số ưu điểm

so với lưu trữ dữ liệu truyền thống Nếu lưu trữ dữ liệu trên một đám mây, có thể sử dụng nó từ bất kỳ vị trí có quyền truy cập Internet

Điều này làm cho nó đặc biệt hấp dẫn cho các nhân viên thường xuyên đi công tác Nhân viên công ty không cần phải sử dụng cùng một máy tính để truy cập dữ liệu cũng không cần phải mang theo các thiết bị lưu trữ vật lý

Ngoài ra, nếu tổ chức có văn phòng chi nhánh, tất cả nhân viên đều có thể truy cập dữ liệu từ các nhà cung cấp đám mây

Chương 1: Tổng quan về điện toán đám mây

1.6 CÁC VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM

1.6.1 Bảo mật và sự an toàn

Mô hình điện toán đám mây đã bị chỉ trích bởi những người dùng vì tính riêng

tư Trong đó các công ty lưu trữ có các dịch vụ kiểm soát, có thể theo dõi hợp pháp hoặc bất hợp pháp các thông tin liên lạc và lưu trữ dữ liệu giữa người dùng và công ty chủ

Trong hầu hết trường hợp, các nhà cung cấp phải đảm bảo rằng cơ sở hạ tầng của họ là an toàn, dữ liệu và các ứng dụng được bảo vệ Đồng thời các nhà cung cấp đã thực hiện các biện pháp an ninh thích hợp để bảo vệ thông tin

1.6.2 Sự tuân thủ các quy định

Tuân thủ các quy định bao gồm FISMA, HIPAA và SOX tại Hoa Kỳ, luật bảo

vệ dữ liệu ở EU và các thẻ tín dụng của ngành công nghiệp PCI DSS

Nhiều nhà cung cấp cũng có được SAS 70 Loại II (Statement on Auditing Standards 70 Type II) chứng nhận (ví dụ như Amazon, Salesforce.com, Google và Microsoft), nhưng điều này đã bị chỉ trích Nhà cung cấp thường đưa thông tin này theo yêu cầu, theo thỏa thuận không tiết lộ thông tin

1.6.3 Tác động của môi trường

Mặc dù điện toán đám mây thường được giả định là một hình thức “máy tính xanh”, nó chưa được công bố và không có nghiên cứu nào để chứng minh giả thuyết này Nơi lắp đặt các máy chủ môi trường tác động ảnh hưởng đến điện toán đám mây

Ở những nơi có khí hậu thuận lợi làm mát tự nhiên và tái tạo điện luôn sẵn có, ảnh hưởng môi trường sẽ được nhiều lợi thế hơn trung bình Vì vậy các nước có điều kiện thuận lợi, chẳng hạn như Phần Lan, Thụy Điển và Thụy Sĩ, đang cố gắng thu hút các trung tâm dữ liệu điện toán đám mây

1.6.4 Cung cấp dịch vụ công nghệ thông tin theo mô hình truyền thống

Cung cấp dịch vụ CNTT theo mô hình truyền thống cho một khách hàng Đầu tiên một công ty hoặc một tổ chức yêu cầu thiết lập một máy chủ WWW, Mail, FTP Quá trình từ khi triển khai cho tới khi người dùng đầu cuối có thể truy cập được sẽ tốn một lượng thời gian dài Và để có thể quản lý được ban đầu các doanh nghiệp phải đầu

tư, tính toán rất nhiều loại chi phí như chi phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí cho quản trị viên, chi phí bảo trì, sửa chữa Tùy theo yêu cầu của tổ chức hay doanh

Chủ nhiệm đề tài: GV-ThS Nguyễn Hữu Trung Trang 26

nghiệp sẽ triển khai bao nhiêu máy chủ sẽ mua bấy nhiêu máy chủ và thực hiện triển khai

Hình 1.10 Mô hình cung cấp dịch vụ truyền thống

Sau khi triển khai thành công người dùng đầu cuối sẽ truy cập vào và sử dụng dịch vụ bình thường, ổn định Tại đây chưa xét tới trường hợp hỏng hóc và xem các bước triển khai một cách suôn sẻ Nhưng một vấn đề đặt ra là tại hệ thống máy chủ của công ty là liệu hiệu năng của máy chủ đã được tận dụng hết Vấn đề được hé lộ là hầu như các máy chủ triển khai theo mô hình truyền thống thì sẽ không tận dụng hết tài nguyên của máy chủ và trở nên lãng phí ngay tại thời điểm đó

Giải pháp đặt ra là sử dụng dịch vụ điện toán đám mây Dịch vụ điện toán đám mấy sẽ mang lại cho khách hàng nhiều lợi ích về nhiều mặt Từ khi bắt đầu triển khai cho tới khi đi vào sử dụng

1.7 Cung cấp dịch vụ công nghệ thông tin trên nền điện toán đám

mây

1.7.1 Kiến trúc hệ thống

Trong môi trường điện toán truyền thống, nhiều phần mềm và các quy trình dựa vào hệ thống thiết bị tại chỗ Trong một môi trường điện toán đám mây, hầu hết mọi thứ được vận hành từ một máy chủ hoặc nhiều máy chủ trong trung tâm dữ liệu nơi người dùng tương tác cụ thể với chúng qua một trình duyệt Điều này đặt ra ngày càng nhiều yêu cầu đối với hệ thống mạng hiện thời cũng như hạ tầng bảo mật Một trong những nguyên tắc căn bản của điện toán đám mây là ý tưởng chia sẻ các nguồn lực như tính toán, lưu trữ, các ứng dụng và thậm chí là cả nền tảng phát triển, nơi mà chúng có thể chia sẻ với hầu hết những người sử dụng trong một công ty trong trường hợp các đám mây cá nhân (private clouds) hay với những người sử dụng trên phạm vi toàn cầu

Chương 1: Tổng quan về điện toán đám mây

trong trường hợp đám mây công cộng (public clouds) Việc chia sẻ là khả thi nhờ công nghệ ảo hóa và một trung tâm dữ liệu gần như được ảo hóa giống như trong một môi trường điện toán đám mây cần một hạ tầng mạng để hỗ trợ những yêu cầu bổ sung

Hình 1.11 Kiến trúc mẫu điện toán đám mây

Một ví dụ minh họa, trước đây một máy chủ vật lý chạy một tác vụ đặc thù như: dịch vụ máy chủ WWW, máy chủ FTP, máy chủ Mail hoặc một máy chủ về cơ sở dữ liệu và chúng triển khai cho một công ty hay doanh nghiệp Nhưng giờ đây, một máy chủ vật lý đơn nhất có thể chạy khoảng 20 máy chủ ảo và yêu cầu trên một hệ thống mạng có thể tăng lên tới 20 lần Bên cạnh đó, công nghệ ảo hóa tính đến độ co giãn và linh hoạt nơi các máy chủ có thể được triển khai một cách nhanh chóng nhờ việc di chuyển các máy ảo từ một máy chủ đến một máy chủ vật lý

1.7.2 Đặc điểm hoạt động của hệ thống của điện toán đám mây

Trên hệ thống đám mây, tài nguyên được quản lý trên nền ảo hóa từ tài nguyên lưu trữ, bộ nhớ, CPU Thông qua công cụ quản lý tài nguyên được quản lý tập trung và chúng được cung cấp cho khách hàng theo các hình thức, có thể là cơ sở hạ tầng, cung cấp nền tảng, và cuối cùng là dịch vụ phần mềm Tại đây tài nguyên của hệ thống sẽ được chia sẽ cho khách hàng sử dụng

Là nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây thường có những vấn đề phức tạp như sao lưu dữ liệu, nhân rộng, và nhu cầu phục hồi khi có sự cố, dịch vụ đã trở thành phổ biến, đặc biệt là trong doanh nghiệp nhỏ và vừa