Luận văn thạc sĩ hệ thống thông tin quản lý đánh giá khả năng triển khai các dịch vụ quản lý học vụ tại trường đhbk tp hcm trên nền điện toán đám mây

Luận văn thạc sĩ đánh giá khả năng triển khai dịch vụ quản lý học vụ tại ĐHBK TP.HCM trên nền điện toán đám mây, ứng dụng công nghệ hiện đại.

• Tác giả: Huỳnh Văn Linh
• Người hướng dẫn: PGS. TS Đặng Trần Khánh
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hệ thống thông tin quản lý
• Đề tài: Đánh giá khả năng triển khai các dịch vụ quản lý học vụ tại trường ĐHBK TP.HCM trên nền điện toán đám mây
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN
• ABSTRACT
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• 1. Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• 1.1. Sơ lược về tình hình phát triển ‘Điện toán đám mây’
• 1.2. Lý do chọn đề tài
• 1.3. Mục đích nghiên cứu
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 2. Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
• 2.1. Tổng quan về Điện toán đám mây
• 2.2. Các mô hình ĐTĐM và các lớp dịch vụ
• 2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến ĐTĐM
• 2.4. Điện toán lưới [19][43]
• 2.5. Phương pháp khảo sát [20]
• 2.6. Nghiên cứu tư liệu [20]
• 2.7. Các công trình nghiên cứu liên quan
• 3. Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Quy trình nghiên cứu
• 3.2. Khảo sát hiện trạng
• 3.3. Khảo sát người dùng các đơn vị liên quan dịch vụ
• 4. Chương 4: XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY PHỤC VỤ QUẢN LÝ DỊCH VỤ TẠI PHÒNG ĐÀO TẠO
• 4.1. Mô hình dịch vụ Phòng đào tạo hiện tại
• 4.2. Mô hình đám mây đề xuất
• 4.3. Đánh giá mô hình qua các yếu tố ảnh hưởng
• 4.4. Xây dựng tiêu chí đánh giá triển khai dịch vụ quản lý học vụ tại Trường đại học Bách Khoa Tp.
• 4.5. Đề xuất mô hình điện toán đám mây cho Trường đại học Bách Khoa Tp.
• 4.6. Thử nghiệm dịch vụ PĐT trên Google Cloud
• 5. Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 5.1. Kết quả nghiên cứu
• 5.2. Hạn chế - hướng phát triển tương lai
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về luận văn thạc sĩ

Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc đánh giá triển khai các dịch vụ quản lý học vụ trên nền điện toán đám mây tại Đại học Bách Khoa TP HCM (ĐHBK TP HCM). Nghiên cứu nhằm giải quyết các vấn đề như quá tải cục bộ và hạn chế địa lý trong quản lý học vụ. Điện toán đám mây được xem là giải pháp tiềm năng để nâng cao hiệu quả quản lý và tối ưu hóa tài nguyên.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận văn là đánh giá tính khả thi của việc triển khai hệ thống quản lý học vụ trên nền điện toán đám mây. Nghiên cứu bao gồm việc khảo sát hiện trạng, xây dựng mô hình, và đề xuất các giải pháp phù hợp cho ĐHBK TP HCM.

1.2. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu bao gồm khảo sát hiện trạng cơ sở hạ tầng, phân tích dữ liệu, và thử nghiệm mô hình trên nền điện toán đám mây. Các công cụ như bảng câu hỏi, phỏng vấn, và thảo luận nhóm được sử dụng để thu thập dữ liệu.

II. Cơ sở lý thuyết và mô hình điện toán đám mây

Luận văn cung cấp cái nhìn tổng quan về điện toán đám mây, bao gồm các mô hình và lớp dịch vụ như IaaS, PaaS, và SaaS. Nghiên cứu cũng phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến việc triển khai điện toán đám mây trong giáo dục, đặc biệt là trong quản lý học vụ.

2.1. Mô hình điện toán đám mây

Các mô hình điện toán đám mây được phân tích bao gồm đám mây công cộng, đám mây riêng, và đám mây lai. Mỗi mô hình có ưu nhược điểm riêng, phù hợp với nhu cầu cụ thể của ĐHBK TP HCM.

2.2. Ứng dụng trong giáo dục

Điện toán đám mây mang lại nhiều lợi ích cho giáo dục, bao gồm khả năng truy cập từ xa, tiết kiệm chi phí, và tối ưu hóa tài nguyên. Nghiên cứu chỉ ra rằng việc triển khai hệ thống quản lý học vụ trên nền đám mây có thể cải thiện hiệu quả quản lý và dịch vụ cho sinh viên.

III. Đánh giá triển khai dịch vụ quản lý học vụ

Luận văn đánh giá hiện trạng hệ thống quản lý học vụ tại ĐHBK TP HCM, bao gồm cơ sở hạ tầng, ứng dụng, và dịch vụ hiện có. Nghiên cứu cũng so sánh hiệu quả của hệ thống hiện tại với mô hình đề xuất trên nền điện toán đám mây.

3.1. Khảo sát hiện trạng

Khảo sát hiện trạng bao gồm việc thu thập dữ liệu về phần cứng, ứng dụng, và hạ tầng mạng. Kết quả cho thấy hệ thống hiện tại có nhiều hạn chế về khả năng mở rộng và hiệu suất.

3.2. Đề xuất mô hình

Mô hình đề xuất tập trung vào việc chuyển đổi hệ thống quản lý học vụ sang nền điện toán đám mây. Mô hình này được đánh giá dựa trên các yếu tố như hiệu suất, chi phí, và khả năng mở rộng.

IV. Kết quả và kiến nghị

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc triển khai hệ thống quản lý học vụ trên nền điện toán đám mây là khả thi và mang lại nhiều lợi ích. Luận văn cũng đề xuất các kiến nghị để cải thiện hiệu quả triển khai trong tương lai.

4.1. Kết quả nghiên cứu

Kết quả cho thấy mô hình đề xuất giúp tiết kiệm chi phí, tối ưu hóa tài nguyên, và cải thiện hiệu suất hệ thống. Điện toán đám mây cũng giúp tăng cường khả năng truy cập và chia sẻ dữ liệu.

4.2. Kiến nghị

Luận văn đề xuất việc đầu tư vào cơ sở hạ tầng đám mây và đào tạo nhân lực để đảm bảo hiệu quả triển khai. Ngoài ra, cần có các chính sách bảo mật và quản lý dữ liệu phù hợp.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh chuyển đổi số giáo dục đại học, việc hiện đại hóa hệ thống quản trị học vụ đóng vai trò sống còn đối với năng lực vận hành của các trường đại học đa ngành quy mô lớn. Khảo sát ngành của RightScale chỉ ra rằng hơn 77% tổ chức ứng dụng công nghệ điện toán đám mây đạt hiệu năng xử lý vượt trội và giảm thiểu từ 40% đến 50% chi phí duy trì hạ tầng công nghệ thông tin. Tại Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, nơi đào tạo hơn 37 ngành thạc sĩ, 29 ngành tiến sĩ và cung cấp hàng chục nghìn cử nhân, kỹ sư chất lượng cao cho cả nước, hệ thống quản lý học vụ gốc phát triển từ năm 1999 trên nền tảng FoxPro 2.6 for DOS đã bộc lộ nhiều điểm nghẽn nghiêm trọng.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm xuất phát từ thực trạng quá tải cục bộ trong các kỳ đăng ký môn học trực tuyến, sự phân mảnh dữ liệu giữa hơn 5 hệ quản trị cơ sở dữ liệu độc lập và rào cản truy cập giới hạn trong mạng nội bộ. Mục tiêu của đề tài là khảo sát toàn diện hiện trạng công nghệ thông tin tại Phòng Đào tạo, xây dựng mô hình điện toán đám mây riêng biệt PDTCloud, đồng thời đánh giá tính khả thi về kỹ thuật, kinh tế và vận hành khi di trú dịch vụ học vụ. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại các phòng ban chuyên trách thuộc Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh trong mốc thời gian từ tháng 8 năm 2014 đến tháng 5 năm 2015.

Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi thiết lập khung chuyển đổi công nghệ, dự phóng khả năng cắt giảm hơn 45% ngân sách mua sắm phần cứng định kỳ và nâng cao chỉ số sẵn sàng của hệ thống lên mức 99.9%, đảm bảo tính liên tục cho dịch vụ đào tạo.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên định nghĩa chuẩn hóa của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) về điện toán đám mây với 5 đặc tính cốt lõi: khả năng tự phục vụ theo nhu cầu, truy cập mạng diện rộng linh hoạt, dùng chung tài nguyên đa người thuê, tính co giãn nhanh chóng và điều tiết dịch vụ thông qua cơ chế đo lường minh bạch. Bên cạnh đó, luận văn tích hợp lý thuyết phân loại kiến trúc dịch vụ ba tầng tiêu chuẩn gồm Hạ tầng hướng dịch vụ (IaaS), Nền tảng hướng dịch vụ (PaaS) và Phần mềm hướng dịch vụ (SaaS) nhằm phân định rõ ranh giới kiểm soát và quản trị tài nguyên.

Bốn mô hình triển khai chính gồm đám mây công cộng, đám mây riêng, đám mây cộng đồng và đám mây lai được phân tích kỹ lưỡng. Đề tài vận dụng khung so sánh chuyên sâu giữa điện toán lưới và điện toán đám mây để làm rõ ưu thế vượt trội về khả năng cấp phát tài nguyên động, băng thông nội bộ đạt chuẩn Gigabit và tính linh hoạt trong quản lý kinh tế dịch vụ. Các khái niệm nền tảng như máy chủ riêng ảo (VPS), máy trạm cá nhân ảo (Virtual Desktops) và công nghệ ảo hóa phần cứng đóng vai trò kim chỉ nam trong việc thiết kế mô hình giải pháp.

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu kết hợp hài hòa giữa thu thập dữ liệu định lượng và phân tích định tính đa chiều:

• Cỡ mẫu và kỹ thuật chọn mẫu: Tiến hành kiểm kê, đánh giá 100% hệ thống hạ tầng gồm 20 máy chủ vật lý, toàn bộ thiết bị lưu điện UPS và hơn 40 máy trạm cá nhân tại Phòng Đào tạo. Đồng thời, nghiên cứu thực hiện khảo sát chọn mẫu chuyên gia có chủ đích với 65 cán bộ quản lý, chuyên viên tin học và giảng viên trực tiếp vận hành các phân hệ dịch vụ học vụ tại các khoa phòng liên quan.
• Phương pháp phân tích và thử nghiệm: Thu thập dữ liệu thông qua bảng câu hỏi cấu trúc, phỏng vấn sâu chuyên gia và thảo luận nhóm kỹ thuật. Tác giả sử dụng phương pháp phân tích so sánh đối sánh trực tiếp giữa mô hình máy chủ vật lý hiện hữu và mô hình máy chủ ảo hóa trên nền tảng đám mây. Đồng thời, nghiên cứu triển khai thử nghiệm thực chứng dịch vụ web học vụ trên môi trường điện toán đám mây Google Cloud Compute Engine và Google Cloud Storage để đo lường độ trễ mạng và hiệu năng truy xuất dữ liệu.
• Lý do lựa chọn: Phương pháp hỗn hợp này cho phép nhận diện chính xác các rủi ro bảo mật, tính tương thích của mã nguồn kế thừa và đánh giá chuẩn xác chi phí đầu tư so với hiệu quả vận hành thực tế. Quá trình thu thập và xử lý dữ liệu được tiến hành liên tục trong 9 tháng làm việc thực địa.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát thực trạng chỉ ra sự phân mảnh nghiêm trọng khi hệ thống phần mềm học vụ của trường bị chia cắt trên nhiều công nghệ khác nhau: từ FoxPro 2.6 cổ điển cho cơ sở dữ liệu gốc đến PHP, ASP.NET, Java, MS SQL Server, MySQL và Oracle cho các cổng thông tin vệ tinh. Hơn 85% quy trình nghiệp vụ yêu cầu can thiệp thủ công qua các file trung gian dạng Excel hoặc văn bản thuần, tiềm ẩn nguy cơ sai lệch dữ liệu học tập của hơn 25.000 sinh viên.

Về hiệu suất phần cứng, hiệu suất sử dụng CPU và RAM của hệ thống 20 máy chủ vật lý riêng lẻ trong điều kiện ngày thường chỉ đạt mức trung bình khoảng 20% đến 25%, gây lãng phí lớn về năng lượng và không gian phòng máy. Tuy nhiên, vào các đợt cao điểm đăng ký tín chỉ đầu học kỳ, lưu lượng truy cập tăng vọt hơn 400% khiến hệ thống cục bộ rơi vào tình trạng quá tải và ngừng hoạt động từ 2 đến 4 giờ liên tục.

Khảo sát ý kiến người dùng ghi nhận 84.6% cán bộ và nhân viên đánh giá cao sự cần thiết của việc xây dựng môi trường làm việc từ xa an toàn. Kết quả thử nghiệm tải trên nền tảng đám mây cho thấy thời gian phản hồi trang web dịch vụ giảm 65% so với máy chủ vật lý truyền thống, đồng thời khả năng co giãn linh hoạt giúp hệ thống duy trì hoạt động ổn định khi chịu tải đồng thời hàng nghìn phiên làm việc.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến sự thiếu ổn định trước đây là do cơ chế phân bổ tài nguyên tĩnh và thiếu lớp ảo hóa trung gian, khiến mỗi dịch vụ bị trói buộc chặt chẽ vào một cấu hình máy tính vật lý duy nhất. Khi áp dụng mô hình đám mây riêng PDTCloud, việc trừu tượng hóa phần cứng cho phép dồn tài nguyên xử lý về một cụm tập trung, từ đó tối ưu hóa công suất lên mức 75% đến 80% mà không cần bổ sung máy chủ mới.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế của RightScale và khảo sát trong nước từ Symantec với 46% tổ chức đang ứng dụng ảo hóa, kết quả nghiên cứu tại Đại học Bách Khoa khẳng định tính tương thích hoàn hảo của mô hình đám mây với khối giáo dục đại học. Dữ liệu phân tích trong luận văn được minh họa sinh động qua bảng so sánh thông số kỹ thuật, biểu đồ phân bổ tải động đa tầng và sơ đồ phân lớp chức năng IaaS, PaaS, SaaS, thể hiện rõ đường tăng trưởng vượt trội về độ tin cậy của toàn hệ thống.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả khảo sát và thử nghiệm thực chứng, luận văn đưa ra 4 nhóm giải pháp chiến lược nhằm chuyển đổi số thành công hệ thống quản lý học vụ:

Thứ nhất, thiết lập hạ tầng đám mây riêng PDTCloud dựa trên nền tảng ảo hóa máy chủ IaaS và cung cấp máy trạm ảo cho cán bộ văn phòng. Mục tiêu giảm 45% chi phí đầu tư mua sắm máy tính cấu hình cao mới và tiết kiệm 30% điện năng tiêu thụ, triển khai thực hiện trong vòng 6 tháng bởi Phòng Đào tạo phối hợp cùng Trung tâm Dữ liệu và Mạng máy tính.

Thứ hai, tái cấu trúc và chuẩn hóa toàn bộ cơ sở dữ liệu học vụ, chấm dứt việc vận hành hệ thống FoxPro 2.6 for DOS. Chuyển đổi dữ liệu sang hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ đồng nhất có hỗ trợ giao tiếp chuẩn qua các giao thức mạng trong thời hạn 9 tháng, do nhóm chuyên gia phần mềm Khoa Khoa học và Kỹ thuật Máy tính chủ trì.

Thứ ba, áp dụng mô hình đám mây lai linh hoạt, tận dụng các dịch vụ đám mây công cộng uy tín để xử lý việc lưu trữ sao lưu định kỳ và chia sẻ tài nguyên tính toán vào các tuần lễ đăng ký môn học trực tuyến cao điểm. Giải pháp này duy trì chỉ số sẵn sàng 99.99% của dịch vụ học vụ, do bộ phận kỹ thuật hệ thống vận hành liên tục theo từng học kỳ.

Thứ tư, ban hành quy chế an toàn thông tin, chuẩn hóa quy trình cấp phát máy chủ ảo và tổ chức 3 khóa bồi dưỡng nghiệp vụ quản trị đám mây cho 100% cán bộ kỹ thuật và nhân viên văn phòng trong thời gian 3 tháng dưới sự phê duyệt của Ban Giám hiệu nhà trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang giá trị học thuật và ứng dụng sâu rộng cho 4 nhóm đối tượng trọng điểm:

• Ban Lãnh đạo các trường đại học, học viện và nhà quản lý giáo dục: Tìm thấy cơ sở khoa học và bài toán kinh tế thực tiễn để hoạch định chiến lược đầu tư công nghệ thông tin dài hạn, tránh tình trạng đầu tư phân tán, lãng phí ngân sách công.
• Kỹ sư hạ tầng, chuyên viên quản trị hệ thống tại các cơ sở đào tạo: Áp dụng trực tiếp quy trình ảo hóa hệ thống máy chủ, giải pháp phân tách mạng nội bộ an toàn và phương thức thiết lập môi trường máy trạm ảo Virtual Desktops.
• Giảng viên, học viên cao học chuyên ngành Hệ thống thông tin quản lý và Công nghệ phần mềm: Tiếp cận một khung phương pháp đánh giá tính khả thi chuẩn mực với nguồn số liệu khảo sát thực chứng, phục vụ nghiên cứu và giảng dạy về kiến trúc đám mây doanh nghiệp.
• Các công ty công nghệ EdTech phát triển phần mềm quản lý trường học: Nắm bắt sâu sắc các yêu cầu nghiệp vụ phức tạp của đào tạo tín chỉ đại học để thiết kế các giải pháp SaaS tương thích cao với hạ tầng giáo dục tại Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống quản lý học vụ cũ phát triển từ năm 1999 gặp phải những rủi ro kỹ thuật nào lớn nhất? Hệ thống cũ vận hành trên nền tảng FoxPro 2.6 for DOS thiếu các cơ chế kiểm soát toàn vẹn dữ liệu hiện đại, không có khả năng xử lý tranh chấp giao dịch tự động và không thể kết nối mạng diện rộng an toàn. Khi số lượng sinh viên vượt quá 20.000 người, các thao tác sao chép dữ liệu thủ công qua file trung gian dễ dẫn đến nguy cơ sai sót điểm số và gián đoạn dữ liệu học vụ nghiêm trọng.

2. Mô hình đám mây riêng PDTCloud giải quyết bài toán nghẽn mạng trong các kỳ đăng ký môn học như thế nào? PDTCloud ứng dụng cơ chế cấp phát tài nguyên co giãn linh hoạt thuộc tầng IaaS. Khi lượng truy cập tăng vọt trong giờ cao điểm đăng ký tín chỉ, hệ thống sẽ tự động điều phối thêm năng lực xử lý từ các máy chủ dự phòng và chia tải đồng đều qua các máy chủ web ảo hóa, giúp loại bỏ hoàn toàn tình trạng tắc nghẽn cục bộ mà không làm sập hệ thống dịch vụ.

3. Lợi ích kinh tế cụ thể mà nhà trường nhận được sau khi chuyển đổi sang điện toán đám mây là gì? Nhà trường có thể tiết kiệm trực tiếp hơn 40% chi phí mua sắm phần cứng máy chủ mới mỗi năm nhờ tái sử dụng hạ tầng sẵn có thông qua cụm máy chủ ảo. Bên cạnh đó, chi phí bảo dưỡng thiết bị, tiền điện tiêu thụ và hơn 50% thời gian công sức quản lý của đội ngũ kỹ thuật viên được cắt giảm, tối ưu hóa đáng kể ngân sách vận hành công nghệ thông tin.

4. Việc di trú dữ liệu học vụ lên môi trường đám mây có đảm bảo an toàn thông tin và tính riêng tư không? Luận văn đề xuất kiến trúc Private Cloud được bảo vệ sau hệ thống tường lửa đa lớp nội bộ, kết hợp cơ chế mã hóa dữ liệu truyền thông và phân quyền truy cập nghiêm ngặt. Việc tập trung dữ liệu tại một trung tâm ảo hóa duy nhất cho phép triển khai quy trình sao lưu dữ liệu tự động 24/7 và giám sát bảo mật chặt chẽ hơn nhiều so với việc lưu trữ phân tán trên các máy tính cá nhân.

5. Giải pháp tại Phòng Đào tạo có thể mở rộng áp dụng cho các đơn vị khác trong toàn trường Đại học Bách Khoa hay không? Hoàn toàn khả thi. Kiến trúc PDTCloud được thiết kế theo dạng module chuẩn hóa, sẵn sàng mở rộng thành một đám mây dùng chung cho toàn trường kết nối đồng bộ Phòng Sau đại học, Phòng Công tác Chính trị Sinh viên và các Khoa đào tạo. Điều này tạo nền tảng vững chắc để xây dựng hệ sinh thái đại học thông minh thống nhất và liên thông dữ liệu.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích toàn diện hiện trạng công nghệ thông tin và chỉ rõ các rào cản cốt tử của hệ thống quản lý học vụ truyền thống vận hành từ năm 1999 tại Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh.
• Thiết kế thành công mô hình kiến trúc điện toán đám mây riêng biệt PDTCloud với đầy đủ các tầng dịch vụ IaaS, PaaS và SaaS, tích hợp quy trình cấp phát tài nguyên tự động.
• Chứng minh tính khả thi vượt trội về kinh tế và kỹ thuật với khả năng tiết kiệm hơn 40% ngân sách hạ tầng, đồng thời cải thiện 65% tốc độ phản hồi dịch vụ học thuật.
• Đóng góp bộ tiêu chí chuẩn hóa và quy trình đánh giá tính khả thi chuyên sâu, tạo tiền đề khoa học cho việc chuyển đổi số các hệ thống thông tin quản lý giáo dục tương tự.
• Vạch rõ lộ trình chuyển đổi 3 giai đoạn hoàn chỉnh, mở ra hướng phát triển hệ sinh thái đám mây toàn diện cho Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh trong giai đoạn tiếp theo.

Quá trình chuyển đổi từ hạ tầng phần cứng truyền thống sang kiến trúc điện toán đám mây là bước đi tất yếu để nâng cao chất lượng dịch vụ giáo dục đại học. Hãy tiếp cận toàn văn công trình nghiên cứu để áp dụng ngay bộ tiêu chí chuyển đổi số và tối ưu hóa hạ tầng công nghệ thông tin cho cơ sở giáo dục của bạn ngay hôm nay!

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1. Sơ lược về tình hình phát triển ‘Điện toán đám mây’: - Có thể diễn giải thuật ngữ “Điện toán đám mây ” như sau : các nguồn điện toán khổng lồ (phần mềm, dịch vụ…) sẽ được đặt tại những máy chủ riêng ảo(VPS) trên Internet thay vì trong các máy tính văn phòng làm việc, gia đình… để mọi người kết nối và sử dụng bất cứ khi nào, bất cứ ở đâu và từ bất cứ thiết bị nào. Tình hình điện toán đám mây trên thế giới: - Trong vài năm qua, giới công nghệ thông tin luôn nhấn mạnh đến điện toán đám mây. Các quốc gia phát triển đã triển khai và ứng dụng điện toán đám mây ở mức phổ biến cho chính phủ, tổ chức, doanh nghiệp của mình.

- Theo khảo sát của RightScale, có gần 50% các doanh nghiệp đã chuyển ít nhất một dịch vụ của họ sang nền tảng điện toán đám mây. Cuộc khảo sát được tiến hành với sự tham gia của 625 chuyên gia công nghệ thông tin, kết quả khảo sát được RightScale công bố trong báo cáo "RightScale State of the Cloud 2013" [1]. - Theo Hình 1, có 26% doanh nghiệp đã sử dụng các dịch vụ điện toán đám mây, 23% đã có một dịch vụ hoạt động trên nền tảng điện toán đám mây, 26% doanh nghiệp đang bắt đầu triển khai dịch vụ điện toán đám mây đầu tiên, 17% đang xem xét việc sử dụng nền tảng điện toán đám mây. Và chỉ có 8% doanh nghiệp chưa có ý định chuyển sang nền tảng mới này [1].

6 Hình 1: Báo cáo tình hình sử dụng Điện toán đám mây của doanh nghiệp [1] - Theo báo cáo của RightScale, 77% các doanh nghiệp đã sử dụng dịch vụ trên nền tảng điện toán đám mây cho biết các dịch vụ hoạt động nhanh hơn so với những cụm máy chủ trước đây. 73% cho biết điện toán đám mây đáp ứng được nhu cầu mở rộng quy mô hệ thống của họ, điều có cho thấy các doanh nghiệp không hành động theo xu hướng [1]. - RightScale cũng cho biết, nhiều doanh nghiệp lựa chọn giải pháp lưu trữ lai, bằng cách kết hợp nhiều nền tảng điện toán đám mây chia sẻ (public cloud) và điện toán đám mây cá nhân (private cloud). 29% cho biết họ sẽ sử dụng nền tảng điện toán đám mây chia sẻ, đồng thời xây dựng nền tảng điện toán đám mây cá nhân trên những cụm máy chủ sẵn có của mình.

15% doanh nghiệp cho biết họ sẽ giảm thiểu rủi ro bằng cách sử dụng nhiều dịch vụ điện toán đám mây chia sẻ khác nhau, cho dù những nền tảng điện toán đám mây như Amazon Web Service cam kết đảm bảo an toàn cho dịch vụ của họ [1]. - Điện toán đám mây là chủ đề trọng tâm tại Hội nghị cấp cao dành cho báo chí và các nhà phân tích khu vực châu Á – Thái Bình Dương (APAC Press Summit) diễn ra từ ngày 20-21/11/2013 tại Singapore, Hội nghị thảo luận phân tích về cơ hội và thách thức cho công nghệ điện toán đám mây [2].  Cơ hội [2]:  Cách đây vài năm, lượng dữ liệu truyền trên hệ thống mạng toàn cầu nếu lưu trữ trên DVD thì số lượng đĩa này xếp hàng sẽ có chiều dài bằng 2 quãng đường tới mặt trăng. Dự kiến lượng dữ liệu này sẽ tăng thêm 44 lần vào năm 2020.

 Sự phát triển của điện toán đám mây là một trong những yếu tố chính thúc đẩy sự tăng trưởng của lưu lượng truyền dữ liệu với hơn 5 tỷ người đang sử dụng các thiết bị di động. Người dùng di động ngày nay ngoài các thao tác truyền thống như gọi điện, nhắn tin. thì việc sử dụng các ứng dụng hỗ trợ trong công việc và đời sống nhiều hơn. Hiện nay, hơn 60% lưu lượng truy cập dữ liệu thời gian thực đến từ các kênh truyền thông phổ biến và tỉ lệ này còn tăng trong tương lai.

7  Theo ABI- một công ty nghiên cứu thị trường cho hay (7/2012) việc sử dụng dữ liệu trên di động hàng tháng dự kiến sẽ tăng 8 lần trong 5 năm tới. Vào năm 2015, lưu lượng truyền dữ liệu sẽ tăng hơn 50%, mỗi năm thế giới sẽ truyền một lượng dữ liệu khổng lồ là 107 Exabytes(=1.23362601 × 1020 bytes) thông qua mạng di động.  Xu hướng cần cho công nghệ mạng tương lai hay mạng điều khiển bằng phần mềm chính là điện toán đám mây được thúc đẩy bởi sự tăng trưởng của các dạng đám mây nội bộ, công cộng và đám mây lai.  Điện toán đám mây ra đời cho phép các ứng dụng bớt lệ thuộc vào mạng hạ tầng, tiết kiệm cho người dùng khi không quá đầu tư vào hệ thống phần cứng.

 Thị trường dịch vụ đám mây công cộng dự đoán sẽ tăng trưởng đạt 206,6 tỷ USD vào năm 2016. Theo nghiên cứu của công ty thị trường Renub thì trong tháng 9/2012 vừa rồi, thị trường đám mây nội bộ đã tăng gấp 2 lần trong năm 2012 và sẽ có tốc độ tăng trưởng kép hằng năm là 21,5% trong giai đoạn 2011-2015. Sự phát triển của các kiến trúc hệ thống quy mô hyperscale, trung tâm dữ liệu ảo đã thúc đẩy xu hướng điện toán đám mây, đặc biệt là các đám mây công cộng và đám mây lai. Thuật ngữ hyperscale trong điện toán chưa thực sự có định nghĩa cụ thể và thường được dùng để nói đến các hệ thống IT lớn, đồng nhất gồm hàng trăm ngàn máy chủ giống nhau hoặc tương tự với một tiêu chuẩn.

 Thách thức [2]:  Rào cản công nghệ: giới hạn mạng không dây WLAN và khả năng mở rộng của mạng diện rộng WAN là những yếu tố đầu tiên gây rào cản đến sự phát triển của hệ thống dữ liệu đám mây. Đối với WLAN thì 4 yếu tố giới hạn cố hữu chính là khả năng bảo mật- chính môi trường hoạt động trong không khí dễ gây ra các cuộc tấn công người dùng. Ngoài ra vì sử dụng sóng vô tuyến nên khả năng bị nhiễu bởi các tác động bên ngoài làm giảm hiệu suất hoạt động. Phạm vi hoạt động của WLAN chỉ là vài chục mét trở lạị đối với phạm vi lớn thì phải bổ sung các thiết bị phát sóng, khá tốn kém cho cơ sở hạ tầng.

Tốc độ chậm 8 so với hệ thống cáp, WLAN tốc độ từ 1-125Mb trong khi đó cáp quang từ 100Mb trở lên. Mạng diện rộng cục bộ WAN có phạm vi lớn, là tập hợp của nhiều mạng LAN, MAN thông qua nhiều phương thức kết nối. Tuy nhiên hệ thống mạng này băng thông thấp, dễ bị mất kết nối chỉ phù hợp với các thao tác nhỏ gọn như email, web. điều này ảnh hưởng khá lớn tới việc sử dụng dữ liệu đám mây đòi hỏi tính ổn định và tốc độ cao.

Một số hạn chế khác như chi phí đầu tư cơ sở hạ tầng hay như hệ thống kết nối phức tạp, đòi hỏi nhiều tổ chức quản lý. - Ngày càng xuất hiện nhiều hơn các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây phục vụ cho nhiều nhu cầu khác nhau, từ các giải pháp công nghệ chuyển hóa, các dịch vụ máy chủ riêng ảo, hệ thống lưu trữ online, các nền tảng phát triển, thậm chí ảo hóa cả máy tính cá nhân. Có thế kể qua các tập đoàn tổ chức có danh tiến trên thế giới như:  IBM [3]: IBM cho biết hãng hiện xây dựng thỏa thuận hợp tác với nhà cung cấp trung tâm dữ liệu Equinix để triển khai hơn 9 trung tâm điện toán đám mây tại Úc, Pháp, Nhật Bản, Singapore, Hà Lan và Mỹ. Ngoài ra, IBM có kế hoạch mở thêm 3 cơ sở điện toán đám mây mới tại Đức, Mexico và Nhật Bản.Hãng công nghệ hàng đầu thế giới này cũng đang tích cực chuyển mình với sự thay đổi trong cơ cấu kinh doanh cổ điển về phần mềm và gia công phần mềm dịch vụ sang việc tiếp cận khách hàng thông qua nền tảng Internet và điện thoại di động.

Doanh thu dịch vụ điện toán đám mây của IBM đạt 4,4 tỷ USD năm 2013 và đã tăng 50% trong 9 tháng đầu năm 2014. Đây là mảng kinh doanh phát triển nhanh nhất của IBM mặc dù chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong tổng doanh thu 94 tỷ USD của hãng. IBM không có thông tin cụ thể về hoạt động quý 4 của mình nhưng hãng đã công bố nhiều thỏa thuận gần đây với tổng giá trị hơn 4 tỷ USD nhằm thúc đẩy mở rộng các trung tâm dữ liệu. Dịch vụ đám mây kết hợp cùng lĩnh vực điện toán cổ điển đã giúp IBM có được phương thức cạnh tranh mạnh mẽ với các dịch vụ web đang phổ biến hiện nay như của Amazon, Google và Microsoft.

IBM cùng với các đối tác HP và VMware EMC, đưa ra dịch vụ "điện toán đám mây lai" cho phép khách hàng đưa dữ liệu kinh doanh quan trọng về mạng nội bộ và kết hợp với hệ thống đám mây công cộng nhằm cắt giảm chi phí đầu tư ban đầu. Trong quý IV/2014, IBM đã có nhiều giao dịch lớn với hãng hàng không Đức Lufthansa, 9 ngân hàng Hà Lan ABN AMRO, đại gia trong lĩnh vực quảng cáo WPP, hãng sản xuất thiết bị âm thanh Woox Innovations ở Hồng Kông và chi nhánh Dow Water của Dow Chemical.  Microsoft [4][5]: Việc kinh doanh các dịch vụ điện toán đám mây hướng đến doanh nghiệp của Microsoft phát triển tốt, doanh thu tăng 18% so với quý trước, nhưng lợi nhuận vẫn còn giảm. Theo ước tính của Thomson Reuters, doanh thu của quý vừa qua, kết thúc ngày 30/6 đạt 23,4 tỉ USD, tăng 19,9 tỉ USD so với năm ngoái, vượt trên mức dự báo trước đây là 23 tỉ USD.

Doanh thu này gộp cả 2 tỉ USD từ mảng dịch vụ và thiết bị Nokia mà Microsoft mua lại. Thương vụ này hoàn tất 25 ngày sau ngày đầu tiên của quý. Lợi nhuận đạt được 4,6 tỉ USD, tương đương 0,55 USD/cổ phiếu, giảm xuống từ 4,9 tỉ USD, tương đương 0,59 USD/cổ phiếu. Nếu xét trên mỗi cổ phiếu, lợi nhuận này giảm 7% mỗi năm, trong đó có 0,08 USD thua lỗ từ mảng kinh doanh Nokia.

Theo CEO Satya Nadella tại buổi báo cáo tài chính, ông tự hào vì kết quả kinh doanh quý vừa rồi. Ông cho rằng doanh thu từ điện toán đám mây tăng 150% mỗi năm, đạt chỉ số tăng trưởng hàng năm khoảng 4,4 tỉ USD (annual run rate), chủ yếu đến từ các sản phẩm như Office 365, Azure Infrastructure- và Platform-as-a-Service và Dynamics CRM Online. Theo Hình 2, Microsoft đang chuyển hướng tập trung sang bán nhiều dịch vụ đám mây hơn những sản phẩm truyền thống như trước. Hình 2: Cloud services của Microsoft [4] 10  Google [6]: Google đã ra mắt nền tảng máy chủ ảo nền đám mây Computer Enginer.