ĐẶT VẤN ĐỀ Máy vi tính ngày nay đã trở thành một phần tất yếu của cuộc sống. Chúng ta cần và sử dụng nó ở khắp nơi vào hầu hết các công việc từ nghiên cứu, học tập đến thư giản, giải trí,. Khi việc sử dụng máy tính tăng lên đồng nghĩa với việc các tài nguyên máy tính cũng cần tăng lên để càng ngày đáp ứng tốt nhu cầu của mỗi người. Để đáp ứng và khai thác tốt nguồn tài nguyên ngày càng phát triển như vậy đòi hỏi chúng ta phải có một cơ sở hạ tầng lớn và đảm bảo để tránh các tình trạng như máy hỏng hóc, hư ổ cứng, lỗi phần mềm,.
Các vấn đề này có lẽ không đáng lo ngại đối với các công ty lớn như Google, Microsoft nhưng với những công ty, doanh nghiệp nhỏ hơn thì yếu tố này có thể ảnh hưởng rất lớn đến quá trình kinh doanh của họ. Điện toán đám mây ra đời cung cấp giải pháp để giải quyết cho vấn đề này. Thuật ngữ “Điện toán đám mây” (Cloud Computing) còn được bắt nguồn từ ý tưởng đưa tất cả mọi thứ như dữ liệu, phần mềm, tính toán,. lên trên mạng Internet.
Chúng ta sẽ không còn trông thấy các máy PC, máy chủ của riêng các doanh nghiệp để lưu trữ dữ liệu, phần mềm nữa mà chỉ còn một số các “máy chủ ảo” tập trung ở trên mạng. Các “máy chủ ảo” sẽ cung cấp các dịch vụ giúp cho doanh nghiệp có thể quản lí tài nguyên dễ dàng hơn, họ 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. Xu hướng này sẽ giúp nhiều cho các công ty, doanh nghiệp vừa và nhỏ mà không có cơ sở hạ tầng mạng, máy chủ để lưu trữ, quản lí dữ liệu tốt. Điện toán đám mây không còn là điều gì mới mẻ.
Bắt nguồn từ điện toán lưới (Grid Computing) từ những năm 80, điện toán theo nhu cầu (Utility Computing) và dịch vụ phần mềm (SaaS), Oracle là nhà tiên phong trong việc triển khai công nghệ này. Cho đến nay, ĐTĐM đang được phát triển và cung cấp bởi nhiều nhà cung cấp, trong đó có Amazon, Google, DataSynapse, Salesforce cũng như các nhà cung cấp truyền thống Microsoft, IBM, HP,… Đã được rất nhiều người dùng cá nhân cho đến các công ty lớn như General Electric, Ebay, Coca-cola,… chấp nhận và sử dụng. Trong những năm gần đây, Việt Nam cũng dần tiếp cận các dịch vụ đám mây 1 thông qua dự án của một số doanh nghiệp nước ngoài như Microsoft, Intel,… cũng như từ những nhà phát triển, cung cấp trong nước như FPT, Biaki,… IBM là doanh nghiệp tiên phong khai trương trung tâm ĐTĐM tại Việt Nam vào tháng 9/2008 với khách hàng đầu tiên là Công ty cổ phần công nghệ và truyền thông Việt Nam (VNTT). Có thể nói Việt Nam là một trong những nước đầu tiên ở ASEAN đưa vào sử dụng ĐTĐM.
Điện toán đám mây là một chủ đề công nghệ thông tin được quan tâm rất lớn trong thời gian gần đây. Mặc dù nhận được nhiều sự quan tâm, nhưng việc triển khai ĐTĐM vẫn còn nhiều vấn đề cần phải quan tâm và giải quyết như bảo mật, hệ thống lưu trữ, độ ổn định, hay sự thất thoát dữ liệu. Khóa luận này sẽ trình bày các vấn đề cơ bản của ĐTĐM và một giải pháp xây dựng hệ thống ĐTĐM nguồn mở là OpenStack từ đó giúp chúng ta có cái nhìn tổng quan và rõ ràng nhất về lợi ích đạt được cũng như các thách thức đặt ra trong quá trình triển khai và phát triển “Cloud computing”. LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Ngày nay, đối với các công ty, doanh nghiệp thì việc quản lí tốt, hiệu quả dữ liệu của công ty cũng như dữ liệu của các đối tác, khách hàng là một trong những bài toán được ưu tiên hàng đầu và không ngừng làm đau đầu các nhà quản lí.
Để quản lí tốt nguồn dữ liệu đó ngoài việc đầu tư, tính toán chi phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí vận hành, bảo trì, sửa chữa, sao lưu dữ liệu. Họ còn phải tính toán khả năng mở rộng, nâng cấp thiết bị khi nguồn dữ liệu quá lớn; phải kiểm soát việc bảo mật dữ liệu cũng như tính sẵn sàng cao của dữ liệu. Từ một bài toán điển hình như vậy, chúng ta có thể nhận thấy rằng nếu có một nơi tin cậy giúp các doanh nghiệp quản lí tốt nguồn dữ liệu đó, các doanh nghiệp sẽ không cần phải quan tâm nhiều đến cơ sở hạ tầng, công nghệ mà chỉ tập trung chính vào công việc kinh doanh thì sẽ mang lại cho họ hiệu quả hơn và lợi nhuận đạt được càng cao hơn. Đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu, sách viết về các vấn đề của ĐTĐM nhưng đối với OpenStack, do mới chỉ được xây dựng và phát triển mạnh mẽ trong vài năm gần đây (phát hành bản chính thức đầu tiên vào 21/10/2011) nên có rất ít đề tài, tiểu luận nghiên cứu về nó.
Một phần là do cộng đồng nguồn mở của chúng ta chưa rộng lớn để 2 nghiên cứu, thảo luận và phát triển Openstack; mặt khác các công ty, doanh nghiệp còn khá e ngại đối với một công nghệ còn khá mới mẻ. Có thể nêu ra một đề tài về xây dựng hệ thống ĐTĐM sử dụng OpenStack như “Tăng cường khả năng tiếp nhận người dùng cho ứng dụng phân tán trên nền Điện toán đám mây” do ThS Dương Văn Nhân thực hiện, đề tài đã nêu rõ các vấn đề sau: Điện toán đám mây + Các mô hình dịch vụ. + Các mô hình triển khai. + Tính năng nổi bật của ĐTĐM.
+ Kiến trúc của ĐTĐM. Giới thiệu về OpenStack + Các thành phần của Openstack. + Chức năng các thành phần. + Xây dựng cơ sở hạ tầng ĐTĐM thực tế.
PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI Đối với khoa Công nghệ Thông tin trường Đại học Võ Trường Toản, đề tài này còn khá mới mẻ và được thực hiện trong thời gian tương đối ngắn cộng với việc trang thiết bị không cho phép nên khóa luận chỉ ở mức tìm hiểu, cài đặt và demo tạo lập một hệ thống ĐTĐM đơn giản để thấy được các ưu - nhược điểm của giải pháp xây dựng hệ thống ĐTĐM OpenStack. Về lí thuyết: Nghiên cứu: - Hệ điều hành Ubuntu Server: cách cài đặt, cấu hình mạng, câu lệnh,. - Điện toán đám mây: lịch sử hình thành, định nghĩa, các đặc điểm, các mô hình dịch vụ, các mô hình triển khai,. - OpenStack: lịch sử hình thành, các thành phần chính, chức năng các thành phần, cộng đồng phát triển,.
3 Về Demo Tạo một hệ thống ĐTĐM trên máy sử dụng Ubuntu Server 12.04 LTS và gói nguồn mở Openstack để tạo thành hệ thống ĐTĐM. Công nghệ sử dụng - Máy chủ Ubuntu Server (Xây dựng trên Virtualbox). - Gói xây dựng hệ thống ĐTĐM nguồn mở Openstack. HƯỚNG GIẢI QUYẾT - Thu thập tài liệu, kiến thức thông qua sách và Internet.
- Tìm hiểu, cài đặt hệ điều hành Ubuntu Server. - Cài đặt gói OpenStack. 4 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2. ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 2.
Lịch sử hình thành điện toán đám mây Vào những năm 1950, các trường đại học và công ty lớn sử dụng một công nghệ có tên “time-sharing” được coi là “mầm mống” của công nghệ ĐTĐM hiện nay. Cơ chế hoạt động của time-sharing là chia sẻ tài nguyên từ một máy tính mainframe (máy tính có kích thước lớn) cho nhiều người dùng thông qua các thiết bị đầu cuối chuyên biệt. Nhược điểm của công nghệ này là chi phí của máy mainframe rất đắt đỏ và ở những giờ cao điểm thì hệ thống này cũng đáp ứng rất chậm chạp. Vì vậy, công nghệ điện toán đám mây đã ra đời sau quá trình nghiên cứu lâu dài.
Năm 1969, Nhà khoa học máy tính có tên J. Licklider đã trình bày ý tưởng về “mạng máy tính giữa các thiên hà” (Intergalatic Computer Network). Ông đã phát triển ra hệ thống mạng ARPANET (Advanced Research Project Agency Network) với hi vọng rằng con người sẽ nhờ nó để truy cập các dữ liệu và chương trình từ bất kì đâu [1]. John McCarthy, cha đẻ của thuật ngữ “trí thông minh nhân tạo”, đã tiếp tục xây dựng ý tưởng về đám mây điện tử vào thời gian sau đó.
Những dữ liệu đám mây đầu tiên được ông sử dụng vào việc kiểm tra và giao dịch tài chính. Kể từ những năm 60, ĐTĐM đã manh nha phát triển nhưng phải tới những năm 1990 mới bắt đầu được “chắp cánh”, bởi vào lúc đó internet mới đủ băng thông để đưa ĐTĐM đến đông đảo người dùng. Năm 1997, Giáo sư Ramnath Chellappa là một trong những người đầu tiên sử dụng cụm từ “Điện toán đám mây” [2].com ra đời trở thành website đầu tiên cung cấp ứng dụng và phần mềm internet. Năm 2002, Amazon cũng bắt đầu nhảy vào thị trường này với dịch vụ lưu trữ điện toán đám mây "Web Services" (AWS).
Sau đó 4 năm, hãng bán hàng trực tuyến lại tiếp tục giới thiệu dịch vụ Elastic Compute (EC2), cho phép các công ty nhỏ thuê máy tính có khả năng chạy ứng dụng của riêng mình. Năm 2007, Salesforce tiếp tục mở rộng tầm hoạt động với trang dịch vụ 5 Force. Dịch vụ này nhằm giúp cho các nhà phát triển trong nhiều doanh nghiệp xây dựng, vận hành ứng dụng và website thông qua các "đám mây". Đến năm 2008, Google và Microsoft bắt đầu nhảy vào với nổ lực biến ĐTĐM trở thành công nghệ được sử dụng phổ biến bằng cách Google đưa ra dịch vụ lưu trữ điện toán giá rẻ Google App Engine, còn Microsoft giới thiệu Windows Azure.
Năm 2010, Salesforce tiếp tục mở rộng tầm hoạt động với trang Database.com cũng dành cho các nhà phát triển, giúp chạy mọi dịch vụ ĐTĐM trên mọi thiết bị, nền tảng cũng như ngôn ngữ lập trình. Vào thời điểm này, Apple cũng bắt đầu giới thiệu dịch vụ ĐTĐM đầu tiên của mình là iCloud cho phép đồng bộ hoá các dữ liệu như ảnh, ứng dụng, âm nhạc và văn bản trên các thiết bị của hãng. Theo khảo sát của Gartner vào đầu năm 2013 thì ĐTĐM là 1 trong 10 vấn đề công nghệ được ưu tiên hàng đầu của các nhà Quản lí công nghệ (Chief Information Officers - CIO). Theo đó khi hỏi về các công nghệ có thể làm gián đoạn kinh doanh trong 10 năm tới thì 70% đề cập tới công nghệ di động, tiếp theo là Big Data/analytics chiếm 55%, các phương tiện truyền thông chiếm 54% và đám mây công cộng chiếm 51% [3].
Khái niệm điện toán đám mây Theo Wikipedia: “Điện toán đám mây (tiếng Anh: Cloud Computing), còn gọi là điện toán máy chủ ảo, là mô hình điện toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng Internet”.