CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1. Định nghĩa Điện toán đám mây là sự nâng cấp từ mô hình máy chủ mainframe sang mô hình client-server. Cụ thể, người dùng sẽ không còn phải cần có các kiến thức về chuyên mục để điều khiển các công nghệ, máy móc và cơ sở hạ tầng, mà các chuyên gia trong “đám mây” của các hãng cung cấp sẽ giúp thực hiện điều đó.
Thuật ngữ “đám mây” ở đây là lối nói ẩn dụ chỉ mạng Internet (dựa vào cách được bố trí của nó trong sơ đồ mạng máy tính) và như một liên tưởng về độ phức tạp của các cơ sở hạ tầng chứa trong nó. Ở mô hình điện toán này, mọi khả năng liên quan đến công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các “dịch vụ” cho phép người sử dụng truy cập các dịch vụ công nghệ từ một nhà cung cấp nào đó “trong đám mây” mà không cần phải có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ đó, cũng như không cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó. Tài nguyên, dữ liệu, phần mềm và các thông tin liên quan đều được chứa trên các server (chính là các “đám mây”). Sự phát triển mạnh mẽ của Điện toán đám mây đã thu hút rất nhiều nhà khoa học, các trường đại học và cả các công ty công nghệ thông tin (IT) đầu tư nghiên cứu.
Rất nhiều chuyên gia đã đưa ra định nghĩa của mình về Điện toán đám mây. Theo thống kê của tạp chí “Cloud Magazine” thì hiện tại có hơn 200 định nghĩa khác nhau về Điện toán đám mây. Mỗi nhóm nghiên cứu đưa ra định nghĩa theo cách hiểu, cách tiếp cận của riêng mình nên rất khó tìm một định nghĩa tổng quát nhất của Điện toán đám mây. Dưới đây là ví dụ một số định nghĩa về Điện toán đám mây: Theo Wikipedia [10,11]: Điện toán đám mây là một mô hình điện toán gồm các tài nguyên điện toán thường được ảo hóa, có khả năng tùy biến linh hoạt và được cung cấp dưới dạng dịch vụ thông qua mạng Internet.
Theo 451 Group [19]: Điện toán đám mây nói về CNTT dưới dạng dịch vụ, được cung cấp bởi các tài nguyên CNTT hoàn toàn độc lập với vị trí. Học viên thực hiện: Đinh Thị Vân Anh - CB120051 - 12BCNTT.KT 13 Đề tài: Nghiên cứu các ứng dụng điện toán đám mây tại Việt Nam Theo Gartner [7]: Điện toán đám mây là một kiểu tính toán trong đó các năng lực CNTT có khả năng mở rộng rất lớn được cung cấp dưới dạng dịch vụ qua mạng Internet đến nhiều khách hàng bên ngoài. Theo NIST [20]: “Điện toán đám mây là một mô hình cho phép truy cập mạng thuận tiện, theo nhu cầu đến một kho tài nguyên điện toán dùng chung, có thể định cấu hình: mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng,…có thể được cung cấp và thu hồi một cách nhanh chóng với yêu cầu tối thiểu về quản lý hoặc can thiệp của nhà cung cấp dịch vụ. Mô hình đám mây thúc đẩy tính sẵn sàng và bao gồm 5 đặc tính cơ bản, 3 mô hình dịch vụ và 4 mô hình triển khai.
Theo Rajkumar Buyya [21]: “Điện toán đám mây là một loại hệ thống phân bố và xử lý song song gồm các máy tính ảo kết nối với nhau và được cung cấp động cho người dùng như một hoặc nhiều tài nguyên đồng nhất dựa trên sự thỏa thuận dịch vụ giữa nhà cung cấp và người sử dụng”. Theo Ian Foster [15]: Một mô hình điện toán phân tán có tính co giãn lớn mà hướng theo co giãn về mặt kinh tế, là nơi chứa các sức mạng tính toán, kho lưu trữ, các nền tảng (platform) và các dịch vụ được trực quan, ảo hóa và co giãn linh động, sẽ được phân phối theo nhu cầu cho các khách hàng bên ngoài thông qua Internet. Học viên thực hiện: Đinh Thị Vân Anh - CB120051 - 12BCNTT.KT 14 Đề tài: Nghiên cứu các ứng dụng điện toán đám mây tại Việt Nam Hình 1. Định nghĩa Điện toán đám mây Muốn hiểu rõ về điện toán đám mây, cần phân biệt 2 khái niệm: mô hình điện toán đám mây và dịch vụ điện toán đám mây.
Mô hình điện toán đám mây là mô hình cung cấp các tài nguyên máy tính, tính toán, xử lý và lưu trữ dưới dạng dịch vụ thay vì dưới dạng sản phẩm, qua môi trường mạng, trong đó khách hàng có thể tự đặt được cấu hình theo nhu cầu. Các tài nguyên này bao gồm: Hạ tầng (infrastructures, như hệ thống mạng, phần cứng, máy tính, bộ lưu trữ,…); Môi trường nền tảng (platforms, như hệ điều hành, phần mềm hệ thống, phần mềm công cụ,…); và Phần mềm (software, như phần mềm ứng dụng, tiện ích và ứng dụng máy tính khác). Dịch vụ điện toán đám mây bao gồm: dịch vụ cho thuê hạ tầng theo mô hình điện toán đám mây, dịch vụ cho thuê môi trường nền tảng theo mô hình điện toán đám mây, và dịch vụ cho thuê phần mềm theo mô hình điện toán đám mây. Học viên thực hiện: Đinh Thị Vân Anh - CB120051 - 12BCNTT.KT 15 Đề tài: Nghiên cứu các ứng dụng điện toán đám mây tại Việt Nam 2.
Thành phần của điện toán đám mây Về cơ bản, điện toán đám mây được chia ra thành 5 lớp riêng biệt, có tác động qua lại lẫn nhau: Client Application Platform Infrastructure Server Hình 2. Thành phần của điện toán đám mây Client (lớp khách hàng): Lớp khách hàng bao gồm phần cứng và phần mềm, để dựa vào đó, khách hàng có thể truy cập và sử dụng các ứng dụng/ dịch vụ được cung cấp từ điện toán đám mây. Chẳng hạn máy tính được dây kết nối mạng Internet (thiết bị phần cứng) và các trình duyệt web (phần mềm). Application (lớp ứng dụng): Lớp ứng dụng làm nhiệm vụ phân phối phần mềm như một dịch vụ thông qua mạng Internet, người dùng không cần phải cài đặt và chạy các ứng dụng đó trên máy tính của mình, các ứng dụng dễ dàng được chỉnh sửa và người dùng dễ dàng nhận được sự hỗ trợ.
- Các hoạt động được quản lý tại trung tâm của đám mây, chứ không nằm ở phía khách hàng (lớp Client), cho phép khách hàng truy cập các ứng dụng từ xa thông qua Website. - Người dùng cũng không cần thực hiện các tính năng như cập nhật phiên bản, bản vá lỗi, download phiên bản mới… bởi chúng sẽ được thực hiện từ các “đám mây”. Học viên thực hiện: Đinh Thị Vân Anh - CB120051 - 12BCNTT.KT 16 Đề tài: Nghiên cứu các ứng dụng điện toán đám mây tại Việt Nam Platform (lớp nền tảng): Lớp nền tảng cung cấp nền tảng cho điện toán và các giải pháp của dịch vụ, chi phối đến cấu trúc hạ tầng của “đám mây” và là điểm tựa cho lớp ứng dụng, cho phép các ứng dụng hoạt động trên nền tảng đó. Nó giảm nhẹ sự tốn kém khi triển khai các ứng dụng khi người dùng không phải trang bị cơ sở hạ tầng (phần cứng và phần mềm) của riêng mình.
Infrastructure (Lớp cơ sở hạ tầng): Lớp cơ sở hạ tầng cung cấp hạ tầng máy tính, tiêu biểu là môi trường nền ảo hóa. Thay vì khách hàng phải bỏ tiền ra mua các server, phần mềm, trung tâm dữ liệu hoặc thiết bị kết nối… giờ đây, họ vẫn có thể có đầy đủ tài nguyên để sử dụng mà chi phí được giảm thiểu, hoặc thậm chí là miễn phí. Đây là một bước tiến hóa của mô hình máy chủ ảo (Virtual Private Server). Server (Lớp Server - Máy chủ): Lớp máy chủ bao gồm các sản phẩm phần cứng và phần mềm máy tính, được thiết kế và xây dựng đặc biệt để cung cấp các dịch vụ của đám mây.
Các server phải được xây dựng và có cấu hình đủ mạnh (thậm chí là rất mạnh) để đáp ứng nhu cầu sử dụng của số lượng đông đảo các người dùng và các nhu cầu ngày càng cao của họ. Cách thức hoạt động của điện toán đám mây Để hiểu cách thức hoạt động của “đám mây”, cần tưởng tượng rằng “đám mây” bao gồm 2 lớp: Lớp Back_End và lớp Front_End. Hai lớp này được kết nối với nhau thông qua một mạng, trong đa số trường hợp là mạng Internet. Hạ tầng thiết bị được chứa ở lớp Back_End, và giao diện người dùng của các ứng dụng được chứa tại lớp Front_End.
Cách thức Hoạt động của điện toán đám mây Học viên thực hiện: Đinh Thị Vân Anh - CB120051 - 12BCNTT.KT 17 Đề tài: Nghiên cứu các ứng dụng điện toán đám mây tại Việt Nam Lớp Front_End là lớp người dùng, cho phép người dùng sử dụng và thực hiện thông qua giao diện người dùng. Khi người dùng truy cập các dịch vụ trực tuyến, họ sẽ phải sử dụng thông qua giao diện từ lớp Front_End, và các phần mềm sẽ được chạy trên lớp Back_End nằm ở “đám mây”. Lớp Back_End bao gồm các cấu trúc phần cứng và phần mềm để cung cấp giao diện cho lớp Front End và được người dùng tác động thông qua giao diện đó. Bởi vì các máy tính trên “đám mây” được thiết lập để hoạt động cùng nhau, do vậy các ứng dụng có thể sử dụng toàn bộ sức mạnh của các máy tính để có thể đạt được hiệu suất cao nhất.
Điện toán đám mây cũng đáp ứng đầy đủ tính linh hoạt cho người dùng. Tùy thuộc vào nhu cầu, người dùng có thể tăng thêm tài nguyên mà các đám mây cần sử dụng để đáp ứng, mà không cần phải nâng cấp thêm tài nguyên phần cứng như sử dụng máy tính cá nhân. Ngoài ra, với điện toán đám mây, vấn đề hạn chế của hệ điều hành khi sử dụng các ứng dụng không còn bị ràng buộc, như cách sử dụng máy tính thông thường. Các đặc điểm chính của điện toán đám mây Nói chung khách hàng không cần sở hữu cơ sở hạ tầng, họ sẽ chỉ phải trả cho những gì họ sử dụng.
Việc chia sẻ giữa nhiều người thuê giúp tận dụng nguồn tài nguyên máy tính và giảm phí tổn. Một số nhà cung cấp bao gồm Amazon, Google và Yahoo. Gần đây, Microsoft cũng giới thiệu dịch vụ điện toán đám mây mới là Windows Azure. Những dịch vụ này có thể được truy cập nhờ Microsoft Visual Studio bằng cách cài đặt Windows Azure SDK và Windows Azure Tools cho Visual Studio.
Điện toán đám mây có những đặc điểm chính bao gồm: - Tránh phí tổn cho khách hàng; - Độc lập thiết bị và vị trí: cho phép khách hàng truy cập hệ thống từ bất kỳ nơi nào hoặc bằng bất kỳ thiết bị gì. Học viên thực hiện: Đinh Thị Vân Anh - CB120051 - 12BCNTT.