Đặt vấn đề Điện toán đám mây là một chủ đề đƣợc nhắc đến nhiều trong các sự kiện công nghệ hiện nay. Đến thời điểm hiện tại, nhiều thiết bị vận hành điện toán đám mây đã tồn tại cho các hệ thống đám mây, một loạt trong số chúng là OpenStack, EC2, OpenNebula, CloudStack, v. Điện toán đám mây cung cấp nhiều dịch vụ, các dịch vụ đó gồm IaaS (Cơ sở hạ tầng nhƣ một dịch vụ), PaaS (Hệ thống nhƣ một dịch vụ) và SaaS (Phần mềm nhƣ một dịch vụ). Khi nhu cầu về điện toán đám mây đang tăng lên nhanh chóng, hiệu suất của nó cần phải đủ để đáp ứng nhu cầu của môi trƣờng khách hàng, cho dù đó là đám mây riêng hay công cộng.
Một trong những vấn đề quan trọng hàng đầu của điện toán đám mây là đạt đƣợc hiệu năng mạng mạnh mẽ hơn bằng cách cho phép thiết bị không có hiệu suất mạng tốt hoạt động nhƣ một thiết bị đám mây hiệu năng tổng thể cao. Nền tảng đám mây OpenStack nắm giữ thành phần Neutron, cho phép điều khiển mạng kỹ thuật số giúp các máy đƣợc tạo bằng nhiều cách khác nhau. Nó sử dụng một API bổ sung cho việc triển khai tham chiếu sử dụng các thầnh phần của Linux. Ngoài ra còn có các cách triển khai khác với các tính năng đặc biệt và sử dụng các công nghệ đặc biệt.
Luận văn này tập trung chủ yếu vào việc phân tích triển khai các node mạng đƣợc cung cấp trong OpenStack và thực hiện so sánh giữa Neutron với OVN, OpenDaylight, Calico, Project Roamana và các project khác để tìm ra hiệu suất mạng có thể đạt đƣợc bằng các giải pháp khác. Các vấn đề đƣợc đƣa ra trong luận văn này gồm: 1. Cho phép phân tích chi tiết về mạng của các giải pháp khác nhau trên nền tảng OpenStack. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.
So sánh đánh giá về hiệu năng mạng của Neutron với các giải pháp khác trên OpenStack, kết hợp so sánh tính năng HA đƣợc cung cấp trên các giải pháp trong quá trình cài đặt. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 1 CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU Trƣớc khi đi vào thực tiễn, qua chƣơng này tôi đã cố gắng cung cấp một số thông tin cơ bản về nội dung chính của luận văn này. Mặc dù, trọng tâm chính của luận văn này là về OpenStack, tuy nhiên, vì nó đƣợc sinh ra từ điện toán đám mây, do đó chúng ta cần phải bao quát tất cả các khía cạnh của điện toán đám mây, tuy nhiên, tôi đã cố gắng thực hiện nó một cách ngắn gọn.
Sau đó, tôi tập trung nhiều hơn vào mô tả chi tiết về OpenStack bắt đầu từ lịch sử của nó và đi xuyên suốt tổng quan kiến trúc với các thành phần của nó.1 Cloud Computing (Điện toán đám mây) Cloud computing [1] là một mô hình điện toán hiện đại cung cấp cơ sở hạ tầng CNTT và nó cần thiết cho các công ty CNTT, nơi tài nguyên điện toán phân tán đƣợc phục vụ với cơ chế dựa trên mạng. Khi việc sử dụng cloud computing tăng lên, nó đã giải quyết vấn đề lớn liên quan tới yêu cầu lƣu trữ khổng lổ với khả năng hợp nhất các tài nguyên để quản lý tốt nhất. Cloud computing là một mô hình truy cập theo yêu cầu tới một nhóm tài nguyên điện toán dùng chung có thể đƣợc phân phối và phát hành bởi ngƣời dùng. Theo định nghĩa NIST (Viện Quốc gia về tiêu chuẩn và công nghệ Mỹ) về Cloud Computing của Peter Mell và Timothy Grance [4] một đám mây có 5 đặc điểm sau: On-demand self-service (Tự phục vụ nhu cầu): Người dùng có thể đơn phương cung cấp các khả năng về máy tính như server time và network storage khi cần tự động mà không cần yêu cầu tương tác của con người với mỗi nhà cung cấp dịch vụ.
Broad network access ( Truy cập mạng rộng khắp) : Cho phép xử lý thông qua các công nghệ mạng và truy cập thông qua các nên tảng khác nhau (mobile phones, tablets, laptops, và workstations) Resource pooling (Hồ chứa tài nguyên): Các tài nguyên máy tính từ nhà cung cấp được gộp lại để phục vụ nhiều khách hàng bằng các sử dụng một mô hình multi- tenant, với các tài nguyên vật lý và ảo được gán động và phân bổ theo nhu cầu của người dùng. Rapid elasticity (Co giãn nhanh): Có thể cung cấp một cách linh hoạt, trong một số trường hợp tự động, để mở rộng và thu hẹp nhanh chóng tài nguyên tương ứng với nhu cầu của khách hàng, cung cấp thường sẽ không giới hạn và có thể được sử dụng với số lượng bất kỳ vào bất cứ khi nào. Measured service (Dịch vụ đo lường): Các hệ thống đám mây tự động kiểm soát và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên bằng cách tận dụng khả năng đánh giá ở TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 2 một mức độ trừu tượng phù hợp với loại dịch vụ (ví dụ: lưu trữ, xử lý, băng thông và tài khoản người dùng đang hoạt động). Việc sử dụng tài nguyên có thể được theo dõi, kiểm soát và báo cáo, cung cấp sự minh bạch cho cả nhà cung cấp và người dùng dịch vụ sử dụng.1: Nhu cầu về Cloud Computing 1.1 Lịch sử Cloud Computing Điện toán đám mây lần đầu tiên xuất hiện vào năm 1996, khi đó các tham chiếu tới cụm từ "Cloud Computing" xuất hiện, khi đó đƣợc coi là một ý tƣởng về máy tính tính toán mà một ngày nào đó sẽ đƣợc tổ chức thành các tiện ích công cộng [1], cho tới những năm 2000 Amazon chính thức nghiên cứu về nó, mặc dù vậy ban đầu Amazon chỉ sử các trung tâm dữ liệu nhỏ.
Trong biểu đồ dƣới đây thể hiện sự gia tăng của điện toán đám mấy có thể dễ dàng nhìn thấy từ những năm 2009 so với các phƣơng pháp điện toán khác. Bảng thể hiện sự phát triển của Open Source Cloud Computing. Tên Năm Mô tả Phát triển Eucalyptus Đầu năm Nền tảng tƣơng thích AWS API Nền tảng tƣơng 2008 thích AWS API OpenNebula Đầu năm RESERVOIR Dự án do Uỷ ban Các đám mây riêng 2008 Châu Âu tài trợ và lai, và liên kết các đám mây CloudStack 5/2010 Bắt đầu tại cloud.com Các dịch vụ đám mây công cộng, riêng tƣ và lai OpenStack 2010 Phát triển bởi Rackspace và Các dịch vụ đám NASA mây công cộng, riêng tƣ và lai ảng 1.1: Mã nguồn mở Cloud Computing [1] TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.2 Các mô hình Cloud Computing Ngƣời dùng luôn tìm kiếm sự thoải mái bất cứ khi nào họ mua bất cứ thứ gì, điều này đƣợc áp dụng cho các nhà cung cấp điện toán đám mây, yêu cầu họ phải đƣa ra các dịch vụ dựa trên nhu cầu của khách hàng. Dựa trên nhu cầu này, có 3 loại mô hình điện toán đám mây theo yêu cầu của ngƣời dùng: Phần mềm là một Dịch vụ (SaaS), Nền tảng là một Dịch vụ (PaaS) và Cơ sở hạ tầng là một Dịch vụ (IaaS).
Ba mô hình cho các dịch vụ điện toán đám mây trong kiến trúc hƣớng dịch vụ (SOA). Tổng quan ngắn gọn nhƣ sau: SaaS SaaS, viết tắt của Software-as-a-Service, là loại dịch vụ đám mây cơ bản nhất, SaaS cho phép ngƣời dùng sử dụng nhiều ứng dụng từ đám mây thay vì sử dụng các ứng dụng trên PC/Máy chủ của riêng họ. Các nhà cung cấp dịch vụ đám mây đôi khi sẽ cung cấp một số công cụ phát triển phần mềm để cho phép các ứng dụng đƣợc phát triển và sử dụng trong đám mây. Giao diện lập trình ứng dụng (API) mà ngƣời dùng sử dụng để truy cập và thực thi với phần mềm cho phép ngƣời dùng sử dụng theo gói trong khi không phải băn khoăn về cách thức hoặc nơi lƣu giữ thông tin hoặc không gian lƣu trữ tỷ lệ nào có thể truy cập đƣợc vì dịch vụ đám mây nhà cung cấp có thể quản lý điều này cho họ.
Ví dụ về SaaS là các ứng dụng Google, Salesforce, Cisco WebEx, v. PaaS PaaS, viết tắt của Platform-as-a-Service, cung cấp nền tảng phát triển, PaaS hoạt động ở cấp độ thấp hơn SaaS. nó chịu trách nhiệm quản lý không gian lƣu trữ, phân bổ băng thông và tài nguyên máy tính đƣợc cung cấp cho các ứng dụng. Nó lấy các tài nguyên cần thiết để chạy phần mềm và tự động mở rộng các tài nguyên này một khi cần thêm.
Dịch vụ này giữ một tính chất quan trọng của đám mây đƣợc đề cập là tự cung cấp tài nguyên. Ví dụ về PaaS là hiện thân của Windows Azure, Heroku, Google App Engine, v. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.2: Cloud Computing Module IaaS IaaS, viết tắt của Infrastructure-as-a-Service, cơ sở hạ tầng nhƣ một dịch vụ có thể là một lớp đám mây cho một bên thuê bất cứ nơi nào, nơi mà các nhà cung cấp điện toán đám mây dành riêng tài nguyên chỉ chia sẻ với ngƣời dùng với phí trả cho mỗi lần sử dụng. Điều này giảm thiểu đáng kể sự cần thiết cho đầu tƣ ban đầu lớn vào phần cứng máy tính nhƣ máy chủ, thiết bị mạng và sức mạnh xử lý.
Chúng kết hợp cho phép mức độ chi phí và kế hoạch linh hoạt có chủ đích khác nhau, điều này không đƣợc áp dụng trong các trung tâm dữ liệu nội bộ, do tài nguyên máy tính có thể đƣợc thêm hoặc xóa nhanh hơn và hiệu quả hơn so với trong một trung tâm dữ liệu. IaaS và các dịch vụ liên quan đã cho phép các công ty khởi nghiệp và các doanh nghiệp chuyên về các năng lực cốt lõi của họ mà không cần quan tâm đến việc cung cấp và quản lý cơ sở hạ tầng. IaaS hoàn toàn trừu tƣợng hóa phần cứng và cho phép ngƣời dùng sử dụng cơ sở hạ tầng nhƣ một dịch vụ, trong khi không làm phiền điều gì liên quan đến sự phức tạp tiềm ẩn. Đám mây bao gồm một đề xuất giá hấp dẫn về mặt giá cả, tuy nhiên, ngoài ra, IaaS chỉ cung cấp bảo mật cơ bản (perimeter firewall, load balancing, v.) và đối với các ứng dụng trong đám mây muốn mức độ bảo mật cao hơn đƣợc cung cấp tại máy chủ.
Ví dụ về IaaS là Amazon EC2, Google Compute Engine, v., OpenStack cũng có trong IaaS. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.2 Các mô hình triển khai Cloud Computing Khi bạn nắm đƣợc những chi tiết cơ bản về điện toán đám mây, ví dụ đơn giản là cách thức phân phối các dịch vụ điện toán trên Internet, bạn sẽ nhận thấy rằng có rất nhiều cách khác nhau để triển khai cũng nhƣ khai thác tài nguyên đám mây. Các tùy chọn điện toán đám mây bao gồm Private Cloud (đám mây riêng), Public Cloud (đám mây công cộng), lai giữa hai loại trên (Hybrid Cloud) hoặc Community Cloud (đám mây cộng đồng).