CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY. Khái niệm về điện toán đám mây Điện toán đám mây (Cloud computing) còn gọi là điện toán máy chủ ảo, là mô hình tính toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng Internet. Thuật ngữ "cloud computing" ra đời giữa năm 2007 không phải để nói về một trào lưu mới, mà để khái quát lại các hướng phát triển của cơ sở hạ tầng CNTT vốn đã và đang diễn ra từ những năm qua.
Điện toán đám mây (Cloud Computing) Quan niệm này có thể được diễn giải một cách đơn giản các nguồn tính toán khổng lồ như các phần cứng (máy chủ), phần mềm, và các dịch vụ (chương trình ứng dụng),. sẽ nằm tại các máy chủ ảo (đám mây) trên Internet thay vì trong máy tính gia đình và văn phòng (trên mặt đất) để mọi người kết nối và sử dụng mỗi khi họ cần. Nói Chu Thị Hạnh – HTTTB – K12 10 Khóa luận tốt nghiệp cách khác, ở mô hình tính 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 thông tin từ một nhà cung cấp nào đó "trong đám mây" mà không cần phải biết về công nghệ đó, cũng như không cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó. Theo tổ chức Xã hội máy tính IEEE, “Điện toán đám mây là hình mẫu trong đó thông tin được lưu trữ thường trực tại các máy chủ trên Internet và chỉ được được lưu trữ tạm thời ở các máy khách, bao gồm máy tính cá nhân, trung tâm giải trí, máy tính trong doanh nghiệp, các phương tiện máy tính cầm tay,.
Sự khác biệt giữa điện toán đám mây và điện toán truyền thống Trong mô hình điện toán truyền thống, các cá nhân, doanh nghiệp sẽ xây dựng riêng cơ sở hạ tầng kỹ thuật để tự cung cấp các dịch vụ cho các hoạt động thông tin đặc thù của mình. Với mô hình này, mọi thông tin sẽ được lưu trữ, xử lý nội bộ và họ sẽ trả tiền để triển khai, duy trì cơ sở hạ tầng đó (mua thiết bị phần cứng, phần mềm chuyên dụng, trả lương cho bộ phận điều hành. Khác với mô hình điện toán truyền thống, điện toán đám mây lưu trữ và xử lý toàn bộ thông tin trong đám mây Internet. Mọi công nghệ, kỹ thuật, cơ sở hạ tầng cũng như chi phí triển khai trong đám mây sẽ do nhà cung cấp đảm bảo xây dựng và duy trì.
Do đó, thay vì phải đầu tư từ đầu rất nhiều tiền cho chi phí xây dựng cơ sở hạ tầng riêng, các cá nhân, doanh nghiệp trong quá trình hoạt động sẽ chỉ phải trả số tiền vừa đủ theo nhu cầu sử dụng của mình. Như vậy, mô hình này có rất nhiều lợi ích như sử dụng hợp lý nguồn vốn, điều hòa chi tiêu tính toán theo thực tế sử dụng, luôn hưởng năng suất tính toán theo cam kết của nhà cung cấp dịch vụ, tận dụng được sức mạnh của Internet và các siêu máy tính, giảm cơ bản trách nhiệm quản lý hệ thống CNTT nội bộ. Kiến trúc 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 Chu Thị Hạnh – HTTTB – K12 11 Khóa luận tốt nghiệp Hình 1. Kiến trúc điện toán đám mây C i nt Lớ Khách hàng Lớp Client của điện toán đám mây là những yêu cầu phần mềm hoặc phần cứng để sử dụng các dịch vụ ĐTĐM trên mạng.
Thiết bị cung cấp cho khách hàng có thể là trình duyệt, máy tính để bàn, máy xách tay, điện thoại di động,… A ication Lớ Ứng ng Lớp ứng dụng của điện toán đám mây làm nhiệm vụ phân phối phần mềm như một dịch vụ thông quan 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 sữa 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 không còn 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”. Chu Thị Hạnh – HTTTB – K12 12 Khóa luận tốt nghiệp P at orm Lớ Nền t ng 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 nh 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. Cloud Runtime Là dịch vụ phát triển phần mềm ứng dụng và quản lý các yêu cầu phần cứng, nhu cầu phần mềm. Ví dụ nền dịch vụ như khung ứng dụng Web, web hosting,… Cloud services: Dịch vụ đám mây là một phần độc lập có thể kết hợp với các dịch vụ khác để thực hiện tương tác, kết hợp giữa các máy tính với nhau để thực thi chương trình ứng dụng theo yêu cầu trên mạng. ví dụ các dịch vụ hiện nay như Simple Queue Service, Google Maps, các dịch vụ thanh toán linh hoạt trên mạng của Amazon,… Tầng này cung cấp một nền tảng có tính chất co giãn tự động bằng cách sử dụng công nghệ ảo hóa, sử dụng kiến trúc phân tán để có thể cung cấp một nền tảng cần thiết và hiệu quả cho ứng dụng của khách hàng khi dữ liệu ngày càng lớn hoặc quy mô của doanh nghiệp ngày càng mở rộng.
Ví dụ như Google App Engine sử dụng kiến trúc phân tán và ảo hóa máy chủ, thay vì một máy tính có cấu hình mạnh mẽ để đáp ứng được nhu cầu về nền tảng ứng dụng thì có thể sử dụng nhiều máy tính yêu hơn kết hợp và ảo hóa để tạo ra một máy chủ theo yêu cầu, đáp ứng đầy đủ. Các ví dụ về các đề nghị trong phần này của đám mây bao gồm các ảnh ảo của IBM® WebSphere® Application Server virtual images, Amazon Web Services, Boomi, Cast Iron, và Google App Engine. In rastructur Lớ C s hạ t ng 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). Chu Thị Hạnh – HTTTB – K12 13 Khóa luận tốt nghiệp Lưu trữ (Storage) Lưu trữ đám mây là khái niệm tách dữ liệu khỏi quá trình xử lý và chúng được lưu trữ ở những vị trí từ xa. Lưu trữ đám mây cũng bao gồm cả các dịch vụ CSDL, ví dụ như BigTable của Google, SimpleDB của Amazon,… S rv r Lớ S rv r - Máy chủ): Bao gồm các sản ph m 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 đám ứng nhu cầu sử dụng của số lượng động đảo các người dùng và các nhu cầu ngày càng cao của họ.
Cấu hình c b n của ứng ng đám mây Có ba mô hình dịch vụ điện toán đám mây cơ bản: Dịch vụ phần mềm, dịch vụ nền tảng và dịch vụ cơ sở hạ tầng. Mô hình dịch vụ điện toán đám mây Dịch vụ phần mềm (Software as a Service – SaaS), cho phép người dùng truy cập các ứng dụng được cung cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ đám mây ngoại và nội bộ, cung cấp các ứng dụng hoàn chỉnh như một dịch vụ theo yêu cầu cho nhiều khách hàng với chỉ một phiên bản cài đặt. Dịch vụ nền tảng (Platform as a Service – PaaS) cung cấp nền tảng điện toán cho phép khách hàng phát triển các phần mềm, phục vụ nhu cầu tính toán hoặc xây dựng thành dịch vu nền tảng Cloud. Chu Thị Hạnh – HTTTB – K12 14 Khóa luận tốt nghiệp Dịch vụ Cơ sở hạ tầng (Infrastructure as a Service – IaaS), cho phép các tổ chức tự cung cấp các hệ điều hành nền như Windows hay Linux bằng phương thức trả trước.
Sử dụng IaaS sẽ giúp giảm thiểu thời gian chờ đợi cho việc mua và lắp đặt máy chủ cũng như tạo ra một nền tảng kinh doanh mạnh mẽ cho nhiều tổ chức. Một đặc điểm thiết yếu của điện toán đám mây là “tính đàn hồi”. Tính đàn hồi này giúp cung cấp hàng trăm dịch vụ cũng như đóng lại khi đã hoàn thành một cách dễ dàng và nhanh chóng. Khi sử dụng IaaS, các tổ chức gần như không cần lo lắng về chi phí sau khi đã đóng dịch vụ, cũng giống như việc tiền điện sẽ không còn được tính sau khi bóng đèn đã tắt.
Tính đàn hồi đám mây này được cho là một yếu tố quan trọng giúp giảm chi phí. Các kiểu điện toán đám mây Có ba kiểu hình thành đám mây ứng dụng cá nhân, công cộng và lai. Mô hình hạ tầng đám mây Các đám mây công cộng (Public Cloud) là các dịch vụ đám mây được một bên thứ ba (người bán) cung cấp. Chúng tồn tại ngoài tường lửa công ty và chúng được lưu trữ đầy đủ và được nhà cung cấp đám mây quản lý.
Chúng được tạo ra nhằm cung cấp các dịch vụ một cách tốt nhất và người dùng không phải lo về việc cài đặt, bảo trì phần mềm, việc của khách hàng là họ sử dụng và Chu Thị Hạnh – HTTTB – K12 15 Khóa luận tốt nghiệp trả phí cho những tài nguyên mà dùng như là lưu trữ, băng thông… Chúng được tính toán dựa vào sự lựa chọn cấu hình của khách hàng, mọi cấu hình được lựa chọn đều nằm trong phạm vi khả năng của nhà cung cấp. Các đám mây cá nhân (Private Cloud) là các dịch vụ đám mây được cung cấp trong doanh nghiệp. Những đám mây này tồn tại bên trong tường lửa công ty và chúng được doanh nghiệp quản lý. Các đám mây riêng tư cũng cung cấp nhiều lợi ích tương tự như các đám mây công cộng, sự khác biệt chủ yếu là công ty hay doanh nghiệp chịu trách nhiệm thiết lập và duy trì đám mây đó.
Các đám mây lai (Hybrid Cloud) là một sự kết hợp của các đám mây công cộng và riêng.