1
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------
NGUYỄN TRẦN TOÀN
NGHIÊN CỨU SAAS TRONG ĐIỆN TOÁN ĐÁM
MÂYVÀ ÁP DỤNG VÀO BÀI TOÁN CẬP NHẬT TỌA
ĐỘ CÁ TRẠM BTS TẠI VIỄN THÔNG HÀ NỘI
Chuyên ngành: Truyền dữ liệu và Mạng máy tính
MÃ SỐ: 60.48.15
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
HÀ NỘI - 2012
2
Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TSKH Hoàng Đăng Hải
Phản biện 1: …………………………………………………
Phản biện 2: …………………………………………………
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc
sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Vào lúc: ....... giờ ....... ngày ....... tháng ....... .. năm ...............
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
3
MỞ ĐẦU
Trong điện toán đám mây, mọi khả năng liên quan đến
công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các dịch vụ,
cho phép người dùng truy cập sử dụng các dịch vụ công nghệ
mà không cần phải quan tâm tới cơ sở hạ tầng phục vụ công
nghệ đó. Có ba mô hình dịch vụ công nghệ trong điện toán đám
mây phổ biến nhất, đó là: mô hình phần mềm như một dịch vụ
(SaaS), mô hình nền tảng như một dịch vụ (PaaS) và mô hình
hạ tầng như một dịch vụ (IaaS).
Đến ngày hôm nay, có rất nhiều vấn đề đặt ra khi
nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây đối với nhiều
doanh nghiệp. Tuy nhiên, trong khuôn khổ luận văn này chỉ đề
cập đến một phần quan trọng của điện toán đám mây – đó là
SaaS. Mục tiêu của bài là nghiên cứu tìm hiểu, so sánh sự
giống nhau, khác nhau cũng như ưu điểm của SaaS so với các
phần mềm truyền thống khác và đề xuất áp dụng SaaS vào một
ứng dụng thực tiễn là cập nhật tọa độ của các trạm BTS tại
VNPT Hà Nội.
Với mục tiêu đặt ra như vậy, những nội dung và kết quả
nghiên cứu chính của luận văn được trình bày trong ba chương
như sau:
Chương 1: Trình bày khái quát về điện toán đám mây,
các tính chất, đặc điểm, thành phần và các mô hình triển khai
4
của điện toán đám mây.
Chương 2: Đi sâu nghiên cứu về mô hình phần mềm
như một dịch vụ - SaaS
Chương 3: Đề xuất giải pháp SaaS vào bài toán cập
nhật tọa độ quản lý các trạm BTS, áp dụng cho cả các thiết bị
PC, PDA... tại VNPT Hà Nội
Phần kết luận đưa ra những đánh giá về những kết quả
đạt được và thảo luận về huớng nghiên cứu tiếp của luận văn.
Trong quá trình thực hiện Luận văn, do thời gian cũng
như trình độ của tác giả còn có những hạn chế nhất định nên
không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được sự
góp ý của các thầy, cô giáo và các bạn để Luận văn hoàn thiện
hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, và giúp đỡ tận
tình của PGS.TSKH Hoàng Đăng Hải, các thầy trong khoa
Quốc tế và Đào tạo sau đại học – Học viện Công nghệ BC-VT
đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập cũng như trong quá trình
làm Luận văn.
5
CHƯƠNG 1: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
Trong chương này, luận văn giới thiệu tổng quan về về
điện toán đám mây, các tính chất, đặc điểm, thành phần và các
mô hình triển khai của điện toán đám mây.
1.1 Khái niệm, đặc điểm điện toán đám mây
1.1.1 Khái niệm điện toán đám mây
Điện toán đám mây là 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 mạnh tính toán, kho lưu trữ, các nền tảng 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
1.1.2 Đặc điểm, tính chất cơ bản
Điện toán đám mây có năm tính chất nổi bật sau:
-
Tự phục vụ theo nhu cầu.
-
Truy xuất diện rộng.
-
Dùng chung tài nguyên.
-
Khả năng co giãn.
-
Điều tiết dịch vụ.
1.1.3 Điện toán đám mây so với các mô hình điện toán
khác
1.2
Mô hình các lớp dịch vụ của điện toán đám mây
6
1.2.1 IaaS – Hạ tầng như một dịch vụ
Các dịch vụ IaaS cung cấp cho khách hàng tài nguyên
hạ tầng điện toán như máy chủ (có thể lựa chọn hệ điều hành –
điển hình là Windows và Linux), mạng, không gian lưu trữ,
cũng như các công cụ quản trị tài nguyên đó. Các tài nguyên
này thường được ảo hóa, chuẩn hóa thành một số cấu hình
trước khi cung cấp để đảm bảo khả năng linh hoạt trong quản
trị cũng như hỗ trợ tự động hóa.
1.2.2 PaaS – Nền tảng như một dịch vụ
Dịch vụ 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 vụ trên nền tảng đám mây đó.
Dịch vụ PaaS có thể được cung cấp dưới dạng các ứng dụng
lớp giữa (middleware), các máy chủ ứng dụng (application
server) cùng các công cụ lập trình với ngôn ngữ lập trình nhất
định để xây dựng ứng dụng. Dịch vụ PaaS cũng có thể được
xây dựng riêng và cung cấp cho khách hàng thông qua một API
riêng. Khách hàng xây dựng ứng dụng và tương tác với hạ tầng
điện toán đám mây thông qua API đó.
1.2.3 SaaS – Phần mềm như một dịch vụ
Các dịch vụ ứng dụng SaaS đem đến cho tổ chức,
doanh nghiệp nhiều lợi ích. Đơn vị trả chi phí theo mức độ sử
7
dụng hàng tuần, hàng tháng mà không phải trả toàn bộ phí bản
quyền ngay từ đầu. Ngân sách của doanh nghiệp không phải
gánh một khoản đầu tư ban đầu lớn mà sẽ chi trả dần dần và
tăng lên khi thực sự có nhu cầu. Bên cạnh đó, tổ chức, doanh
nghiệp cũng có lợi thể dùng thử và lựa chọn phần mềm như
một dịch vụ phù hợp, giảm thiểu được chi phí.
1.3
Các mô hình triển khai
1.3.1 Đám mây công cộng - Public cloud
Các đám mây công cộng 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.
1.3.2 Đám mây riêng - Private Cloud
Các đám mây riêng 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.
1.3.3 Đám mây cộng đồng - Community Cloud
Đám mây cộng đồng là mô hình trong đó hạ tầng đám
mây được chia sẻ bởi một số tổ chức cho cộng đồng người
dùng trong các tổ chức đó. Các tổ chức này do đặc thù không
tiếp cận với các dịch vụ Public Cloud và chia sẻ chung một hạ
tầng điện toán đám mây để nâng cao hiệu quả đầu tư và sử
8
dụng.
1.3.4 Đám mây lai - Hybrid Cloud
Các đám mây lai là một sự kết hợp của các đám mây
công cộng và riêng. Những đám mây này thường do doanh
nghiệp tạo ra và các trách nhiệm quản lý sẽ được phân chia
giữa doanh nghiệp và nhà cung cấp đám mây công cộng. Đám
mây lai sử dụng các dịch vụ có trong cả không gian công cộng
và riêng.
9
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU SAAS TRONG ĐIỆN TOÁN
ĐÁM MÂY
2.1 SaaS trong điện toán đám mây
2.1.1 SaaS là gì
SaaS là một mô hình dịch vụ phần mềm triển khai qua
Internet, trong đó, SaaS sẽ cung cấp giấy phép một ứng dụng
cho khách hàng để sử dụng một dịch vụ theo yêu cầu, hay còn
gọi là “phần mềm theo yêu cầu”. Mô hình SaaS cho phép các
nhà cung cấp phát triển, lưu trữ và vận hành phần mềm để
khách hàng sử dụng . Thay vì mua các phần cứng và phần mềm
để chạy một ứng dụng, khách hàng chỉ cần một máy tính hoặc
một máy chủ để tải ứng dụng và truy cập internet để chạy phần
mềm. Phần mềm này có thể được cấp phép cho một người
dùng duy nhất hoặc cho một nhóm người dùng.
2.1.2 Vị trí của SaaS trong điện toán đám mây
2.1.3 Đặc tính của SaaS
SaaS có tính năng cơ đó là: Khả năng tái sử dụng, dữ
liệu được quản lý bởi nhà cung cấp, tuỳ biến dịch vụ, tính sẵn
có, khả năng mở rộng và trả tiền mỗi lần sử dụng.
2.1.4 Các cấp độ trưởng thành của SaaS
Cấp độ 1: Có thể tùy biến
Ở cấp độ đầu tiên này, mỗi khách hàng (thành viên) có
10
một phiên bản tùy biến của ứng dụng SaaS chạy trên máy chủ.
Việc chuyển từ phần mềm truyền thống (không chạy qua
mạng) hoặc một ứng dụng dạng khách-chủ tới cấp độ này của
ứng dụng SaaS đòi hỏi tốn ít công sức phát triển và giảm thiểu
chi phí vận hành bằng cách củng cố thiết bị phần cứng và quản
trị máy chủ.
Cấp độ 2: Cung cấp khả năng cấu hình
Ở cấp độ thứ hai này thì ứng dụng SaaS là một chương
trình linh động hơn bằng việc cho phép khả năng cấu hình các
siêu dữ liệu với mục đích nhiều khách hàng có thể sử dụng
những thể hiện riêng lẻ của cùng một mã nguồn ứng dụng.
Điều này cho phép các nhà bán hàng đáp ứng được các nhu cầu
khác nhau của mỗi khách hàng thông qua tùy chọn cấu hình chi
tiết, đơn giản hóa cấu hình và cập nhật hệ thống.
Cấp độ 3: Khả năng cấu hình, hiệu năng đa người dùng
Ở cấp độ thứ ba này ứng dụng SaaS thêm vào tính năng
đa người dùng so với cấp độ hai, để một thể hiện chương trình
đơn giản có thể phục vụ được nhiều khách hàng. Cách tiếp cận
này cho phép việc sử dụng các tài nguyên máy chủ hiệu quả
hơn, nhưng nó vẫn gặp phải sự giới hạn về tính mở rộng.
Cấp độ 4: Tính mở rộng, khả năng cấu hình, hiệu năng đa
người dùng
11
Cấp độ thứ 4 là cấp độ cuối cùng của SaaS. Ở cấp độ
này, ứng dụng SaaS thêm vào tính năng mở rộng thông qua
kiến trúc đa tầng có hỗ trợ cơ chế cân bằng tải giữa những thể
hiện của ứng dụng chạy trên các máy chủ khác nhau. Nhà cung
cấp có thể tăng hoặc giảm kích thước hệ thống để phù hợp với
nhu cầu bằng cách thêm hoặc bớt các máy chủ mà không cần
phải thay đổi kiến trúc phần mềm.
2.1.5 Đa người dùng, bảo mật và phổ biến trong kiến
trúc của SaaS (MSLD)
Một trong những yếu tố chính được xem xét trong giai
đoạn thiết kế kiến trúc là đa người dùng (Multi-Tenant) hay
chính bản chất của SaaS trong điện toán đám mây. MSLD được
chia thành năm loại dịch vụ (tầng dịch vụ) tùy theo chức năng
của chúng trong tổ hợp điện toán đám mây:
-
Dịch vụ hồi đáp.
-
Dịch vụ định tuyến.
-
Dịch vụ bảo mật.
-
Dịch vụ lưu vết.
-
Dịch vụ thực thi.
2.2 SaaS so với các mô hình phần mềm khác
2.2.1 SaaS so với phần mềm truyền thống không chạy
qua mạng
12
Bảng 0.1: Bảng so sánh tính năng của SaaS và ASP
Tính năng
ASP
Chỉ
dành
cho
SaaS
một Dành cho nhiều KH.
khách hàng (KH).
Sản phẩm phần mềm
Khả năng ứng
Sản phẩm phần mềm được có cùng đặc tính
dụng
được thiết kế riêng giống nhau cho nhiều
dành cho từng người người dùng
dùng
Giá thành cao do chỉ Giá thành cạnh tranh
Giá thành
phụ thuộc vào một hơn do phục vụ nhiều
khách hàng
khách hàng
Mất thời gian trải qua Ngay lập tức khi KH
Thời gian
nhiều công đoạn như trả phí
triển khai
khảo sát, thiết kế theo
nhu cầu của KH
Rất khó, mất thời gian Dễ dàng, không mất
cho hoạt động định nhiều thời gian và việc
Khả năng sử
hướng và đào tạo người đào tạo có thể được
dụng
dùng do sản phẩm thực hiện thông qua
được thiết kế riêng
Internet cùng lúc cho
nhiều người
Tích hợp
Dịch vụ hỗ trợ
Tốn kém và mất thời
gian
Mang tính độc quyền
Không tốn kém
Là một phần trong quá
13
trình cung cấp DV cho
(SLA)
KH
Tính thị
trường
Bị giới hạn KH
Khó đáp ứng do một số
Yêu cầu phần
phần mềm ứng dụng
cứng
không được thiết kế
trên nền tảng Internet
Đa dạng KH
Dễ dàng đáp ứng do tất
cả các ứng dụng được
thiết kế dựa trên giao
diện web và nền tảng
Internet
2.2.2 SaaS so với ứng dụng web thông thường
Giống nhau
- Cùng truy cập sử dụng thông qua mạng internet
- Đa người dùng truy cập đồng thời
- Dữ liệu lưu trữ tập trung tại một nơi
Khác nhau
- Muốn có một ứng dụng web ta phải thuê nhà cung cấp
dịch vụ phần mềm triển khai giúp. Còn muốn có một phần
mềm SaaS thì ta chỉ cần đăng ký sử dụng dịch vụ của nhà cung
cấp để có một phần mềm với cùng chức năng. Ví dụ như trước
đây để có một website Thương mại điện tử chúng ta phải thuê
công ty phát triển phần mềm triển khai còn với SaaS chúng ta
chỉ cần đăng ký thành viên để sở hữu một website tương tự.
14
- Với ứng dụng web thông thường thì việc nâng cấp,
bảo trì hệ thống người dùng phải tự thực hiện. Ngược lại, với
ứng dụng SaaS thì nhà cung cấp dịch vụ sẽ thực hiện các vấn
đề này.
- Việc nâng cấp, mở rộng tính năng của ứng dụng web
thông thường sẽ phải tốn phí. Còn việc nâng cấp, mở rộng tính
năng của ứng dụng SaaS thì người dùng sẽ không phải chịu
phí.
2.2.3 Điểm mạnh, điểm yếu của SaaS
2.2.3.1 Điểm mạnh
Đối với khách hàng:
- Lợi thế quan trọng nhất của SaaS là chi phí khởi tạo
thấp hơn nhiều so với mua phần mềm đóng gói. Thay vì phải
bỏ một núi tiền ra mua cả một hệ thống khổng lồ để chỉ sử
dụng và tính năng của chúng thì giờ đây có thể tiết kiệm chi
phí kiểu đó bằng cách trả tiền những gì mà mình cần dùng.
- Điểm mạnh thứ hai của SaaS chính là việc khách hàng
có thể ngay lập tức triển khai ứng dụng một cách nhanh chóng,
thay vì phải cài đặt tốn kém như các phần mềm đóng gói.
- Thông qua trình duyệt nên có thể sử dụng bất cứ nơi
nào, bất cứ thời điểm nào. Khách hàng không phải lo vấn đề về
bảo mật cũng như bảo trì, bảo dưỡng hệ thống vì các việc này
15
đã do nhà cung cấp làm, nếu phát triển phần mềm thì khách
hàng phải tự lo hết từ công đoạn phân tích, thiết kế, bảo trì …
Đối với nhà cung cấp dịch vụ:
- Nếu càng nhiều người sử dụng thì nhà cung cấp dịch
vụ càng có thể kiếm được nhiều tiền không bằng cách thu phí
thì cũng bằng cách thu tiền quảng cáo …
- Có nhiều platform SaaS trên mạng, và chúng tăng lên
mỗi tháng.
- Một lý do khác SaaS nền tảng sẽ tiếp tục phát triển là
vì sự quan tâm ở công nghệ thông tin xanh (Green IT) và
những nỗ lực để di chuyển hướng về cơ sở hạ tầng ảo hóa.
Điều đó có nghĩa khách hàng có khả năng di chuyển về hướng
các nền tảng SaaS để họ có thể giảm số lượng các máy chủ
đồng thời với việc giảm tiêu thụ năng lượng.
2.2.3.2 Điểm yếu
Đối với khách hàng:
- Phụ thuộc vào đường truyền internet. Độ ổn định của
đường truyền đóng vai trò quan trọng khi khai thác phần mềm.
- Tất cả mọi thông tin của người dùng đều được lưu trữ
trên Cơ sở dữ liệu của nhà cung cấp dịch vụ, do đó việc bảo
đảm an toàn thông tin là một vấn đề lớn
Đối với nhà cung cấp dịch vụ:
16
- Vì phải triển khai phần mềm trên môi trường Internet
do đó có những hạn chế nhất định về mặt kĩ thuật như tốc độ
truy cập sẽ chậm hơn phần mềm desktop, tỉ lệ mất mát dữ liệu
khi truyền qua môi trường internet cũng là một mối lo. Vì thế
vấn đề bảo mật thông tin cho những ứng dụng SaaS là hết sức
cần thiết.
- Do phải xây dựng ứng dụng và cho nhiều người sử
dụng cùng lúc nên vấn đề về hạ tầng cơ sở rất quan trọng. Nhà
cung cấp dịch vụ phải luôn nâng cấp, đổi mới thiết bị thì mới
có thể đáp ứng được nhu cầu của khách hàng.
2.2.3 Phương thức triển khai và mô hình toán của SaaS
2.3.1 Phương thức triển khai SLA trong SaaS
Nhà cung cấp SaaS cho các doanh nghiệp thuê phần
mềm tương tự như tổ chức một dịch vụ cho khách hàng, ở đó
họ sẽ quan tâm đến tối đa hoá lợi nhuận và đảm bảo chất lượng
dịch vụ (QoS) cho khách hàng. Tại bất cứ thời điểm nào khách
hàng có thể yêu cầu nâng cấp dịch vụ bằng cách thêm các tài
khoản người dùng hoặc nâng cấp phiên bản phần mềm. Vì vậy,
một nhà cung cấp SaaS có để xử lý các yêu cầu thông minh
phù hợp với yêu cầu đặt ra trong SLA.
Các thuộc tính được định nghĩa trong SLA như sau:
- Kiểu yêu cầu (reqType)
- Loại sản phẩm (ProType)
17
- Loại tài khoản (accType)
- Độ dài hợp đồng (conLen)
- Số lượng tài khoản (recNum)
- Thời gian đáp ứng (respTime)
- Thời gian khởi đầu dịch vụ (iniTimeSev)
- Giá trị máy ảo (PriVM)
- Thời gian truyền dữ liệu (dataTrafT)
- Tốc độ truyền dữ liệu (dataTrafSpeed):
2.3.2 Mô hình toán
C
Tổng lợi nhuận
Pr of
c
il
đạt được của nhà cung cấp
c 1
dịch vụ SaaS để phục vụ tổng số lượng C các yêu cầu của
khách hàng được định nghĩa trong công thức (2.1)
C
C
C
C
Pr of ilc Pr iServc conLen Costilc
c 1
c 1
c 1
(2.1)
c 1
Chi phí Costilc để phục vụ theo yêu cầu được tính theo
công thức:
Costilc = VMCostilc +PenaltyCostilc
(2.2)
Các chi phí máy ảo VMCostilc được tính theo công thức:
VMCostilc = PriVMil x (iniTimeSevil x conLenc)
(2.3)
Phạt khi vi phạm SLA được tính theo công thức (2.4)
với β là tỷ lệ hình phạt và DT là thời gian trễ.:
Penalty = α + β x DT
(2.4)
18
Giá trị của hình thức phạt vi phạm SLA tính theo công
thức:
PenaltyCostilc = = α + β (reqType) x delayTimeSevil
(reqType) (2.5)
Thời gian trễ delayTimeSevil được tính theo công thức:
delayTimeilc =
iniTimeSev - respTime(ftr)
iniTimeSev N dataTrafT respTime(upSev)
n 1
(2.6), (2.7)
Thời gian chuyển dữ liệu trên một GB (dataTranfT).
N
dataTrafT accNum
c'
recNum c'
n 1
N
recSize
c'
dataTrafT (2.8)
n 1
2.4 An toàn thông tin trong SaaS
2.4.1 Một số rủi do về an toàn thông tin trên điện
toán đám mây
- Mất kiểm soát.
- Phụ thuộc
- Cách ly bất thành
19
- Giao diện bị lộ
- Bảo vệ dữ liệu
2.4.2 Giới thiệu bảo mật trên SaaS
- Mã hóa và Giải mã
- Định danh cục bộ và định danh liên đoàn
- Chứng thực và cấp phép
20
CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG SAAS VÀO BÀI TOÁN CẬP
NHẬT TOẠ ĐỘ CÁC TRẠM BTS TẠI VIỄN THÔNG HÀ
NỘI
Trong chương 3 này Luận văn Tập trung mô tả việc
chuyển bài toán cập nhật tọa độ quản lý BTS đã có thành giải
pháp SaaS, áp dụng cho cả các thiết bị PC, PDA... tại VNPT
Hà Nội.
3.1 Nghiên cứu phương pháp chuyển đổi ứng dụng
web thành giải pháp SaaS
Các bước chung cần thực hiện để chuyển đổi một ứng
dụng web truyền thống thành một ứng dụng chạy được trên
SaaS. Để chuyển đổi ứng dụng web thành ứng dụng SaaS
chúng phải làm những việc sau:
-
Ứng dụng phải hỗ trợ nhiều bên thuê.
-
Ứng dụng phải có một số mức tự đăng ký dịch vụ.
-
Phải có cơ chế thuê bao/tính cước hiện hành.
-
Ứng dụng phải có khả năng mở rộng một cách
hiệu quả
-
Mã định danh (ID) và xác thực người dùng
-
Tùy chỉnh cho mỗi bên thuê
3.2 Hiện trạng CNTT và bài toán quản lý BTS tại Viễn
thông Hà
- Xem thêm -