Tài liệu Đề tài tìm hiểu về điện toán đám mây và các ứng dụng đa phương tiện

z  TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀ TĨNH KHOA KỸ THUẬT CÔNG – NGHỆ BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN Đề tài: Tìm hiểu về điện toán đám mây và các ứng dụng đa phương tiện Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Quốc Dũng. Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đình Bắc. Lớp Khóa : 2014 – 2015 Hà Tĩnh, tháng 2, năm 2015 : K19 – CNTT. Mục lục Trang LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................................... 5 CHƯƠNG I: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ........................................................................... 7 I. Tổng quan về điện toán đám mây.............................................................................. 7 1. Đặt vấn đề ..................................................................................................................... 7 2. Định nghĩa..................................................................................................................... 8 4. Mô hình tổng quan của điện toán đám mây ................................................................ 11 5. Các loại hình đám mây ............................................................................................... 12 6. Đặc điểm của điện toán đám mây ............................................................................... 14 7. Các giải pháp .............................................................................................................. 15 8. So sánh điện toán đám mây và điện toán truyền thống ............................................. 17 II. Hiện thực hóa điện toán đám mây ........................................................................... 18 1. Các dịch vụ của đám mây .......................................................................................... 20 2. Ảo hóa ........................................................................................................................ 23 3. Mô hình điện toán đám mây ...................................................................................... 26 4. Cách tính chi phí trong điện toán đám mây ............................................................... 29 III. Cấu trúc và cách hoạt động của “Điện toán đám mây” ........................................ 30 IV. Xu hướng phát triển của điện toán đám mây ......................................................... 34 1. Dự báo xu hướng phát triển chung ............................................................................. 34 2. Điện toán đám mây và xu hướng ................................................................................ 34 2 CHƯƠNG II: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY CHO CÁC DỊCH VỤ ĐA PHƯƠNG TIỆN ............................................................................................................................................ 36 I. Khái niệm chung ....................................................................................................... 36 1. Giới thiệu .................................................................................................................... 36 2. Multimedia là gì? ........................................................................................................ 37 3. Điện toán đám mây truyền đa phương tiện ................................................................. 37 II. Đám mây truyền thông-media cloud ....................................................................... 40 1. Kiến trúc đám mây truyền thông đa phương tiện ....................................................... 40 2. Phân tán song song xử lý truyền thông đa phương tiện .............................................. 42 3. QoS đám mây truyền thông ........................................................................................ 44 4. Truyền thông đám mây-cloud media .......................................................................... 46 a, Ứng dụng (Applications) ........................................................................................... 46 b, Lưu trữ và chia sẻ (Storage and Sharing) .................................................................. 47 c, Tạo mới và chỉnh sửa (Authoring and Mashup) ......................................................... 48 d, Thích ứng và phân phối (Adaptation and Delivery) ................................................... 50 e, Trình diễn (Media Rendering) .................................................................................... 52 f, Thách thức lớn của điện toán đám mây truyền thông đa phương tiện.................... 53 III. Tác động của điện toán đám mây đối với các dịch vụ đa phương tiện ................ 55 1. Lý do để các công ty cung cấp dịch vụ đa phương tiện đột phá với công nghệ điện toán đám mây .................................................................................................................. 55 2. Tích hợp vào quy trình làm việc ................................................................................. 57 CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY CHO DỊCH VỤ IPTV ............................................................................................................................ 59 I. Khái niệm .................................................................................................................. 59 3 1. Lịch sử phát triển của IPTV ........................................................................................ 59 2. Định nghĩa................................................................................................................... 61 II. Cấu trúc truyền thống cho dịch vụ IPTV ............................................................... 63 1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống IPTV ................................................................... 63 2. Mô hình kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV.................................................. 64 III. Cấu trúc đám mây cho dịch vụ Video theo yêu cầu - VoDaaS ............................. 66 1. Tại sao lại sử dụng điện toán đám mây ...................................................................... 67 2. Đề xuất kiến trúc dịch vụ IPTV trên điện toán đám mây ........................................... 68 3. Mây hóa dịch vụ Video theo yêu cầu-VoDaaS .......................................................... 70 ĐÁNH GIÁ CÔNG VIỆC VÀ KẾT LUẬN ................................................................... 80 4 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay công nghệ thông tin ngày càng phát triển, máy vi tính đã trở thành một phần tất yếu của cuộc sống. Chúng ta cần máy tính ở khắp mọi nơi, có thể là do công việc nghiên cứu hoặc trong bất cứ lĩnh vực nào. Khi sử dụng máy tính hằng ngày của chúng ta tăng lên thì nguồn tài nguyên máy tính của chúng ta cũng cần tăng lên. Vậy chúng ta đã giải quyết vấn đề này như thế nào? Đối với các công ty lớn như Google, Microsoft thì việc khai thác nguồn tài nguyên lớn như vậy cũng không phải là vấn đề lớn. Nhưng đối với các doanh nghiệp nhỏ hơn thì nguồn tài nguyên lớn như vậy tác động không nhỏ tới kinh doanh. Với những vấn đề lớn về cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin (CNTT) như máy hỏng, treo ổ cúng, lổi phần mềm.v.v... Đây là một vấn đề đau đầu cho các chủ doanh nghiệp. Giải pháp nào có thể đáp ứng nhu cầu trên? Điện toán đám mây ra đời đã cung cấp một giải pháp cho tình trạng này. Điện toán đám mây là một kiểu tính toán mà ở đó các công việc CNTT được cung cấp như một dịch vụ trên Internet đến nhiều khách hàng bên ngoài và khách hàng được tính tiền theo sựu ủng hộc của họ. Nhiều nhà cung cấp điện toán đám mây đã xuất hiên và có một sự tang trưởng đáng kể trong công việc sữ dụng dịch vụ này. Google, Microsoft, Yahoo, IBM, và Amazon đã bắt dầu cung cấp dịch vụ điện toán đám mây. Trong đó Amazon là nhà tiên phong trong lĩnh vực này. Các công ty nhỏ như SmugMug, một trang web lưu trử hình ảnh trực tuyến, có sữ dụng dịch vụ điện toán đám mây để lưu trử tất cả dữ liệu và thực hiện một số dịch vụ của mình. Không nằm ngoài xu thế chung của ngành công nghệ thông tin thế giới, Việt Nam đang dần tiếp cận dịch vụ đám mây thông qua các dự án của một số doanh nghiệp nước ngoài như Microsoft, Intel, IBM… Công nghệ này được coi là giải pháp cho những vấn đề mà nhiều công ty đang gặp phải như thiếu năng lực công nghệ thông tin, chi phí đầu tư hạn chế… Hầu hết các nhà lãnh đạo công nghệ thông tin đều khá kỳ vọng khi nhận định về công nghệ này. Với những sự kì vọng to lớn như vậy đối với công nghệ điện toán đám mây. Việc nghiên cứu và triển khai các dịch vụ sao cho có hiệu quả về chi phí cũng như chất lượng và đem lại nhiều tiện ích cho người sử dụng đang là yêu cầu được đặt ra bức thiết đối với các nhà cung cấp dịch vụ. 5 Điện toán đám mây được sữ dụng trong các lĩnh vực khác nhau như web hosting, lập trình song song, dựng hình đồ họa, mô hình tài chính (IBM Clounds), các phương pháp duyệt và tìm kiếm trên web (web spider), phân tích gen (Amazon Clounds),... Để tìm hiểu về điện toán đám mây em đã làm đề tài nghiên cứu này để tìm hiểu về sự ra đời, phát triển của điện toán đám mây. Cho mọi người có thể hiểu sâu hơn về công nghệ điện toán đám mây. Một xu hướng công nghệ đang được các nhà doanh nghiệp cũng như người “tiêu dùng” để ý. Đề tài nghiên cứu này được thực hiện bằng sự tìm hiểu của bản thân qua hệ thống thông tin trên mạng Internet, dựa trên những phần mềm em tìm hiểu về công nghệ điện toán đám mây. Mong rằng qua đề tài nghiên cứu về điện toán đám mây này sẽ giúp mọi người hiểu hơn về công nghệ điện toán đám mây. Trong quá trình làm đề tài này còn nhiều thiếu sót về nội dung và cách trình bày, mong các thầy cô cùng các bạn có thể đóng góp ý kiến để có thể hoàn thiện đề tài nghiên cứu này một cách hoàn chỉnh hơn. Em xin trân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Quốc Dũng đã hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình học tập cũng như làm bài tập lớn môn học. 6 CHƯƠNG I: Điện Toán Đám Mây I. Tổng quan về điện toán đám mây 1. Đặt vấn đề Ngày nay, đối với các công ty, doanh nghiệp, việc quản lý tốt, hiệu quả dữ liệu của riêng công ty cũng như dữ liệu khách hàng, đối tác là một trong những bài toán được ưu tiên hàng đầu và đang không ngừng gây khó khăn cho họ. Để có thể quản lý được nguồn dữ liệu đó, ban đầu các doanh nghiệp phải đầu tư, tính toán rất nhiều loại chi phí như chi phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí cho quản trị viên, chi phí bảo trì, sửa chữa,.vv… Ngoài ra họ còn phải tính toán khả năng mở rộng, nâng cấp thiết bị, 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 thấy được rằng nếu có một nơi tin cậy giúp các doanh nghiệp quản lý tốt nguồn dữ liệu đó, các doanh nghiệp sẽ không còn quan tâm đến cơ sở hạ tầng, công nghệ mà chỉ tập trung chính vào công việc kinh doanh của họ thì sẽ mang lại cho họ hiệu quả và lợi nhuận ngày càng cao hơn. Thuật ngữ “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 lý dữ liệu 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 lý dữ liệu tốt. Vậy “cloud computing” là gì? Nó có thể giải quyết bài toán trên như thế nào và có những đặc điểm nổi bật gì? Chúng ta sẽ đi qua các phần sau để nắm rõ vấn đề này. 7 2. Định nghĩa “Điện toán đám mây (cloud computing) là một khái niệm rộng, nó tương quan với các phương thức để cung cấp cơ sở hạ tầng, dịch vụ và phần mềm thông qua mạng theo nhu cầu, phù hợp với quy mô. Điện toán đám mây dựa trên một nền tảng ảo hóa, trong đó các kho tài nguyên (ảo hóa) được tổ chức một cách linh động vì lợi ích của các ứng dụng và phần mềm. Điều này sẽ làm thay đổi cách thức các ứng dụng được viết ra và cung cấp” – Cisco System “Điện toán đám mây là một mô hình để hỗ trợ truy cập qua mạng thuận tiện, theo nhu cầu vào một kho tài nguyên điện toán có thể định cấu hình được (như là tài nguyên mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng và dịch vụ) có thể được cung cấp và thu hồi nhanh chóng với công sức quản lý hoặc tương tác của nhà quản trị ở mức độ tối thiểu. Mô hình điện toán đám mây đảm bảo độ sẵn sàng và được cấu thành từ năm đặc tính cần thiết, ba mô hình cung cấp và bốn mô hình triển khai” – NIST (Viện tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia, Mỹ). Mô hình điện toán đám mây theo NIST được minh họa ở hình vẽ dưới đây. Hình 1.1: Mô hình điện toán đám mây của NIST 3. Ưu và nhược điểm của cloud computing: 8 a) Ưu điểm : Những ưu điểm và thế mạnh dưới đây đã góp phần giúp "điện toán đám mây" trở thành mô hình điện toán được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới.  Tính linh động: Người dùng có thể thoải mái lựa chọn các dịch vụ phù hợp với nhu cầu của mình, cũng như có thể bỏ bớt những thành phần mà mình không muốn. (Thay vì phải bỏ ra hàng trăm USD cho 1 bộ Ms office, ta có thể mua riêng lẻ từng phần hoặc chỉ trả 1 khoản phí rất nhỏ mỗi khi sử dụng 1 phần nào đó của nó).  Giảm bớt phí: Người dùng không chỉ giảm bớt chi phí bản quyền mà còn giảm phần lớn chi phí cho việc mua và bảo dưỡng máy chủ. Việc tập hợp ứng dụng của nhiều tổ chức lại 1 chỗ sẽ giúp giảm chi phí đầu tư ban đầu, cũng như tăng hiệu năng sử dụng các thiết bị này một cách tối đa.  Tạo nên sự độc lập: Người dùng sẽ không còn bị bó hẹp với 1 thiết bị hay 1 vị trí cụ thể nào nữa. Với điện toán đám mây, phần mềm, dữ liệu có thể được truy cập và sử dụng từ bất kì đâu, trên bất kì thiết bị nào mà không cần phải quan tâm đến giới hạn phần cứng cũng như địa lý.  Tăng cường độ tin cậy: Dữ liệu trong mô hình điện toán đám mây được lưu trữ 1 cách phân tán tại nhiều cụm máy chủ tại nhiều vị trí khác nhau. Điều này giúp tăng độ tin cậy, độ an toàn của dữ liệu mỗi khi có sự cố hoặc thảm họa xảy ra.  Bảo mật: Việc tập trung dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau sẽ giúp các chuyên gia bảo mật tăng cường khả năng bảo vệ dữ liệu của người dùng, cũng như giảm thiểu rủi ro bị ăn cắp toàn bộ dữ liệu. (Dữ liệu được đặt tại 6 máy chủ khác nhau → trong trường hợp hacker tấn công, bạn cũng sẻ chỉ bị lộ 1/6. Đây là 1 cách chia sẻ rủi ro giữa các tổ chức với nhau)  Bảo trì dễ dàng: Mọi phần mềm đều nằm trên server, lúc này, người dùng sẽ không cần lo lắng cập nhật hay sửa lỗi phần mềm nữa. Và các lập trình viên cũng dễ dàng hơn trong việc cài đặt, nâng cấp ững dụng của mình. b) Nhược điểm : Tuy nhiên, mô hình điện toán này vẫn còn mắc phải một số nhược điểm sau: 9  Tính riêng tư: Các thông tin người dùng và dữ liệu được chứa trên điện toán đám mây có đảm bảo được riêng tư, và liệu các thông tin đó có bị sử dụng vì một mục đích nào khác?  Tính sẵn dùng: Liệu các dịch vụ đám mây có bị “treo” bất ngờ, khiến cho người dùng không thể truy cập các dịch vụ và dữ liệu của mình trong những khoảng thời gian nào đó khiến ảnh hưởng đến công việc?  Mất dữ liệu: Một vài dịch vụ lưu trữ dữ liệu trực tuyến trên đám mây bất ngờ ngừng hoạt động hoặc không tiếp tục cung cấp dịch vụ, khiến cho người dùng phải sao lưu dữ liệu của họ từ “đám mây” về máy tính cá nhân. Điều này sẽ mất nhiều thời gian. Thậm chí một vài trường hợp, vì một lý do nào đó, dữ liệu người dùng bị mất và không thể phục hồi được.  Tính di động của dữ liệu và quyền sở hữu: Một câu hỏi đặt ra, liệu người dùng có thể chia sẻ dữ liệu từ dịch vụ đám mây này sang dịch vụ của đám mây khác? Hoặc trong trường hợp không muốn tiếp tục sử dụng dịch vụ cung cáp từ đám mây, liệu người dùng có thể sao lưu toàn bộ dữ liệu của họ từ đám mây? Và làm cách nào để người dùng có thể chắc chắn rằng các dịch vụ đám mây sẽ không hủy toàn bộ dữ liệu của họ trong trường hợp dịch vụ ngừng hoạt động.  Khả năng bảo mật : Vấn đề tập trung dữ liệu trên các “đám mây” là cách thức hiệu quả để tăng cường bảo mật, nhưng mặt khác cũng lại chính là mối lo của người sử dụng dịch vụ của điện toán đám mây. Bởi lẽ một khi các đám mây bị tấn công hoặc đột nhập, toàn bộ dữ liệu sẽ bị chiếm dụng.  Các quy định pháp luật cho các dịch vụ, giữa khách hàng và nhà cung cấp. 10 4. Mô hình tổng quan của điện toán đám mây Các nguồn điện toán khổng lồ như phần mềm, dịch vụ ... sẽ nằm tại các máy chủ ảo (đám mây) trên Internet thay vì trong máy tính gia đình và văn phòng để mọi người kết nối và sử dụng mỗi khi họ cần. 11 Hình 1.2: Mô hình tổng quan của điện toán đám mây Hiện nay, các nhà cung cấp đưa ra nhiều dịch vụ của điện toán đám mây theo nhiều hướng khác nhau, đưa ra các chuẩn riêng cũng như cách thức hoạt động khác nhau. Do đó, việc tích hợp các cloud để giải quyết một bài toán lớn của khách hàng vẫn còn là một vấn đề khó khăn. Chính vì vậy, các nhà cung cấp dịch vụ đang có xu hướng tích hợp các đám mây lại với nhau thành “sky computing”, đưa ra các chuẩn chung để giải quyết các bài toán lớn của khách hàng. 5. Các loại hình đám mây a,Đám mây công cộng 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. Các đám mây công cộng cố gắng cung cấp cho người tiêu dùng với các phần tử công nghệ thông tin tốt nhất. Cho dù đó là phần mềm, cơ sở hạ tầng ứng dụng hoặc cơ sở hạ tầng vật lý, nhà cung cấp đám mây chịu trách nhiệm về cài đặt, quản lý, cung cấp và bảo trì. Khách hàng chỉ chịu phí cho các tài nguyên nào mà họ sử dụng, vì thế cái chưa sử dụng được loại bỏ. Tất nhiên điều này liên quan đến chi phí. Các dịch vụ này thường được cung cấp với "quy ước về cấu hình," nghĩa là chúng được phân phối với ý tưởng cung cấp các trường hợp sử dụng phổ biến nhất. Các tùy chọn cấu hình thường là một tập hợp con nhỏ hơn so với những gì mà chúng đã có nếu nguồn tài nguyên đã được người tiêu dùng kiểm soát trực tiếp. Một điều khác cần lưu ý là kể từ khi người tiêu dùng có quyền kiểm soát một chút trên cơ sở hạ tầng, các quy trình đòi hỏi an ninh chặt chẽ và tuân thủ quy định dưới luật không phải lúc nào cũng thích hợp cho các đám mây chung. b, Đám mây riêng 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. 12 Các đám mây riêng đưa ra nhiều lợi ích giống như các đám mây chung thực hiện với sự khác biệt chính: doanh nghiệp có trách nhiệm thiết lập và bảo trì đám mây này. Sự khó khăn và chi phí của việc thiết lập một đám mây bên trong đôi khi có thể có chiều hướng ngăn cản việc sử dụng và chi phí hoạt động liên tục của đám mây có thể vượt quá chi phí của việc sử dụng một đám mây chung. Các đám mây riêng đưa ra nhiều lợi thế hơn so với loại chung. Việc kiểm soát chi tiết hơn trên các tài nguyên khác nhau đang tạo thành một đám mây mang lại cho công ty tất cả các tùy chọn cấu hình có sẵn. Ngoài ra, các đám mây riêng là lý tưởng khi các kiểu công việc đang được thực hiện không thiết thực cho một đám mây chung, do đúng với các mối quan tâm về an ninh và về quản lý. c, Đám mây lai 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. Các đám mây lai là câu trả lời khi một công ty cần sử dụng các dịch vụ của cả hai đám mây riêng và công cộng. Theo hướng này, một công ty có thể phác thảo các mục tiêu và nhu cầu của các dịch vụ và nhận được chúng từ đám mây công cộng hay riêng, khi thích hợp. Một đám mây lai được xây dựng tốt có thể phục vụ các quy trình nhiệm vụ-tới hạn, an toàn, như nhận các khoản thanh toán của khách hàng, cũng như những thứ là không quan trọng bằng kinh doanh, như xử lý bảng lương nhân viên. Hạn chế chính với đám mây này là sự khó khăn trong việc tạo ra và quản lý có hiệu quả một giải pháp như vậy. Phải có thể nhận được và cung cấp các dịch vụ lấy từ các nguồn khác nhau như thể chúng có nguồn gốc từ một chỗ và tương tác giữa các thành phần riêng và chung có thể làm cho việc thực hiện thậm chí phức tạp hơn nhiều. Do đây là một khái niệm kiến trúc tương đối mới trong điện toán đám mây, nên cách thực hành và các công cụ tốt nhất về loại này tiếp tục nổi lên và bất đắc dĩ chấp nhận mô hình này cho đến khi hiểu rõ hơn. 13 d, Đám mây cộng đồng Đám mây cộng đồng là đám mây liên quan đến việc chia sẻ cơ sở hạ tầng giữa các tổ chức, các nhóm đối tượng có mục đích chia sẻ cùng một nội dung. Ví dụ như các tổ chức hay một nhóm đối tượng thuê những đám mây riêng để chia sẻ chung những nôi dung về âm nhạc, phim ảnh, công nghệ, quân sự… 6. Đặc điểm của điện toán đám mây Nhanh chóng cải thiện với người dùng có khả năng cung cấp sẵn các tài nguyên cơ sở hạ tầng công nghệ một cách nhanh chóng và ít tốn kém. Chi phí được giảm đáng kể và chi phí vốn đầu tư được chuyển sang hoạt động chi tiêu. Điều này làm giảm rào cản cho việc tiếp nhận, chẳng hạn như cơ sở hạ tầng được cung cấp bởi đối tác thứ 3 và không cần phải mua để dùng cho các tác vụ tính toán thực hiện 1 lần hay chuyên sâu mà không thường xuyên. Việc định giá dựa trên cơ sở tính toán theo nhu cầu thì tốt đối với những tùy chọn dựa trên việc sử dụng và các kỹ năng IT được đòi hỏi tối thiểu (hay không được đòi hỏi) cho việc thực thi. Sự độc lập giữa thiết bị và vị trí làm cho người dùng có thể truy cập hệ thống bằng cách sử dụng trình duyệt web mà không quan tâm đến vị trí của họ hay thiết bị nào mà họ đang dùng, ví dụ như PC, mobile. Vì cơ sở hạ tầng off-site (được cung cấp bởi đối tác thứ 3) và được truy cập thông qua Internet, do đó người dùng có thể kết nối từ bất kỳ nơi nào. Việc cho thuê nhiều để có thể chia sẻ tài nguyên và chi phí giữa một phạm vi lớn người dùng, cho phép: - Tập trung hóa cơ sở hạ tầng trong các lĩnh vực với chi phí thấp hơn (chẳng hạn như bất động sản, điện, v.v.) - Khả năng chịu tải nâng cao (người dùng không cần kỹ sư cho các mức tải cao nhất có thể). - Cải thiện việc sử dụng và hiệu quả cho các hệ thống mà thường chỉ 10-20% được sử dụng. 14 Độ tin cậy cải thiện thông qua việc sử dụng các site có nhiều dư thừa, làm nó thích hợp cho tính liên tục trong kinh doanh và khôi phục sau sự cố. Tuy nhiên, phần lớn các dịch vụ của điện toán đám mây có những lúc thiếu hụt và người giám đốc kinh doanh, IT phải làm cho nó ít đi. Tính co giãn linh động (“theo nhu cầu”) cung cấp tài nguyên trên một cơ sở mịn, tự bản thân dịch vụ và gần thời gian thực, không cần người dùng phải có kỹ sư cho chịu tải. Hiệu suất hoạt động được quan sát và các kiến trúc nhất quán, kết nối lỏng lẽo được cấu trúc dùng web service như giao tiếp hệ thống. Việc bảo mật cải thiện nhờ vào tập trung hóa dữ liệu, các tài nguyên chú trọng bảo mật, v.v… nhưng cũng nâng cao mối quan tâm về việc mất quyền điều khiển dữ liệu nhạy cảm. Bảo mật thường thì tốt hay tốt hơn các hệ thống truyền thống, một phần bởi các nhà cung cấp có thể dành nhiều nguồn lực cho việc giải quyết các vấn đề bảo mật mà nhiều khách hàng không có đủ chi phí để thực hiện. Các nhà cung cấp sẽ ghi nhớ (log) các truy cập, nhưng việc truy cập vào chính bản thân các audit log có thể khó khăn hay không thể. Khả năng chịu đựng xảy ra thông qua việc tận dụng tài nguyên đã được cải thiện, các hệ thống hiệu quả hơn. Tuy nhiên, các máy tính và cơ sở hạ tầng kết hợp là những thứ tiêu thụ năng lượng chủ yếu. 7. Các giải pháp Điện toán đám mây ra đời để giải quyết các vấn đề sau: - Vấn đề về lưu trữ dữ liệu: Dữ liệu được lưu trữ tập trung ở các kho dữ liệu khổng lồ. Các công ty lớn như Microsoft, Google có hàng chục kho dữ liệu trung tâm nằm rải rác khắp nơi trên thế giới. Các công ty lớn này sẽ cung cấp các dịch vụ cho phép doanh nghiệp có thể lưu trữ và quản lý dữ liệu của họ trên các kho lưu trữ trung tâm. - Vấn đề về sức mạnh tính toán: Có 2 giải pháp chính.  Sử dụng các siêu máy tính (super-computer) để xử lý tính toán. 15  Sử dụng các hệ thống tính toán song song, phân tán, tính toán lưới (grid computing). - Vấn đề về cung cấp tài nguyên, phần mềm: Cung cấp các dịch vụ như IaaS (Infrastructure as a Service), PaaS (Platform as a Service), SaaS (Software as a Service). Hình 1.3: Minh họa về dịch vụ của điện toán đám mây 16 8. So sánh điện toán đám mây và điện toán truyền thống Sự khác nhau giữa điện toán đám mây và điện toán truyền thống được thể hiện trong bảng dưới đây: Điểm so sánh Điện toán truyền thống Sử dụng Riêng Chia sẻ Tính dễ sử dụng Mua sắm phần cứng Tự phục vụ truyền thống Khả năng mở rộng Các dịch vụ mới được bổ Mở rộng theo nhu cầu sung một cách thụ động Độ sẵn sàng Sửa chữa các sự cố một Tự động khôi phục nhờ tích 17 cách thủ công hợp/tương tác Cung cấp Sau hàng tháng Sau vài phút Chi phí Tăng dần Trả tiền theo mức độ sử dụng Bảng 1: Sự khác nhau giữa Điện toán truyền thống và điện toán Đám mây II. Hiện thực hóa điện toán đám mây Một số khó khăn, thách thức trong quá trình hiện thực hóa cloud computing: - Bảo mật:  Sở hữu trí tuệ (Intellectual property)  Tính riêng tư (Privacy) 18  Độ tin cậy (Trust) - Khả năng không kiểm soát dữ liệu - Độ trễ dữ liệu - Tính sẵn sàng của dịch vụ, dữ liệu - Các dịch vụ kèm theo - Các quy định pháp luật cho các dịch vụ, giữa khách hàng và nhà cung cấp Hình 1.4: Phân lớp điện toán đám mây Hình 1.4 mô tả ba phần của một mô hình đám mây. Hình này phản ánh chính xác qui mô của khối công nghệ thông tin khi nó liên quan đến chi phí, yêu cầu không gian vật lý, bảo trì, quản lý, giám sát quản lý và sự lỗi thời. 19 1. Các dịch vụ của đám mây a, Dịch vụ cơ sở hạ tầng - IaaS Những kiến trúc ảo xếp chồng là một ví dụ của xu hướng mọi thứ là dịch vụ và có cùng những điểm hơn hẳn một máy chủ cho thuê. Không gian lưu trữ và các thiết bị mạng tập trung, máy trạm thay vì đầu tư mua nguyên chiếc thì có thể thuê đầy đủ dịch vụ bên ngoài. Những dịch vụ này thông thường được tính chi phí trên cơ sở tính toán chức năng và lượng tài nguyên sử dụng (và từ đó ra chi phí) sẽ phản ảnh được mức độ của hoạt động. Đầy lầ một sự phát triển của những giải pháp lưu trữ web và máy chủ cá nhân ảo. Tên ban đầu được sử dụng là dịch vụ phần cứng (HaaS) và được tạo ra bởi một nhà kinh tế học Nichlas Car vào thang 3 năm 2006, nhưng điều này cần thiết. Nhưng từ này đã dần bị thay thế bởi khái niệm dịch vụ hạ tầng vào khoảng cuối năm 2006. Những đặc trưng tiêu biểu: - Cung cấp tài nguyên như là dịch vụ: bao gồm cả máy chủ, thiết bị mạng, bộ nhớ, CPU, không gian đĩa cứng, trang thiết bị trung tâm dữ liệu. - Khả năng mở rộng linh hoạt - Chi phí thay đổi tùy theo thực tế - Nhiều người thuê có thể cùng dùng chung trên một tài nguyên - Cấp độ doanh nghiệp: đem lại lợi ích cho công ty bởi một nguồn tài nguyên tích toán tổng hợp. b, Dịch vụ nền tảng - PaaS Cung cấp nền tảng tính toán và một tập các giải pháp nhiều lớp. Nó hỗ trợ việc triển khai ứng dụng mà không quan tâm đến chi phí hay sự phức tạp của việc trang bị và quản lý các lớp phần cứng và phần mềm bên dưới, cung cấp tất cả các tính năng cần thiết để hỗ trợ chu trình sống đầy đủ của việc xây dựng và cung cấp một ứng dụng và dịch vụ Web sẵn sàng trên Internet mà không cần bất kì thao tác tải hay cài đặt phần mềm cho những người phát triển, quản lý tin học, hay người dùng cuối. Nó còn được biết đến với một tên khác là cloudware. 20