1. Trang Chủ
  2. Công nghệ thông tin
  3. Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V

Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V

Mục đích nghiên cứu là tìm hiểu một cách khái quát về điện toán đám mây. Tìm hiểu được kiến trúc, đặc tính, thành phần, cách thức hoạt động của điện toán đám mây. Từ đó có thể triển khai trên môi trường máy ảo một hệ thống điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V. Và có thể xây dựng một hệ thống điện toán đám mây cho các tổ chức doanh nghiệp. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V LỜI CẢM ƠN Sau những ngày làm việc hết mình, cuối cùng em cũng đã

Thể loại Tài liệu miễn phí Công nghệ thông tin

Số trang 81

Ngày tạo 4/6/2023 12:42:41 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 3.67 M

Tên tệp

Tải Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu và triển khai điện to... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V LỜI CẢM ƠN Sau những ngày làm việc hết mình, cuối cùng em cũng đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V” của mình. Dù những gì đã đạt được trong luận văn này là không nhiều nhưng đó cũng là một sự thành công đối với em bởi vì nó là kết quả của sự cố gắng miệt mài học tập và nghiên cứu. Rất nhiều kiến thức và kỹ năng làm việc đã được em thu nạp trong quá trình nghiên cứu và làm việc. Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ của thầy cô, gia đình và bạn bè. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Khoa học máy tính cùng tất cả các thầy cô giáo Trường cao đẳng công nghệ thông tin hữu nghị Việt – Hàn, những người đã dìu dắt, dạy dỗ em chu đáo, tận tình trong suốt ba năm học vừa qua và tạo mọi điều kiện giúp em hoàn thành đồ án. Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Quang Hiển đã hướng dẫn, giúp đỡ em thực hiện và hoàn thành tốt đồ án này. Em cũng xin cảm ơn gia đình bạn bè luôn ở bên động viên, khuyến khích tạo động lực cho em để em có thể yên tâm hoàn thành đồ án. Mặc dù đã rất cố gắng hoàn thành tốt luận văn nhưng trong thời gian ngắn và lượng kiến thức còn rất hạn chế thì việc thiếu sót là điều rất khó tránh khỏi. Em mong nhận được sự thông cảm và tận tình chỉ bảo của quý thầy cô và các bạn. Xin cảm ơn tất cả mọi người! Đà Nẵng, Ngày 30 tháng 05 năm 2013 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Anh SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A i
  2. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. i MỤC LỤC ......................................................................................................................ii DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................. v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................vii MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1:................................................................................................................... 3 TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ............................................................. 3 1.1 Định nghĩa ................................................................................................................ 3 1.2 Mô hình các lớp dịch vụ .......................................................................................... 4 1.2.1 Dịch vụ hạ tầng IAAS (Infrastructure as a service).........................................5 1.2.2 Dịch vụ nền tảng PAAS (Platform as a service)...............................................5 1.2.3 Dịch vụ phần mềm SAAS (Software as a service) ............................................6 1.3 Cách thức hoạt động................................................................................................ 6 1.4 Các tính chất cơ bản ................................................................................................ 7 1.4.1 Tự phục vụ theo nhu cầu (On-demand Self-Service) ......................................7 1.4.2 Truy xuất diện rộng (Broad Network Access) ..................................................7 1.4.3 Dùng chung tài nguyên (Resoure Pooling) ......................................................7 1.4.4 Khả năng có giãn (Rapid Elasticity) .................................................................8 1.4.5 Điều tiết dịch vụ (Measured Service) ................................................................8 1.5 Các ưu điểm và nhược điểm ................................................................................... 9 1.5.1 Ưu điểm ..............................................................................................................9 1.5.2 Nhược điểm ........................................................................................................9 1.6 Các mô hình triển khai điện toán đám mây ........................................................ 10 1.6.1 Các đám mây công cộng (Public cloud) .........................................................11 1.6.2 Các đám mây riêng (Private Cloud) ................................................................11 1.6.3 Các đám mây lai (Hybrid Cloud).....................................................................12 1.6.4 Các đám mây chung (Community Cloud) ......................................................13 1.7 Các giải pháp của vấn đề điện toán đám mây .................................................... 13 1.7.1 Vấn đề lưu trữ dữ liệu .....................................................................................13 1.7.2 Vấn đề sức mạnh tính toán .............................................................................14 1.7.3 Vấn đề cung cấp tài nguyên, phần mềm .........................................................14 1.8 Tính bảo mật trong điện toán đám mây .............................................................. 15 1.8.1 Mục tiêu bảo mật thông tin đám mây .............................................................15 1.8.2 Các giải pháp bảo mật cho các hệ thống triển khai điện toán đám mây ......15 SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A ii
  3. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V 1.8.2.1 Quản lý .......................................................................................................15 1.8.2.2 Chấp hành các quy định về an toàn bảo mật dữ liệu.................................15 1.8.2.3 Tin tưởng ....................................................................................................15 1.8.2.4 Kiến trúc hệ thống ......................................................................................15 1.8.2.5 Nhận dạng và quản lý truy cập ..................................................................16 1.8.2.6 Cách ly các hệ thống phần mềm ................................................................16 1.8.2.7 Bảo vệ dữ liệu.............................................................................................16 1.8.2.8 Sẵn sàng đối phó với các sự cố có thể xảy ra ............................................16 1.8.2.9 Ứng phó với các sự cố xảy ra ....................................................................16 1.9 Hiện trạng ứng dụng điện toán đám mây ở Việt Nam ....................................... 17 CHƯƠNG 2:................................................................................................................. 20 ẢO HÓA TRONG CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ................................. 20 2.1 Công nghệ ảo hóa ................................................................................................... 20 2.1.1 Định nghĩa .......................................................................................................20 2.1.2 Lợi ích của việc ảo hóa ....................................................................................20 2.1.3 Kiến trúc ảo hóa ...............................................................................................21 2.1.3.1 Kiến trúc Hosted – Based...........................................................................22 2.1.3.2 Hypervisor-Based.......................................................................................24 2.1.3.3 Hybrid ........................................................................................................26 2.1.4 Mức độ ảo hóa..................................................................................................27 2.1.4.1 Ảo hóa toàn phần - Full Virtualization ......................................................27 2.1.4.2 Ảo hóa song song –Paravirtualization ......................................................27 2.1.5 Lý do cần sử dụng ảo hóa................................................................................27 2.1.5.1 Tối ưu hóa công suất sử dụng phần cứng ..................................................27 2.1.5.2 Nhu cầu ảo hóa dữ liệu ..............................................................................28 2.1.5.3 Ứng dụng công nghệ xanh để đạt được hiệu quả sử dụng năng lượng tốt hơn ..........................................................................................................................28 2.1.5.4 Chi phí quản lý hệ thống rất lớn và ngày càng tăng..................................29 2.2 Phân loại ảo hóa ..................................................................................................... 29 2.2.1 Ảo hóa máy chủ ...............................................................................................29 2.2.2 Ảo hóa lưu trữ ..................................................................................................30 2.2.2.1 Công nghệ RAID .....................................................................................30 2.2.2.2 Công nghệ lưu trữ mạng (SAN) .................................................................32 2.2.3 Ảo hóa mạng ....................................................................................................33 2.2.4 Ảo hóa ứng dụng..............................................................................................34 2.3 Mô hình ảo hóa trong điện toán đám mây .......................................................... 35 2.3.1 Đặt vấn đề .........................................................................................................35 SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A iii
  4. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V 2.3.2 Mục tiêu giải pháp triển khai hệ thống ..........................................................35 2.3.2.1 Mục tiêu ảo hóa trong doanh nghiệp .........................................................35 2.3.2.2 Giải pháp triển khai hệ thống ....................................................................36 2.3.3 Mô hình hóa .....................................................................................................36 2.3.3.1 Chức năng của Cloud Office ......................................................................36 2.3.3.2 Chức năng của CloudCRM ........................................................................37 2.3.3.3 Chức năng của Cloud Accounting .............................................................37 2.3.4 Khả năng xảy ra khi triển khai ảo hóa máy chủ của doanh nghiệp .............38 2.3.4.1 Chi phí ........................................................................................................38 2.3.4.2 Các nguy cơ rủi ro và thách thức an toàn thông tin ..................................39 2.3.5 Đánh giá ...........................................................................................................39 CHƯƠNG 3:................................................................................................................. 40 TRIỂN KHAI ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY RIÊNG BẰNG HYPER-V .................... 40 3.1 Giới thiệu về Hyper-V ........................................................................................... 40 3.1.1 Kiến trúc Hyper-V ............................................................................................40 3.1.2 Cài đặt Hyper-V ...............................................................................................41 3.2 Giới thiệu Virtual Machine Manager 2008 ......................................................... 44 3.2.1 Các thành phần của VMM 2008 .....................................................................44 3.2.2 Yêu cầu hệ thống .............................................................................................45 3.3 Triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V .......................................... 48 3.3.1 Cài đặt Virtual Machine Manager Server ......................................................48 3.3.2 Cài đặt Self-Service Portal...............................................................................53 3.3.3 Khởi động VMM Administrator Console ........................................................56 3.3.4 Thêm Host ........................................................................................................57 3.3.5 Tạo Template ....................................................................................................60 3.3.5.1 Tạo Hardware Profile ................................................................................60 3.3.5.2 Tạo một Guest Operating System Profile ..................................................61 3.3.5.3 Tạo mới một Virtual Machine Template ....................................................63 3.3.6 Tạo một máy ảo mới dùng Template ...............................................................65 3.3.7 Tạo User Role ...................................................................................................67 3.3.8 Truy cập vào Self-Service Portal .....................................................................70 KẾT LUẬN .................................................................................................................. 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 73 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ..................................................... 74 SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A iv
  5. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Mọi thứ đều tập trung vào “đám mây” ............................................................ 3 Hình 1.2: Mô hình các lớp dịch vụ .................................................................................. 5 Hình 1.3: Minh họa cách thức hoạt động của đám mây .................................................. 6 Hình 1.4: Minh họa việc sử dụng chung tài nguyên........................................................ 8 Hình 1.5: Minh họa một đám mây công cộng ............................................................... 11 Hình 1.6: Minh họa một đám mây riêng ....................................................................... 12 Hình 1.7: Minh họa một đám mây lai............................................................................ 13 Hình 1.8: Minh họa một đám mây chung ...................................................................... 13 Hình 1.9: Minh họa về các dịch vụ................................................................................ 14 Hình 2.1: Mô hình Hosted-based................................................................................... 22 Hình 2.2: Sơ đồ truy cập tài nguyên phần cứng của các máy ảo .................................. 23 Hình 2.3: Kiến trúc Hypervisor-based........................................................................... 24 Hình 2.4: Kiến trúc Monolithic Hypervisor .................................................................. 25 Hình 2.5: Kiến trúc Microkernelized Hypervisor ......................................................... 26 Hình 2.6: Cấu trúc ảo hóa Hybrid ................................................................................. 26 Hình 2.7: Minh họa mô hình một hệ thống SAN .......................................................... 33 Hình 2.8: Ảo hóa mạng ................................................................................................. 34 Hình 2.9: Ảo hóa ứng dụng ........................................................................................... 34 Hình 2.10: Minh họa kế toán đám mây ......................................................................... 38 Hình 3.1: Minh họa kiến trúc Hyper-V ......................................................................... 41 Hình 3.2: Add Roles Wizard ......................................................................................... 42 Hình 3.3: Lựa chọn card mạng để tạo mạng ảo ............................................................. 43 Hình 3.4: Quá trình cài đặt hoàn tất .............................................................................. 43 Hình 3.5: Các thành phần của VMM 2008.................................................................... 44 Hình 3.6: Mô hình triển khai Private Cloud .................................................................. 48 Hình 3.7: Giao diện cài đặt Windows AIK ................................................................... 49 Hình 3.8: Chấp nhận điều khoản cài đặt AIK ............................................................... 49 Hình 3.9: Cửa sổ Server Manager ................................................................................. 50 Hình 3.10: Cài đặt .NET Framework ............................................................................ 50 Hình 3.11: Giao diện cài đặt của Virtual Machine Manager......................................... 51 Hình 3.12: Cửa sổ cài đặt SQL Server .......................................................................... 52 Hình 3.13: Cài đặt thư mục chung................................................................................. 52 Hình 3.14: Kết thúc cài đặt VMM Server ..................................................................... 53 Hình 3.15: Cài Web Server (IIS) ................................................................................... 54 Hình 3.16: Cài một số dịch vụ đi kèm ASP.net ............................................................ 54 Hình 3.17: Lựa chọn các dịch vụ cần thiết .................................................................... 55 SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A v
  6. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V Hình 3.18: Cấu hình VMMSSP Website ....................................................................... 56 Hình 3.19: Yêu cầu kết nối tới VMM Server ................................................................ 57 Hình 3.20: Giao diện chính của Virtual Machine Manager .......................................... 57 Hình 3.21: Cửa sổ Add host .......................................................................................... 58 Hình 3.22: Cửa sổ lựa chọn host ................................................................................... 59 Hình 3.23: Theo dõi quá trình thêm Host ...................................................................... 59 Hình 3.24: Các tác vụ liên quan đến Library ................................................................ 60 Hình 3.25: Cửa sổ New Hardware Profile..................................................................... 60 Hình 3.26: Thiết lập thông số phần cứng ...................................................................... 61 Hình 3.27: Cửa sổ New Guest OS Profile ..................................................................... 62 Hình 3.28: Thiết lập cấu hình cho hệ điều hành ............................................................ 62 Hình 3.29: Chọn nguồn dùng để tạo Template ............................................................. 63 Hình 3.30: Nhập tên template ........................................................................................ 64 Hình 3.31: Cấu hình phần cứng cho máy ảo ................................................................. 64 Hình 3.32: Kết quả tạo Template .................................................................................. 65 Hình 3.33: Nhập tên máy ảo .......................................................................................... 65 Hình 3.34: Thiết lập cấu hình phần cứng cho máy ảo ................................................... 66 Hình 3.35: Thiết lập cấu hình cho hệ điều hành máy ảo ............................................... 66 Hình 3.36: Quá trình tạo máy ảo ................................................................................... 67 Hình 3.37: Nhập tên User role ....................................................................................... 68 Hình 3.38: Thêm các thành viên cho user role này ....................................................... 68 Hình 3.39: Virtual Machine Permissions ...................................................................... 69 Hình 3.40: Cho phép người dùng tạo máy ảo mới ........................................................ 69 Hình 3.41: Giao diện truy cập của Self Service Portal .................................................. 70 Hình 3.42: Danh sách các máy ảo đã được tạo sẵn ....................................................... 71 Hình 3.43: Giao diện tạo máy ảo mới ........................................................................... 71 SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A vi
  7. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên Tiếng Anh Nghĩa Tiếng Việt CPU Central Processing Unit Đơn vị xử lý trung tâm CRM Customer Relationship Quản lý thông tin khách Managerment hàng HDD Hard Disk Drive Ổ đĩa cứng DEP Hardware-Enforced Data Phát hiện tràn bộ nhớ đệm Excution Prevention IAAS Infrastructure as a Service Dịch vụ hạ tầng IT Information Technology Công nghệ thông tin OS Operating System Hệ điều hành SSP Self Service Portal Cổng thông tin tự phục vụ SAN Storage Area Network Mạng lưu trữ SAML Security Assertion Markup Ngôn ngữ đánh dấu xác Language nhận bảo mật SCVMM System Center Virtual Hệ thống trung tâm quản Machine Manager lý máy ảo SAAS Software as a Service Phần mềm hoạt động như dịch vụ RAID Redundant Array Of Dãy dự phòng các đĩa độc Independent Disks lập PAAS Platform as a Service Dịch vụ nền tảng PC Personal Computer Máy tính cá nhân SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A vii
  8. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Công nghệ thông tin (CNTT) ngày càng phát triển. Song song với đó là khối lượng thông tin khổng lồ không ngừng tăng lên. Dẫn đến việc máy chủ sẽ phải ngày càng xử lý một khối lượng dữ liệu khổng lồ và sẽ trở nên chậm chạp. Do đó, việc tìm ra một hệ thống mới lưu trữ dữ liệu là điều cấp thiết phải đặt ra. Từ những yêu cầu cấp thiết trên, các đám mây ảo đã ra đời. Đám mây ảo giải quyết bài toán lưu trữ dữ liệu, đồng thời cũng thỏa mãn các tiêu chí đơn giản, an toàn và dễ sử dụng. Các đám mây ảo đã nổi lên trong vài năm trở lại đây. Các đám mây cung cấp dịch vụ hạ tầng (IAAS) mang đến tính linh hoạt chưa từng có do chúng cho phép cung cấp và triển khai một máy ảo mới một cách nhanh chóng. Mặc dù không thể chối bỏ những lợi ích mà các IaaS có thể mang lại, nhưng việc phụ thuộc vào kết nối Internet để có thể truy cập vào những server đám mây ngoài lại là điều không mong muốn đối với các tổ chức. Họ sẽ không thể truy cập server nếu mất kết nối Internet hay khi đường truyền tắc nghẽn. Đây chính là điều mà các doanh nghiệp và các tổ chức băn khoăn. Với giải pháp xây dựng một đám mây riêng, doanh nghiệp sẽ không những được hưởng lợi từ sự linh hoạt của đám mây IaaS mà còn tránh được rủi ro mất truy cập server do đứt kết nối Internet. Nhận thấy được sự phát triển mạnh mẽ của điện toán đám mây, và nhu cầu cần tạo một đám mây riêng của các tổ chức, doanh nghiệp. Đồng thời mong muốn có cái nhìn xác thực, rõ ràng hơn về điện toán đám mây. Em đã chọn đề tài: “Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V” để sau này có thể triển khai và làm việc trên môi trường điện toán đám mây. 2. Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu là tìm hiểu một cách khái quát về điện toán đám mây. Tìm hiểu được kiến trúc, đặc tính, thành phần, cách thức hoạt động của điện toán đám mây. Từ đó có thể triển khai trên môi trường máy ảo một hệ thống điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V. Và có thể xây dựng một hệ thống điện toán đám mây cho các tổ chức doanh nghiệp. SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A 1
  9. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V 3. Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - Lý thuyết liên quan tới công nghệ điện toán đám mây. - Lý thuyết về công nghệ ảo hóa chung - Các bộ công cụ để có thể xây dựng nên một hệ thống điện toán đám mây. Phạm vi nghiên cứu: Những nghiên cứu về điện toán đám mây trên toàn thế giới. Đặc biệt là các bài báo, giáo trình, báo cáo của những người làm việc trong ngành công nghệ thông tin. Và những tài liệu về điện toán đám mây trên website của các công ty cung cấp các dịch vụ điện toán đám mây. 4. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng các tài liệu có được trên mạng và qua giáo trình, luận văn về điện toán đám mây của các trường khác để tập hợp lại những ý hay vào đề tài. Nghiên cứu các hệ thống mạng của các công ty, tổ chức ở Việt Nam để so sánh với một hệ thống triển khai điện toán đám mây. Phỏng vấn những người làm việc trong lĩnh vực IT để tìm thêm thông tin, đúc rút kinh nghiệm và xem ý kiến của họ về điện toán đám mây. Phân tích, thống kê về mức độ ứng dụng, mức độ hiệu quả của công nghệ điện toán đám mây tại các doanh nghiệp. 5. Ý nghĩa khoa học thực tiễn Đề tài này sẽ giúp cho những ai muốn tìm hiểu về điện toán đám mây có thể hiểu rõ bản chất của nó. Biết được các loại điện toán đám mây, cách thức hoạt động của chúng. Đồng thời có thể tự mình xây dựng một mô hình điện toán đám mây riêng bằng hyper-V. Từ đó sẽ nắm được cách thức xây dựng một mô hình điện toán đám mây và có thể áp dụng vào công việc sau này. Việc ứng dụng công nghệ điện toán đám mây làm tận dụng tối đa nguồn tài nguyên đáp ứng được nhu cầu của các doanh nghiệp giúp cho sự phát triển của doanh nghiệp bền vững. Từ đó giúp cho nước ta phát triển theo kịp các nước khác. SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A 2
  10. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1.1 Định nghĩa Theo wikipedia: “Điện toán đám mây (Cloud Computing) là một mô hình điện toán có khả năng co giãn (scalable) linh động và các tài nguyên thường được ảo hóa để cung cấp như một dịch vụ trên mạng Internet”. Theo Gartner: “Mô hình điện toán nơi mà khả năng mở rộng linh hoạt về công nghệ thông tin được cung cấp như một dịch vụ cho nhiều khách hàng đang sử dụng các công nghệ trên Internet”. Theo Ian Foster: “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 (platform) và các dịch vụ được trực quan, ảo hóa và co giãn linh động, sẽ được phân phối theo nhu cầu cho khách hàng bên ngoài thông qua Internet”. Hình 1.1: Mọi thứ đều tập trung vào “đám mây” Điện toán đám mây là các phát triển dựa vào mạng Internet sử dụng các công nghệ máy tính. Đây là một kiểu điện toán trong đó những tài nguyên tính toán và lưu trữ được cung cấp như những dịch vụ trên mạng. Người dùng không cần biết hay có kinh nghiệm điều khiển và vận hành những công nghệ này. SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A 3
  11. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V Điện toán đám mây bao gồm: Phần mềm hoạt động như dịch vụ (SAAS: Software as a service), nền tảng như một dịch vụ (PAAS: Platform as a service), Dịch vụ Web và những xu hướng công nghệ mới. Chúng đều dựa vào mạng Internet để đáp ứng nhu cầu sử dụng của người dùng. Những ví dụ tiêu biểu về điện toán đám mây là Salesforce.com và Google Apps. Chúng cung cấp những ứng dụng thương mại trực tuyến, được truy cập thông qua trình duyệt web, trong khi dữ liệu và phần mềm được lưu trên đám mây. Đám mây là hình ảnh ẩn dụ cho mạng Internet và là sự trừu tượng cho những cơ sở hạ tầng phức tạp mà nó che giấu. Điện toán đám mây thường bị nhầm lẫn với điện toán lưới (grid computing) (một loại hình điện toán phân tán được tạo bởi các mạng máy tính nhỏ hoặc các cặp máy tính, hoạt động phối hợp với nhau để thực hiện các chức năng rất lớn), điện toán theo nhu cầu (utility computing) (khối những tài nguyên máy tính, như các bộ xử lý và bộ nhớ, trong vai trò một dịch vụ trắc lượng tương tự với các công trình hạ tầng kỹ thuật truyền thống) và điện toán tự trị (autonomic computing) (các hệ thống máy tính có khả năng tự quản lý). Trên thực tế, việc triển khai các cơ sở hạ tầng cho điện toán đám mây dựa trên các đặc điểm của điện toán lưới, điện toán theo nhu cầu và điện toán tự trị. Điện toán đám mây có thể được xem như là giai đoạn tự nhiên tiếp theo từ mô hình điện toán lưới. 1.2 Mô hình các lớp dịch vụ Dịch vụ Cloud Computing rất đa dạng và bao gồm tất cả các lớp dịch vụ điện toán từ cung cấp năng lực tính toán trên dưới máy chủ hiệu suất cao hay các máy chủ ảo, không gian lưu trữ dữ liệu, hay một hệ điều hành, một công cụ lập trình, hay một ứng dụng kế toán…Các dịch vụ cũng được phân loại khá đa dạng, nhưng mô hình dịch vụ Cloud Computing phổ biến nhất có thể được phân thành 3 nhóm: Dịch vụ hạ tầng (IAAS), dịch vụ nền tảng (PAAS) và dịch vụ phần mềm (SAAS). SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A 4
  12. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V Hình 1.2: Mô hình các lớp dịch vụ 1.2.1 Dịch vụ hạ tầng IAAS (Infrastructure as a service) Dịch vụ IaaS cung cấp dịch vụ cơ bản bao gồm năng lực tính toán, không gian lưu trữ, kết nối mạng tới khách hàng. Khách hàng (cá nhân hoặc tổ chức) có thể sử dụng tài nguyên hạ tầng này để đáp ứng nhu cầu tính toán hoặc cài đặt ứng dụng riêng cho người sử dụng. Với dịch vụ này khách hàng làm chủ hệ điều hành, lưu trữ và các ứng dụng do khách hàng cài đặt. Khách hàng điển hình của dịch vụ IaaS có thể là mọi đối tượng cần tới một máy tính và tự cài đặt ứng dụng của mình. Ví dụ điển hình về dịch vụ này là dịch vụ EC2 của Amazon. Khách hàng có thể đăng ký sử dụng một máy tính ảo trên dịch vụ của Amazon và lựa chọn một hệ thống điều hành (ví dụ, Windows hoặc Linux) và tự cài đặt ứng dụng của mình. 1.2.2 Dịch vụ nền tảng PAAS (Platform as a service) 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 cloud đó. Dịch vụ PaaS có thể được cung cấp dưới dạng các ứng dụng lớp giữa (middleware), các ứng dụng chủ (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 Cloud Computing thông qua API đó. Ở mức PaaS, khách hàng không quản lý nền tảng Cloud hay các tài nguyên lớp như hệ điều hành, lưu giữ ở lớp dưới. Khách hàng điển hình của dịch vụ PaaS chính là các nhà phát triển ứng dụng (ISV). SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A 5
  13. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V Dịch vụ App Engine của Google là một dịch vụ PaaS điển hình, cho phép khách hàng xây dựng các ứng dụng web với môi trường chạy ứng dụng và phát triền dựa trên ngôn ngữ lập trình Java hoặc Python. 1.2.3 Dịch vụ phần mềm SAAS (Software as a service) Dịch vụ SaaS 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. Khách hàng lựa chọn ứng dụng phù hợp với nhu cầu và sử dụng mà không cần quan tâm tới hay bỏ công sức quản lý tài nguyên tính toán bên dưới. Dịch vụ SaaS nổi tiếng nhất phải kể đến là Salesforce.com với các ứng dụng cho doanh nghiệp mà nổi bật nhất là CRM. Các ứng dụng SaaS cho người dùng cuối phổ biến là các ứng dụng Office online của Microsoft hay Google Docs của Google. 1.3 Cách thức hoạt động Để hiểu cách thức hoạt động của “đám mây”, tưởng tượng rằng “đám mây” bao gồm 2 lớp: Lớp back-end và lớp Front-end: Hình 1.3: Minh họa cách thức hoạt động của đám mây 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. SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A 6
  14. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V 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 đám ứng đầy đủ tính linh hoạt cho người dùng. Tuy 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. 1.4 Các tính chất cơ bản 1.4.1 Tự phục vụ theo nhu cầu (On-demand Self-Service) Mỗi khi có nhu cầu, người dùng chỉ cần gửi yêu cầu thông qua trang web cung cấp dịch vụ, hệ thống của nhà cung cấp sẽ đáp ứng yêu cầu của người dùng. Người dùng có thể tự phục vụ yêu cầu của mình như tăng thời gian sử dụng Server, tăng dung lượng lưu trữ,… Mà không cần phải tương tác trực tiếp với nhà cung cấp dịch vụ, mọi nhu cầu về dịch vụ đều được xử lý trên môi trường web (Internet). 1.4.2 Truy xuất diện rộng (Broad Network Access) Cloud Computing cung cấp dịch vụ thông qua môi trường Internet. Do đó người dùng có kết nối Internet là có thể sử dụng dịch vụ. Hơn thế nữa, Cloud Computing ở dạng dịch vụ nên không đòi hỏi khả năng xử lý cao ở phía Client, vì vậy người dùng có thể truy xuất bằng các thiết bị di động như điện thoại, PDA, laptop,… Với Cloud Computing người dùng không còn bị phụ thuộc vị trí nữa, họ có thể truy xuất dịch vụ từ bất kỳ nơi nào, vào bất kỳ lúc nào có kết nối internet. 1.4.3 Dùng chung tài nguyên (Resoure Pooling) Tài nguyên của nhà cung cấp dịch vụ được dùng chung, phục vụ cho nhiều người dùng dựa trên mô hình “Multi-tenant”. Trong mô hình “Multi-tenant”, tài nguyên sẽ được phân phát động tùy theo nhu cầu của người dùng. Khi nhu cầu của một khách hàng giảm xuống thì phần tài nguyên dư thừa sẽ được tận dụng để phục vụ cho một khách hàng khác. Ví dụ như khách hàng A thuê 10 CPU mỗi ngày từ 7 giờ đến 11 giờ, một khách hàng B thuê 10 CPU tương tự mỗi ngày từ 13 giờ đến 17 giờ thì hai khách hàng này có thể dùng chung 10 CPU đó. SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A 7
  15. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V Hình 1.4: Minh họa việc sử dụng chung tài nguyên Cloud Computing dựa trên công nghệ ảo hóa, nên các tài nguyên đa phần là tài nguyên ảo. Các tài nguyên ảo này sẽ được cấp phát động theo sự thay đổi nhu cầu của từng khách hàng khác nhau. Nhờ đó nhà cung cấp dịch vụ có thể phục vụ nhiều khách hàng hơn so với cách cấp phát tài nguyên tĩnh truyền thống. 1.4.4 Khả năng có giãn (Rapid Elasticity) Đây là tính chất đặc biệt nhất, nổi bật nhất và quan trọng nhất của Cloud Computing. Đó là khả năng tự động mở rộng hoặc thu nhỏ hệ thống tùy theo nhu cầu của người dùng. Khi nhu cầu tăng cao, hệ thống sẽ tự mở rộng bằng cách thêm tài nguyên vào. Khi nhu cầu giảm xuống, hệ thống tự giảm bớt tài nguyên. Ví dụ: Khách hàng thuê một server gồm 10 CPU. Thông thường do có ít truy cập nên chỉ cần 5 CPU là đủ, khi đó hệ thống quản lý của nhà cung cấp dịch vụ sẽ tự ngắt bớt 5 CPU dư thừa, khách hàng không phải trả phí cho những CPU dư thừa này (những CPU dư thừa này sẽ được cấp phát cho các khách hàng khác có nhu cầu). Khi lượng truy cập tăng cao, nhu cầu tăng lên thì hệ thống quản lý của nhà cung cấp dịch vụ sẽ tự “gắn” thêm CPU vào. Nếu nhu cầu tăng vượt quá 10 CPU thì khách hàng phải trả phí cho phần vượt mức theo thỏa thuận với nhà cung cấp. Khả năng co giãn giúp cho nhà cung cấp tài nguyên hiệu quả, tận dụng triệt để tài nguyên dư thừa, phục vụ được nhiều khách hàng. Đối với người sử dụng dịch vụ, khả năng co giãn giúp họ giảm chi phí do họ chỉ trả chi phí cho những tài nguyên thực sự dùng. 1.4.5 Điều tiết dịch vụ (Measured Service) SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A 8
  16. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V Hệ thống Cloud Computing tự động kiểm soát và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên (dung lượng lưu trữ, đơn vị xử lý, băng thông…). Lượng tài nguyên sử dụng có thể được theo dõi, kiểm soát và báo cáo một cách minh bạch cho cả hai phía nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng. 1.5 Các ưu điểm và nhược điểm 1.5.1 Ưu điểm - Chi phí thấp: Chi phí đầu tư ban đầu về cơ sở hạ tầng, máy móc và nguồn nhân lực của người sử dụng điện toán đám mây được giảm đến mức thấp nhất. - Tốc độ xử lý nhanh: cung cấp cho khách hàng những dịch vụ nhanh chóng và giá thành rẻ dựa trên nền tảng cơ sở cơ sở hạ tầng tập trung (đám mây). - Di động: Không còn phụ thuộc vào thiết bị và vị trí địa lý, người dùng có thể truy cập và sử dụng hệ thống thông qua trình duyệt web ở bất kỳ nơi đâu và trên bất kỳ thiết bị nào mà họ sử dụng (chẳng hạn PC hoặc thiết bị điện thoại di động,…) - Độ tin cậy cao: Không chỉ dành cho người dùng phổ thông, điện toán đám mây còn phù hợp với các yêu cầu cao và liên tục của các công ty kinh doanh và nghiên cứu khoa học. Tuy nhiên, một vài dịch vụ lớn của điện toán đám mây đôi khi rơi vào trạng thái quá tải, khiến hoạt động bị ngưng trệ. Khi rơi vào trạng thái này, người dùng không có khả năng để xử lý các sự cố mà phải nhờ vào các chuyên gia từ “đám mây” tiến hành xử lý. - Khả năng mở rộng: giúp cải thiện chất lượng các dịch vụ được cung cấp trên “đám mây”. - Khả năng bảo mật do sự tập trung về dữ liệu. - Các ứng dụng trên điện toán đám mây dễ dàng sửa chữa và cải thiện về tính năng bởi lẽ chúng không được cài đặt cố định trên một máy tính nào. - Tài nguyên được sử dụng của điện toán đám mây luôn được quản lý và thống kê trên từng khách hàng và ứng dụng, theo từng ngày, từng tuần, từng tháng. Điều này đảm bảo cho việc định lượng giá cả của mỗi dịch vụ do điện toán đám mây cung cấp để người dùng có thể lựa chọn phù hợp. 1.5.2 Nhược điểm - Tính riêng tư: Các thông tin người dùng và dữ liệu được chứa trên điện toán đám mây có đảm bảo quyền riêng tư và liệu các thông tin đó có bị sử dụng bởi một mục đích khác không? SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A 9
  17. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V - 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 làm ảnh hưởng tới 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 lý do nào đó, dữ liệu của 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, là liệu người dùng có thể chia sẻ dữ liệu từ dịch vụ đám mây này sang dịch vụ đám mây khác? Hoặc trong trường hợp không muốn tiếp tục sử dụng dịch vụ cung cấp 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 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. Tuy nhiên, đây không thực sự là vấn đề riêng của điện toán đám mây, bởi lẽ tấn công đánh cắp dữ liệu là vấn đề gặp phải trên bất kỳ môi trường nào, ngay cả trên các máy tính cá nhân. - Người dùng bị phụ thuộc vào công nghệ và chất lượng dịch vụ của nhà cung cấp, khiến cho sự linh hoạt và sáng tạo của họ bị giảm đi. Người sử dụng chỉ có quyền thực hiện những việc trong phạm vi nhà quản trị cho phép, hơn nữa, những thông tin mới nhất thường chưa được nhà mạng cập nhật kịp thời, trong khi khách hàng lại mong muốn bắt kịp những cải tiến mới nhất, do vậy khách hàng cảm thấy không được thỏa mãn, thậm chí tỏ ra bức bối bởi sự khống chế đó, hoặc do lỗi, nghẽn mạng... 1.6 Các mô hình triển khai điện toán đám mây Từ “đám mây” (cloud) xuất phát từ hình ảnh minh họa Internet đã được sử dụng rộng rãi trong các hình vẽ về hệ thống mạng máy tính của thế giới công nghệ thông tin. Một cách nôm na, điện toán đâm mây là mô hình điện toán Internet. Tuy nhiên, khi mô hình cloud computing dần định hình, các ưu điểm của nó đã được vận dụng để áp dụng SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A 10
  18. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V trong các môi trường có quy mô và phạm vi riêng, hình thành các mô hình triển khai khác nhau. 1.6.1 Các đám mây công cộng (Public cloud) Mô hình đầu tiên được nói đến khi đề cập tới Cloud Computing chính là mô hình Public Cloud. Đây là mô hình mà hạ tầng Cloud Computing được một tổ chức sở hữu và cung cấp dịch vụ rộng rãi cho các khách hàng thông qua hạ tầng mạng Internet hoặc các mạng công cộng diện rộng. Các ứng dụng khác nhau chia sẻ chung tài nguyên tính toán, mạng và lưu trữ. Do vậy, hạ tầng Cloud Computing được thiết kế để đảm bảo cô lập về dữ liệu giữa các khách hàng và tách biệt về truy cập. Hình 1.5: Minh họa một đám mây công cộng Các dịch vụ Public Cloud hướng tới số lượng khách hàng lớn nên thường có năng lực về hạ tầng cao, đáp ứng nhu cầu tính toán linh hoạt, đem lại chi phí thấp cho khách hàng. Do đó khách hàng của dịch vụ trên Public Cloud sẽ bao gồm tất cả các tầng lớp mà khách hàng cá nhân và doanh nghiệp nhỏ sẽ được lợi thế trong việc dễ dàng tiếp cận các ứng dụng công nghệ cao, chất lượng mà không phải đầu tư ban đầu, chi phí sử dụng thấp, linh hoạt. 1.6.2 Các đám mây riêng (Private Cloud) Private Cloud là các dịch vụ đám mây được doanh nghiệp sở hữu và phục vụ cho người dùng của tổ chức đó. Private Cloud có thể được vận hành bởi một bên thứ 3 và hạ tầng đám mây có thể được đặt bên trong hoặc bên ngoài tổ chức sở hữu (tại bên thứ 3 kiêm vận hành hoặc thậm chí là một bên thứ 4). SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A 11
  19. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V Hình 1.6: Minh họa một đám mây riêng Private Cloud được các tổ chức, doanh nghiệp lớn xây dựng cho mình nhằm khai thác ưu điểm về công nghệ và khả năng quản trị của Cloud Computing. Với Private Cloud, các doanh nghiệp tối ưu được hạ tầng IT của mình, nâng cao hiệu quả sử dụng, quản lý trong cấp phát và thu hồi tài nguyên, qua đó giảm thời gian đưa sản phẩm sản xuất, kinh doanh ra thị trường. 1.6.3 Các đám mây lai (Hybrid Cloud) Hybrid Cloud là một sự kết hợp của các đám mây công cộng và đám mây riêng. Những đám mây riêng 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. SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A 12
  20. Nghiên cứu và triển khai điện toán đám mây riêng bằng Hyper-V Hình 1.7: Minh họa một đám mây lai 1.6.4 Các đám mây chung (Community Cloud) Community Cloud là các đám mây được chia sẻ bởi một tổ chức và hỗ trợ một cộng đồng cụ thể có mối quan tâm chung (Ví dụ: chung sứ mệnh, yêu cầu an ninh, chính sách…). Nó có thể được quản lý bởi các tổ chức hoặc một bên thứ 3. Hình 1.8: Minh họa một đám mây chung 1.7 Các giải pháp của vấn đề điện toán đám mây Điện toán đám mây ra đời đã giải quyết được các vấn đề sau: 1.7.1 Vấn đề 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 SVTH: Nguyễn Văn Anh - Lớp CCMM04A 13
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược