Xem mẫu
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
2012 KHOA KHOA HỌC MÁY TÍNH
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
KHOA HỌC
Đề tài: Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong
Điện Toán Đám Mây
Giảng viên: GS. TSKH. HOÀNG KIẾM
Thực hiện: VŨ THỊ PHƯƠNG
Mã số học viên: CH604801
Lớp: Cao học khóa 22
TP.HCM, THÁNG 11 NĂM 2012
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA KHOA HỌC MÁY TÍNH
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán
Đám Mây
Giảng viên: GS. TSKH. HOÀNG KIẾM
Thực hiện: VŨ THỊ PHƯƠNG
Mã số học viên: CH604801
Lớp: Cao học khóa 22
TP.HCM, THÁNG 11 NĂM 2012
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
LỜI NÓI ĐẦU
Sự phát triển của lịch sử xã hội loài người đã gắn liền với quá trình sáng tạo. Đó là một
quá trình sáng tạo lâu dài và liên tục, từ việc chế tạo ra các công cụ thô sơ cho tới công cụ
hiện đại hơn sử dụng nhiệt năng và tới sự phát minh ra điện đã đánh dấu một bước phát
triển nhảy vọt trong sáng tạo, các máy tính khổng lồ cho tới các máy tính cá nhân nhỏ
gọn lần lượt xuất hiện.
Sự sáng tạo trở thành thành phần quan trọng trong việc xây dựng xã hội hiện đại.
Cùng với sự sáng tạo, con người ngày càng đạt được những thành tựu vượt bậc trong
khoa học công nghệ. Do nhu cầu cải tiến sáng tạo trong công nghệ phục vụ cho cuộc
sống ngày càng cao đòi hỏi phải có một môn khoa học chuyên nguyên cứu về phương
pháp sáng tạo giúp cho việc sáng tạo được dễ dàng và có cơ sở lý thuyết rõ ràng hơn. Vì
thế các phương pháp luận sáng tạo ra đời với mục đ ch trang bị cho người học hệ thống
các phương pháp các k năng thực hành về suy ngh để giải quyết các vấn đề và ra quyết
định một cách sáng tạo về l u dài tiến tới điều khiển được tư duy sáng tạo của con
người. Trong phạm vi bài tiểu luận này, em sẽ tìm hiểu tổng quan về khái quát một xu
hướng của công nghệ thông tin hiện đại mà thế giới đang hướng đến sự hoàn thiện đó là
công nghệ điện toán đám m y. Kèm theo đó em xin nêu ra và ph n t ch theo ý kiến chủ
quan của mình, những nguyên lý sáng tạo đã được ứng dụng trong công nghệ này, sau đó
giới thiệu một số ứng dụng sáng tạo gần sử dụng điện toán đám m y.
Em xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Hoàng Kiếm người đã tận tâm truyền đạt
những kiến thức nền tảng cho chúng em trong môn học “Phương nghiên cứu khoa học
trong tin học”. Cùng với kinh nghiệm nhiều năm trong sáng tạo của thầy đã giúp em có
cái nhìn tổng quan hơn trong sáng tạo và tầm quan trọng của sự sáng tạo nhất là trong
khoa học nghiên cứu và ứng dụng sáng tạo trong thực tế.
Page 1
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................................... 1
MỤC LỤC ........................................................................................................................... 2
I. Tổng quan về điện toán đám m y. ............................................................................ 4
1.1. Giới thiệu. ........................................................................................................... 4
1.2. Khái niệm điện toán đám m y. ........................................................................... 5
II. Quá trình phát triển của điện toán đám m y. ............................................................ 9
2.1. Từ máy t nh đến điện toán đám m y. ............................................................... 10
2.2. Mô hình cung cấp dịch vụ của điện toán đám m y. ......................................... 16
2.3. Các mô hình hạ tầng đám m y. ........................................................................ 18
2.4. Lợi ích của điện toán đám m y......................................................................... 20
2.5. Công nghệ ảo hóa trong điện toán đám m y. ................................................... 21
2.5.1. Giới thiệu. .................................................................................................. 21
2.5.2. Các đặc điểm nổi bật. ................................................................................. 22
III. Những nguyên lý sáng tạo được ứng dụng. ......................................................... 25
3.1. Nguyên lý phân nhỏ. ......................................................................................... 25
3.2. Nguyên lý tách khỏi. ......................................................................................... 26
3.3. Nguyên lý cục bộ. ............................................................................................. 26
3.4. Nguyên lý kết hợp. ........................................................................................... 26
3.5. Nguyên lý chứa trong. ...................................................................................... 27
3.6. Nguyên lý thực hiện sơ bộ. ............................................................................... 27
3.7. Nguyên lý dự phòng. ........................................................................................ 27
3.8. Nguyên lý vạn năng. ......................................................................................... 28
3.9. Nguyên lý năng động. ....................................................................................... 28
3.10. Nguyên lý hữu hiệu. ...................................................................................... 29
3.11. Nguyên lý rẻ thay cho đắt. ............................................................................ 29
3.12. Nguyên lý thay thế sơ đồ cơ học. .................................................................. 30
Page 2
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
IV. Một số ứng dụng sáng tạo mới với Cloud Computing. ....................................... 30
4.1. Thay máy tính bằng điện thoại thông minh (smartphone) và máy tính bảng. .. 30
4.2. Giải pháp Iveda trong video giám sát . ............................................................. 31
4.3. Phát triển các game thực tế ảo (MMO). ........................................................... 32
V. Kết luận. .................................................................................................................. 33
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 34
Page 3
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
I. Tổng quan về điện toán đám mây.
1.1. Giới thiệu.
Để kiểm tra phản ứng nhanh nhạy của các ứng viên xin việc, Google chỉ cần đặt ra một
câu hỏi tưởng chừng đơn giản: "Bạn sẽ làm gì nếu dữ liệu hiện có tăng gấp 1.000 lần?".
Nếu người xin việc bê nguyên những công thức được "lập trình sẵn" ở trường vào tình
huống này, họ sẽ biến máy chủ thành những chú ốc sên khi nhận lượng video, ảnh, bản
đồ, thông tin mua sắm... lên 1.000.
Bởi thế để tìm được chỗ đứng ở Google, họ cần học cách làm việc và cả ước mơ ở
một cấp độ rộng lớn hơn. Họ phải biết cách đưa khối lượng dữ liệu khổng lồ đó thoát
khỏi phạm vi những trung tâm dữ liệu chật chội và đặt chúng ở đ u đó ngoài kia- nơi mà
các chuyên gia của Google gọi là "cloud"- Những đám m y ảo.
Trong thực tế hiện nay, với sự thay đổi và phát triển không ngừng đến từng phút giây
của xã hội xung quanh chúng ta thì nhu cầu về khả năng lưu trữ được một lượng dữ liệu
khổng lồ vượt ra ngoài những “cỗ máy vật lý” Data center là vô cùng cấp thiết. Sự phát
triển như vũ bão của nền kinh tế thế giới đã đẩy các doanh nghiệp, tập đoàn đa quốc gia
lớn vào tình thế phải có được một giải pháp công nghệ thông tin giúp họ lưu trữ được một
khối lượng khổng lồ các dữ liệu liên quan đến công việc kinh doanh của họ.
Bên cạnh đó các giải pháp đó cũng phải thỏa mãn các tiêu ch đơn giản, an toàn và dễ
sử dụng vì không phải doanh nghiệp nào cũng có khả năng đầu tư mạnh vào hạ tầng công
nghệ thông tin để phục vụ cho công việc kinh doanh của mình vì nhiều lý do khách quan
và chủ quan.
Không chỉ dừng lại ớ mức đó những “đòi hỏi” của con người ngày một tăng lên như
là một thách thức gửi đến sự phát triển của khoa học công nghệ nói chung và công nghệ
Page 4
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
thông tin nói riêng. Ngày nay, khái niệm dịch vụ đã đang và sẽ trở thành một khái niệm
quen thuộc với con người. Tất cả đều được chuyển hóa thành dịch vụ khi người dùng
không muốn tự mình phải thực hiện tất cả mọi việc. Họ muốn những gì đơn giản nhất, dễ
sử dụng nhất và không phải lúc nào cũng phải quản lý nó khi không có nhu cầu sử dụng.
Vai trò của dịch vụ trong cuộc sống hàng ngày là không thể chối cãi.
Tất cả các nhu cầu nói trên đều dẫn đến hai câu hỏi ch nh được đặt ra. Đó là làm thế
nào để giải quyết bài toán lưu trữ một khối lượng dữ liệu, ứng dụng khổng lồ và làm thế
nào để biến việc sử dụng các dữ liệu, ứng dụng thành các dịch vụ để đáp ứng nhu cầu của
người dùng. Và một câu trả lời chung cho cả cho hai câu hỏi “hóc búa” trong nhiều năm
qua này đã xuất hiện. Đó ch nh là Điện toán đám m y (Cloud Computing ĐTĐM).
1.2. Khái niệm điện toán đám mây.
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 đi của cơ sở hạ tầng thông tin vốn đã và đang diễn ra
từ mấy năm qua. Quan niệm này có thể được diễn giải một cách đơn giản: các nguồn điện
toán khổng lồ như phần mềm, dịch vụ... sẽ nằm tại các máy chủ ảo (đám m y) trên
Internet thay vì trong máy t nh gia đình và văn phòng (trên mặt đất) để mọi người kết nối
và sử dụng mỗi khi họ cần.
Page 5
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
Hình 1.1: Mô hình điện toán đám m y1.
Có thể điểm lại một số cách diễn giải định ngh a về ĐTĐM như sau (được tham khảo từ
[1]):
“ĐTĐM là khi tài nguyên và dịch vụ IT được xử lý tách rời khỏi hạ tầng bên dưới và
được cung cấp theo nhu cầu của người dùng (người sử dụng, NSD), với quy mô tùy biến
và phục vụ cho môi trường nhiều người dùng từ cùng một phiên bản triển khai” – diễn
giải của Cisco.
1
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Cloud_computing.svg
Page 6
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
“ĐTĐM là một mô hình phát triển, triển khai IT mới, cho phép cung cấp trong thời
gian thực các sản phẩm, dịch vụ và giải pháp qua mạng Internet ”- diễn giải của IDC.
“ĐTĐM là một hình thức điện toán mà ở đó các chức năng liên quan đến IT với khả
năng mở rộng cao được cung cấp đến người dùng và khách hàng dưới dạng các dịch vụ
thông qua các công nghệ Internet ”- diễn giải của Gartner.
“Nói đến ĐTĐM là nói đến các ứng dụng được cung cấp dưới dạng dịch vụ qua
Internet và được cung cấp bởi hệ thống phần cứng và phần mềm trong các trung tâm dữ
liệu. Các ứng dụng này cho đến nay được gọi bằng tên Software-as-a- Service (SaaS). Hệ
thống phần cứng và phần mềm trong các trung tâm dữ liệu được gọi là đám mây” - diễn
giải (1) của giới khoa học.
“Đám mây là nguồn tài nguyên (phần cứng, nền tảng phát triển, dịch vụ) đã được ảo
hóa và có thể dễ dàng tiếp cận và sử dụng. Nguồn tài nguyên này có thể dễ dàng được
điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu của người dùng để mang lại hiệu suất sử dụng tối
đa, và phương thức “dùng bao nhiêu, trả bấy nhiêu” (pay-per-use) là cách mà người
dùng sẽ dùng nguồn tài nguyên này với chất lượng được đảm bảo thống nhất với nhà
cung cấp dịch vụ trong bản SLA giữa hai bên” - diễn giải (2) của giới khoa học.
“ĐTĐM là mô hình triển khai IT trên cở sở áp dụng ảo hóa, trong đó tài nguyên
(dưới dạng hạ tầng, hay ứng dụng, hay dữ liệu) được đưa đến người dùng qua mạng
Internet như những ứng dụng được các nhà cung cấp dịch vụ cung cấp. Các dịch vụ này
có tính mềm dẻo, có thể mở rộng theo nhu cầu của người dùng và được tính tiền theo
phương thức “dùng bao nhiêu, trả bấy nhiêu” (pay-per-use) - diễn giải (3) của giới khoa
học.
Page 7
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
Những diễn giải về ĐTĐM ở trên đều đã nhắc tới những tính chất cơ bản của ĐTĐM
từ nhiều khía cạnh khác nhau. Các từ khóa cơ bản là “dịch vụ” “mạng Internet” “ảo
hóa” “dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu”. Hiểu một cách ngắn gọn “điện toán đám mây là
một mô hình triển khai, dựa trên việc ảo hóa các tài nguyên, về cơ sở hạ tầng, các ứng
dụng và dữ liệu được triển khai thông qua internet như là một dịch vụ phân phối bởi một
hoặc một số nhà cung cấp dịch vụ. Những dịch vụ này được mở rộng theo yêu cầu và có
thể cần phải tốn chi phí trả cho mỗi lần sử dụng”.
Từ góc nhìn công nghệ, hai yếu tố công nghệ cơ bản nhất của ĐTĐM là:
Kết nối mạng mọi lúc mọi nơi cho người dùng.
Ảo hóa hạ tầng CNTT được sử dụng để cung cấp dịch vụ.
Các dịch vụ mà ĐTĐM mang lại cho người dùng được truyền tải qua Internet và vì
vậy kết nối mạng là nhân tố không thể tách rời với ĐTĐM. Người dùng của dịch vụ
ĐTĐM trước hết phải được cung cấp khả năng nối mạng ổn định và liên tục với tốc độ đủ
lớn. Trong thời đại công nghệ mạng và viễn thông đang có những bước tiến vựợt bậc như
ngày nay, các công nghệ mạng LAN, WAN, cùng với những công nghệ truy nhập tốc độ
cao như ADSL FTTH 3G 4G HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) đều đã
đạt mức chín muồi nhất định để đáp ứng được nhân tố cốt lõi thứ nhất của dịch vụ
ĐTĐM.
Ảo hóa - nhân tố cốt lõi thứ hai của dịch vụ ĐTĐM là biện pháp để hợp nhất nguồn
tài nguyên hệ thống. Khi trong hệ thống IT có nhiều thiết bị vật lý riêng rẽ độc lập với
nhau về mặt vật lý (ví dụ các máy chủ, các tủ lưu trữ, các thiết bị mạng), áp dụng ảo hóa
sẽ giúp cho người dùng nhìn thấy một nguồn tài nguyên chung, duy nhất được hợp thành
từ những thiết bị độc lập. Không những chỉ nhìn thấy, Người dùng/ứng dụng còn được
trao cho khả năng chia sẻ theo ý muốn nguồn tài nguyên hợp nhất đó mà không cần quan
Page 8
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
t m đến vị trí vật lý thật sự của nguồn tài nguyên. Nói cách khác điều phối nguồn tài
nguyên được tách rời khỏi hạ tầng vật lý và có thể được xử lý linh hoạt theo yêu cầu.
Việc kết hợp công nghệ ảo hóa và hợp nhất giữa các trung tâm dữ liệu để tạo thành
nguồn tài nguyên chung cung cấp dịch vụ cho người dùng thực ra đã được các nhà cung
cấp dịch vụ như Amazon Google IBM Microsoft áp dụng từ một số năm trở lại đ y.
Khái niệm và xu hướng ảo hóa và hợp nhất, tối ưu hệ thống đã có từ nhiều năm nay. Tuy
nhiên đến ngày nay, những tiến bộ trong công nghệ ảo hóa và hợp nhất tiếp tục mang lại
những thành quả mới trong dich vụ và vì thế góp phần làm cho ĐTĐM trở thành một
khái niệm chín muồi hơn. Một lần nữa, có thể thấy rằng, xét trên khía cạnh công nghệ,
ĐTĐM thật ra không phải là một sự đột phá về mặt bản chất vì ĐTĐM có thể coi là sự
tổng hợp của những công nghệ đã và đang tồn tại để cung cấp một số t nh năng mới.
Ngoài hai nhân tố cơ bản là kết nối mạng và ảo hóa, tất nhiên còn có các công nghệ và
giải pháp liên quan khác cũng cần được quan tâm và phát triển cho các dịch vụ ĐTĐM.
Chất lượng dịch vụ thể hiện qua hiệu năng hoạt động (performance), mức độ sẵn sàng
của dịch vụ (service availability), vấn đề bảo mật dữ liệu và thông tin của NSD khi họ tin
tưởng giao phó cho nhà cung cấp dịch vụ ĐTĐM là những điểm nóng vẫn đang thu hút
sự đầu tư phát triển giải pháp của các nhà cung cấp dịch vụ hướng tới mảng thị trường
ĐTĐM.
II. Quá trình phát triển của điện toán đám mây.
Điện toán đám m y có thể được xem như là một sự đổi mới theo những cách nhìn khác
nhau. Theo quan điểm công nghệ, nó là một tiến bộ của máy tính, áp dụng các khái niệm
ảo hóa để sử dụng phần cứng hiệu quả hơn. Tuy nhiên, một quan điểm khác theo hướng
triển khai công nghệ thông tin, điện toán đám m y có ý ngh a là “có tiềm năng cách mạng
hóa” làm thế nào các tài nguyên máy tính và các ứng dụng được cung cấp cho các mô
Page 9
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
hình kinh doanh mới [1]. Điện toán đám m y là một mô hình điện toán mới, do đó cần
phản ánh sự phát triển của nó trong bối cảnh lịch sử máy tính. Trong phần này, sẽ cung
cấp một bản tóm tắt ngắn của lịch sử của điện toán đám m y, nêu ra những lợi ích của
điện toán đám m y. Đồng thời trong phần này cũng mô tả một mô hình lớp của các thành
phần cấu thành của điện toán đám m y.
2.1. Từ máy tính đến điện toán đám mây.
Điện toán đám m y là xu hướng quan trọng nhất trong nền công nghiệp công nghệ thông
tin. Ngay cả những nhà phê bình lớn nhất dường như đồng ý rằng: Điện toán đám m y là
một trong những thay đổi mô hình quan trọng nhất của thập kỷ qua. Nhưng đó là tất cả và
nó xuất phát từ đ u?
Hình 2.1: Những mốc quan trọng của quá trình hình thành điện toán đám m y.
Điện toán đám m y đã phát triển thông qua một số giai đoạn trong đó bao gồm lưới
điện và điện toán tiện ích, cung cấp dịch vụ ứng dụng (Application Service Provider), và
Page 10
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
phần mềm như dịch vụ (Software as a Service). Nhưng khái niệm bao quát về phân phối
tài nguyên tính toán thông qua một mạng lưới toàn cầu bắt nguồn từ những năm sáu
mươi.
Các ý tưởng về một “mạng máy tính giữa các thiên hà” đã được giới thiệu trong một
bài viết của JCR Licklider người chịu trách nhiệm tạo điều kiện cho sự phát triển của
ARPANET vào năm 1969. Tầm nhìn của ông đã cho phép mọi người trên toàn cầu được
kết nối với nhau các chương trình truy cập và dữ liệu ở trang web nào, từ bất cứ nơi nào
Theo giải th ch Margaret Lewis giám đốc tiếp thị sản phẩm của AMD. “Đó là một tầm
nhìn có vẻ rất giống như những gì chúng ta đang gọi điện toán đám m y”. Bởi vì mỗi
trang t nh cho môi trường của chúng ta. Các chuyên gia khác thuộc tính khái niệm đám
mây với máy tính nhà khoa học John McCarthy đã đề xuất ý tưởng về tính toán được giao
như là một tiện ích công cộng tương tự như các văn phòng dịch vụ mà ngày trở lại những
năm sáu mươi.
Kể từ những năm sáu mươi điện toán đám m y đã phát triển cùng một số ngành, với
Web 2.0 là sự phát triển gần đ y nhất. Tuy nhiên, kể từ khi có Internet với băng thông kết
nối tăng lên đáng kể trong những năm 1990 điện toán đám m y cho công chúng có được
một cái gì đó của một thành tựu phát triển.
Một trong những cột mốc đầu tiên cho điện toán đám m y là sự xuất hiện của
Salesforce.com năm 1999 mà đi tiên phong trong khái niệm của các ứng dụng doanh
nghiệp cung cấp thông qua một trang web đơn giản. Công ty dịch vụ mở đường cho cả
chuyên gia và các công ty phần mềm chính thống để cung cấp các ứng dụng trên Internet.
Sự phát triển tiếp theo là Amazon Web Services trong năm 2002 trong đó cung cấp
một bộ các dịch vụ dựa trên đám m y bao gồm lưu trữ, tính toán và ngay cả trí tuệ nhân
tạo thông qua Amazon Mechanical Turk. Sau đó vào năm 2006 Amazon ra mắt điện toán
Page 11
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
đám m y Elastic Compute của nó (EC2) là một dịch vụ web thương mại cho phép các
công ty nhỏ cá nh n thuê máy t nh mà trên đó để chạy các ứng dụng máy tính của mình.
“Amazon EC2/S3 là một dịch vụ cơ sở hạ tầng điện toán đám m y có thể truy cập rộng
rãi đầu tiên” Jeremy Allaire giám đốc điều hành của Brightcove. Brightcove chuyên
cung cấp SaaS nền tảng video trực tuyến đến Vương quốc Anh đài truyền hình và báo
chí.
Một cột mốc lớn đã đến trong năm 2009 với Web 2.0 là bước tiến triển lớn, và
Google và các công ty khác bắt đầu cung cấp các ứng dụng doanh nghiệp dựa trên trình
duyệt, dịch vụ như Google Apps. “Sự đóng góp quan trọng nhất để điện toán đám m y đã
được sự xuất hiện của ứng dụng sát thủ (killer apps) của các hãng công nghệ khổng lồ
hàng đầu như Microsoft và Google. Khi các công ty này cung cấp dịch vụ một cách đáng
tin cậy và dễ chấp nhận, hiệu quả thúc đẩy cho ngành công nghiệp các dịch vụ trực tuyến
nhìn chung được chấp nhận rộng rãi hơn” ông Dan Germain giám đốc công nghệ tại
Cobweb Solution.
Các nhân tố khác cũng rất quan trọng thúc đẩy rõ rệt sự phát triển của điện toán đám
mây bao gồm các lớn mạnh của công nghệ ảo hóa, sự phát triển phổ cập của băng thông
tốc độ cao, và các tiêu chuẩn phần mềm có t nh tương th ch toàn cầu, Jamie Turner, một
nhà tiên phong điện toán đám mây của Anh đã viết như vậy.
Trong năm 2008 Nick Carr một chuyên gia công nghệ thông tin cộng tác với nhiều
tờ báo chuyên ngành uy t n thường nhận xét về sáng kiến mới của IBM được gọi là Dự
án KittyHawk, dự án này đưa vào sử dụng công nghệ mới có tên là Blue Gene. Dự án
mong muốn tạo ra một “máy t nh quy mô toàn cầu được chia sẻ có khả năng lưu trữ toàn
bộ Internet như là một ứng dụng”.
Page 12
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
Các siêu máy tính có thể mô phỏng các máy chủ riêng lẻ nhỏ hơn nhiều (được ảo hóa)
để các doanh nghiệp của họ có thể chuyển các ứng dụng công nghệ thông tin của họ tới
mô hình mới này. Thay vì trung tâm dữ liệu (Data Centre) chỉ là nơi cung cấp đặt các
máy chủ riêng, chúng có thể bắt đầu cung cấp máy chủ ảo, dịch vụ, cho phép các mô hình
kinh doanh mới được triển khai.
Trong quá khứ đã có hai cách để tạo ra một siêu máy tính. Thứ nhất đó là cách tiếp
cận mẫu Blue Gene, với cách tiếp cận này tạo ra một máy tính khổng lồ với hàng ngàn
(hoặc hàng trăm ngàn) bộ vi xử lý (CPU). Cách tiếp cận khác, giống như Google là dùng
hàng trăm thậm chí hàng ngàn máy tính nhỏ với chi phí thấp và kết nối chúng lại với
nhau như một “chùm” (cluster) mà tất cả chúng đều làm việc với nhau như một máy tính
lớn. Về cơ bản, các siêu máy tính có nhiều bộ vi xử lý cắm vào một máy tính, chia sẻ bộ
nhớ chung và vào/ra, trong khi cụm được tạo thành từ nhiều máy nhỏ hơn mỗi trong số
đó có chứa một số lượng t hơn các bộ vi xử lý, bộ nhớ trong và vào/ra.
Các bài báo của Nick Carr đã làm một công việc tốt là khuấy động khái niệm này một
lần nữa nhưng nó đã trở nên rõ ràng rằng khái niệm “The Cloud” đã có sự phát triển đ y
là một khái niệm có nguồn gốc nằm trong l nh vực điện toán lưới (grid computing) điện
toán bó/cụm (clustering computing).
John Willis (một chuyên gia quản trị hệ thống doanh nghiệp 30 năm của Enterprise
System Management/Information Technology) tìm cách „làm sáng tỏ‟ đám m y và nhận
được một số ý kiến thú vị. James Urquhart (một chuyên gia cộng tác viên cho mạng
CNET) là một người ủng hộ của điện toán đám m y và ngh rằng đó giống thay đổi đột
phá, một số người phủ nhận về điện toán đám m y. Ông cũng đã trả lời một số ý kiến chỉ
trích luận điểm của mình. Bob Lewis, một trong những người phủ nhận điện toán đám
m y đã viết một vài bài viết về chủ đề này để thảo luận về các tranh cãi của Nick Carr.
Page 13
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
Để thảo luận về một số vấn đề xung quanh khái niệm điện toán đám m y cần ngh
rằng điều quan trọng là đặt nó trong bối cảnh lịch sử. Nhìn vào tiền thân của điện toán
đám m y và những vấn đề gặp phải điều đó cho chúng ta những điểm tham chiếu để
hướng dẫn qua những thách thức cần phải vượt qua trước khi nó được chấp nhận rộng rãi.
Với các máy t nh trước kia đã được nhóm với nhau để tạo thành một máy vi tính với
hiệu năng lớn hơn. Đây là một k thuật phổ biến cho ngành công nghiệp và được sử
dụng bởi nhiều bộ phận công nghệ thông tin. K thuật này cho phép bạn thiết lập máy
t nh để liên lạc với nhau bằng cách sử dụng các giao thức đặc biệt được thiết kế để cân
bằng tải tính toán trên máy. Với tư cách của người sử dụng, không cần quan tâm về
những CPU chạy chương trình và các phần mềm quản lý bó đảm bảo rằng CPU vào thời
điểm đó là “tốt nhất” được sử dụng để chạy chương trình.
Đầu những năm 1990 Ian Foster và Carl Kesselman hai tác giả đã đưa ra một khái
niệm mới của “The Grid” – điện toán lưới. Tương tự như với mạng lưới điện nơi người
dùng có thể cắm vào lưới điện và sử dụng dịch vụ trả tiền theo số tiêu thụ. Nếu các công
ty không có các trạm điện của riêng, mà là truy cập vào một nguồn cung cấp của bên
cung cấp điện thứ ba, vậy tại sao có thể không giống nhau khi áp dụng đối với tài nguyên
máy tính? Cắm vào một mạng lưới các máy tính và trả tiền cho những gì đã sử dụng.
T nh toán lưới mở rộng các k thuật của cụm, nhiều cụm độc lập hoạt động như một lưới
do bản chất của chúng không được nằm trong một cùng một miền.
Một chìa khóa để quản trị điện toán cụm có hiệu quả đó là k thuật mà dữ liệu được
nắm giữ còn được gọi là “cư trú dữ liệu” (data residency). Các máy t nh trong điện toán
cụm thường được kết nối vật lý tới ổ đ a chứa dữ liệu có ngh a là các CPU có thể nhanh
chóng thực hiện các thao tác vào/ra.
Page 14
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
Một trong những trở ngại cũng gặp phải trong điện toán lưới ch nh là nơi dữ liệu cư
trú. Do tính chất phân toán của điện toán lưới các nút tính toán có thể nằm bất cứ nơi nào
trên thế giới. Khi tất cả các CPU đã sẵn sàng làm việc nhưng dữ liệu cần được xử lý trên
CPU thực lai có thể xa hàng ngàn dặm, gây ra sự chậm trễ (latency) giữa các lấy dữ liệu
và xử lý. Các CPU cần phải được cung cấp điện năng và làm mát với khối lượng dữ liệu
khác nhau tùy thuộc vào nhiệm vụ mà họ đang xử lý. Việc chạy một tiến trình xử lý dữ
liệu chuyên sâu so với các nguồn dữ liệu khác nhau có thể tạo ra một nút cổ chai trong
việc vào/ra, gây ra chạy không hiệu quả, và ảnh hưởng đến khả năng kinh tế.
Quản lý lưu trữ, bảo mật dữ liệu dự phòng và vận chuyển dữ liệu là vấn đề hóc búa để
cần giải quyết để mang lại thành công cho điện toán lưới. Một bộ công cụ, gọi là Globus,
được tạo ra để giải quyết những vấn đề này nhưng cơ sở hạ tầng phần cứng hiện tại vẫn
không tiến triển đến một mức độ mà thật sự điện toán lưới hoàn toàn có thể đạt được.
Nhưng điều quan trọng hơn những hạn chế k thuật này, là công việc kinh doanh. Bản
chất của điện toán lưới hay điện toán đám m y là doanh nghiệp phải di chuyển các ứng
dụng và dữ liệu của nó đến một giải pháp bên thứ ba. Đó mới tạo ra rào cản rất lớn.
Năm 2002 đã có nhiều cuộc hội thoại dài với các chuyên gia lưới điện châu Âu – M ,
giữa các nhà cung cấp hàng đầu giải pháp điện toán lưới. Họ mong muốn thúc đẩy cho
khái niệm lưới với các tổ chức tài chính lớn, mặc dù các công ty đã có những nguồn tài
nguyên điện toán cần thiết để xử lý các giao dịch từ nhiều ng n hàng nhưng thật khó
thay đổi các quan niệm truyền thống và các rủi ro có thể xảy ra với các tổ chức tài chính.
Mỗi tổ chức tài chính nhất thiết cần biết rằng công ty cung cấp điện toán lưới hiểu rõ
nghiệp vụ của họ, không chỉ các danh mục đầu tư chạy các ứng dụng và cơ sở hạ tầng
trên đó. Điều này đã được quan trọng đối với họ. Họ cần biết rằng hệ thống của họ hỗ trợ
Page 15
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
bất cứ ai biết chính xác những gì tác động của thay đổi bất kỳ khả năng có thể làm cho
các cổ đông của họ.
Ngoài ra còn các vấn đề khác cần phải đặt ra đó là an toàn dữ liệu và bảo mật. Đối với
nhiều doanh nghiệp, dữ liệu là nhạy cảm nhất. Trao dữ liệu này sang bên thứ ba đơn giản
là thật khó chấp nhận. Các ng n hàng đã rất th ch đi thuê các dịch vụ ngoài cho một phần
dịch vụ của họ nhưng lại muốn được kiểm soát của các phần cứng và phần mềm – về cơ
bản muốn sử dụng các nguồn lực bên ngoài giống như là một phòng/ban nội bộ hỗ trợ
nhân viên.
Động lực giúp điện toán lưới gia nhập s u hơn vào cung cấp dịch vụ đó là điện toán
đám m y. Điều này mang các khái niệm về điện toán lưới và kết thúc tốt đẹp nó trong
một dịch vụ được cung cấp bởi các trung tâm dữ liệu. Các dịch vụ cao cấp nhất của điện
toán đám m y của các hệ thống cung cấp dịch vụ là Amazon S3 (Simple Storage
Service). Amazon cung cấp các giải pháp phát triển với một dịch vụ web để lưu trữ dữ
liệu. Bất kỳ số lượng dữ liệu có thể được đọc, viết hoặc đã bị xóa trên một cơ sở trả cho
mỗi lần sử dụng.
Hãng EMC cũng có kế hoạch cung cấp một dịch vụ dữ liệu để cạnh tranh với
Amazon. Giải pháp của EMC muốn tạo ra một mạng lưới toàn cầu với mỗi trung tâm dữ
liệu có khả năng lưu trữ lớn. Họ có cách tiếp cận rằng không ai có thể đủ khả năng đặt tất
cả các dữ liệu ở một nơi vì vậy dữ liệu như vậy được phân tán trên toàn cầu. Đám m y
của họ sẽ theo dõi việc sử dụng dữ liệu, và nó sẽ tự động điều chỉnh dữ liệu để cân bằng
tải các yêu cầu và lưu lượng truy cập Internet.
2.2. Mô hình cung cấp dịch vụ của điện toán đám mây.
Các dịch vụ điện toán đám m y có thể được nhóm lại thành ba loại mô hình cung cấp
sau:
Page 16
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
Dịch vụ Phần mềm (SaaS, Sofware as a Service)
Trong mô hình này, các ứng dụng hoàn chỉnh được cung cấp cho khách hàng dưới
dạng dịch vụ được khách hàng yêu cầu. Trong trường hợp này, nhà cung cấp dịch vụ điện
toán đám m y chỉ phải triển khai trên đám m y một ứng dụng phần mềm dùng chung cho
nhiều khách hàng, và khách hàng chỉ phải trả phí sử dụng theo thời gian và t nh năng mà
họ yêu cầu.
Như vậy, khách hàng hoàn toàn không cần phải đầu tư đầu cho các máy chủ hoặc giấy
phép phần mềm trong khi đối với các nhà cung cấp các chi ph được giảm xuống, vì chỉ
có một ứng dụng cần phải được tổ chức và duy trì. Hiện tại, những nhà cung cấp SaaS
điển hình là Google, Salesforce, Microsoft, Zoho, v.v.
Hình 2.2: Mô hình cung cấp dịch vụ trong điện toán đám m y.
Dịch vụ nền tảng (PaaS, Platform as a Service)
Trong mô hình này, một nền tảng phần mềm, hoặc môi trường phát triển các ứng
dụng được đóng gói lại và cung cấp tới khách hàng như một dịch vụ. Khách hàng có toàn
Page 17
- Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Toán Đám Mây 2012
quyền sử dụng nền tảng được cung cấp để xây dựng các ứng dụng của riêng mình, chạy
các ứng dụng đó trên hạ tầng của nhà cung cấp dịch vụ.
Để đáp ứng yêu cầu quản lý và khả năng mở rộng các ứng dụng, các nhà cung cấp
dịch vụ PaaS sẽ cung cấp các giải pháp tổng thể kết hợp các t nh năng được xác định
trước của hệ điều hành và ứng dụng máy chủ, ví dụ như nền tảng LAMP (Linux, Apache,
MySQL và PHP), J2EE, Ruby. Một số dịch vụ PaaS phổ biến và điển hình là Google‟s
App Engine, Force.com, v.v.
Dịch vụ Cơ sở hạ tầng (IaaS, Infrastructure as a Service)
Trong mô hình này, nhà cung cấp dịch vụ cung cấp các phương tiện hoặc môi trường
lưu trữ, khả năng t nh toán và các dịch vụ đã được chuẩn hóa trên mạng. Máy chủ, hệ
thống lưu trữ, thiết bị mạng, không gian trung tâm dữ liệu v.v. được có thể được chia sẻ
để dùng chung hoặc không tùy theo yêu cầu của khách hàng và luôn sẵn sàng xử lý tính
toán các khối lượng công việc. Trong mô hình này thông thường các khách hàng sẽ triển
khai các phần mềm của riêng mình trên cơ sở hạ tầng được cung cấp. Một số nhà cung
cấp dịch vụ điển hình thuộc loại này là Amazon, GoGrid, 3 Tera, vv.
2.3. Các mô hình hạ tầng đám mây.
Có nhiều mô hình hạ tầng đám m y mà các tổ chức doanh nghiệp và người dùng có thể
lựa chọn để triển khai hoặc thuê ứng dụng: đám m y riêng đám m y công cộng, hoặc
đám m y kết hợp. Các nhà tích hợp dịch vụ đám m y và nhà cung cấp có thể đóng vai trò
quan trọng trong việc xác định phương thức đúng đắn nhất trong việc tổ chức các mô
hình đám m y và tư vấn cho khách hàng các lựa chọn về đám m y.
Đám mây riêng: Đám m y riêng là mô hình được xây dựng dành riêng cho một
doanh nghiệp. Nó chú trọng đến các vấn đề bảo mật dữ liệu, vận hành, kiểm
soát… hơn so với đám m y công cộng. Có hai biến thể đám m y riêng:
Page 18
nguon tai.lieu . vn
