ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  ĐIỆN TOÁN LƯỚI VÀ ĐÁM MÂY TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ OPENNEBULA TOOLKIT GVHD: HVTH: Thầy PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Nguyễn Văn Trường CH1301036 Lớp: Cao Học Khóa 8 Tháng 06 Năm 2014 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẾ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1.1 Giới thiệu Điện toán đám mây là một thuật ngữ marketing đề cập đến một mô hình của mạng máy tính. Đây là mô hình mà trong đó một chương trình hoặc ứng dụng chạy trên một máy chủ thay vì một thiết bị cá nhận như PC, máy tính bảng hoặc điện thoại thông minh . Điện toán đám mây cũng giống như các mô hình client-server truyền thống là người dùng kết nối với một máy chủ để thực hiện một nhiệm vụ . Sự khác biệt cùa điện toán đám mây với mô hình truyền thống là quá trình tính toán có thể chạy trên một hoặc nhiều máy tính kết nối cùng một lúc, sử dụng các khái niệm về ảo hóa. Với ảo hóa, một hoặc nhiều máy chủ vật lý có thể được cấu hình và phân chia thành nhiều máy chủ độc lập " ảo " , tất cả các hoạt động độc lập và thể hiện với người sử dụng như là một thiết bị vật lý. Nhờ tính năng này, các tài nguyên của cloud có thể mở rộng hoặc giảm mà không ảnh hưởng đến người dùng cuối. Tài nguyên máy tính trở thành " hạt " , cung cấp người dùng cuối và nhà điều hành nhiều lợi ích theo yêu cầu tự phục vụ, tiếp cận rộng rãi trên nhiều thiết bị, tổng hợp tài nguyên, độ mềm dẻo và khả năng đo dịch vụ Khái niệm điện toán đám mây đề cập đến phần cứng máy tính hoặc nhóm phần cứng máy tính thường được gọi như một máy chủ được kết nối qua mạng lưới Internet, mạng nội bộ, mạng nội bộ (LAN) hoặc mạng diện rộng (WAN). Bất kỳ người dùng cá nhân có quyền truy cập vào máy chủ có thể sử dụng sức mạnh xử lý của máy chủ để chạy một ứng dụng, lưu trữ dữ liệu, hoặc thực hiện bất kỳ tác vụ nào. Do đó, thay vì sử dụng một máy tính cá nhân để chạy các ứng dụng, các cá nhân bây giờ có thể chạy ứng dụng từ bất cứ nơi nào trên thế giới. Máy chủ cung cấp sức mạnh xử lý cho các ứng dụng và máy chủ cũng được kết nối với mạng thông qua Internet hoặc các nền tảng kết nối khác để được truy cập từ bất cứ nơi nào. HVTH: Nguyễn Văn Trường Trang 3 Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Hình 1.1: Mô hình điện toám đám mây. Với mô hình trên, ta thấy rằng điện toám đám mây là tập hợp nhiều thành phần khác nhau và đối với người dùng thì các yếu tố cấu thành nên điện toán đám mây là vô hình, như thể bị che khuất bởi một đám mây. Đây cũng là nguồn gốc của thuật ngữ điện toán đám mây. 1.2 Kiến trúc HVTH: Nguyễn Văn Trường Trang 4 Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Kiến trúc điện toán đám mây bao gồm nhiều thành phần điện toán đám mây và có thể chia kiến trúc thành hai phần chính: • Frond end • Back end Các thành phân được kết nối với nhau thông qua một mô hình mạng lưới, thường là qua Internet. Sơ đồ dưới đây cho thấy thể hiện kiến trúc điện toán đám mây tổng quát: Hình 1.2: Kiến trúc back end và frond end trong điện toán đám mây. Front End: đề cập đến thành phần ơ phía khách hàng của hệ thống điện toán đám mây. Nó bao gồm giao diện và các ứng dụng để truy cập vào các nền tảng điện toán đám mây, ví dụ, trình duyệt web. HVTH: Nguyễn Văn Trường Trang 5 Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Back End: đề cập đến bản thân cấu trúc điện toán đám mây ở phía server. Nó bao gồm tất cả các tài nguyên cần thiết để cung cấp dịch vụ điện toán đám mây như không gian lưu trữ dữ liệu, máy ảo, cơ chế bảo mật, dịch vụ, mô hình triển khai, máy chủ. Back end cung cấp cơ chế bảo mật tích hợp, kiểm soát lưu lượng liên lạc và các giao thức. Các máy chủ thường sử dụng một giao thức nhất định, được gọi là bộ phận trung gian, giúp các thiết bị kết nối với giao tiếp với nhau. 1.2.1 Cơ sở hạ tầng của điện toán đám mây Cơ sở hạ tầng điện toán đám mây bao gồm các máy chủ, không gian lưu trữ, mạng, phần mềm quản lý, phần mềm triển khai và nền tảng ảo hóa. Hình 1.3: Cơ sở hạ tầng của điện toán đám mây. • Hypervisor: là một phần mềm hoặc chương trình cấp thấp hoạt động như một Virtual Machine Manager. Nó cho phép chia sẻ các thể hiện vật lý các nguồn tài nguyên điện toán đám mây giữa một số người dùng. • Phần mêm quản lý: thực hiện quản lý và cấu hình các hạ tầng • Phần mêm triển khai: thực hiện triển khai và tích hợp ứng dụng vào điện toán đám mây • Mạng: là thành phần quan trọng trong hạ tầng cloud. Nó cho phép kết nối các dịch vụ điện toán đám mây qua internet, triển khai mạng như là một dịch vụ qua môi trường mạng. • Máy chủ: quản lý và tính toán hiệu quả trong việc chia sẻ tài nguyên, thực hiện phân chia và thu hồi tài nguyên, giám sát tài nguyên, tính bảo mật… • Bộ phận lưu trữ: điện toán đám mây sử dụng hệ thống lưu trữ phân tán. Nhờ đó mà khi một nguồn tài nguyên lưu trữ nào đó bị hư, cloud có thể thay thế bằng bộ phận khác. 1.2.2 Các ràng buộc về hệ thống hạ tầng HVTH: Nguyễn Văn Trường Trang 6 Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Hình 1.4: Mô hình biểu hiện các ràng buộc cơ sở hạ tầng trong cloud • Tính trong suốt: Ảo hóa là chìa khóa để chia sẻ tài nguyên trong môi trường điện toán đám mây. Nhưng nó không thể đáp ứng nhu cầu với một tài nguyên duy nhất. Vì vậy, tính thông suốt được ứng dụng trong các tài nguyên , cân bằng tải và ứng dụng, để chúng ta có thể mở rộng chúng theo yêu cầu. • Khả năng mở rộng: Mở rộng quy mô cho giải pháp phân phối ứng dụng không phải là dễ dàng như mở rộng quy mô một ứng dụng bởi vì nó liên quan đến cấu hình trên không hoặc thậm chí tái kiến trúc mạng. Vì vậy, giải pháp phân phối ứng dụng phải có khả năng mở rộng, các cơ sở hạ tầng ảo, các nguồn tài nguyên có thể được cung cấp và thu hồi dễ dàng. • Giám sát thông minh: Để đạt được tính trong suốt và khả năng mở rộng, giao hàng phân phối ứng dụng sẽ cần phải có khả năng giám sát thông minh. • Bảo mật: Các trung tâm dữ liệu lớn trong đám mây phải được thiết kế kiến trúc an toàn. Ngoài ra các nút điều khiển, một điểm vào trong trung tâm dữ liệu lớn cũng cần phải được an toàn. 1.3 Mô hình dịch vụ của điện toán đám mây HVTH: Nguyễn Văn Trường Trang 7 Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Hình 1.5: Ba mô hình dịch vụ chính trong cloud. Các nhà cung cấp điện toán đám mây cung cấp dịch vụ theo một số mô hình cơ bản: cơ sở hạ tầng như một dịch vụ (IaaS), nền tảng như một dịch vụ (PaaS), và phần mềm như một dịch vụ (SaaS).Trong đó, IaaS là cơ bản nhất và mỗi mô hình cao hơn trừu tượng hóa từ các chi tiết của các mô hình thấp hơn. Một số thành phần khác được mô tả là XaaS trong mô hình phân loại toàn diện công bố trong năm 2009, gồm chiến lược như một dịch vụ (Strategy-as-a-Service), sự cộng tác như một dịch vụ (Collaboration-as-a-Servic), hoạt động kinh doanh như một-dịch vụ (Business Process-as-a-Service), cơ sở dữ liệu như một dịch vụ (Database-as-a-Service) … Trong năm 2012, mạng như một dịch vụ (NAAS) và thông tin liên lạc như một dịch vụ (CAAS) đã chính thức được bao gồm bởi ITU (Liên minh Viễn thông quốc tế) như là một phần của các mô hình điện toán đám mây cơ bản và được xem như là các hạng mục dịch vụ của hệ điện toán đám mây trong viễn thông. HVTH: Nguyễn Văn Trường Trang 8 Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Hình 1.6: Sự tương tác giữa các lớp cloud với cloud client. 1.3.1 Kiến trúc như là dịch vụ (IaaS) Trong mô hình dịch vụ cơ bản nhất của điện toán đám mây, các nhà cung cấp IaaS cung cấp các máy ảo - và các tài nguyên khác. Ví dụ như: OpenStack , Xen, KVM, VMware ESX / ESXi , hay Hyper-V. Cloud có thể hỗ trợ một số lượng lớn các máy ảo và khả năng mở rộng quy mô dịch vụ lên xuống theo yêu cầu khác nhau của khách hàng . Ngoài ra, IaaS thường cung cấp nguồn lực bổ sung chẳng hạn như một máy ảo lưu trữ thư viện hình ảnh, lưu trữ các khối khối liệu, các tập tin hoặc đối tượng , tường lửa, cân bằng tải, địa chỉ IP, mạng cục bộ ảo ( VLAN ) , và phần mềm… Để triển khai các ứng dụng, người sử dụng điện toán đám mây cài đặt ảnh hệ điều hành và phần mềm ứng dụng trên cơ sở hạ tầng điện toán đám mây. Trong mô hình này, người sử dụng duy trì hệ điều hành và phần mềm ứng dụng. Các nhà cung cấp đám mây thường tính hóa đơn dịch vụ IaaS trên cơ sở tiện ích cloud như chi phí phản ánh số lượng tài nguyên được phân bổ và sử dụng. HVTH: Nguyễn Văn Trường Trang 9 Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ 1.3.2 Nền tảng như một dịch vụ (PaaS) Trong các mô hình PaaS, các nhà cung cấp đám mây cung cấp một nền tảng điện toán, thường bao gồm cả hệ điều hành, môi trường thực thi ngôn ngữ lập trình, cơ sở dữ liệu, và máy chủ web. Các nhà phát triền ứng dụng có thể phát triển và chạy các giải pháp phần mềm của họ trên một nền tảng điện toán đám mây mà không cần chi phí và độ phức tạp cho việc mua và quản lý các lớp phần cứng và phần mềm cơ bản. Một số PaaS cung cấp bởi Microsoft Azure và Google App Engine, máy tính và tài nguyên lưu trữ cơ bản là tự động để phù hợp với nhu cầu ứng dụng để người dùng điện toán đám mây. Sau này cũng một số đề xuất về kiến trúc tiện ích thời gian thực trong môi trường điện toán đám mây. 1.3.3 Phần mềm như là dịch vụ(SaaS) Trong mô hình kinh doanh sử dụng phần mềm như một dịch vụ (SaaS), người dùng được cung cấp quyền truy cập vào phần mềm ứng dụng và cơ sở dữ liệu. Các nhà cung cấp quản lý cơ sở hạ tầng và nền tảng chạy các ứng dụng. SaaS đôi khi được gọi là "phần mềm theo yêu cầu" và thường có giá dựa trên quá trình sử dụng. Nhà cung cấp SaaS thường tính giá sử dụng theo thỏa thuận lúc đăng ký. Các nhà cung cấp cài đặt và vận hành phần mềm ứng dụng trong cloud và người sử dụng điện toán đám mây truy cập phần mềm từ ứng dụng cloud client. Người sử dụng điện toán đám mây không cần quản lý cơ sở hạ tầng điện toán đám mây và nền tảng các ứng dụng chạy . Điều này giúp loại bỏ sự cần thiết phải cài đặt và chạy các ứng dụng trên máy tính riêng của người dùng và đơn giản hóa bảo trì và hỗ trợ. Các ứng dụng trên cloud có khả năng mở rộng - bằng cách nhân bản nhiệm vụ trên nhiều máy ảo tại thời gian chạy để đáp ứng nhu cầu thay đổi công việc. Các thành phần trong cloud chịu trách nhiệm phân phối công việc trong tập các máy ảo. Quá trình này là HVTH: Nguyễn Văn Trường Trang 10 [...]...Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ vô hình đối với người sử dụng điện toán đám mây, người sử dụng chỉ nhìn thấy một điểm truy cập duy nhất Để phù hợp một số lượng lớn người sử dụng điện toán đám mây, các ứng dụng điện toán đám mây có thể phục vụ nhiều hơn một tổ chức sử dụng điện toán đám mây Một số phần mềm ứng dụng dựa trên nền tảng đám mây khác như : desktop... loại hình điện toán đám mây: public, private, community or hybrid • HVTH: Nguyễn Văn Trường Trang 17 Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Hiểu hệ thống cung cấp dịch vụ đám mây, cách thức dữ liệu được chuyển giao, nơi được lưu trữ và làm thế nào để di chuyển dữ liệu vào và ra trong môi trường điện toán đám mây • Các rủi ro trong triển khai điện toán đám mây chủ yếu... Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây HVTH: Nguyễn Văn Trường Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Trang 32 Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN Công nghệ điện toán đám mây đang ngày càng phát triển mạnh mẽ nhờ nhiều tính năng mới như dùng chung tài nguyên và độc lập vị trí, tính năng co giãn, hiệu suất, tính tự phục vụ theo nhu cầu Công nghệ này cũng... Trang 21 Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TRONG MOBILE 3.1 Giới thiệu Điện toán di động trên điện toán đám mây là sự kết hợp của điện toán đám mây và mạng di động để mang lại lợi ích cho người sử dụng điện thoại di động, nhà khai thác mạng, cũng như các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây Mục tiêu cuối cùng của MCC ( Mobile... rằng các công ty sẽ sử dụng hoặc bán thông tin này cũng như mối quan tâm rằng thông tin có thể được trao cho các cơ quan chính phủ mà không có sự cho phép của người dùng HVTH: Nguyễn Văn Trường Trang 25 Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ CHƯƠNG 4: TOOLKIT OPENNEBULA CHO ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 4.1 Giới thiệu OpenNebula OpenNebula là một bộ công cụ điện toán đám mây dùng... đơn vị tính toán ở gần nhau HVTH: Nguyễn Văn Trường Trang 22 Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Hình 3.1: Mô hình điện toán đám mây trong mobile 3.3 Mô hình Map Reduce trong điện toán đám mây di động MapReduce là một thuật toán dùng đề phân rã vấn đề lớn hơn thành các phần nhỏ có thể được giải quyết song song với nhiều máy tính Google tạo ra và công bố công khai MapReduce... của điện toán đám mây mã nguồn mở và bốn nền tảng chính quan trọng của OPENNEBULA Ngoài ra, Báo cáo cũng đưa ra mô hình các thành phần chính và các bước triển khai để tạo một máy ảo trong OPENNEBULA HVTH: Nguyễn Văn Trường Trang 33 Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Nguyễn Phi Khứ, Bài giảng môn Tính toán lưới – Trường Đại học Công Nghệ. .. dữ liệu và các tài nguyên điện toán đám mây từ xa, theo chính sách phân bổ Theo báo cáo của Ủy ban châu Âu 2010 " dự án nghiên cứu dành riêng điện toán đám mây theo nghĩa rộng nhất đã được khởi xướng nổi bật nhất trong số đó có thể là OpenNebula HVTH: Nguyễn Văn Trường Trang 26 Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ Hình 4.1: Quá trình phát triển OpenNebula OpenNebula... hiện hành Cấu trúc điện toán đám mây hiện nay được phát triển cho dữ liệu và chia sẻ máy tính Bảo mật có thể không phải là ưu tiên của hệ thống Ngược lại, mã hóa và bảo mật được tích hợp sẵn trong mô hình điện toán đám mây mã hóa dựa trên QDK Chức năng xác thực trong QDK là thành phần cơ bản của mô hìh điện toán đám mây mã hóa Bên cạnh chức năng chính là mã hóa và giải mã, điện toán đám mây mã hóa cũng... MCC bao gồm bốn loại tài nguyên điện toán đám mây: • Loại 1: Điện toán đám mây khoảng cách cố định • Loại 2 :Điện toán đám mây khoảng cách gần nhau • Loại 3: Điện toán đám mây khoảng cách di động • Loại 4: Hybrid là kết hợp của ba loại trên Amazon EC2 thuộc loại 1, trong khi đó cloudlet và surrogates thuộc nhóm 2 Điện thoại thông minh, máy tính bảng, các thiết bị cầm tay và các thiết bị máy tính là một . QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  ĐIỆN TOÁN LƯỚI VÀ ĐÁM MÂY TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ OPENNEBULA TOOLKIT GVHD: HVTH: Thầy PGS.TS Nguyễn Phi Khứ. LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH Báo cáo môn Điện toán lưới và đám mây Hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phi Khứ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẾ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1.1 Giới thiệu Điện toán đám mây là một thuật ngữ marketing. thống điện toán đám mây. Nó bao gồm giao diện và các ứng dụng để truy cập vào các nền tảng điện toán đám mây, ví dụ, trình duyệt web. HVTH: Nguyễn Văn Trường Trang 5 Báo cáo môn Điện toán lưới