Tìm hiểu về điện toán đám mây

1. Môn học: Tính toán song song Tìm hiểu về điện toán đám mây (Cloud Computing) 1

2. Computing Cloud Mô hình Mô hình của điện toán đám mây 2

3. Computing Cloud Điện toán đám mây (tiếng Anh: cloud computing), còn gọi là điện toán máy chủ ảo, là mô hình điện toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng Internet. Thuật ngữ "đám mây" ở đây là lối nói ẩn dụ chỉ mạng Internet (dựa vào cách được bố trí của nó trong sơ đồ mạng máy tính) và như một liên tưởng về độ phức tạp của các cơ sở hạ tầng chứa trong nó. Ở mô hình điện toán này, mọi khả năng liên quan đến công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", cho phép người sử dụng truy cập các dịch vụ công nghệ từ một nhà cung cấp nào đó "trong đám mây" mà không cần phải có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ đó, cũng như không cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó. Theo tổ chức Xã hội máy tính IEEE "Nó là hình mẫu trong đó thông tin được lưu trữ thường trực tại các máy chủ trên Internet và chỉ được được lưu trữ tạm thời ở các máy khách, bao gồm máy tính cá nhân, trung tâm giải trí, máy tính trong doanh nghiệp, các phương tiện máy tính cầm tay, ...". Tổng quan 3

4. Computing Cloud Điện toán đám mây là khái niệm tổng thể bao gồm cả các khái niệm như phần mềm dịch vụ, Web 2.0 và các vấn đề khác xuất hiện gần đây, các xu hướng công nghệ nổi bật, trong đó đề tài chủ yếu của nó là vấn đề dựa vào Internet để đáp ứng những nhu cầu điện toán của người dùng. Ví dụ, dịch vụ Google AppEngine cung cấp những ứng dụng kinh doanh trực tuyến thông thường, có thể truy nhập từ một trình duyệt web, còn các phần mềm và dữ liệu đều được lưu trữ trên các máy chủ. Theo tổ chức Xã hội máy tính IEEE "Nó là hình mẫu trong đó thông tin được lưu trữ thường trực tại các máy chủ trên Internet và chỉ được được lưu trữ tạm thời ở các máy khách, bao gồm máy tính cá nhân, trung tâm giải trí, máy tính trong doanh nghiệp, các phương tiện máy tính cầm tay, ...". Tổng quan 4

5. Computing Cloud Trước đây để có thể triển khai một ứng dụng (ví dụ một trang Web), bạn phải đi mua/thuê một hay nhiều máy chủ (server), sau đó đặt máy chủ tại các trung tâm dữ liệu (data center) thì nay điện toán đám mây cho phép bạn giản lược quá trình mua/thuê đi. Bạn chỉ cần nêu ra yêu cầu của mình, hệ thống sẽ tự động gom nhặt các tài nguyên rỗi (free) để đáp ứng yêu cầu của bạn. Chính vì vậy, có thể kể đến một vài lợi ích cơ bản của điện toán đám mây như sau : Hạ tầng – tài nguyên sử dụng 5

6. Computing Cloud Kiến trúc bao gồm 4 thành phần chủ yếu: User/Broker (Người dùng/ Nhà môi giới): người dùng hay nhà phân phối sử dụng quyền ủy thác để gửi yêu cầu dịch vụ từ bất kì đâu trên thế giới tới Data center (trung tâm dữ liệu) hay Cloud để được xử lý SLA Resource Allocator (Bộ phân phối tài nguyên SLA): đóng vai trò như một trung gian giữa các nhà cung cấp Data center và Cloud với người dùng/ nhà môi giới bên ngoài. VMs (các máy ảo): nhiều máy ảo có thê được mở và tắt dộng trên một máy vật lý để phù hợp với yêu cầu dịch vụ, do đó việc chuẩn bị tối đa để có thể chia nhỏ tài nguyên để có thể đáp ứng các yêu cầu cụ thể của yêu cầu dịch vụ. Thêm vào đó, nhiều máy ảo VM có thể chạy động thời ứng dụng trên những môi trường hệ điều hanh khác nhau trên một máy vật lý duy nhât do các máy ảo VM tách biệt hoàn toàn vói các máy khác trên cung máy vật lý. Physical Machines (các máy vật lý): Những trung tâm dữ liệu bao gồm nhiều máy chủ có thể cung cấp tài nguyên phù hợp với yêu cầu. Kiến trúc của cloud computing 6

7. Computing Cloud Một số lợi ích của Cloud Computing Sử dụng các tài nguyên tính toán động (Dynamic computing resources) : Các tài nguyên được cấp phát cho doanh nghiệp đúng như những gì doanh nghiệp muốn một cách tức thời. Thay vì việc doanh nghiệp phải tính toán xem có nên mở rộng hay không, phải đầu tư bao nhiêu máy chủ thì nay doanh nghiệp chỉ cần yêu cầu “Hey, đám mây, chúng tôi cần thêm tài nguyên tương đương với 1 CPU 3.0 GHz, 128GB RAM…” và đám mây sẽ tự tìm kiếm tài nguyên rỗi để cung cấp cho bạn. 7

8. Computing Cloud Giảm độ phức tạp trong cơ cấu của doanh nghiệp : Doanh nghiệp sản xuất hàng hóa mà lại phải có cả một chuyên gia IT để vận hành, bảo trì máy chủ thì quá tốn kém. Nếu outsource được quá trình này thì doanh nghiệp sẽ chỉ tập trung vào việc sản xuất hàng hóa chuyên môn của mình và giảm bớt được độ phức tạp trong cơ cấu. Một số lợi ích của Cloud Computing 8

9. Computing Cloud Một số lợi ích của Cloud Computing Giảm chi phí : Doanh nghiệp sẽ có khả năng cắt giảm chi phí để mua bán, cài đặt và bảo trì tài nguyên. Rõ ràng thay vì việc phải cử một chuyên gia đi mua máy chủ, cài đặt máy chủ, bảo trì máy chủ thì nay bạn chẳng cần phải làm gì ngoài việc xác định chính xác tài nguyên mình cần và yêu cầu. 9

10. Computing Cloud Tăng khả năng sử dụng tài nguyên tính toán : Một trong những câu hỏi đau đầu của việc đầu tư tài nguyên (ví dụ máy chủ) là bao lâu thì nó sẽ hết khấu hao, tôi đầu tư như thế có lãi hay không, có bị outdate về công nghệ hay không … Khi sử dụng tài nguyên trên đám mây thì bạn không còn phải quan tâm tới điều này nữa. Một số lợi ích của Cloud Computing 10

11. Computing Cloud Tuy vậy, để có thể tận dụng tối đa điện toán đám mây thì điều quan trọng là doanh nghiệp cần phải tìm một nhà cung cấp “đám mây” đủ tốt để đáp ứng được cho mình tất cả những điều trên. Trong tương lai, điện toán đám mây sẽ rất hữu ích khi nó vươn cả tới việc sử dụng những tài nguyên dư thừa trong các máy tính cá nhân của chính bạn. Một số lợi ích của Cloud Computing 11

12. Computing Cloud Giải pháp 12

13. Computing Cloud Cloud Computing giải quyết các vấn đề về lưu trữ dữ liệu và sức mạnh tính toán và cung cấp tài nguyên. 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. - Sử dụng các hệ thống tính toán song song, phân tán, tính toán lưới (grid computing). Giải pháp 13

14. Computing Cloud 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). Hiện nay, các nhà cung cấp đưa ra nhiều dịch vụ của cloud computing 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 cloud lại với nhau thành “sky computing”, đưa ra các chuẩn chung để giải quyết các bài toán lớn của khách hàng. 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 các khách hàng bên ngoài thông qua Internet”. Giải pháp 14

15. Computing Cloud Thuật ngữ “cloud computing” ra đời từ giữa năm 2007, cho đến nay đã không ngừng phát triển mạnh mẽ và được hiện thực bởi nhiều công ty lớn trên thế giới như IBM, Sun, Amazon, Google, Microsoft, Yahoo, SalesForce, … Với mục tiêu giải quyết các bài toán về dữ liệu, tính toán, dịch vụ, … cho khách hàng, cloud computing đã và đang mang lại lợi nhuận lớn, đem đến một sân chơi, một thị trường rộng lớn cho các nhà cung cấp dịch vụ, nên sự phát triển nhanh chóng của nó có thể được tính bằng từng ngày. Xu hướng 15

16. Computing Cloud 1. Thêm các chuẩn Sự phát triển của các chuẩn điện toán đám mây và sử dụng chúng để thúc đẩy khả năng tương tác trong đám mây là những khái niệm được đưa ra từ năm 2009. Và năm 2010, chúng ta sẽ bắt đầu nhìn thấy các chuẩn đó được áp dụng vào thực tế trong lĩnh vực này. Nhiều tổ chức người dùng đang chờ đợi các chuẩn đó trở thành hiện thực trước khi họ di chuyển các ứng dụng và dữ liệu tới các nhà cung cấp đám mây. Một số tổ chức đang chờ đợi điều đó như Open Cloud Consortium (OCC) và các Ủy ban làm việc trong Object Management Group và Open Group. Tuy nhiên, nhiều hãng cung cấp điện toán đám mây đang cố gắng tạo ra các chuẩn như một phương tiện tiếp thị và sẽ vứt bỏ chúng vào năm 2010 hoặc 2011. Xu hướng 16

17. Computing Cloud 2. Nhanh chóng hợp nhất các nhà cung cấp trên thị trường Điện toán đám mây đang bùng nổ và ngày càng mở rộng phạm vi hoạt động của chúng. Vì vậy, các nhà cung cấp có quy mô lớn hơn sẽ có xu hướng muốn mua lại các công ty nhỏ hay bành trướng phạm vi hoạt động của chúng trong thị trường này. Như vậy các nhà cung cấp đám mây quy mô nhỏ hơn sẽ dần biến mất trên thị trường khi các công ty như Oracle, IBM và HP phát triển nhanh như họ có thể để theo kịp với tốc độ tăng trưởng doanh thu và dự kiến sẽ chuyển sang mô hình cung cấp dịch vụ đám mây Xu hướng 17

18. Computing Cloud 3. Nhiều doanh nghiệp "đám mây" xuất hiện Với việc hợp nhất ở trên sẽ làm tăng giá trị thị trường và khi giá trị thị trường tăng lên, các doanh nghiệp mới trong lĩnh vực điện toán đám mây đã chuyển sang cung cấp tất cả mọi thứ mà họ có thể phân phối dưới dạng dịch vụ. Xu hướng này đang diễn ra và chúng ta cần bắt kịp nó. Tuy nhiên, những điều thú vị nhất của điện toán đám mây có lẽ vẫn chưa diễn ra. Xu hướng 18

19. Computing Cloud 4. “Sập” mạng của nhà cung cấp điện toán đám mây Trong năm nay, hệ thống thư điện tử Gmail của Google đã bị tê liệt vài lần do “sập” máy chủ. Vì vậy, việc sập mạng đối với một nhà cung cấp điện toán đám mây lớn là một điều hết sức nghiêm trọng. Tuy nhiên, hai thứ dễ dẫn đến điều đó là: việc sử dụng của các nhà cung cấp điện toán đám mây tăng nhanh và thực tế là hầu hết các nhà cung cấp vẫn kiểm thử và cải thiện các nền tảng vốn có của họ. Vì vậy, đó sẽ là hạn chế dẫn đến một hay hai vụ ngừng hoạt động của hệ thống điện toán đám mây lớn. Do đó, vấn đề giá trị của điện toán đám mây sẽ được đề cập đến nhiều trong năm 2010. Xu hướng 19

20. Computing Cloud 5. Thương hiệu Việc tăng thêm các ứng dụng văn phòng (Office) trên nền web của Microsoft cũng như các dịch vụ trên nền tảng Azure sẽ giúp Microsoft tìm được một chỗ đứng tốt trong các đám mây. Nếu hầu hết 2000 công ty trên toàn cầu có khách hàng sử dụng Office của Microsoft thì họ sẽ tìm đến Microsoft như một nhà cung cấp dịch vụ có tên tuổi. Trong khi đó, Google sẽ vẫn tiếp tục thống trị các doanh nghiệp vừa và nhỏ, sử dụng mô hình cung cấp Google Docs và dịch vụ thư điện tử Gmail miễn phí để bán quảng cáo. Xu hướng 20

21. Computing Cloud Kiến trúc bao gồm 4 thành phần chủ yếu: User/Broker (Người dùng/ Nhà môi giới): người dùng hay nhà phân phối sử dụng quyền ủy thác để gửi yêu cầu dịch vụ từ bất kì đâu trên thế giới tới Data center (trung tâm dữ liệu) hay Cloud để được xử lý SLA Resource Allocator (Bộ phân phối tài nguyên SLA): đóng vai trò như một trung gian giữa các nhà cung cấp Data center và Cloud với người dùng/ nhà môi giới bên ngoài. VMs (các máy ảo): nhiều máy ảo có thê được mở và tắt dộng trên một máy vật lý để phù hợp với yêu cầu dịch vụ, do đó việc chuẩn bị tối đa để có thể chia nhỏ tài nguyên để có thể đáp ứng các yêu cầu cụ thể của yêu cầu dịch vụ. Thêm vào đó, nhiều máy ảo VM có thể chạy động thời ứng dụng trên những môi trường hệ điều hanh khác nhau trên một máy vật lý duy nhât do các máy ảo VM tách biệt hoàn toàn vói các máy khác trên cung máy vật lý. Physical Machines (các máy vật lý): Những trung tâm dữ liệu bao gồm nhiều máy chủ có thể cung cấp tài nguyên phù hợp với yêu cầu. Kiến trúc của cloud computing 21

22. Computing Cloud * Apple Mobile Me (http://www.me.com/): Dịch vụ này sắp được Apple công bố, cho phép đồng bộ e-mail, ảnh, và danh sách liên lạc giữa nhiều thiết bị khác nhau. PC, laptop và các thiết bị di động của bạn sẽ được đồng bộ với nhau và truy cập đồng thời vào các dịch vụ đám mây của Apple. * Google Docs (http://docs.google.com/): Có thể bạn đã khá quen với ứng dụng này nhưng chúng tôi vẫn muốn đưa ra, trước hết là bởi Google luôn là hãng tiên phong trong việc cung cấp tiện ích đám mây. Hiện tại có thể là Google Docs, nhưng trong thời gian tới sẽ có thêm các ứng dụng đám mây khác. Google Docs bao gồm ứng dụng văn bản, bảng tính, và trình bày. Các văn bản do người dùng tạo ra sẽ được lưu trữ trên máy chủ Google. Với Google Docs, nhiều người dùng có thể cùng làm việc trên một văn bản từ nhiều máy tính khác nhau, các thay đổi sẽ diễn ra đồng thời và nhất quán. Một số ứng dụng 22

23. Computing Cloud * Jooce (http://www.jooce.com/): Là một giao diện dựa trên nền flash, Jooce cho phép người dùng có thể kéo thả tệp tin vào đó rồi có thể truy cập từ bất cứ chiếc PC kết nối Internet nào. * Blender 3D (http://www.blender.org/): Đây là trung tâm dữ liệu cho thuê của Sun dành cho doanh nghiệp. Người dùng cần bao nhiêu khả năng xử lý sẽ được đáp ứng bấy nhiêu. Blender 3D thường dùng để phân tích các dữ liệu khoa học, nhưng cũng có thể sử dụng để làm hoạt hình 3D. * Evernote (http://www.evernote.com/): Người dùng sử dụng điện thoại để chụp hình rồi upload lên máy chủ đám mây của Evernote. Dịch vụ sẽ quét chữ (text) trong ảnh rồi lập chỉ mục để tạo cơ sở dữ liệu tìm kiếm sau này. Một số ứng dụng 23

24. Computing Cloud * Twitterfone (http://www.twitterfone.com/: Dịch vụ này sử dụng khả năng nhận dạng giọng nói để chuyển đổi tin nhắn thoại thành các đoạn tin nhắn (tweet) rồi đăng tải trên trang Twitter. * Blist (http://www.blist.com/): Ứng dụng cơ sử dữ liệu này có giao diện rất hấp dẫn, bao gồm cả những video dạng hướng dẫn, thiết kế kéo-thả (drag-and-drop) đột phá. Khi đã tạo xong cơ sở dữ liệu, bạn có thể chia sẻ với các người dùng khác trên website này. * Picnik (http://www.picnik.com/): Đây là ứng dụng chỉnh sửa ảnh “đám mây”, cho phép bạn upload ảnh từ PC lên trang hoặc lấy ảnh từ các trang chia sẻ ảnh như Flick hoặc mạng xã hội Facebook. Picnik có nhiều công cụ chỉnh sửa ảnh rất mạnh, và chắc chắn sẽ làm bạn hài lòng. Một số ứng dụng 24

25. Computing Cloud Với việc xem xét lại các phương pháp tiếp cận truyền thống và chuẩn bị hướng tới điện toán đám mây, các tổ chức CNTT có thể xây dựng các mạng trung tâm dữ liệu của họ giúp mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn khi mở rộng, nâng cao chất lượng ứng dụng, quản lý đơn giản hơn và giảm chi phí. Đơn giản hóa, chia sẻ và an ninh bảo mật hệ thống mạng là những yếu tố rất cần thiết để xây dựng thành công trung tâm dữ liệu sẵn sàng cho điện toán đám mây. Giống như những gì mà Định luật Moore khẳng định: những tiến bộ kỹ thuật sẽ khiến cho các mạng trung tâm dữ liệu sẵn sàng cho điện toán đám mây trở thành hiện thực, các tổ chức CNTT giờ đây có thể tiến hành những bước quan trọng nhằm thúc đẩy hoạt động kinh doanh của họ tiến gần tới tương lai tươi sáng hơn. Kết luận 25

26. Computing Cloud Trung tâm điện toán đám mây tại Việt Nam Vào ngày ngày 24/9/2008, IBM công bố khách hàng đầu tiên của Trung tâm điện toán đám mây tại TP. HCM là Công ty cổ phần công nghệ và truyền thông Việt Nam (VNTT). Từ cuối năm 2007, IBM đã phối hợp cùng Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam xây dựng cổng điện tử đổi mới và sáng sáng tạo dựa trên nền tảng điện toán này. 26

27. The end. 27