1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
Khoa Công nghệ thông tin BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC
MẠNG MÁY TÍNH NÂNG CAO

Đề tài:
TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ
ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Thảo
Nguyễn Thu Thủy
Nguyễn Thị Thùy
Bùi Văn Vũ
Phạm Hoàng Vũ
Nguyễn Thị Ngọc Yến HÀ NỘI 03/2012

2

Mục lục
Đặt vấn đề 3
3

Đặt vấn đề
*Ngày nay, ngành CNTT cần phải đáp ứng các yêu cầu,thách thức ngày càng cao trong lĩnh vực kinh
doanh,quản lý.
Một số yêu cầu được đặt ra:
 Thu được nhiều với đầu tư ít
 Giảm rủi ro: Tăng cường bảo mật và khả năng phục hồi trên mọi quy trình và dữ liệu
 Chất lượng dịch vụ cao hơn
 Khả năng đột phá nhanh chóng
*Khi một tổ chức cần thêm tài nguyên điện toán mới:
 Lựa chọn 1 : Đầu tư và Mở rộng cơ sở hạ tầng của tổ chức
o Thường xuyên bổ sung thêm máy chủ,thiết bị lưu trữ và kết nối
o Các thành phần, các hệ thống HVAC
 Lựa chọn 2 : Tập trung hóa và ảo hóa các tài nguyên hiện có
o Nâng cao mức độ sử dụng tài nguyên vượt qua những hạn chế vật lý
 Lựa chọn 3 : Sử dụng cơ sở hạ tầng điện toán đám mây
o Mở rộng ảo hóa vượt khỏi phạm vi trung tâm dữ liệu doanh nghiệp
o Thuê các tài nguyên điện toán từ các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây và
trả tiền theo mức độ sử dụng
Điện toán đám mây là một lựa chọn phù hợp để giải quyết các vấn đề trên?
I.Giới thiệu về Điện toán đám mây - Cloud Computing
I.1.Các khái niệm
Điện toán đám mây (Cloud computing),hay điện toán máy chủ ảo,là mô hình điện toán (hệ thống tính
toán) sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng Internet.
4

Thuật ngữ “đám mây” chỉ mạng Internet,như một liên tưởng về độ phức tạp của các cơ sở hạ tầng

thân từ đám mây (cloud) là một từ ẩn dụ cho Internet.
-Đa số người dùng Internet đã tiếp cận những dịch vụ đám mây phổ thông như e-mail, album ảnh và
bản đồ số
*Ví dụ minh họa định nghĩa điện toán đám mây
Trước năm 2000, người sử dụng muốn dùng dịch vụ gì đều phải mua bản quyền, đĩa CD để cài lên
máy tính cá nhân như phần mềm kế toán, quản lý địa chỉ, số điện thoại, quản lý nhân viên. Xu hướng này
thời đó tỏ ra khá hiệu quả khi chỉ cần một vài thao tác, người dùng có thể tìm ra những thông tin cần thiết
về một nhân viên nào đó hay địa chỉ và số điện thoại của một cá nhân. Tuy nhiên, tất cả các dữ lỉệu đều
được lưu trữ trên máy tính cá nhân chính vì thế khả năng di chuyển linh hoạt của những dịch vụ này
không cao trừ khi người sử dụng sở hữu một máy tính xách tay. Ngày nay không ai làm như thế nữa. Chỉ
cần một thiết bị PDA hay một máy tính cá nhân có kết nối internet, người dùng cá nhân có thể tìm kiếm
những thông tin cần thiết được lưu trữ đâu đó trên mạng internet. Có rất nhiều dịch vụ về quản lý thông
tin cá nhân, thư điện tử trên internet mà người dùng có thể khai thác như Yahoo mail, Gmail, facebook,
…. Các công ty không còn phải mua bản quyền các phần mềm về quản lý nhân viên, quản lý tài chính, …
không còn phải đầu tư những máy tính có cấu hình mạnh mẽ để làm máy chủ chứa dữ liệu của công ty.
Thay vào đó, công ty chỉ cần trả tiền sử dụng dịch vụ, cụ thể hơn, tất cả các phần mềm về quản lý nhân
viên, quản lý tài chính, đã được một nhà cung cấp dịch vụ cài đặt tại một trung tâm điện toán nào đó. Các
máy chủ có dung lượng bộ nhớ lớn cũng được những nhà cung cấp dịch vụ cài đặt và công ty có thể thuê
để lưu trữ dữ liệu của công ty.
6

Sức mạnh tính toán của điện toán đám mây được triển khai thông qua các hệ thống tính toán phân tán,
kết hợp với công nghệ ảo hoá máy tính và song song. Đối ngược với mô hình tính toán truyền thống trên
máy tính cá nhân, nơi mà tài nguyên máy tính cá nhân được dùng để xử lý các công việc từ đầu đến cuối
và trả kết quả cho người sử dụng, mô hình điện toán đám mây chỉ sử dụng máy tính cá nhân của người
dùng như giao diện giữa người sử dụng và các trung tâm dữ liệu và điện toán. Nói cách khác, máy tính cá
nhân chỉ là nơi để soạn thảo yêu cầu và gửi yêu cầu đến trung tâm điện toán thông qua một giao diện nào
đó như Web.
I.2.Lịch sử
*Sự tiến hóa mô hình điện toán

*Một cuộc cách mạng về công nghệ: Điện toán đám mây là cuộc cách mạng lần 3 trong công nghiệp
IT tiếp sau cuộc cách mạng PC thập kỷ 80 và Internet thập kỷ 90

8

I.3.Phân biệt với các mô hình điện toán khác
Điện toán đám mây thường bị lẫn lộn với điện toán lưới, điện toán theo yêu cầu hay điện toán tự trị.
*Sự khác biệt giữa grid computing và cloud computing: cơ bản nằm ở cách thức chúng cung cấp
tài nguyên cho một workload (tải công việc):
o Trong điện toán lưới, trọng tâm được đặt vào việc di chuyển workload đến địa điểm của
các tài nguyên điện toán cần thiết, thường là địa điểm ở xa và sẵn sàng để sử dụng. Thông thường
một lưới là một nhóm máy chủ mà trên đó nhiệm vụ lớn có thể được chia thành những nhiệm vụ
nhỏ để chạy song song. Từ quan điểm này, một lưới được xem chỉ là một máy chủ ảo. Các lưới
cũng đòi hỏi ứng dụng tuân thủ giao diện phần mềm của lưới.
o Trong một môi trường đám mây, các tài nguyên điện toán như máy chủ có thể được định
hình động hoặc cắt nhỏ từ cơ sở hạ tầng phần cứng nền và trở nên sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ.
Thêm vào đó, điện toán đám mây không chỉ hỗ trợ điện toán lưới mà nó còn hỗ trợ cả những môi
trường không phải là điện toán lưới, ví dụ như kiến trúc Web ba lớp chạy các ứng dụng truyền
thống hay ứng dụng Web 2.0.
*Điện toán theo yêu cầu (utility computing) là khối tài nguyên máy tính như bộ nhớ, bộ xử lý trong
vai trò một dịch vụ riêng biệt và cụ thể tương tự với các công trình hạ tầng kỹ thuật truyền thống chẳng
hạn như điện lực hay mạng điện thoại.
*Điện toán tự trị là những hệ thống có khả năng tự vận hành, quản lý và xử lý những vấn đề xảy ra
trong quá trình vận hành.
*Điện toán đám mây được nhìn nhận như là một bước phát triển tự nhiên tiếp theo từ những mô hình
trên. Những hệ thống điện toán đám mây hiện nay đều có khả năng tự trị và có khả năng xử lý những tác
vụ lớn như điện toán lưới, và riêng biệt cụ thể cho một yêu cầu nào đó như điện toán theo yêu cầu.
9
11

I.6. Các loại hình dịch vụ điện toán đám mây

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 các 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).

12

I.6.1.Dịch vụ hạ tầng IaaS (Infrastructure as a Service)
Tên ban đầu được sử dụng là dịch vụ phần cứng (HaaS) và được tạo ra bởi một nhà kinh tế học
Nichlas Car vào tháng 3 năm 2006, nhưng điều này cần thiết. Nhưng từ này đã dần bị thay thế bởi khái
niệm dịch vụ hạ tầng vào khoảng cuối năm 2006.
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.
*Những đặc trưng tiêu biểu:
 Cung cấp tài nguyên như là dịch vụ: bao gồm cả máy chủ, thiết bị mạng, bộ nhớ, CPU,
không gian đĩa cứng, trang thiết bị trung tâm dữ liệu.
 Khả năng mở rộng linh hoạt
 Chi phí thay đổi tùy theo thực tế
 Nhiều người thuê có thể cùng dùng chung trên một tài nguyên
 Cấp độ doanh nghiệp: đem lại lợi ích cho công ty bởi một nguồn tài nguyên tích toán
tổng hợp
Ví dụ điển hình về dịch vụ này là dịch vụ EC2 của Amazon. Khách hàng có thể đăng ký sử dụng một

người dùng và các yếu tố ứng dụng khác.
 Mong đợi ở người dùng có kiến thức có thể tiếp tục hoàn thiện và hỗ trợ tương tác với
nhiều người để giúp xác định mức đô khó khăn của vấn đề chúng ta gặp phải.
 Hướng việc sử dụng công nghệ để đạt được mục đích tạo điều kiện dễ dàng hơn cho việc
phát triển ứng dụng đa người dùng cho những người không chỉ trong nhóm lập trình mà có thể
kết hợp nhiều nhóm cùng làm việc
*Khó khăn:
 Ràng buộc bởi nhà cung cấp: do giới hạn phụ thuộc và dịch vụ của nhà cung cấp
 Giới hạn phát triển: độ phức tạp khiến nó không phù hợp với yêu cầu phát triển nhanh vì
những tính năng phức tạp khi hiện thực trên nền tảng web.
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 triển dựa trên ngôn ngữ lập trình Java hoặc Python.
14

I.6.3.Dịch vụ phần mềm SaaS (Software as a Service)
Dịch vụ SaaS cung cấp các ưng 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
quan tâm tói hay bỏ công sức quản lý tài nguyên tính toán bên dưới.
*Những đặc trưng tiêu biểu
 Phần mềm sẵn có đòi hỏi việc truy xuất, quản lý qua mạng.
 Quản lý các hoạt dộng từ một vị trí tập trung hơn là tại mỗi nơi của khách hàng, cho phép
khác hàng truy xuất từ xa thông qua web.
 Cung cấp ứng dụng thông thường gần gũi với mô hình ánh xạ từ một đến nhiều hơn là
mô hình 1:1 bao gồm cả các đặc trưng kiến trúc, giá cả và quản lý.
 Những tính năng tập trung nâng cấp, giải phóng người dùng khỏi việc tải các bản vá lỗi
và cập nhật.
 Thường xuyên tích hợp những phần mềm giao tiếp trên mạng diện rộng
Dịch vụ SaaS nổi tiếng nhất phải kể đến 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.

I.7.3.Đám mây “chung” –Community Cloud
Đám mây chung (Community Cloud) là mô hình trong đó hạ tầng đám mây được chia sẻ bởi một số tổ
chức cho cộng đồng người dùng trong các tổ chức đó. Các tổ chức này do đặc thù không tiếp cận với các
16

dịch vụ Public Cloud và chia sẻ chung một hạ tầng Cloud Computing để nâng cao hiệu quả đầu tư và sử
dụng. I.7.4.Đám mây “lai”- Hybrid Cloud
Mô hình đám mây lai (Hybrid Cloud) là mô hình bao gồm hai hoặc nhiều hơn các đám mây trên tích
hợp với nhau. Mô hình Hybrid Cloud cho phép chia sẻ hạ tầng hoặc đáp ứng nhu cầu trao đổi dữ liệu.
17
I.8.Lợi ích
*Các lợi ích mà Điệm toán đám mây đem lại cho CNTT và công việc kinh doanh.
 Tiết kiệm chi phí đầu tư: mua phần cứng, phần mềm
 Tiết kiệm chi phí vận hành: trả theo mức độ sử dụng, giảm chi phí hỗ trợ, vận hành, bảo trì, giảm
chi phí nhân công IT
 Triển khai áp dụng nhanh hơn và linh hoạt trong việc mở rộng phạm vi ứng dụng
 Truy cập dữ liệu và thông tin nhanh hơn và hiệu quả hơn
 Giảm bớt mức độ phụ thuộc vào đội ngũ IT nội bộ
 Chuẩn hóa và tự động hóa quy trình làm việc
 Được cập nhật với các nâng cấp mới nhất
*Tuy nhiên, cũng có những quan ngại liên quan đến sử dụng dịch vụ Public cloud:
18

 Việc bảo mật và khả năng đảm bảo tính riêng tư của dữ liệu: đây là mối quan ngại hàng đầu của


Tương tự e-mail thay đổi cách con người liên lạc với bạn bè và đồng nghiệp, cloud được cho là đang
tạo ra con đường gửi và lưu trưc thông tin nhanh chóng và thông suốt hơn bao giờ hết. Với khả năng truy
cập và làm việc từ xa, công việc sẽ được giải quyết dễ dàng hơn mà không bị ngắt quãng.
*Dịch vụ phần mềm (SaaS) mở rộng thành dịch vụ IT (ITaaS):
SaaS sẽ không chỉ giới hạn trong lĩnh vực CRM mà dần có tầm ảnh hưởng đến cả cơ sở hạ tầng IT.
"Một lĩnh vực mới đang nổi lên trên thị trường là IT as a Service (dịch vụ IT), trong đó các doanh nghiệp
sẽ 'tiêu thụ' IT, biến nó trở thành một dịch vụ trong doanh nghiệp. Bạn có thể hình dung một thế giới mà ở
đó việc triển khai các ứng dụng trên toàn cầu chỉ mất 2 tiếng thay vì 2 tháng, các chuyên gia phát triển sẽ
sử dụng một nền tảng tự phục vụ (a self-service platform) để cung cấp và triển khai ứng dụng thay vì phải
thông qua một quá trình thủ công tốn kém nào đó, hoặc một người có thể quản lý 10.000 server thay vì
chỉ 100 server", ông Tyson Dowd, Giám đốc chiến lược thương mại của Microsoft thuộc khu vực châu Á
- Thái Bình Dương, nhấn mạnh.
II.Ảo hóa –Virtualization
II.1. Kiến trúc cung cấp dịch vụ ứng dụng -ASP Model Architecture

-Đây còn được gọi là kiến trúc truyền thống.
-ASP là viết tắt Tiếng Anh của “Application Service Providers”,có nghĩa là cung cấp dịch vụ ứng
dụng.
*Kiến trúc 4 tầng : tầng trình bày – tầng Business – tầng dữ liệu – tầng OS và phần cứng.
20 Theo hình trên,mỗi người thuê ứng dụng (tenant được hiểu như là công ty) được nhà cung cấp dịch vụ
lưu trữ ứng dụng ở một phần cứng riêng và quản lý riêng.
*Ưu điểm:
- ứng dụng ko phải thiết kế lại theo yêu cầu (hoặc ít)

*Tách biệt sự phức tạp hóa của CNTT với người sử dụng: người sử dụng chỉ cần ít hiểu biết về
CNTT là có thể sử dụng, không cần quan tâm tới việc cài đặt, cấu hình, phần cứng, phần mềm, bảo trì,…
*Tăng khả năng lưu trữ : do cơ sở hạ tầng của nhà cung cấp có quy mô lớn, việc lưu trữ và bảo trì
được thực hiện dễ dàng.
II.4.Một số mô hình ảo hóa
II.4.1.Ảo hóa Hệ điều hành-OS Virtualization

*Kiến trúc Các lớp hoạt động :
+ Nền tảng phần cứng : RAM, CPU, thiết bị nhập xuất, thiết bị lưu trữ, thiết bị mạng, vi
xử lý đồ họa, , âm thanh,… tóm lại là toàn bộ phần cứng của máy chủ
22

+Hệ điều hành chạy trên máy chủ : thực hiện việc liên lạc trực tiếp với phần cứng, qua đó
cung cấp các dịch vụ và chức năng thông qua OS này.
+ OS virtualization : chạy trên nền tảng hệ điều hành của máy chủ, có nhiệm vụ lấy tài
nguyên và dịch vụ do OS này cung cấp, thực hiện quản lý, phân chia tài nguyên này cho các
OS ảo.(theo tài liệu thì lớp này là hypervisor)
+ Các OS ảo : sử dụng tài nguyên do OS virtualization quản lý

*Một số hệ thống sử dụng mô hình này :VMware, Amazon AMIs
*Ưu điểm:
+ Do có một OS lớn cung cấp tài nguyên và dịch vụ, nên khi cần cập nhật một thay đổi,
chỉ cần thực hiện 1 lần tại OS này=> dễ dàng trong quản lý và cập nhật
+Cung cấp ứng dụng tự động, sử dụng các template application
+Yêu cầu ít tài nguyên hệ thống
*Nhược điểm :
+Chỉ một OS máy chủ : khi OS này gặp sự cố, tất cả hệ thống bị ảnh hưởng

III.1. Google
Google là nhà cung cấp các dịch vụ trên Internet khổng lồ, bởi vậy không ngạc nhiên khi họ là một
trong những công ty đi đầu trong việc thúc đẩy xu hướng điện toán đám mây. Google cung cấp nhiều giải
pháp ứng dụng công nghệ điện toán đám mây cho cá nhân và doanh nghiệp, bao gồm cả các dịch vụ thu
phí và miễn phí.
Một số ứng dụng quen thuộc có thể kể đến như dịch vụ thư điện tử Gmail, phần mềm ứng dụng văn
phòng trên nền web Google docs, công cụ tra cứu thông tin, công cụ lập lịch Google Calendar, công cụ
xây dựng trực tuyến Google Site.
Bên cạnh đó không thể không nhắc đến các nền tảng phát triển ứng dụng trên “mây” của hãng là App
Engine. App Engine là nền tảng phát triển ứng dụng công nghệ điện toán đám mây cho phép người dùng
25

thiết kế ứng dụng chạy trên máy chủ ảo của Google. App Engine hỗ trợ ngôn ngữ Python và đã bổ sung
ngôn ngữ phổ biến khác là Java cho phép tạo ra các ứng dụng có độ tùy biến, linh hoạt cao. Tuy nhiên,
không phải nhà phát triển nào cũng thích nền tảng này, đơn giản là bởi nó thuộc dạng kế thừa. Người ta
không thích cách thức App Engine yêu cầu xử lý dữ liệu, và những sản phẩm viết trên nền tảng này lại
không thể triển khai dễ dàng trên các nền tảng khác.
Google đã phát triển hệ điều hành chạy trên máy tính cá nhân sử dụng công nghệ điện toán đám mây
là Google Chrome OS. Hệ điều hành này hoạt động được hoàn toàn nhờ vào Internet và nó có thể khởi
động dễ dàng từ ổ cứng di động hay USB, như vậy nó chỉ cần cài đặt một lần và sử dụng ở bất cứ đâu có
kết nối Internet.
III.2. Amazon
Amazon là nơi thương mại hóa các trung tâm điện toán đầu tiên mặc dù kỹ thuật này đã được sử dụng
từ lâu. Năm 2006, Amazon chào mời dịch vụ mang tên Amazon Web Services (AWS). Nó bao gồm nhiều
dịch vụ như tính toán, xử lý, lưu trữ dữ liệu, gửi thông điệp và tập hợp dữ liệu. Bất kỳ ai có thẻ tín dụng
cũng có thể vào đây thuê một máy ảo trên hệ thống máy tính khổng lồ của Amazon để chạy ứng dụng.
Các nhà điều hành AWS có thể nhanh chóng bổ sung máy chủ khi nhu cầu tăng hay tắt bớt khi nhu cầu
giảm. Người dùng cũng có thể sử dụng các dịch vụ lưu trữ và xử lý dữ liệu của Amazon. Các dịch vụ này
có giá cả phù hợp cho mọi đối tượng và nó có tính mềm dẻo nên có thể mở rộng kiến trúc dễ dàng.
III.3. Microsoft