1
Nghiên cứu Công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
MỞ ĐẦU 2
CHƯƠNG I 3
MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 3
1.1. Tổng quan về mô hình điện toán đám mây 3
1.1.1. Giới thiệu chung 3
1.1.2. Phân tích, so sánh với các mô hình điện toán khác 3
1.2. Kiến trúc điện toán đám mây 6
1.2.1. Mô hình kiến trúc tổng quát 6
1.2.2. Các thành phần của điện toán đám mây 6
1.3. Một số mô hình điện toán đám mây 7
1.3.1. Mô hình kiến trúc điện toán đám mây của IBM 7
1.3.2. Mô hình kiến trúc điện toán đám mây Window Azure của Microsoft 8
1.4. Điện toán đám mây - hạ tầng cơ sở và ứng dụng 9
1.5. Phân tích ưu và nhược điểm của điện toán đám mây 9
1.5.1. Các lợi ích chính của điện toán đám mây 9
1.5.2. Các hạn chế của điện toán đám mây 10
1.6. Kết luận chương 10
CHƯƠNG II 11
NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ IP DI ĐỘNG (MOBILE IP) 11
2.1. Giới thiệu 11
2.2. Tổng quan về Mobile IP 12
2.2.1. Các khái niệm cơ bản 12
2.2.2. Hoạt động cơ bản Mobile IP 12
2.2.3. Các vấn đề của Mobile IP và cách giải quyết: 16
2.3. Giải pháp IP Di động trên mạng GPRS 20
2.3.1. Giới thiệu 20
2.3.2. Các đặc trưng cơ bản của GPRS 20

(Private Cloud) truy cập các dịch vụ đám mây (cung cấp từ các trung tâm dữ
liệu) mà không cần dùng tới công nghệ Web 2.0.
Một trong những vấn đề đặt ra trong dự án iDragon là để cung cấp dịch vụ
đám mây cho các máy tính (thiết bị) di động. Trong tiểu luận này, em cần tìm hiểu
và ứng dụng công nghệ IP di động trong dự án điện toán đám mây iDragon Cloud.

Em xin chân thành cảm ơn!
Trần Xuân Thái
3
Nghiên cứu Công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây
CHƯƠNG I
MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
1.1. Tổng quan về mô hình điện toán đám mây
1.1.1. Giới thiệu chung
Điện toán đám mây (Cloud computing), còn gọi là điện toán máy chủ ảo,
là mô hình tính toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào
mạng Internet.
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 phát triển của cơ sở hạ tầng
CNTT vốn đã và đang diễn ra từ những năm qua. Quan niệm này có thể được
diễn giải một cách đơn giản: các nguồn tính toán khổng lồ như các phần cứng
(máy chủ ), phần mềm , và các dịch vụ (chương trình ứng dụng), sẽ nằm tại
các máy chủ ảo (đám mây) trên Internet thay vì trong máy tính gia đình và văn
phòng (trên mặt đất) để mọi người kết nối và sử dụng mỗi khi họ cần. Nói cách
khác, ở mô hình tính 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 thông tin từ một nhà cung cấp nào đó "trong đám mây" mà
không cần phải biết 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, “Điện toán đám mây là hình mẫu

Phần mềm hoạt động hướng dịch vụ hoặc gọi tắt là Phần mềm dịch vụ, là
mô hình triển khai phần mềm, một nhánh của điện toán đám mây, theo đó các
nhà cung cấp phần mềm như là các dịch vụ theo yêu cầu cho khách hàng. Theo
định nghĩa của hãng nghiên cứu toàn cầu IDC là: "phần mềm hoạt động trên
web, được quản lý bởi nhà cung cấp và cho phép người sử dụng truy cập từ xa".
1.1.2.3. Tính toán theo yêu cầu (Utility Computing)
Tính toán theo yêu cầu đặt trọng tâm vào mô hình nghiệp vụ và dựa vào
5
Nghiên cứu Công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây
đó để cung cấp các dịch vụ tính toán . Nói một cách đơn giản , dịch vụ tính toán
là những gì mà người sử dụng nhận được các tài nguyên tính toan từ các nhà
cung cấp dịch vụ (bao gôm phần cứng và phần mềm) và thanh toán cho những
phần đã dùng (“pay by the drink”), giống như việc sử dụng dịch vụ điện dân
dụng trong các gia đình.
Tất cả các tài nguyên tính toán được cung cấp cho khách hàng đều dưới
dạng các dịch vụ theo yêu cầu, bao gồm phần cứng (HaaS - Hardware as a
Service), cơ sở hạ tầng (IaaS - Infrastructure as a service) và nền (PaaS- Platform
as a Service) tất cả đều được cung cấp như là các dịch vụ.
1.1.2.4. Dịch vụ web (Web service)
Dịch vụ web là sự kết hợp các máy tính cá nhân với các thiết bị khác, các
cơ sở dữ liệu và các mạng máy tính để tạo thành một cơ cấu tính toán ảo mà
người sử dụng có thể làm việc thông qua các trình duyệt. Bản thân các dịch vụ
này sẽ chạy trên các máy phục vụ trên nền Internet chứ không phải là các máy
tính cá nhân, do đo có thể chuyển các chức nǎng từ máy tính cá nhân lên Internet.
Người sử dụng phần mềm yêu cầu các dịch vụ (Service Requester) thông qua
SOAP (Simple Object Access Protocol) và chuyển các yêu cầu đó cho bộ phận môi
giới Service Broker thông qua WSDL (Web Services Description Language).
1.1.2.5. Nền tảng hướng một dịch vụ (PaaS - Platform as a Service)
Đây cũng là một biến thể của SaaS nhưng mô hình này là một nhánh của
điên toan đam mây (cloud computing), mang đến môi trường phát triển như

1.2.2. Các thành phần của điện toán đám mây
Điện toán đám mây có thể chuyển đổi các chương trình ứng dụng diện
rộng theo kiến trúc và phân phối các dịch vụ. Trong nhiều thập kỷ qua, các hãng
CNTT đã dành nhiều công sức, thời gian và các tài nguyên để xây dựng cơ sở
hạ. Phần lớn các trường hợp theo cách tiếp cận đó dẫn đến kết quả:
- Cơ sở hạ tầng (Infrastructure)
- Lưu trữ đám mây (Cloud Storage)
7
Nghiên cứu Công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây
- Nền tảng đám mây (Cloud Platform)
- Ứng dụng (Application)
- Dịch vụ (Services)
- Khách hàng (Client)
1.2.2.1. Các tầng kiến trúc của điện toán đám mây
Theo kiến trúc do Sun đề xuất, điện toán đám mây cung cấp các dịch vụ ở
tất cả các tầng, từ phần cứng tới các phần mềm như trong hình sau.
Cơ sở hạ tầng của điện toán đám mây gồm 6 tầng kiến trúc:
- Các máy chủ thưc (Physical Servers)
- Các máy chủ ảo (Virtual Servers)
- Hệ điều hành (Operating System)
- Phần mềm trung gian (Middleware)
- Các chương trình ứng dụng (Applications)
- Các dịch vụ (Servers)
Các dịch vụ có thể chia thành 3 lớp chính: Phần mềm dịch vụ (software as
a service), nền dịch vụ (platform as a service), và cơ sở hạ tầng dịch vụ
(infrastructure as a service). Các lớp này có thể tập hợp thành các tầng kiến trúc
khác nhau, có thể chồng chéo, gối nhau.
1.3. Một số mô hình điện toán đám mây
1.3.1. Mô hình kiến trúc điện toán đám mây của IBM
Máy chủ của IBM sử dụng bộ xử lý Intel thế hệ mới và Phần mềm mới

là một hệ điều hành còn Azure Services Platform là một sự kết hợp của Azure,
lớp các dịch vụ cơ sở hạ tầng và lớp ứng dụng trực tuyến.
1.3.2.3. Fabric Controller
Fabric Controller là “gia vị” chủ chốt của Windows Azure, đảm nhiệm
chức năng quản lý “vòng đời” của tất cả dịch vụ trực tuyến được triển khai.
9
Nghiên cứu Công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây
Công cụ này giúp tổ chức và tập trung quản lý tại trung tâm dữ liệu theo mô hình
chia sẻ nguồn tài nguyên phần cứng. Điều này cho phép Azure tự động cập nhật
ứng dụng chứ không cần phải cập nhật trực tiếp trên từng PC độc lập.
1.3.2.4. Windows Azure với người sử dụng và lập trình viên
Lập trình viên có thể xây dựng các ứng dụng mới hoặc hiệu chỉnh các
ứng dụng hiện tại cho Windows Azure bằng những công cụ hiện có như
Visual Studio, ASP.Net, .NET Framework và cập nhật thêm một vài công
nghệ mới mà Microsoft sẽ phổ biến trong thời gian sắp tới. .NET Services và
SQL Services sẽ cung cấp những khả năng “hướng đám mây” mới và Azure
Tool c

ho Visual Studio, cung cấp các mẫu (template) làm nền tảng xây dựng (
Azure SDK)

. Ngoài ra, công cụ “Oslo” mới từ Microsoft sẽ trợ giúp với các
ứng dụng phân phối kiểu mẫu bao gồm một ngôn ngữ lập trình mới với tên gọi
“M.”. Azure cũng sẽ hỗ trợ các công cụ và ngôn ngữ thứ ba như Eclipse, Ruby,
PHP và Python cũng như các tiêu chuẩn và cổng như SOAP, REST hay XML.
1.4. Điện toán đám mây - hạ tầng cơ sở và ứng dụng
Góc nhìn bên ngoài, Điện toán đám mây đơn giản chỉ là việc di trú tài
nguyên tính toán (Computing resources) và lưu trữ từ doanh nghiệp vào “đám
mây” trên Internet. Người dùng (Computing Users) chỉ định yêu cầu tài nguyên
và nhà cung cấp đám mây (cloud provider) hầu như tập hợp các thành phần ảo

mở rộng nhanh các khả năng tính và hiệu quả.
11
Nghiên cứu Công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây
CHƯƠNG II
NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ IP DI ĐỘNG (MOBILE IP)
2.1. Giới thiệu
Trong những năm gần đây, công nghệ máy tính đã tạo ra những thay đổi
rất lớn trong tất cả các lĩnh vực của cuộc sống. Sự ra đời của máy tính xách tay
(laptop) với những tính năng: gọn nhẹ, di động và giá thành ngày càng giảm đã
được mọi người rất ưa chuộng. Với cấu hình các mạng thông thường hiện nay,
một máy tính xách tay sẽ bị thay đổi các thiết lập mạng khi nó kết nối với một
mạng khác. Điều này gây ra không ít phiền toái cho người sử dụng. Ví dụ: khi
một người đang di chuyển thì rất có thể quá trình duyệt web của họ sẽ bị ngắt và
phải khởi động lại trình duyệt
Hình 2.1: Khi người sử dụng đang di chuyển, đang duyệt
WEB, một địa chỉ IP được xác lậpHình 2.2: Quá trình chuyển giao, địa chỉ IP bị thay đổi, quá trình duyệt
web bị ngắt.
12
Nghiên cứu Công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây
Mục đích của việc xây dựng giao thức Mobile IP là để phát triển giải pháp
cho các máy tính xách tay duy trì kết nối và dịch vụ khi chuyển mạng. Do đó mục
đích của Mobile IP là làm thế nào để địa chỉ IP là trong suốt với các ứng dụng.
2.2. Tổng quan về Mobile IP
2.2.1. Các khái niệm cơ bản
- MN (Mobile Node): nút mạng di động
- HN (Home Network): mạng nhà của MN
- HoA (Home of Address) : địa chỉ nhà của MN

- MN đăng ký CoA trực tiếp với HA để tạo ràng buộc.
- HA có thể tạo đường hầm gửi gói tin tới MN
Hình 2.6: MN di chuyển sang mạng khách
* Phương thức định tuyến trong trường hợp này cũng tương tự như khi sử
dụng FA CoA.
Hình 2.7: Phương thức định tuyến khi sử dụng CCoA
15
Nghiên cứu Công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây
Bước 4: Đăng ký
a. Đăng ký thông qua FA
Khi đăng ký thông qua FA thì thủ tục đăng ký yêu cầu 4 bản tin
Hình 2.8: Đăng ký thông qua FA
b. Đăng ký trực tiếp với HA
Khi đăng ký trực tiếp với HA thì thủ tục đăng ký yêu cầu 2 bản tin.
Hình 2. 9: Đăng ký trực tiếp với HA
16
Nghiên cứu Công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây
2.2.3. Các vấn đề của Mobile IP và cách giải quyết:
2.2.3.1. Tối ưu định tuyến: “Định tuyến tam giác”
Nếu để ý sẽ dễ nhận thấy một khuyết điểm của IP di động là khi bạn đang
ở mạng khách thì thông tin trước khi gửi đến MN phải gửi thông qua HA, rồi từ
HA lại chuyển tiếp đến MN. Riêng MN thì vì biết rõ địa chỉ của CN, nên nó có
thể hoặc gửi trực tiếp đến CN hoặc gửi thông qua HA. Nếu thông tin cứ truyền
qua HA, thì rõ ràng thời gian trễ sẽ lớn và quá trình định tuyến như thế là không
hiệu quả. Xem hình minh họa dưới đây.
Hình 2.10: Định tuyến tam giác
Vấn đề này còn gọi là “định tuyến tam giác”. Giải pháp: đối với những
gói tin ban đầu, ngay khi MN thực hiện Mobile IP đăng ký với HA, thì nó sẽ
được chuyển đến HA. Sau đó, MN sẽ gửi một “cập nhật ràng buộc” tới thẳng
CN. “Ràng buộc” ở đây nghĩa là một ánh xạ liên kết từ địa chỉ thường trú của

xem địa chỉ IP nguồn có hợp lệ hay không. Nếu liên kết mà gói tin đến đã được
đăng ký như là tuyến mặc định của địa chỉ nguồn trong tiêu đề IP thì gói tin đó
sẽ được cho qua. Ngược lại, firewall sẽ loại bỏ gói tin này, bởi vì khi đó địa chỉ
IP là không hợp lệ. Các firewall như vậy sẽ loại bỏ các gói tin của MN gửi cho
CN do địa chỉ nhà của MN không thuộc về mạng con được trang bị firewall này.
Để giải quyết vấn đề này, Mobile IP đưa ra phương thức truyền hầm
ngược (reverse tunneling). Tuy nhiên phương thức truyền hầm ngược là không
bắt buộc khi triển khai Mobile IP. FA và HA thông báo cho MN biết nó có hỗ
trợ truyền hầm ngược không thông qua bản tin quảng cáo tác nhân. Tuy nhiên,
MN cũng có thể yêu cầu truyền hầm ngược thông qua bản tin yêu cầu đăng ký.
Khi áp dụng truyền hầm ngược, một đường hầm hai hướng sẽ được thiết lập để
có thể truyền các gói tin từ CoA tới HA.
Hình 2.13: Truyền hầm ngược
19
Nghiên cứu Công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây
2.2.3.4. Router di động
Xu hướng hiện nay là di động hóa khi đó tất cả các Router cũng có khả
năng di chuyển. Router di động sẽ thực hiện chức năng định tuyến cho một mạng
di động (mạng gồm các host di chuyển cùng nhau, ví dụ mạng LAN trên máy
bay, tàu hỏa…) và các node trong mạng sẽ hoạt động giống như khi chúng đang
kết nối tại một mạng cố định.
Hình 2. 14: Mạng di động
Trong mạng di động, các giao diện của Router di động sẽ hoạt động giống
như MN. Các giao diện nói trên phải là các giao diện vô tuyến: WLAN, GPRS,
thông tin vệ tinh… Vì Router di động (Mobile Router: MR) hoạt động như
một MN khi di chuyển nên khi rời khỏi mạng nhà, nó cũng phải thực hiện các
thủ tục đăng ký giống như MN và do đó nó cũng được cấp một CoA. Khi sang
một mạng khách, MR sẽ được kết nối với Internet thông qua một FA. FA này là
một Router được đặt trên mặt đất. Ngoài ra, MR cũng có thể hoạt động như một
FA đối với các MN trong mạng di động. Trong mục này chỉ xét đến trường hợp

2.3.2. Các đặc trưng cơ bản của GPRS
2.1. Đặc trưng về người dùng
GPRS có rất nhiều đặc trưng riêng cho người dùng cuối:
21
Nghiên cứu Công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây
- Tốc độ
- Tính tức thì
- Các ứng dụng mới
- Cước dịch vụ
2.2. Đặc trưng về mạng
- Chuyển mạch gói
- Sử dụng hiệu quả dải phổ được cấp
- Hướng tới sự trật tự
- Kết nối với các mạng IP
2.3.3 Kiến trúc mạng GPRS
Hình 2.16: Kiến trúc mạng GPRS
* Bao gồm các thành phần:
1. Thiết bị đầu cuối (TE -Terminal Equipment)
2. Đầu cuối di động (MT -Mobile Terminal)
3. Trạm di động (MS - Mobile Station)
4. Phân hệ trạm gốc (BSS-Base Station Subsystem)
5. HLR của GSM cũng được nâng cấp để chứa các thông tin về thuê bao
và các thông tin định tuyến GPRS.
6. Nút hỗ trợ GPRS dịch vụ (SGSN)
7. Nút hỗ trợ GPRS cổng (GGSN)
22
Nghiên cứu Công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây
8. Cổng tính cước (CGw
2.3.4. Triển khai Mobile IP trên mạng GPRS
a. Bước 1: Hỗ trợ dịch vụ Mobile IP

Nghiên cứu Công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây
Để truy nhập Internet, MS có thể kết nối qua hệ thống đường trục liên mạng
(giao diện Gp). Trường hợp này thường xảy ra khi MS được gán địa chỉ IP cố
định (có thể là công cộng hoặc dành riêng) và chuyển vùng đến mạng không hỗ
trợ Mobile IP. Việc định tuyến gói tin không thực sự hiệu quả và người dùng
phải trả thêm những phí tổn không đáng có do việc sử dụng tài nguyên của hệ
thống chuyển vùng.
2.4. Giải pháp chuyển vùng “Thông minh” của CISCO
2.4.1. Giới thiệu
Cisco giới thiệu giải pháp mạng mạng IP di động giúp người sử dụng có
thể di chuyển mọi nơi mọi lúc mà không bị mất kết nối.
Giải pháp này gồm các thành phần sau:
AAA Server: Máy chủ lưu trữ và quản lý các domain WDS. WDS:
Domain WDS là bộ phần mềm quản lý mã Key của người dùng.
AP1,AP2: Các Access Point cho phép người dùng kết nối mạng truy
nhập.
2.4.2. Giải pháp chuyển vùng của CISCO
2.4.2.1. Mô hình giải pháp:
Hình 2.20: Mô hình giải pháp chuyển vùng của Cisco
25
Nghiên cứu Công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây
Giải pháp chia làm 02 vùng mạng:
* Đối với vùng mạng cùng 01 địa chỉ IP (cùng 01 subnet)
Người sử dụng di chuyển từ điểm A sang điểm B với khoảng cách gần
nhau (ví dụ: địa điểm cùng trong cơ quan), nếu AP1 và AP2 cùng địa chỉ IP thì
việc chuyển vùng rễ ràng, không bị mất kết nối
* Đối với vùng mạng khác địa chỉ IP (khác subnet):
Người sử dụng di chuyển từ điểm A sang điểm B với khoảng cách xa (địa
điểm khác cơ quan). Lần đầu khi đăng nhập mạng, người sử dụng phải đăng ký
tới máy chủ AAA Server và xác thực mã key với domain WDS. Sau khi thực