ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
o0o
BÀI THU HOẠCH MÔN ĐIỆN TOÁN LƯỚI VÀ ĐÁM MÂY
XÂY DỰNG DỊCH VỤ E-LEARNING
TRÊN NỀN TẢNG WINDOW AZURE
Giảng viên hướng dẫn:
PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
Học viên thực hiện:
Lê Duy Đắc Nhân CH1301045
Lớp: Cao học khóa 08
TP. HCM Tháng 06-2014
LỜI MỞ ĐẦU
Ngay khi ra đời, Internet đã làm một cuộc cách mạng công nghệ vĩ đại. Trải
qua quá trình phát triển vượt bậc, Internet đã đưa công nghệ đến gần với đời sống con
người từ những chiếc máy tính để bàn đến các thiết bị di động cầm tay. Internet trở
thành một phần không thể thiếu trong ngành công nghệ thông tin và truyền thông.
Trong quá trình phát triển đó, các doanh nghiệp đã nhận ra rằng họ không thể gói gọn
trong một mô hình của mình mà phải thay đổi linh động để phù hợp với từng nhu cầu
khách hàng khác nhau. Đây là một bài toán được ưu tiên hàng đầu, rằng làm sao để có
thể vừa linh hoạt mềm dẻo trong việc cung cấp sản phẩm dịch vụ, vừa có thể quản lý
hiệu quả dữ liệu của riêng công ty cũng như dữ liệu khách hàng
Từ một bài toán điển hình như vậy, ta thấy rằng cần có một giải pháp để doanh
nghiệp áp dụng. Thuật ngữ "Cloud computing" hay còn gọi là "Điện toán đám mây" ra
đời bắt nguồn từ một trong những hoàn cảnh đó. Với ý tưởng đưa tất cả mọi thứ từ dữ
liệu, việc xử lý,… đến phần mềm lên mạng Internet, Cloud computing đang đặt ra cho
cả thế giới nhiều cơ hội và được xem là quá trình phát triển tất yếu của ngành công
nghệ thông tin.
Em quyết định thực hiện đề tài: "Dịch vụ E-learning trên nền tảng Windows
Azure". Đây cũng là quyết định xuất phát từ niềm mong mỏi mọi người được tiếp cận
viên chỉ có thể trao đổi tập trung quanh giảng viên và các bạn học. Đặc điểm
của loại hình này là giá thành đào tạo rẻ.
• Giai đoạn 1984-1993: Kỷ nguyên đa phương tiện
Hệ điều hành Windows 3.1, Máy tính Macintosh, phần mềm trình diễn
PowerPoint, đây là các công nghệ cơ bản trong kỷ nguyên đa phương tiện. Nó
cho phép tạo ra các bài giảng tích hợp hình ảnh và âm thanh trên máy tính sử
dụng công nghệ Computer Base Training (CBT) phân phối qua đĩa CD-ROM
hặc đĩa mềm. vào bất kỳ thời gian nào, ở đâu, người học cũng có thể mua và
học. Tuy nhiên sự hướng dẫn của giảng viên là rất hạn chế.
• Giai đoạn 1994-1999: Làn sóng E-learning thứ nhất
Khi công nghệ Web được phát minh ra, các nhà cung cấp dịch vụ đào tạo bắt
đầu nghiên cứu cách thức cải tiếp phương pháp giáo dục bằng công nghệ này.
"Người thầy" giờ đây dần lộ rõ thông qua các phương tiện: E-mail, CBT qua
Intranet với text và hình ảnh đơn giản, đào tạo bằng công nghệ WEB với hình
ảnh chuyển động tốc độ thấp đã được triển khai trên diện rộng.
• Giai đoạn 2000-2005: Làn sóng E-learning thứ hai
Các công nghệ tiên tiến bao gồm .NET, JAVA và các ứng dụng mạng IP, công
nghệ truy nhập mạng và băng thông Internet được nâng cao, các công nghệ
6
Dịch vụ E-learning trên nền tảng Windows Azure
thiết kế Web tiên tiến đã trở thành một cuộc cách mạng trong giáo dục đào tạo.
Ngày nay thông qua Web giáo viên có thể kết hợp hướng dẫn trực tuyến (hình
ảnh, âm thanh, các công cụ trình diễn) tới mọi người học, nâng cao hơn chất
lượng dịch vụ đào tạo. Ngày qua ngày công nghệ Web đã chứng tỏ có khả năng
mang lại hiệu quả cao trong giáo dục đào tạo, cho phép đa dạng hoá các môi
trường học tập. Tất cả những điều đó tạo ra một cuộc cách mạng trong đào tạo
với giá thành rẻ, chất lượng và hiệu quả. Đó chính là làn sóng thứ 2 của E-
learning.
Như vậy, E-learning đã khẳng định được những lợi ích: tính linh hoạt, không bị giới
hạn bởi không gian và thời gian, tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên hiện nay, việc áp dụng E-
dụng các thành phần của Windows Azure.
- Sử dụng ngôn ngữ lập trình chính là C# trên ASP.NET và Silverlight hoàn
toàn tương thích và được hỗ trợ bởi Windows Azure.
- Hầu hết ứng dụng chạy trên nền Web. Chỉ một phần tính năng chia sẻ
Desktop là chạy trên hệ điều hành người dùng.
- Người dùng không cần phải cài đặt để có thể sử dụng phần mềm.
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ CLOUD COMPUTING
2.1 Khái niệm và quá trình hình thành
Cloud computing hay Điện toán đám mây 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, "
8
Dịch vụ E-learning trên nền tảng Windows Azure
Hình 2.1 – Mô hình Cloud Computing.
9
Dịch vụ E-learning trên nền tảng Windows Azure
Điện toán đám mây đã trở thành một xu hướng công nghệ quan trọng, nhiều chuyên
gia kỳ vọng điện toán đám mây sẽ định hình lại các quy trình công nghệ thông tin và
thị trường IT. Với điện toán đám mây, người dùng có thể dùng các thiết bị như PC,
Dịch vụ E-learning trên nền tảng Windows Azure
nữa, trong mô hình tính toán Mainframe, các Console Terminal được coi là thiết bị
giao diện người dùng, trong khi đó với mô hình điện toán đám mây, PC có thể tự xử lý
cục bộ một phần trước khi gửi các yêu cầu đến "Cloud" để tiến hành xử lý trọn vẹn.
2.2 Các tầng của mô hình điện toán đám mây
Hình 2.4 – Các tầng của mô hình điện toán đám mây.
Điện toán đám mây có thể coi như là một tập hợp dịch vụ, tập hợp này có thể được
trình bày như một kiến trúc phân tầng theo hình 2.4. Các dịch vụ điện toán đám mây
được cung cấp thường bao gồm:
• Software as a Service (SaaS):
SaaS cho phép người dùng chạy các ứng dụng từ xa của đám mây. Đây là
những ứng dụng chạy trong một đám mây và được cung cấp theo yêu cầu. Có
một số dịch vụ được cung cấp miễn phí. Các ứng dụng được cung cấp qua mô
hình SaaS giúp cho người tiêu dùng sử dụng nhanh chóng tiện lợi, không cần
cài đặt và bảo trì phần mềm. Yahoo Mail, Gmail là một điển hình.
• Infrastructure as a Service (IaaS):
Cung cấp tài nguyên dùng để tính toán xử lý bao gồm: các thiết bị mạng, các
đĩa lưu trữ và các máy chủ ảo hóa được cung cấp thành dịch vụ cho người tiêu
dùng. Ví dụ về các dịch vụ cơ sở hạ tầng bao gồm IBM Bluehouse, VMware,
Amazon EC2, Microsoft Azure Platform, Sun ParaScale Cloud Storage.
• Platform as a Service (PaaS):
12
Dịch vụ E-learning trên nền tảng Windows Azure
Ngoài các dịch vụ cung cấp tương tự IaaS, PaaS còn có các hệ điều hành và
dịch vụ cần thiết để chạy một ứng dụng cụ thể. Các dịch vụ PaaS phổ biến:
Amazon Web Services, Boomi, và Google App Engine
• Data Storage as a Service (dSaaS):
Cung cấp không gian lưu trữ bao gồm cả băng thông sử dụng cho khách hàng.
2.3 Các loại dịch vụ đám mây
Theo Chappel (tác giả bài viết A Short Introduction to Cloud Platforms: An
thuộc sở hữu của một tổ chức IT hoặc một nhà cung cấp dịch vụ đám mây.
• Hybrid cloud: Là sự kết hợp của nhiều mô hình loại public cloud và private
cloud có nhiệm vụ phân bổ các ứng dụng giữa 2 loại mô hình đó.
2.5 Giới thiệu các công nghệ nền tảng cho sự ra đời của điện toán đám mây
2.5.1 Công nghệ ảo hóa (virtualization)
Đây là tính năng quan trọng của điện toán đám mây. Việc áp dụng công nghệ ảo hóa
giúp cho khả năng phân bổ và chia sẻ tài nguyên các máy chủ được tốt hơn nhằm phục
vụ nhu cầu đa dạng của khách hàng.
Hình 2.7 – Sử dụng công nghệ ảo hóa trong mô hình điện toán đám mây.
Hình 2.7 cho thấy rằng các ứng dụng được hiểu là đang chạy trên server của chính nó
tùy vào nhu cầu đăng ký sử dụng ban đầu. Nhưng thực chất chỉ có 2 server thật sự
hoạt động trong mô hình đám mây. Ta thấy Server A với cơ chế máy ảo đã tạo ra 2
server với 2 hệ điều hành khác nhau dành riêng cho 2 ứng dụng. Chính cơ chế ảo hóa
đã giúp điện toán đám mây được linh hoạt, mềm dẻo hơn.
15
Dịch vụ E-learning trên nền tảng Windows Azure
Các kỹ thuật máy ảo thường dùng trong công nghệ ảo hóa: Vmware và Xen, Virtual
Networks hay còn gọi là Virtual Private Network (VPN). Máy ảo cung cấp cơ sở hạ
tầng IT ảo hóa theo nhu cầu, còn Virtual Networks hỗ trợ người dùng một môi trường
mạng tùy biến để truy cập vào các tài nguyên trong đám mây.
2.5.2 Web Service và kiến trúc SOA (Service-Oriented Architecture)
Web Service và SOA không phải là ý tưởng mới, tuy nhiên chúng là cơ sở cho điện
toán đám mây. Các dịch vụ đám mây được thiết kế điển hình như Web Service, tuân
theo các chuẩn WSDL, SOAP, UDDI. Một SOA tổ chức và quản lý các Web service
trong đám mây. Trong khi đó bản thân SOA cũng bao gồm một tập hợp các dịch vụ
đám mây, chúng có thể được phân bố nhiều nơi ở nhiều nền tảng khác nhau.
2.5.3 Service Flow và Workflows
Service Flow và Workflow là ý tưởng về sự tích hợp các hoạt động trên nền dịch vụ sử
dụng trên đám mây. Workflows đã trở thành nghiên cứu quan trọng của cơ sở dữ liệu
và hệ thống thông tin.
của họ. Tài nguyên luôn ở trạng thái sẵn sàng, cần đến đâu đáp ứng đến đó.
• Giao diện hướng người dùng: Giao diện đám mây được thiết kế để truy cập
thông qua các trình duyệt. Vì giao diện thiết kế theo hướng người dùng nên
tính thân thiện và dễ sử dụng cao.
• Đảm bảo chất lượng dịch vụ: Dịch vụ đám mây được cung cấp sẽ được đảm
bảo về hiệu năng phần cứng/CPU, băng thông và công suất bộ nhớ.
• Chi phí thấp: Người dùng không cần phải đầu tư lớn về ban đầu cho các chi
phí phần cứng, bảo trì, nâng cấp,… mà chỉ cần trả cho dịch vụ và công suất mà
họ thuê theo đúng nhu cầu sử dụng.
• Độc lập với các thiết bị và vị trí: Người dùng có thể truy cập vào ứng dụng
đám mây bằng nhiều thiết bị và ở bất kỳ nơi nào thông qua Internet.
• Hỗ trợ đa dạng khách hàng: cho phép chia sẻ tài nguyên và chi phí giữa một
phạm vi lớn người dùng nhằm: Tập trung cơ sở hạ tầng tại một vùng với chi
phí thấp; khả năng chịu tải cao; cải thiện việc sử dụng và nâng cao hiệu suất
cho hệ thống.
2.7.2 Thách thức
• Hiệu năng: Vì hầu hết các ứng dụng đám mây đều chạy trên nền Web thông
qua Internet nên những người dùng ở khoảng cách xa so với nhà cung cấp dịch
vụ đám mây có thể bị trễ một khoảng thời gian nhất định khi sử dụng dịch vụ.
18
Dịch vụ E-learning trên nền tảng Windows Azure
• An ninh và tính riêng tư: Đây là điều mà các doanh nghiệp thật sự quan tâm và
vẫn đang cân nhắc. Khách hàng lo lắng liệu các thông tin cá nhân của mình có
bị xâm phạm hay không? Và các điểm yếu của dịch vụ đám mây dẫn đến tình
trạng bị tấn công, gây thất lạc thông tin.
• Kiểm soát: Một số khách hàng băn khoăn về việc nhà cung cấp điện toán đám
mây kiểm soát hoàn toàn các platforms. Do đó khi muốn thay đổi điều gì,
khách hàng phải tiến hành thêm một bước là thông qua nhà cung cấp.
• Chi phí băng thông: Với điện toán đám mây, các công ty có thể tiết kiệm tiền
bạc mua sắm phần cứng và phần mềm. Tuy nhiên, có thể họ sẽ phải trả chi phí
SQL Azure
AppFabric
Windows Azure Platform
Hình 3.1 – Windows Azure Platform.
• Windows Azure: Là một hệ điều hành cung cấp môi trường nền tảng Windows
để chạy ứng dụng và lưu trữ dữ liệu trên máy chủ trong trung tâm dữ liệu của
Microsoft.
• SQL Azure: Là dịch vụ cơ sở dữ liệu quan hệ đám mây, xây dựng trên lõi công
nghệ SQL Server.
• AppFabric: Cung cấp các dịch vụ đám mây để kết nối các ứng dụng chạy trên
đám mây hoặc on-premise.
3.2 Hệ điều hành Windows Azure
Windows Azure là một hệ điều hành. Nó cung cấp môi trường nền tảng để chạy các
dịch vụ đám mây trên Windows Azure Platform. Bên cạnh đó, Windows Azure còn
cung cấp cho các nhà phát triển một hệ thống giả lập để xây dựng và kiểm thử dịch vụ
trước khi triển khai nó trên Windows Azure.
21
Dịch vụ E-learning trên nền tảng Windows Azure
Khách hàng dùng Windows Azure để chạy ứng dụng và lưu trữ dữ liệu trên các máy ở
trung tâm dữ liệu Microsoft. Tất cả đều có thể được truy xuất qua Internet. Microsoft
cung cấp Windows Azure cho cả doanh nghiệp và người dùng cá nhân.
Hình 3.2 – Đối tượng phục vụ của Windows Azure.
Windows Azure có 3 dịch vụ cốt lõi: Compute, Storage và Management.
Compute
Storage
Management
Windows Azure
Hình 3.3 – Các dịch vụ cốt lõi của Windows Azure.
• Compute: Là dịch vụ tính toán có khả năng mở rộng tùy theo nhu cầu người
dùng.
Relational Data Storage
Hình 3.4 – Các thành phần chính của SQL Azure.
• Relational Data Storage: Đây là thành phần cốt lõi của SQL Azure, kế thừa các
đặc tính của SQL Server như tables, indexes, views, stored procedures và
triggers.
• DataSync: Cung cấp khả năng đồng bộ hóa dữ liệu trên các hệ thống lớn, sử
dụng Microsoft Sync Framework.
• Management: Cung cấp các khả năng cấp phát tự động, tính toán đo đạc, chi
phí, cân bằng tải, chuyển đổi dự phòng và bảo mật cho SQL Azure. Tính năng
chuyển đổi dự phòng rất quan trọng vì nó bảo toàn dữ liệu giúp công việc có
thể tiếp diễn không bị gián đoạn khi xảy ra sự cố.
• Data Access: Hỗ trợ nhiều cách thứ truy cập vào cơ sở dữ liệu SQL Azure như
ADO.NET, ODBC, LINQ,…
24
Dịch vụ E-learning trên nền tảng Windows Azure
3.3.2 Kiến trúc SQL Azure
SQL Azure được vận hành ở trung tâm dữ liệu của Microsoft trên toàn thế giới. SQL
Azure có khả năng cân bằng tải, chuyển đổi dự phòng và khả năng nhân bản.
Hình 3.5 – Kiến trúc SQL Azure.
Hình 3.5 thể hiện kiến trúc của dịch vụ SQL Azure cho thấy có 4 lớp cơ bản:
Infrastructure, Platform, Services và Client.
• Lớp Infrastructure: Hỗ trợ các nền tảng phần cứng để triển khai trung tâm dữ
liệu. Lớp này cung cấp tài nguyên cho lớp Services.
• Lớp Platform: Lớp này bao gồm các thể hiện của SQL Server và SQL Azure
Fabric, và các dịch vụ Management. Các thể hiện của SQL Server đại diện cho
các cơ sở dữ liệu, các bản sao của chúng đang được triển khai, và các thể hiện
25
Dịch vụ E-learning trên nền tảng Windows Azure
Copyright: Tài liệu đại học ©