Đề tài Tìm hiểu tính ảo hóa trong công nghệ điện toán đám mây

Một hệ điều hành được vận hành ngay trên một hệ điều hành chủ đã tồn tại và có khả năng cung cấp một tập hợp các thư viện tương tác với các ứng dụng, khiến cho mỗi ứng dụng truy xuất tài nguyên phần cứng cảm thấy như truy xuất trực tiếp máy chủ vật lý. Từ phối cảnh của ứng dụng, nó được nhận thấy và tương tác với các ứng dụng chạy trên hệ điều hành ảo, và tương tác với hệ điều hành ảo mặc dù nó kiểm soát tài nguyên hệ điều hành ảo. Nói chung, không thể thấy các ứng dụng này hoặc các tài nguyên hệ điều hành đặt trong hệ điều hành ảo khác.

pdf29 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 18/06/2014 | Lượt xem: 2966 | Lượt tải: 13download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Tìm hiểu tính ảo hóa trong công nghệ điện toán đám mây, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
................................................... 14 1.3. Đặc điểm của điện toán đám mây ............................................................................................. 14 1.4. Các mô hình triển khai của điện toán đám mây ......................................................................... 14 1.5. Các giải pháp của điện toán đám mây ....................................................................................... 15 1.6. Tính bảo mật trong điện toán đám mây ..................................................................................... 15 2. Kiến Trúc Các Phần Mềm Dịch Vụ Trong Điện Toán Đám Mây ...................................................... 15 2.1. Giới thiệu phần mềm dịch vụ SaaS(Software as a Service)........................................................ 15 2.2. Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ( IaaS: Infrastructure as a Service) ............................................. 17 2.3. Nền tảng như một dịch vụ ( PaaS: Platform as a Serivice) ......................................................... 18 2.4. So sánh dịch vụSaaS, PaaS và IaaS ........................................................................................... 18 2.5. Các dịch vụ khác trên nền của Cloud Computing bao gồm ........................................................ 18 3. Tìm Hiểu Mô Hình Ảo Hóa Trong Điện Toán Đám Mây .................................................................. 19 3.1. Công nghệ ảo hóa: .................................................................................................................... 19 3.2. Công nghệ ảo hóa máy chủ ....................................................................................................... 23 3.3. Tìm hiểu mô hình ảo hóa máy chủ trong điện toán đám mây: .................................................... 24 Phần III. Kết Luận .................................................................................................................................... 27 2 Phần I. Tổng Quan Về Phương Pháp Luận Nghiên Cứu Khoa Học 1. Các khái niệm cơ bản về Khoa Học và Nghiên Cứu Khoa Học 1.1. Khoa học 1.1.1. Các định nghĩa và khái niệm - Khoa học là hệ thống tri thức về mọi loại qui luật của vật chất và sự vận động của vật chất, những qui luật của tự nhiên, xã hội và tư duy (Pierre Auger –Tendences actuelles de la recherche scientifique, UNESCO, Paris, 1961). - Khoa học là một hoạt động xã hội nhằm tìm tòi, phát hiện qui luật của vật chất, hiện tượng và vận dụng những qui luật ấy để sáng tạo ra nguyên lý các giải pháp tác động vào các sự vật hoặc hiện tượng, nhằm biến đổi trạng thái của chúng. - Theo quan điểm của Marx, khoa học còn được hiểu là một hình thái ý thức xã hội, tồn tại độc lập tương đối với các hình thái ý thức xã hội khác. - Các tiêu chí nhận biết một bộ môn khoa học: 1. Có một đối tượng nghiên cứu 2. Có một hệ thống lý thuyết 3. Có một hệ thống phương pháp luận 4. Có mục đích sử dụng 1.1.2. Phân loại Các quan điểm tiếp cận phân loại khoa học: - Theo nguồn gốc: Khoa học thuần túy (sciences pures), lý thuyết (sciences theorique), thực nghiệm (sciences experimentales), thực chứng (sciences positives), qui nạp (sciences inductives), diễn dịch (sciences deductives)…. - Theo mục đích ứng dụng: Khoa học mô tả, phân tích, tổng hợp, ứng dụng, hành động, sáng tạo…. - Theo mức độ khái quát: Cụ thể, trừu tượng, tổng quát… - Theo tính tương liên giữa các khoa học: Liên ngành, đa ngành… - Theo cơ cấu hệ thống tri thức: Cơ sở, cơ bản, chuyên ngành… - Theo đối tượng nghiên cứu: Tự nhiên, kỹ thuật, xã hội nhân văn, công nghệ, nông nghiệp, y học… 1.2. Nghiên cứu khoa học Nhằm thỏa mãn nhu cầu nhận thức và cải tạo thế giới: 3 - Khám phá những thuộc tính bản chất của sự vật hoặc hiện tượng. - Phát hiện qui luật vận động của sự vật. - Vận dụng qui luật để sáng tạo giải pháp tác động vào sự vật. 1.2.1. Các chức năng cơ bản của nghiên cứu khoa học - Mô tả: Là trình bày bằng ngôn ngữ hình ảnh chung nhất của sự vật, cấu trúc, trạng thái, sự vận động của sự vật. Sự mô tả bao gồm định tính và định lượng. - Giải thích: Là làm rõ nguyên nhân sự hình thành và qui luật chi phối quá trình vận động của sự vật nhằm đưa ra những thông tin về thuộc tính bản chất của sự vật. - Dự đoán: Nhìn trước quá trình hình thành, sự tiêu vong, sự vận động và những biểu hiện của sự vật trong tương lai. - Sáng tạo: Làm ra sự vật mới chưa từng tồn tại. Khoa học không bao giờ dừng lại ở ở chức năng mô tả, giải thích và dự đóan. Sứ mệnh lớn lao của khoa học là sáng tạo các giải pháp cải tạo thế giới. 1.2.2. Các đặc điểm của nghiên cứu khoa học - Tính mới: Nghiên cứu khoa học là quá trình thâm nhập vào thế giới của sự vật mà con người chưa biết, hướng tới những phát hiện mới hoặc những sáng tạo. Đây là đặc điểm quan trọng nhất. - Tính tin cậy: Kết quả nghiên cứu phải có khả năng kiểm chứng lại nhiều lần do nhiều người khác nhau trong điều kiện giống nhau. Do đó, một nguyên tắc mang tính phương pháp luận của Nghiên cứu khoa học là khi trình bày một kết quả nghiên cứu, người nghiên cứu cần chỉ rõ điều kiện, những nhân tố và phương tiện thực hiện. - Tính thông tin: Là những thông tin về qui luật vận động của sự vật hoặc hiện tượng, thông tin về qui trình công nghệ và các tham số đi kèm qui trình đó. - Tính khách quan: Vừa là một đặc điểm của Nghiên cứu khoa học vừa là tiêu chuẩn của người Nghiên cứu khoa học. Để đảm bảo tính khách quan, người Nghiên cứu khoa học cần phải tự trắc nghiệm lại những kết luận tưởng như đã hoàn toàn được xác nhận. - Tính rủi ro: Một nghiên cứu có thể thành công, có thể thất bại. Thất bại có thể do nhiều nguyên nhân nhưng trong khoa học thất bại cũng được xem là một kết quả và mang ý nghĩa về một kết luận của Nghiên cứu khoa học và được lưu giữ, tổng kết lại như một tài liệu khoa học nghiêm túc để tránh cho 4 người đi sau không dẫm chân lên lối mòn, tránh lãng phí các nguồn lực nghiên cứu. - Tính kế thừa: Có ý nghĩa quan trọng về mặt phương pháp luận nghiên cứu. Ngày nay không có một Nghiên cứu khoa học nào bắt đầu từ chỗ hòan tòan trống không về kiến thức, phải kế thừa các kết quả nghiên cứu của các lĩnh vực khoa học khác nhau. - Tính cá nhân: Vai trò của cá nhân trong sáng tạo mang tính quyết định, thể hiện trong tư duy cá nhân và chủ kiến riêng của các nhân. - Tính phi kinh tế: Lao động Nghiên cứu khoa học hầu như không thể định mức, thiết bị chuyên dụng dùng trong Nghiên cứu khoa học hầu như không thể khấu hao, hiệu quả kinh tế của Nghiên cứu khoa học hầu như không thể xác định. 1.2.3. Các loại hình Nghiên cứu khoa học - Nghiên cứu cơ bản: Nhằm phát hiện bản chất, qui luật của sự vật hoặc hiện tượng trong tự nhiên, xã hội, con người, có thể thực hiện trên cơ sở những nghiên cứu thuần túy lý thuyết hoặc trên cơ sở những quan sát, thí nghiệm. Sản phẩm là các phát kiến, công thức, phát minh. Chia làm 2 loại: - Nghiên cứu cơ bản thuần túy và định hướng. UNESCO chia nghiên cứu cơ bản định hướng thành nghiên cứu nền tảng và chuyên đề. o Nghiên cứu ứng dụng: Là sự vận dụng các qui luật từ nghiên cứu cơ bản để đưa ra nguyên lý về các giải pháp có thể bao gồm công nghệ, sản phẩm, vật liệu,... Sáng chế là giải pháp kỹ thuật có tính mới và áp dụng được. o Nghiên cứu triển khai (R & D): Là sự vận dụng các qui luật, các nguyên lý để đưa ra các hình mẫu với những tham số có tính khả thi về kỹ thuật, có thể chia làm các loại hình: Triển khai trong phòng, bán đại trà,.. 1.2.4. Các bước Nghiên cứu khoa học - Xác lập vấn đề nghiên cứu: Vấn đề nghiên cứu là những điều chưa biết hoặc chưa biết thấu đáo về bản chất sự vật hoặc hiện tượng, cần được làm rõ trong quá trình nghiên cứu. Khi vấn đề nghiên cứu được chọn và cụ thể hóa thành 1 đề tài nghiên cứu, người nghiên cứu cần xác định cơ sở lý thuyết cho nghiên cứu và tìm hiểu lịch sử vấn đề. - Chuẩn bị nghiên cứu: Xây dựng đề cương nghiên cứu (lý do chọn đề tài, xác định đối tượng và phạm vi nghiên cứu, xác định mục tiêu và nhiệm vụ 5 nghiên cứu, đặt tên đề tài,..), xây dựng kế hoạch nghiên cứu (tiến độ, nhân lực, dự toán,…), chuẩn bị phương tiện nghiên cứu, lập danh mục tư liệu,.... - Lựa chọn và nghiên cứu thông tin: Thu thập và xử lý thông tin, nghiên cứu tư liệu, thâm nhập thực tế, tiếp xúc cá nhân, xử lý thông tin,.. - Nghiên cứu: Xây dựng giả thuyết, lựa chọn phương pháp nghiên cứu, nghiên cứu và kiểm chứng giả thuyết. - Hoàn tất nghiên cứu: Đề xuất và xử lý thông tin, xây dựng kết luận và khuyến nghị, viết báo cáo hoàn tất, hoàn tất và áp dụng kết quả. 2. Phương pháp Nghiên cứu khoa học 2.1. Phương pháp chung trong Nghiên cứu khoa học 2.1.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Được sử dụng trong cả khoa học tự nhiên, khoa học xã hội và các khoa học khác, bao gồm nhiều nội dung khác nhau như: Nghiên cứu tư liệu, xây dựng khái niệm, phạm trù, thực hiện các phán đoán, suy luận,.v.v… và không có bất cứ quan sát hoặc thực nghiệm nào được tiến hành. 2.1.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu thực nghiệm là những nghiên cứu được thực hiện bởi những quan sát các sự vật hoặc hiện tượng diễn ra trong những điều kiện có gây biến đổi đối tượng nghiên cứu một cách có chủ định. Nghiên cứu thực hiện có thể được thực hiện trên đối tượng thực hoặc trên các mô hình do người nghiên cứu tạo ra với những tham số do người nghiên cứu khống chế. Nghiên cứu thực nghiệm được áp dụng phổ biến không những trong khoa học tự nhiên, khoa học kỹ thuật và công nghệ, y học, mà cả trong khoa học xã hội và các lĩnh vực khoa học khác. 2.1.3. Phương pháp nghiên cứu phi thực nghiệm Là một phương pháp nghiên cứu dựa trên sự quan sát, quan trắc những sự kiện đã hoặc đang tồn tại, hoặc thu thập những số liệu thống kê đã tích lũy. trên cơ sở đó phát hiện qui luật của sự vật hoặc hiện tượng. Trong phương pháp này người nghiên cứu chỉ quan sát những gì đã và đang tồn tại, không có bất cứ sự can thiệp nào gây biến đổi trạng thái của đối tượng nghiên cứu. 2.2. Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế Có 40 thủ thuật tổng quát sau: 1. Nguyên tắc phân nhỏ Nội dung: 6 a) Chia đối tượng thành các phần độc lập. b) Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. c) Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng. 2. Nguyên tắc tách khỏi đối tượng Nội dung: Tách phần gây "phiền phức" (tính chất "phiền phức") hay ngược lại, tách phần duy nhất "cần thiết" (tính chất "cần thiết") ra khỏi đối tượng. 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ Nội dung a) Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất. b) Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau. c) Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất của công việc. 4. Nguyên tắc phản đối xứng Nội dung: Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng (nói chung làm giảm bậc đối xứng). 5. Nguyên tắc kết hợp Nội dung a) ết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng d ng cho các hoạt động kế cận. b) ết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận. 6. Nguyên tắc vạn năng Nội dung: Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của đối tượng khác. 7. Nguyên tắc “chứa trong” Nội dung a) Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba ... b) Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác. 8. Nguyên tắc phản trọng lượng Nội dung a) B trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng khác, có lực nâng. 7 b) B trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động... 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ Nội dung Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc sẽ d ng ứng suất ngược lại ). 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ Nội dung a) Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng. b) Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất, không mất thời gian dịch chuyển. 11. Nguyên tắc dự phòng. Nội dung B đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn. 12. Nguyên tắc đẳng thế Nội dung Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng. 13. Nguyên tắc đảo ngược Nội dung: a) Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hãy hành động ngược lại (ví dụ: không làm nóng mà làm lạnh đối tượng). b) Làm phần chuyển động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động. c) Lật ngược đối tượng. 14. Nguyên tắc cầu ( tròn ) hoá Nội dung a) Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu. b) Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn. 8 c) Chuyển sang chuyển động quay, sử dụng lực ly tâm. 15. Nguyên tắc linh động Nội dung a) Cần thay đổi các đặt trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc. b) Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau. 16. Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa” Nội dung Nếu như khó nhận được 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn “một chút”. Lúc đó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn. 17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác Nội dung a) Những khó khăn do chuyển động (hay sắp xếp) đối tượng theo đường (một chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên mặt phẳng (hai chiều). Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hoá khi chuyển sang không gian (ba chiều). b) Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng. c) Đặt đối tượng nằm nghiêng. d) Sử dụng mặt sau của diện tích cho trước. e) Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước. 18. Sử dụng các dao động cơ học Nội dung a) Làm đối tượng dao động. Nếu đã có dao động, tăng tầng số dao động ( đến tầng số siêu âm). b) Sử dụng tầng số cộng hưởng. c) Thay vì d ng các bộ rung cơ học, d ng các bộ rung áp điện. d) Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ. 19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ. Nội dung a) Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung). 9 b) Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ. c) Sử dụng khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác. 20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích Nội dung a) Thực hiện công việc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tượng cần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải). b) hắc phục vận hành không tải và trung gian. c) Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay. 21. Nguyên tắc “vượt nhanh”. Nội dung a) Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn. b) Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết. 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi Nội dung a) Sử dụng những tác nhân có hại (thí dụ tác động có hại của môi trường) để thu được hiệu ứng có lợi. b) hắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác. c) Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa. 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi Nội dung a) Thiết lập quan hệ phản hồi. b) Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó. 24. Nguyên tắc sử dụng trung gian Nội dung Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp. 25. Nguyên tắc tự phục vụ Nội dung a) Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa. b) Sử dụng phế liệu, chát thải, năng lượng dư. 26. Nguyên tắc sao chép (copy) Nội dung 10 a) Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao. b) Thay thế đối tượng hoặc hệ các đối tượng bằng bản sao quang học (ảnh, hình vẽ) với các tỷ lệ cần thiết. c) Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở v ng biểu kiến (v ng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường), chuyển sang sử dụng các bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại. 27. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” Nội dung Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn (thí dụ như về tuổi thọ). 28. Thay thế sơ đồ cơ học Nội dung a) Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc m i vị. b) Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối tượng. c) Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sang thay đổi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định. d) Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ. 29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng Nội dung Thay cho các phần của đối tượng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và lỏng: nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực. 30. Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng Nội dung a) Sử dụng các vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối. b) Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng. 31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ Nội dung a) Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết có nhiều lỗ (miếng đệm, tấm phủ..) b) Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó. 32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc 11 Nội dung a) Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài. b) Thay đổi độ trong suốt của của đối tượng hay môi trường bên ngoài. c) Để có thể quan sát được những đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, h ynh quang. d) Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, d ng các nguyên tử đánh dấu. e) Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp. 33. Nguyên tắc đồng nhất Nội dung Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm từ c ng một vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước. 34. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần Nội dung a) Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không cần thiết phải tự phân hủy (hoà tan, bay hơi..) hoặc phải biến dạng. b) Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc. 35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng Nội dung a) Thay đổi trạng thái đối tượng. b) Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc. c) Thay đổi độ dẻo d) Thay đổi nhiệt độ, thể tích. 36. Sử dụng chuyển pha Nội dung Sử dụng các hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuyển pha như : thay đổi thể tích, toả hay hấp thu nhiệt lượng... 37. Sử dụng sự nở nhiệt Nội dung a) Sử dụng sự nở (hay co) nhiệt của các vật liệu. b) Nếu đã d ng sự nở nhiệt, sử dụng với vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau. 12 38. Sử dụng các chất ôxy hoá mạnh Nội dung a) Thay không khí thường bằng không khí giàu ôxy. b) Thay không khí giàu ôxy bằng chính ôxy. c) D ng các bức xạ ion hoá tác động lên không khí hoặc ôxy. d) Thay ôxy giàu ôzôn (hoặc ôxy bị ion hoá) bằng chính ôzôn. 39. Thay đổi độ trơ Nội dung a) Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hoà. b) Đưa thêm vào đối tượng các phần , các chất , phụ gia trung hoà. c) Thực hiện quá trình trong chân không. 40. Sử dụng các vật liệu hợp thành (composite) Nội dung Chuyển từ các vật liệu đồng nhất sang sử dụng những vật liệu hợp thành (composite). Hay nói chung, sử dụng các vật liệu mới. Phần II. Tính Ảo Hóa Trong Công Nghệ Điện Toán Đám Mây Trong thực tế hiện nay, với sự thay đổi và phát triển không ngừng đến từng phút giây của xã hội xung quanh chúng ta thì nhu cầu về khả năng lưu trữ được một lượng dữ liệu khổng lồ, vượt ra ngoài những “cỗ máy vật lý” Data center là vô c ng cấp thiết. Sự phát triển như vũ bão của nền kinh tế thế giới đã đẩy các doanh nghiệp, tập đoàn đa quốc gia lớn vào tình thế phải có được một giải pháp công nghệ thông tin giúp họ lưu trữ được một khối lượng khổng lồ các dữ liệu liên quan đến công việc kinh doanh của họ. Bên cạnh đó, các giải pháp đó cũng phải thỏa mãn các tiêu chí đơn giản, an toàn và dễ sử dụng vì không phải doanh nghiệp nào cũng có khả năng đầu tư mạnh vào hạ tầng công nghệ thông tin để phục vụ cho công việc kinh doanh của mình vì nhiều lý do khách quan và chủ quan. Không chỉ dừng lại ở mức đó, những “đòi hỏi” của con người ngày một tăng lên, như là một thách thức gửi đến sự phát triển của khoa học công nghệ nói chung và công nghệ thông tin nói riêng. Ngày nay, khái niệm dịch vụ đã, đang và sẽ trở thành một khái niệm quá đỗi quen thuộc với con người. Tất cả đều được chuyển hóa thành dịch vụ khi người dùng không muốn tự mình phải thực hiện tất cả mọi việc. Họ muốn những gì đơn giản nhất, dễ sử dụng nhất và không phải lúc nào cũng phải quản lý nó khi không có nhu cầu sử dụng. Vai trò của dịch vụ trong cuộc sống hàng ngày là không thể chối cãi. 13 Tất cả các nhu cầu nói trên đều dẫn đến hai câu hỏi chính được đặt ra. Đó là làm thế nào để giải quyết bài toán lưu trữ một khối lượng dữ liệu, ứng dụng khổng lồ và làm thế nào để biến việc sử dụng các dữ liệu, ứng dụng thành các dịch vụ để đáp ứng nhu cầu của người dùng. Và một câu trả lời chung cho cả cho hai câu hỏi “hóc búa” trong nhiều năm qua này đã xuất hiện. Đó chính là Điện toán đám mây (Cloud computing). 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 đi của cơ sở hạ tầng thông tin vốn đã và đang diễn ra từ mấy năm qua. Quan niệm này có thể được diễn giải một cách đơn giản: Các nguồn điện toán khổng lồ như phần mềm, dịch vụ... 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. Điện toán đám mây (Cloud Computing) có thể hiểu là mô hình điện toán sử dụng các công nghệ phần mềm, khoa học máy tính,… được phát triển trên hạ tầng mạng máy tính và Internet, để tạo ra một “đám mây” cung cấp từ cơ sở hạ tầng, nơi lưu trữ dữ liệu cho đến các dịch vụ sẵn sàng, nhanh chóng cho mọi cơ quan, tổ chức doanh nghiệp và người d ng đầu cuối theo yêu cầu. Mô hình dịch vụ đám mây, người dùng không phải quan tâm đến kỹ năng cài đặt, triển khai và ứng dụng phần mềm, các yêu cầu về cở sở hạ tầng truyền thông, mạng máy tính và Internet để truy cập các dịch vụ. Cloud Computing giải quyết các vấn đề tối ưu hóa lưu trữ, ảo hóa máy chủ, cơ sở hạ tầng mạng. Ảo hóa tính toán, sử dụng các siêu máy tính (Super-Computer) để xử lý tính toán và công nghệ tính toán song song, phân tán, tính toán lưới. “Điện toán đám mây” chắc hẳn các bạn sẽ nghe thấy cụm từ này rất nhiều trong thời gian tới. Có thể nói, điện toán đám mây chính là xu hướng phát triển mới của ứng dụng trong tương lai. Các ông lớn như IBM, Google, Microsoft cũng đang rục rịch chuẩn bị cho nền tảng điện toán đám mây của riêng mình. “Chìa khóa” chính giúp Điện toán đám mây (Cloud Computing) giải quyết được các vấn đề phức tạp kể trên chính là sự ảo hóa. Tất cả tài nguyên của hệ thống đều được ảo hóa. Ảo hóa nhưng vẫn giữ và vẫn đáp ứng được các yêu cầu cần thiết như các nguồn tài nguyên vật lý bình thường và vấn đề quản lý rất đơn giản. Đó chính là điều tạo nên sự khác biệt giữa Điện toán đám mây và các giải pháp khác đã giúp mang lại những lợi ích to lớn mà không một giải pháp nào tương tự có thể làm được. Công nghệ ảo hóa đang làm thay đổi bộ mặt của thế giới điện toán bằng các công cụ có khả năng được triển khai và quản lý máy ảo đơn giản, hiệu quả. Bằng việc tối ưu hóa tài nguyên mạng, ảo hóa lưu trữ và ảo hóa máy chủ sử dụng các nguồn tài nguyên hệ thống, và chi phí triển khai ban đầu thấp, ảo hóa đem lại cho các doanh nghiệp khả năng nhanh chóng thu hồi vốn đầu tư. 14 1. Tổng Quan Về Điện Toán Đám Mây 1.1. Thế nào là điện toán đám mây? Theo Wikipedia: “Điện toán đám mây (cloud computing) là một mô hình điện toán có khả năng co giãn (scalable) linh động và các tài nguyên thường được ảo hóa được cung cấp như một dịch vụ trên mạng Internet”. Theo Gartner: “Một mô hình điện toán nơi mà khả năng mở rộng và linh hoạt về công nghệ thông tin được cung cấp như một dịch vụ cho nhiều khách hàng đang sử dụng các công nghệ trên Internet”. 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”. 1.2. Nguyên lý hoạt động Để hiểu cách thức hoạt động của “đám mây”, tưởng tượng rằng “đám mây” bao gồm 2 lớp: Lớp Back-end và lớp Front-end. 1.3. Đặc điểm của điện toán đám mây - Nhanh chóng cải thiện với người dùng . - Chi phí được giảm đáng kể. - Sự độc lập giữa thiết bị. - Độ tin cậy cải thiện. - Tính co giãn linh động. - Bảo mật cải thiện nhờ vào tập trung hóa dữ liệu. 1.4. Các mô hình triển khai của điện toán đám mây 1.4.1. Các đám mây công cộng-Public cloud Public cloud: Là các dịch vụ đám mây được một bên thứ ba (người bán) cung cấp. Chúng tồn tại ngoài tường lửa công ty và chúng được lưu trữ đầy đủ và được nhà cung cấp đám mây quản lý. 1.4.2. Các đám mây riêng - Private cloud 15 Private cloud: Là các dịch vụ đám mây được cung cấp trong doanh nghiệp. Những đám mây này tồn tại bên trong tường lửa công ty và chúng được doanh nghiệp quản lý. 1.4.3. Các đám mây lai - Hybrid cloud Hybrid cloud: Là một sự kết hợp của các đám mây công cộng và đám mây riêng. Những đám mây này thường do doanh nghiệp tạo ra và các trách nhiệm quản lý sẽ được phân chia giữa doanh nghiệp và nhà cung cấp đám mây công cộng. 1.4.4. Các đám mây cộng đồng - Community Cloud Community Cloud: Là các đám mây được chia sẻ bởi một số tổ chức và hỗtrợ một cộng đồng cụ thể có mối quan tâm chung (ví dụ: chung sứ mệnh, yêu cầu an ninh, chính sách…). Nó có thể được quản lý bởi các tổ chức hoặc một bên thứ ba. 1.5. Các giải pháp của điện toán đám mây - Cloud Computing ra đời để giải quyết các vấn đề sau: o Vấn đề về lưu trữ dữ liệu. o Vấn đề về sức mạnh tính toán. o Vấn đề về cung cấp tài nguyên, phần mềm. 1.6. Tính bảo mật trong điện toán đám mây Mục tiêu bảo mật thông tin đám mây - Tính an toàn. - Tính đáng tin cậy - Khả năng tồn tại 2. Kiến Trúc Các Phần Mềm Dịch Vụ Trong Điện Toán Đám Mây 2.1. Giới thiệu phần mềm dịch vụ SaaS(Software as a Service) 2.1.1. Phần mềm dịch vụ SaaS là gì? SaaS (Software as a Service): Tiếng Việt tạm dịch là “phần mềm dịch vụ”. Theo định nghĩa của hãng nghiên cứu toàn cầu IDCSaaS là “phần mềm hoạt động trên web, được quản lý bởi nhà cung cấp và cho phép người sử dụng truy cập từ xa”. 2.1.2. Các ưu điểm - Tiết kiệm tiền do không phải mua các máy chủ hoặc phần mềm khác để hỗ trợ sử dụng, tất cả mọi thứ đều được sử dụng thông qua trình duyệt. 16 - Tập trung ngân sách vào lợi thế cạnh tranh hơn là cơ sở hạ tầng. - Khách hàng của các ứng dụng SaaS không cần lo lắng về việc cập nhật các bản vá lỗi hay nâng cấp phần mềm bởi vì điều này đã được thực hiện bởi các nhà cung cấp dịch vụ. - Cho phép nhiều người dùng cùng lúc. - Tính linh hoạt và khả năng mở rộng cao. - Dễ sử dụng. - Đối với nhà cung cấp, họ chỉ phải duy trì một ứng dụng chung cho nhiều đơn vị nên chi phí rẻ hơn so với kiểu hosting truyền thống. - Cách tiếp cận trước đây của SaaS là ASP (Application Service Provider). Các ASP cung cấp các thuê bao đối với phần mềm được lưu trữ và phân phối trên mạng. ASP tính phí theo thời gian sử dụng. Do đó bạn không phải mua phần mềm mà chỉ thuê nó khi cần. 2.1.3. Một số tính chất - Tính ảo hoá - Tập hợp dữ liệu - Kênh bán hàng: 2.1.4. Kiến trúc SaaS: Nói ngắn gọn, thì SaaS là tầng đầu tiên trong mô hình Cloud Computing - là mô hình triển khai phần mềm từ 1 hệ tập trung sang chạy trên máy tính cục bộ (của người dùng cuối). Cấp 1: Custom nơi mỗi khách hàng làm chủ phiên bản riêng của ứng dụng. Cấp 2: Configurable cung cấp sự linh hoạt cấu hình thông qua metadata. 17 Cấp 3: Configurable, Multi-Tenant-Efficient cung cấp một chương trình duy nhất để phục vụ cho hàng ngàn, hàng vạn khách hàng cùng 1 lúc. Cấp 4: Scalable, Configurable, Multi-Tenant-Efficient: Cung cấp hiệu quả một kiến trúc đa tầng để cho phép khả năng mở rộng giữa các máy chủ. 2.2. Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ( IaaS: Infrastructure as a Service) Những nhà cung cấp cơ sở hạ tầng quản lý một tập hợp lớn các tài nguyên tính toán như các bộ lưu trữ hay bộ xử lý. Thông qua các công nghệ ảo hóa, các tài nguyên này có thể được chia nhỏ, gán hay thay đổi kích thước một cách linh động để xây dựng một hệ thống theo kiểu ad-hoc tùy thuộc vào nhu cầu của khách hàng, mà ở đây là các nhà cung cấp dịch vụ. IaaS sử dụng nhiều công nghệ mới, dịch vụ và đầu tư trung tâm dữ liệu để cung cấp IT như một dịch vụ cho khách hàng, tập trung xung quanh mô hình cung cấp dịch vụ mà quy định một tiêu chuẩn được xác định trước cơ sở hạ tầng đặc biệt tối ưu cho các ứng dụng của khách hàng. 2.2.1. Hiện đại theo yêu cầu điện toán 2.2.2. Đám mây của Amazon’s Elastic Amazon EC2 là một môi trường điện toán ảo, cho phép khách hàng sử dụng một giao diện web và quản lý các dịch vụ cần thiết để khởi động một hoặc nhiều trường hợp của một loạt các hệ điều hành. Để sử dụng Amazon EC2, trước tiên khách hàng cần tạo một Amazon Machine Image (AMI). Amazon EC2cung cấp việc sử dụng các hình ảnh được cấu hình với các mẫu sẵn để người sử dụng có thể nhận và chạy ngay lập tức. 2.2.3. Sử dụng Amazon EC2 để chạy các ứng dụng 2.2.4. Đặc điểm dịch vụ Amazon EC2 Có một vài đặc điểm của dịch vụEC2 cung cấp những lợi ích đáng kể cho doanh nghiệp. Trước hết, Amazon EC2 cung cấp những tài nguyên quan trọng. Vì quy mô lớn của Amazon và nó có một lượng khách hàng lớn. Nó là một sự thay thế kinh tế, rẻ hơn nhiều so với một số giải pháp khác. Chi phí phát sinh để thiết lập và chạy một hệ điều hành được chia sẻ cho nhiều khách hàng, làm cho tổng chi phí của mỗi khách hàng đều trở nên rẻ hơn. hách hàng chỉ phải trả một tỷ lệ rất thấp cho các tính năng mà họ thực sự tiêu thụ. Vấn đề an ninh cũng được cung cấp thông qua ứng dụng web Amazon EC2. Điều này cho phép người d ng cài đặt tường lửa để kiểm soát việc truy 18 cập mạng giữa các nhóm trường. Amazon EC2 cung cấp một môi trường có độ tin cậy cao mà trường hợp thay thế có thể nhanh chóng được cấp quyền. - Khả năng nâng cao tính năng động. - Khả năng kiểm soát các trường hợp. - Cấu hình linh hoạt. - Tích hợp với các ứng dụng web Amazon khác. - Khả năng phục hồi và hiệu suất đáng tin cậy. 2.3. Nền tảng như một dịch vụ ( PaaS: Platform as a Serivice) Các hệ thống đám mây thay vì chỉ cung cấp cơ sở hạ tầng như một dịch vụ, nó còn có thể đưa ra thêm một tầng trừu tượng hóa để cung cấp nền tảng phần mềm cần thiết cho các hệ thống có thể thực thi được. ích thước của tài nguyên phần cứng tùy thuộc vào yêu cầu của các dịch vụ cần thực thi và được tạo ra một cách trong suốt. Có thể nói rằng PaaS là một sự phát triển tuyệt vời của mô hình phân phối ứng dụng SaaS. Mô hình PaaS làm cho tất cả các phương tiện cần thiết để hỗ trợ hoàn thiện vòng đời của việc xây dựng và chuyển giao ứng dụng web và dịch vụ hoàn toàn có sẵn từ Internet, tất cả đều không tải phần mềm hoặc cài đặt cho nhà phát triển, quản lý công nghệ thông tin hoặc người sử dụng đầu cuối. 2.4. So sánh dịch vụSaaS, PaaS và IaaS Để có thể hiểu rõ hơn về các dịch vụ SaaS, PaaS và IaaS trên nền Cloud Computing, chúng ta có bảng so sánh về các dịch vụ này: 2.5. Các dịch vụ khác trên nền của Cloud Computing bao gồm - Điện toán theo yêu cầu-Utility Computing. 19 - Dịch vụ web- Web service. - Dịch vụ quản lý-MSP -Managed Service Provider. - Điện toán tích hợp- Internet integration. 3. Tìm Hiểu Mô Hình Ảo Hóa Trong Điện Toán Đám Mây 3.1. Công nghệ ảo hóa: 3.1.1. Ảo hóa là gì? Ảo hoá là công nghệ tiên tiến nhất trong một loạt các cuộc cách mạng công nghệ nhằm tăng mức độ ảo hóa hệ thống cho phép tăng hiệu suất làm việc của máy tính lên một cấp độ chưa từng có. Ảo hóa hệ thống máy chủ tức là ta tiến hành phân chia một server thành nhiều server ảo hoặc kết hợp nhiều máy chủ vật lý thành một máy chủ logic, đối với người sử dụng họ nhận biết và sử dụng các server ảo giống như một máy vật lý độc lập có đủ các tài nguyên cần thiết (bộ vi xử lý, bộ nhớ, kết nối mạng, …), trong khi các server ảo không hề có những tài nguyên độc lập như vậy, nó chỉ sử dụng tài nguyên được gán từ máy chủ vật lý. Ở đây, bản chất thứ nhất là các server ảo sử dụng tài nguyên của máy chủvật lý, bản chất thứ hai là các server ảo có thể hoạt động như một server vật lý độc lập. 3.1.2. Lợi ích của việc ảo hóa Thông thường việc đầu tư cho một trung tâm công nghệ thông tin là rất tốn kém. Chi phí đầu tư mua các máy chủ cấu hình mạnh và các phần mềm bản quyền là rất đắt đỏ. Trong thời buổi kinh tế khó khăn hiện nay doanh nghiệp nào cũng muốn cắt giảm và hạn chế tối đa các chi phí không cần thiết mà vẫn đáp ứng được năng suất và tính ổn định của hệ thống. Thế nên việc ứng dụng ảo hóa trở thành nhu cầu cần thiết của bất kì doanh nghiệp lớn hay nhỏ. Thay vì mua mười máy chủ cho mười ứng dụng thì chỉ cần mua một hoặc hai máy chủ có hỗtrợ ảo hóa thì vẫn có thể chạy tốt mười ứng dụng trên. Điều này cho ta thấy sự khác biệt giữa hệ thống ảo hóa và không ảo hóa. Bên cạnh đó việc ứng dụng ảo hóa còn đem lại những lợi ích sau đây: - Quản lý đơn giản. - Triển khai nhanh. - Phục hồi và lưu trữ hệ thống nhanh. - Cân bằng tải và phân phối tài nguyên linh hoạt. - Tiết kiệm. - Ảo hóa góp phần tăng cường tính liên tục. 20 3.1.3. Kiến trúc ảo hóa Xét về kiến trúc hệthống, các kiến trúc ảo hóa hệ thống máy chủ có thể ở các dạng dạng chính là: Host-based, Hypervisor-based (còn gọi là bare-metal hypervisor, nó được chia nhỏ ra làm hai loại là Monothic Hypervisor và Microkernel Hypervisor), Hybrid. Ngoài ra, tùy theo từng sản phẩm ảo hóa được triển khai (như VMWare, Microsoft HyperV, Citrix XEN Server) mà mức độ ảo hóa cụ thể sẽ khác nhau. Sau đây ta sẽ đi tìm hiểu kỹ lưỡng về các kiến trúc và mức độ ảo hóa máy chủ. 3.1.3.1. Kiến trúc Hosted-based Còn gọi là hosted hypervisor, kiến trúc này sử dụng một lớp hypervisor chạy trên nền tảng hệ điều hành, sử dụng các dịch vụ được hệ điều hành cung cấp để phân chia tài nguyên tới các máy ảo. Nếu ta xem hypervisor này là một lớp phần mềm riêng biệt, thì các hệ điều hành khách của máy ảo sẽ nằm trên lớp thứ 3 so với phần cứng máy chủ. Ta có thể thấy, một hệ thống ảo hóa sử dụng Mô hình Hosted- based được chia làm 4 lớp hoạt động như sau: - Nền tảng phần cứng. - Hệ điều hành Host. - Hệ thống virtual machine monitor (hypervisor). - Các ứng dụng máy ảo: Sử dụng tài nguyên do hypervisor quản lý. 21 3.1.3.2. Hypervisor-based Còn gọi là bare-metal hypervisor. Trong Mô hình này, lớp phần mềm hypervisor chạy trực tiếp trên nền tảng phần cứng của máy chủ, không thông qua bất kì một hệ điều hành hay một nền tảng nào khác. Qua đó, các hypervisor này có khả năng điều khiển, kiểm soát phần cứng của máy chủ. Đồng thời, nó cũng có khả năng quản lý các hệ điều hành chạy trên nó. Nói cách khác, các hệ điều hành sẽ chạy trên một lớp nằm phía trên các hypervisor dạng bare-metal. Ta có thể thấy, một hệ thống ảo hóa máy chủ sử dụng nền tảng Bare-metal hypervisor bao gồm 3 lớp chính: o Nền tảng phần cứng: Bao gồm các thiết bị nhập xuất, thiết bị lưu trữ (Hdd, Ram), bộvi xử lý CPU, và các thiết bị khác (các thiết bị mạng, vi xử lý đồ họa, âm thanh…). o Lớp nền tảng ảo hóa Virtual Machine Monitor (còn gọi là hypervisor), thực hiện việc liên lạc trực tiếp với nền tảng phần cứng phía dưới, quản lý và phân phối tài nguyên cho các hệ điều hành khác nằm trên nó. o Các ứng dụng máy ảo: Các máy ảo này sẽ lấy tài nguyên từ phần cứng, thông qua sự cấp phát và quản lý của hypervisor. Khi một hệ điều hành thực hiện truy xuất hoặc tương tác tài nguyên phần cứng trên hệ điều hành chủ thì công việc của một Hypervisor sẽ là:  Monolithic Hypervisor  Microkernelized Hypervisor 22 3.1.3.3. Hybrid Hybrid là một kiểu ảo hóa mới hơn và có nhiều ưu điểm. Trong đó lớp ảo hóa hypervisor chạy song song với hệ điều hành máy chủ. Tuy nhiên trong cấu trúc ảo hóa này các máy chủ ảo vẫn phải đi qua hệ điều hành máy chủ để truy cập phần cứng nhưng khác biệt ở chỗ cả hệ điều hành máy chủ và các máy chủ ảo đều chạy trong chế độ hạt nhân. 3.1.4. Mức độ ảo hóa 3.1.4.1. Ảo hóa toàn phần-Full Virtualization Đây là loại ảo hóa mà ta không cần chỉnh sửa hệ điều hành khách (guest OS) cũng như các phần mềm đã được cài đặt trên nó để chạy trong môi trường hệ điều hành chủ(host OS). Khi một phần mềm chạy trên guest OS, các đoạn code của nó không bị biến đổi mà chạy trực tiếp trên host OS và nó sẽ tưởng là mình đang được chạy trên một hệ thống thực sự. Bên cạnh đó, ảo hóa toàn phần có thể gặp một số vấn đề về hiệu năng và hiệu quả trong sử dụng tài nguyên hệ thống. 3.1.4.2. Ảo hóa song song-Paravirtualization Là một phương pháp ảo hóa máy chủ khác. Với phương pháp ảo hóa này, thay vì mô phỏng một môi trường phần cứng hoàn chỉnh, phần mềm ảo hóa này là một lớp mỏng dồn các truy cập các hệ điều hành máy chủ vào tài nguyên máy vật lý cơ sở, sử dụng môt kernel đơn để quản lý các server ảo và cho phép chúng chạy cùng một lúc (có thể ngầm hiểu, một server chính là giao diện người d ng được sử dụng để 23 tương tác với hệ điều hành–hay nói cách khác: Đây là cách để ta cảm nhận được hệ điều hành). Ảo hóa song song đem lại tốc độ cao hơn so với ảo hóa toàn phần và hiệu quả sử dụng các nguồn tài nguyên cũng cao hơn. Nhưng nó yêu cầu các hệ điều hành khách chạy trên máy áo phải được chỉnh sửa. Điều này có nghĩa là không phải bất cứ hệ điều hành nào cũng có thể chạy ảo hóa song song được (trái với Ảo hóa toàn phần). XP Mode của Windows 7 là một ví dụ điển hình về ảo hóa song song. 3.1.4.3. Ảo hóa hệ điều hành Một hệ điều hành được vận hành ngay trên một hệ điều hành chủ đã tồn tại và có khả năng cung cấp một tập hợp các thư viện tương tác với các ứng dụng, khiến cho mỗi ứng dụng truy xuất tài nguyên phần cứng cảm thấy như truy xuất trực tiếp máy chủ vật lý. Từ phối cảnh của ứng dụng, nó được nhận thấy và tương tác với các ứng dụng chạy trên hệ điều hành ảo, và tương tác với hệ điều hành ảo mặc dù nó kiểm soát tài nguyên hệ điều hành ảo. Nói chung, không thể thấy các ứng dụng này hoặc các tài nguyên hệ điều hành đặt trong hệ điều hành ảo khác. 3.1.4.4. Ảo hóa ứng dụng Thông thường, khi muốn sử dụng một phần mềm nào đó như: office, design,… 3.2. Công nghệ ảo hóa máy chủ 3.2.1. Công Nghệ Máy ảo (Virtual Machine) Máy ảo là một máy tính được cài trên một hệ điều hành khác hay một máy tính khác. Một máy ảo cũng bao gồm phần cứng, các ứng dụng phần mềm và hệ điều hành. Điều khác biệt ở đây là lớp phần cứng của máy ảo không phải là các thiết bị thường mà chỉ là một môi trường hay phân vùng mà ở đó nó được cấp phát một số tài nguyên như là chu kì CPU, bộ nhớ, ỗ đĩa…. Công nghệ máy ảo cho phép cài và chạy nhiều máy ảo trên một máy tính vật lý. Mỗi máy ảo có một hệ điều hành máy khách riêng lẻ và được phân bố tài nguyên, ổ cứng, card mạng và các tài nguyên phần cứng khác một cách hợp lý. Việc phân bố tài nguyên này phụ thuộc vào nhu cầu của từng máy ảo ứng dụng và cũng t y thuộc vào phương pháp ảo hóa được d ng. Đặc biệt khi máy ảo cần truy xuất tài nguyên phần cứng thì nó hoạt động giống như một máy thật hoàn chỉnh. Vì chỉ là một tập tin được phân vùng trên ổ đĩa nên việc di chuyển các máy ảo từ máy chủ này sang máy chủ khác là rất dễ dàng và 24 không cần quan tâm đến vấn đề tương thích phần cứng hay ảnh hưởng tới máy chủ. Trong kiến trúc của một bộ xử lý ảo hóa được chia thành 4 lớp . - Lớp 0 là lớp có quyền cao nhất có thể truy cập và can thiệp sâu nhất đến tài nguyên phần cứng. Lớp 0 thường là các hệ điều hành chủ được cài trên chính máy chủ. - Lớp 1 là lớp ảo hóa Hypervisor. Lớp này d ng đề quản lý và phân phối tài nguyên đến các máy ảo. - Lớp 2 là các hệ điều hành khách chạy trên các máy ảo. Để truy cập tài nguyên phần cứng nó phải liên lạc với lớp ảo hóa và phải qua hệ điều hành máy chủ. - Lớp có quyền can thiệp thấp nhất đến tài nguyên là lớp 3. Đây là các ứng dụng hoạt động trên các máy ảo. Trong các hệ thống máy tính lớn d ng để xử lý các ứng dụng thương mại và khoa học ( mainframe), hệ điều hành chạy trên phần cứng máy thực ở chế độ ưu tiên vì chỉ có hệ điều hành chủ mới được phép sửa đổi và can thiệp vào phần cứng bên dưới nó. Còn máy ảo làm việc ở chế độ giới hạn vì phần cứng mà nó nhìn thấy chỉ là các thiết bị ảo. Khi máy ảo yêu cầu các lệnh hoặc tiến trình thông thường thì hệ điều hành chủ sẽ chuyển tiếp chúng đến bộ xử lý để thực thi trực tiếp, còn đối với các lệnh hoặc các tiến trình đặc biệt nhạy cảm can thiệp sâu đến phần cứng bên dưới sẽ bị chặn lại vì có thể làm ảnh hưởng tới hệ thống và máy ảo còn lại. Hệ điều hành chủ sẽ thực thi lệnh với bộ xử lý trên máy thực rồi sau đó mô phỏng kết quả rồi trả về cho máy ảo. Đây là cơ chế nhằm cách ly máy ảo với máy thực để đảm bảo an toàn hệ thống. 3.3. Tìm hiểu mô hình ảo hóa máy chủ trong điện toán đám mây: 3.3.1. Tìm hiểu vấn đề Ngày nay, đối với doanh nghiệp việc quản lý tốt, hiệu quả dữ liệu của riêng công ty cũng như dữ liệu khách hàng, đối tác là một trong những bài toán được ưu tiên hàng đầu và đang không ngừng gây khó khăn cho họ. Để có thể quản lý được nguồn dữ liệu đó, ban đầu doanh nghiệp phải đầu tư, tính toán rất nhiều loại chi phí như chi phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí cho quản trị viên, chi phí bảo trì, sửa chữa, … Ngoài ra họ còn phải tính toán khả năng mở rộng, nâng cấp thiết bị, phải kiểm soát việc bảo mật dữ liệu cũng như tính sẵn sàng cao của dữ liệu. 25 Có nhiều phương pháp để thực hiện tối ưu hóa hệ thống máy chủ, trong đó ảo hóa máy chủ là một trong những phương pháp được nhắc đến rất nhiều trong thời gian gần đây. Ảo hóa máy chủ là phương pháp có thể áp dụng ở mọi hệ thống máy chủ mà không phát sinh thêm chi phí đầu tư. Nó là một biện pháp rất tốt trong việc tối ưu hóa hệ thống với việc hợp nhất các nguồn tài nguyên của máy chủ. 3.3.2. Mục tiêu giải pháp triển khai hệ thống 3.3.2.1. Mục tiêu Ảo hóa trong doanh nghiệp Và quan trọng hơn cả, ảo hóa máy chủ trong công nghệ điện toán đám mây của doanh nghiệp còn có những mục đích sau: o Tiết kiệm được chi phí đầu tư, chi phí duy trì hệ thống. o Tiết kiệm không gian đặt máy chủ và năng lượng tiêu thụ. o Giảm thời gian khôi phục sự cố. o Tạo lập được môi trường kiểm tra chạy thử ứng dụng mà không cần đầu tư thêm hệ thống mới. o Dễ dàng trong việc mở rộng hệ thống. o Tạo lập sự tương thích đối với việc sử dụng các chương trình cũ. 3.3.2.2. Giải pháp triển khai hệ thống Một bài toán đưa ra cho doanh nghiệp khi họ cần thêm tài nguyên điện toán mới : o Lựa chọn 1  Đầu tư và mở rộng cơ sở hạ tầng của tổ chức.  Thường xuyên bổ sung thêm máy chủ, thiết bị lưu trữ và kết nối. o Lựa chọn 2  Tập trung hóa và ảo hóa các tài nguyên hiện có.  Nâng cao mức độ sử dụng tài nguyên vượt qua những hạn chế vật lý. o Lựa chọn 3  Sử dụng cơ sở hạ tầng điện toán đám mây.  Mở rộng ảo hóa vượt khỏi phạm vi trung tâm dữ liệu doanh nghiệp.  Thuê các tài nguyên điện toán từ các nhà cung cấp dịch vụ Cloud. 26  Trả tiền theo mức độ sử dụng. 3.3.3. Mô hình ảo hóa Doanh nghiệp có rất nhiều máy chủ một máy chủ được đặt ở nhiều nơi khác nhau, vì vậy việc truy xuất hay bảo trì dữ liệu là rất khó khăn. Vì vậy tất cả các dữ liệu đều được ảo hóa trong đám mây giúp doanh nghiệp giảm thiểu chi phí vận hành bảo trì bảo dưỡng. Tiếp nhận yêu cầu: Ghi nhận lại các thông tin chi tiết về yêu cầu hỗ trợ như: loại yêu cầu (hỗ trợ, lỗi phát sinh, yêu cầu nâng cấp sửa đổi,…), thông tin khách hàng hoặc người yêu cầu, hình thức tiếp nhận (điện thoại, email, chat,…),… 3.3.4. Khả năng xảy ra khi triển khai ảo hóa máy chủ của doanh nghiệp 3.3.4.1. Về chi phí Định giá cố định: Nhà cung cấp sẽ xác định rõ đặc tả về khả năng tính toán cố định (dung lượng bộ nhớ được cấp phát, loại CPU và tốc độ.v.v…) Định giá theo đơn vị: Được áp dụng phổ biến cho lượng dữ liệu truyền tải, dụng lượng bộ nhớ được cấp phát và sử dụng, Cách này uyển chuyên hơn cách trên. Định giá theo thuê bao: Ứng dụng phần lớn trong mô hình dịch vụ phần mềm (SaaS) người dùng sẽ tiên đoán trước định mức sử dụng ứng dụng Cloud (cách tình này thường khó đạt được độ chính xác cao). 3.3.4.2. Các nguy cơ rủi ro và thách thức an toàn thông tin Các nghiên cứu gần đây cho thấy vấn đề về bảo mật là rào cản lớn nhất quyết định liệu điện toán đám mây có được sử dụng rộng rãi nữa hay không. Các vấn đề bảo mật vẫn không ngăn được sự bùng nổ công nghệ cũng như sự ưa chuộng điện toán đám mây bởi khả năng giải quyết và đáp ứng các nhu cầu bức thiết trong kinh doanh. Một trong những mối lo ngại hàng đầu là dữ liệu sẽ bị trộn lẫn khi các nhà cung cấp dịch vụ lưu trữ thông tin, dữ liệu của nhiều doanh nghiệp trong cùng một phần cứng. An ninh điện toán đám mây đặt ra ba vấn đề: Tính an ninh, tính riêng tư và sự tuân thủ tính pháp lý trong hợp đồng giữa nhà cung cấp dịch vụ và doanh nghiệp sử dụng dịch vụ. 27 3.3.5. Đánh giá Về cơ bản mô hình ảo hóa đám mây trong doanh nghiệp đã được đề ra có tính khả thi và đáp ứng được các yêu cầu như: - Vận dụng lý thuyết về công nghệ ảo hóa như: Raid, San, High Availability và những công nghệ liên quan có chức năng hỗ trợ để áp dụng cho doanh nghiệp của mình. - Vận dụng được các thành phần, cấu trúc và chức năng từng phần của hệ thống ảo hóa. Triển khai mô hình ảo hóa máy chủ có các lợi ích khi ứng dụng mô hình ảo hóa vào trong thực tế như tiết kiệm chi phí, tăng hiệu suất, dễ quản lý,…. Phần III. Kết Luận Qua nghiên cứu và tìm hiểu về tính ảo hóa trong công nghệ điện toán đám mây-Cloud Computing ta có thể thấy rằng: Điện toán đám mây là một xu hướng phát triển mới của các trung tâm dữ liệu (data center). Các máy chủ trong trung tâm dữ liệu được ảo hóa bằng các công nghệ ảo hóa và được cấp phát động tùy theo nhu cầu sử dụng tài nguyên của người dùng nhằm thỏa mãn một sự đồng thuận cụ thể ở mức dịch vụ. Điện toán đám mây cung cấp cho người dùng nhiều loại hình dịch vụ khác nhau như dịch vụ cơ sở hạ tầng, dịch vụ nền tảng, dịch vụ phần mềm…. Dịch vụ đám mây phong phú và tiện lợi, tuy nhiên rào cản lớn nhất của nó là vấn đề ảo hóa. Công nghệ ảo hóa đang làm thay đổi bộ mặt của thế giới điện toán bằng các công cụ có khả năng được triển khai và quản lý máy ảo đơn giản, hiệu quả. Bằng việc tối ưu sử dụng các nguồn tài nguyên hệ thống, và chi phí triển khai ban đầu thấp, ảo hóa đem lại cho các doanh nghiệp khả năng nhanh chóng thu hồi vốn đầu tư. Bên cạnh đó, người d ng cá nhân cũng có thể hưởng lợi từ công nghệ này do nó loại bỏ những nỗi lo âu về tính tương thích giữa các hệ thống, giúp ta có thể thoái mái thử nghiệm các công nghệ mới mà không phải tốn quá nhiều thời gian, công sức và hạn chế và các nguy cơ về hư hỏng hệ thống, mất mát dữ liệu do sơ suất. Dĩ nhiên, ảo hóa cũng tồn tại những nhược điểm: Nhưng đây là những điểm có thể khắc phục được, và dường như nó quá nhỏ bé khi đem ra so sánh với những ưu điểm mà công nghệ này mang lại cho chúng ta. Về cơ bản, điện toán đám mây được phát triển dựa trên ba yếu tố là máy tính trung ương, máy chủ/khách và ứng dụng web. Nhưng bản chất của ba 28 thành phần này đều tồn tại các vấn đề về ảo hóa. Khi một tổ chức ủy thác thông tin quan trọng của mình lên các đám mây, các đám mây sẽ phân tán thông tin vềmặt địa lý, khi đó, những thông tin quan trọng sẽ không còn nằm dưới sự kiểm soát trực tiếp của tổ chức đó. Vì vậy vấn đề ảo hóa luôn được đặt lên hàng đầu. Ngoài các thủ tục thông thường mà các hệ thống ảo hóa thông thường cung cấp, việc thiết kế phần mềm trong điện toán đám mây còn nằm trong suốt quá trình phát triển vòng đời phần mềm để có thể làm giảm sự tấn công trên bề mặt các đám mây. Mặc dù vậy, trong thời điểm hiện nay, các vấn đề ảo hóa vẫn không ngăn được sự bùng nổ công nghệ cũng như sự ưa chuộng điện toán đám mây bởi khả năng giải quyết và đáp ứng các nhu cầu bức thiết trong kinh doanh. Thị trường của điện toán đám mây rất lớn, có thể kể đến là chính phủ điện tử, giáo dục, y tế và các khu công nghiệp… Không thể phủ nhận rằng, hiện tại và tương lai sẽ là thời của điện toán đám mây. Ngày nay, khi nhu cầu chia sẻ, trao đổi thông tin của mọi người tăng cao và quan trọng hơn cả đó là nhu cầu về quản lý, phân công công việc của ban giám đốc doanh nghiệp sẽ không còn quan tâm đến cơ sở hạ tầng, công nghệ mà chỉ tập trung chính vào công việc kinh doanh của họ thì sẽ mang lại cho họ hiệu quả và lợi nhuận ngày càng cao hơn giảm dần chi phí. Thông tin được lưu vết, cập nhật và chia sẻ 1 cách tức thời, có thể truy cập mọi lúc, mọi nơi. Lãnh đạo và đội ngũ quản lý nắm được toàn bộ tình hình hoạt động hàng ngày của doanh nghiệp, các khó khăn vướng mắc, đề xuất của người lao động, từ đó có các quyết đinh ph hợp với tình hình thực tế. Tiết kiệm chi phí, thời gian, tối ưu được nguồn lực và nâng cao năng suất lao động. Tạo ra môi trường làm việc công bằng, chuyên nghiệp phù hợp với các chu ẩn mực quốc tế từng bước hình thành và xây dựng văn hóa doanh nghiệp của riêng mình.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfbao_cao_nckh_noidung_2012_nop_6431.pdf