Đề tài Những nguyên lý sáng tạo trong điện toán đám mây

tốn đám m y (Cloud Computing ĐTĐM). 1.2. Khái niệm điện tốn đám mây. Thuật ngữ "Cloud Computing" ra đời giữa năm 2007 khơng phải để nĩi về một trào lưu mới mà để khái quát lại các hướng đi của cơ sở hạ tầng thơng tin vốn đã và đang diễn ra từ mấy năm qua. Quan niệm này cĩ thể được diễn giải một cách đơn giản: các nguồn điện tốn khổng lồ như phần mềm, dịch vụ... sẽ nằm tại các máy chủ ảo (đám m y) trên Internet thay vì trong máy t nh gia đình và văn phịng (trên mặt đất) để mọi người kết nối và sử dụng mỗi khi họ cần. Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 6 Hình 1.1: Mơ hình điện tốn đám m y1. Cĩ thể điểm lại một số cách diễn giải định ngh a về ĐTĐM như sau (được tham khảo từ [1]): “ĐTĐM là khi tài nguyên và dịch vụ IT được xử lý tách rời khỏi hạ tầng bên dưới và được cung cấp theo nhu cầu của người dùng (người sử dụng, NSD), với quy mơ tùy biến và phục vụ cho mơi trường nhiều người dùng từ cùng một phiên bản triển khai” – diễn giải của Cisco. 1 Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 7 “ĐTĐM là một mơ hình phát triển, triển khai IT mới, cho phép cung cấp trong thời gian thực các sản phẩm, dịch vụ và giải pháp qua mạng Internet ”- diễn giải của IDC. “ĐTĐM là một hình thức điện tốn mà ở đĩ các chức năng liên quan đến IT với khả năng mở rộng cao được cung cấp đến người dùng và khách hàng dưới dạng các dịch vụ thơng qua các cơng nghệ Internet ”- diễn giải của Gartner. “Nĩi đến ĐTĐM là nĩi đến các ứng dụng được cung cấp dưới dạng dịch vụ qua Internet và được cung cấp bởi hệ thống phần cứng và phần mềm trong các trung tâm dữ liệu. Các ứng dụng này cho đến nay được gọi bằng tên Software-as-a- Service (SaaS). Hệ thống phần cứng và phần mềm trong các trung tâm dữ liệu được gọi là đám mây” - diễn giải (1) của giới khoa học. “Đám mây là nguồn tài nguyên (phần cứng, nền tảng phát triển, dịch vụ) đã được ảo hĩa và cĩ thể dễ dàng tiếp cận và sử dụng. Nguồn tài nguyên này cĩ thể dễ dàng được điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu của người dùng để mang lại hiệu suất sử dụng tối đa, và phương thức “dùng bao nhiêu, trả bấy nhiêu” (pay-per-use) là cách mà người dùng sẽ dùng nguồn tài nguyên này với chất lượng được đảm bảo thống nhất với nhà cung cấp dịch vụ trong bản SLA giữa hai bên” - diễn giải (2) của giới khoa học. “ĐTĐM là mơ hình triển khai IT trên cở sở áp dụng ảo hĩa, trong đĩ tài nguyên (dưới dạng hạ tầng, hay ứng dụng, hay dữ liệu) được đưa đến người dùng qua mạng Internet như những ứng dụng được các nhà cung cấp dịch vụ cung cấp. Các dịch vụ này cĩ tính mềm dẻo, cĩ thể mở rộng theo nhu cầu của người dùng và được tính tiền theo phương thức “dùng bao nhiêu, trả bấy nhiêu” (pay-per-use) - diễn giải (3) của giới khoa học. Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 8 Những diễn giải về ĐTĐM ở trên đều đã nhắc tới những tính chất cơ bản của ĐTĐM từ nhiều khía cạnh khác nhau. Các từ khĩa cơ bản là “dịch vụ” “mạng Internet” “ảo hĩa” “dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu”. Hiểu một cách ngắn gọn “điện tốn đám mây là một mơ hình triển khai, dựa trên việc ảo hĩa các tài nguyên, về cơ sở hạ tầng, các ứng dụng và dữ liệu được triển khai thơng qua internet như là một dịch vụ phân phối bởi một hoặc một số nhà cung cấp dịch vụ. Những dịch vụ này được mở rộng theo yêu cầu và cĩ thể cần phải tốn chi phí trả cho mỗi lần sử dụng”. Từ gĩc nhìn cơng nghệ, hai yếu tố cơng nghệ cơ bản nhất của ĐTĐM là:  Kết nối mạng mọi lúc mọi nơi cho người dùng.  Ảo hĩa hạ tầng CNTT được sử dụng để cung cấp dịch vụ. Các dịch vụ mà ĐTĐM mang lại cho người dùng được truyền tải qua Internet và vì vậy kết nối mạng là nhân tố khơng thể tách rời với ĐTĐM. Người dùng của dịch vụ ĐTĐM trước hết phải được cung cấp khả năng nối mạng ổn định và liên tục với tốc độ đủ lớn. Trong thời đại cơng nghệ mạng và viễn thơng đang cĩ những bước tiến vựợt bậc như ngày nay, các cơng nghệ mạng LAN, WAN, cùng với những cơng nghệ truy nhập tốc độ cao như ADSL FTTH 3G 4G HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) đều đã đạt mức chín muồi nhất định để đáp ứng được nhân tố cốt lõi thứ nhất của dịch vụ ĐTĐM. Ảo hĩa - nhân tố cốt lõi thứ hai của dịch vụ ĐTĐM là biện pháp để hợp nhất nguồn tài nguyên hệ thống. Khi trong hệ thống IT cĩ nhiều thiết bị vật lý riêng rẽ độc lập với nhau về mặt vật lý (ví dụ các máy chủ, các tủ lưu trữ, các thiết bị mạng), áp dụng ảo hĩa sẽ giúp cho người dùng nhìn thấy một nguồn tài nguyên chung, duy nhất được hợp thành từ những thiết bị độc lập. Khơng những chỉ nhìn thấy, Người dùng/ứng dụng cịn được trao cho khả năng chia sẻ theo ý muốn nguồn tài nguyên hợp nhất đĩ mà khơng cần quan Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 9 t m đến vị trí vật lý thật sự của nguồn tài nguyên. Nĩi cách khác điều phối nguồn tài nguyên được tách rời khỏi hạ tầng vật lý và cĩ thể được xử lý linh hoạt theo yêu cầu. Việc kết hợp cơng nghệ ảo hĩa và hợp nhất giữa các trung tâm dữ liệu để tạo thành nguồn tài nguyên chung cung cấp dịch vụ cho người dùng thực ra đã được các nhà cung cấp dịch vụ như Amazon Google IBM Microsoft áp dụng từ một số năm trở lại đ y. Khái niệm và xu hướng ảo hĩa và hợp nhất, tối ưu hệ thống đã cĩ từ nhiều năm nay. Tuy nhiên đến ngày nay, những tiến bộ trong cơng nghệ ảo hĩa và hợp nhất tiếp tục mang lại những thành quả mới trong dich vụ và vì thế gĩp phần làm cho ĐTĐM trở thành một khái niệm chín muồi hơn. Một lần nữa, cĩ thể thấy rằng, xét trên khía cạnh cơng nghệ, ĐTĐM thật ra khơng phải là một sự đột phá về mặt bản chất vì ĐTĐM cĩ thể coi là sự tổng hợp của những cơng nghệ đã và đang tồn tại để cung cấp một số t nh năng mới. Ngồi hai nhân tố cơ bản là kết nối mạng và ảo hĩa, tất nhiên cịn cĩ các cơng nghệ và giải pháp liên quan khác cũng cần được quan tâm và phát triển cho các dịch vụ ĐTĐM. Chất lượng dịch vụ thể hiện qua hiệu năng hoạt động (performance), mức độ sẵn sàng của dịch vụ (service availability), vấn đề bảo mật dữ liệu và thơng tin của NSD khi họ tin tưởng giao phĩ cho nhà cung cấp dịch vụ ĐTĐM là những điểm nĩng vẫn đang thu hút sự đầu tư phát triển giải pháp của các nhà cung cấp dịch vụ hướng tới mảng thị trường ĐTĐM. II. Quá trình phát triển của điện tốn đám mây. Điện tốn đám m y cĩ thể được xem như là một sự đổi mới theo những cách nhìn khác nhau. Theo quan điểm cơng nghệ, nĩ là một tiến bộ của máy tính, áp dụng các khái niệm ảo hĩa để sử dụng phần cứng hiệu quả hơn. Tuy nhiên, một quan điểm khác theo hướng triển khai cơng nghệ thơng tin, điện tốn đám m y cĩ ý ngh a là “cĩ tiềm năng cách mạng hĩa” làm thế nào các tài nguyên máy tính và các ứng dụng được cung cấp cho các mơ Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 10 hình kinh doanh mới [1]. Điện tốn đám m y là một mơ hình điện tốn mới, do đĩ cần phản ánh sự phát triển của nĩ trong bối cảnh lịch sử máy tính. Trong phần này, sẽ cung cấp một bản tĩm tắt ngắn của lịch sử của điện tốn đám m y, nêu ra những lợi ích của điện tốn đám m y. Đồng thời trong phần này cũng mơ tả một mơ hình lớp của các thành phần cấu thành của điện tốn đám m y. 2.1. Từ máy tính đến điện tốn đám mây. Điện tốn đám m y là xu hướng quan trọng nhất trong nền cơng nghiệp cơng nghệ thơng tin. Ngay cả những nhà phê bình lớn nhất dường như đồng ý rằng: Điện tốn đám m y là một trong những thay đổi mơ hình quan trọng nhất của thập kỷ qua. Nhưng đĩ là tất cả và nĩ xuất phát từ đ u? Hình 2.1: Những mốc quan trọng của quá trình hình thành điện tốn đám m y. Điện tốn đám m y đã phát triển thơng qua một số giai đoạn trong đĩ bao gồm lưới điện và điện tốn tiện ích, cung cấp dịch vụ ứng dụng (Application Service Provider), và Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 11 phần mềm như dịch vụ (Software as a Service). Nhưng khái niệm bao quát về phân phối tài nguyên tính tốn thơng qua một mạng lưới tồn cầu bắt nguồn từ những năm sáu mươi. Các ý tưởng về một “mạng máy tính giữa các thiên hà” đã được giới thiệu trong một bài viết của JCR Licklider người chịu trách nhiệm tạo điều kiện cho sự phát triển của ARPANET vào năm 1969. Tầm nhìn của ơng đã cho phép mọi người trên tồn cầu được kết nối với nhau các chương trình truy cập và dữ liệu ở trang web nào, từ bất cứ nơi nào Theo giải th ch Margaret Lewis giám đốc tiếp thị sản phẩm của AMD. “Đĩ là một tầm nhìn cĩ vẻ rất giống như những gì chúng ta đang gọi điện tốn đám m y”. Bởi vì mỗi trang t nh cho mơi trường của chúng ta. Các chuyên gia khác thuộc tính khái niệm đám mây với máy tính nhà khoa học John McCarthy đã đề xuất ý tưởng về tính tốn được giao như là một tiện ích cơng cộng tương tự như các văn phịng dịch vụ mà ngày trở lại những năm sáu mươi. Kể từ những năm sáu mươi điện tốn đám m y đã phát triển cùng một số ngành, với Web 2.0 là sự phát triển gần đ y nhất. Tuy nhiên, kể từ khi cĩ Internet với băng thơng kết nối tăng lên đáng kể trong những năm 1990 điện tốn đám m y cho cơng chúng cĩ được một cái gì đĩ của một thành tựu phát triển. Một trong những cột mốc đầu tiên cho điện tốn đám m y là sự xuất hiện của Salesforce.com năm 1999 mà đi tiên phong trong khái niệm của các ứng dụng doanh nghiệp cung cấp thơng qua một trang web đơn giản. Cơng ty dịch vụ mở đường cho cả chuyên gia và các cơng ty phần mềm chính thống để cung cấp các ứng dụng trên Internet. Sự phát triển tiếp theo là Amazon Web Services trong năm 2002 trong đĩ cung cấp một bộ các dịch vụ dựa trên đám m y bao gồm lưu trữ, tính tốn và ngay cả trí tuệ nhân tạo thơng qua Amazon Mechanical Turk. Sau đĩ vào năm 2006 Amazon ra mắt điện tốn Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 12 đám m y Elastic Compute của nĩ (EC2) là một dịch vụ web thương mại cho phép các cơng ty nhỏ cá nh n thuê máy t nh mà trên đĩ để chạy các ứng dụng máy tính của mình. “Amazon EC2/S3 là một dịch vụ cơ sở hạ tầng điện tốn đám m y cĩ thể truy cập rộng rãi đầu tiên” Jeremy Allaire giám đốc điều hành của Brightcove. Brightcove chuyên cung cấp SaaS nền tảng video trực tuyến đến Vương quốc Anh đài truyền hình và báo chí. Một cột mốc lớn đã đến trong năm 2009 với Web 2.0 là bước tiến triển lớn, và Google và các cơng ty khác bắt đầu cung cấp các ứng dụng doanh nghiệp dựa trên trình duyệt, dịch vụ như Google Apps. “Sự đĩng gĩp quan trọng nhất để điện tốn đám m y đã được sự xuất hiện của ứng dụng sát thủ (killer apps) của các hãng cơng nghệ khổng lồ hàng đầu như Microsoft và Google. Khi các cơng ty này cung cấp dịch vụ một cách đáng tin cậy và dễ chấp nhận, hiệu quả thúc đẩy cho ngành cơng nghiệp các dịch vụ trực tuyến nhìn chung được chấp nhận rộng rãi hơn” ơng Dan Germain giám đốc cơng nghệ tại Cobweb Solution. Các nhân tố khác cũng rất quan trọng thúc đẩy rõ rệt sự phát triển của điện tốn đám mây bao gồm các lớn mạnh của cơng nghệ ảo hĩa, sự phát triển phổ cập của băng thơng tốc độ cao, và các tiêu chuẩn phần mềm cĩ t nh tương th ch tồn cầu, Jamie Turner, một nhà tiên phong điện tốn đám mây của Anh đã viết như vậy. Trong năm 2008 Nick Carr một chuyên gia cơng nghệ thơng tin cộng tác với nhiều tờ báo chuyên ngành uy t n thường nhận xét về sáng kiến mới của IBM được gọi là Dự án KittyHawk, dự án này đưa vào sử dụng cơng nghệ mới cĩ tên là Blue Gene. Dự án mong muốn tạo ra một “máy t nh quy mơ tồn cầu được chia sẻ cĩ khả năng lưu trữ tồn bộ Internet như là một ứng dụng”. Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 13 Các siêu máy tính cĩ thể mơ phỏng các máy chủ riêng lẻ nhỏ hơn nhiều (được ảo hĩa) để các doanh nghiệp của họ cĩ thể chuyển các ứng dụng cơng nghệ thơng tin của họ tới mơ hình mới này. Thay vì trung tâm dữ liệu (Data Centre) chỉ là nơi cung cấp đặt các máy chủ riêng, chúng cĩ thể bắt đầu cung cấp máy chủ ảo, dịch vụ, cho phép các mơ hình kinh doanh mới được triển khai. Trong quá khứ đã cĩ hai cách để tạo ra một siêu máy tính. Thứ nhất đĩ là cách tiếp cận mẫu Blue Gene, với cách tiếp cận này tạo ra một máy tính khổng lồ với hàng ngàn (hoặc hàng trăm ngàn) bộ vi xử lý (CPU). Cách tiếp cận khác, giống như Google là dùng hàng trăm thậm chí hàng ngàn máy tính nhỏ với chi phí thấp và kết nối chúng lại với nhau như một “chùm” (cluster) mà tất cả chúng đều làm việc với nhau như một máy tính lớn. Về cơ bản, các siêu máy tính cĩ nhiều bộ vi xử lý cắm vào một máy tính, chia sẻ bộ nhớ chung và vào/ra, trong khi cụm được tạo thành từ nhiều máy nhỏ hơn mỗi trong số đĩ cĩ chứa một số lượng t hơn các bộ vi xử lý, bộ nhớ trong và vào/ra. Các bài báo của Nick Carr đã làm một cơng việc tốt là khuấy động khái niệm này một lần nữa nhưng nĩ đã trở nên rõ ràng rằng khái niệm “The Cloud” đã cĩ sự phát triển đ y là một khái niệm cĩ nguồn gốc nằm trong l nh vực điện tốn lưới (grid computing) điện tốn bĩ/cụm (clustering computing). John Willis (một chuyên gia quản trị hệ thống doanh nghiệp 30 năm của Enterprise System Management/Information Technology) tìm cách „làm sáng tỏ‟ đám m y và nhận được một số ý kiến thú vị. James Urquhart (một chuyên gia cộng tác viên cho mạng CNET) là một người ủng hộ của điện tốn đám m y và ngh rằng đĩ giống thay đổi đột phá, một số người phủ nhận về điện tốn đám m y. Ơng cũng đã trả lời một số ý kiến chỉ trích luận điểm của mình. Bob Lewis, một trong những người phủ nhận điện tốn đám m y đã viết một vài bài viết về chủ đề này để thảo luận về các tranh cãi của Nick Carr. Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 14 Để thảo luận về một số vấn đề xung quanh khái niệm điện tốn đám m y cần ngh rằng điều quan trọng là đặt nĩ trong bối cảnh lịch sử. Nhìn vào tiền thân của điện tốn đám m y và những vấn đề gặp phải điều đĩ cho chúng ta những điểm tham chiếu để hướng dẫn qua những thách thức cần phải vượt qua trước khi nĩ được chấp nhận rộng rãi. Với các máy t nh trước kia đã được nhĩm với nhau để tạo thành một máy vi tính với hiệu năng lớn hơn. Đây là một k thuật phổ biến cho ngành cơng nghiệp và được sử dụng bởi nhiều bộ phận cơng nghệ thơng tin. K thuật này cho phép bạn thiết lập máy t nh để liên lạc với nhau bằng cách sử dụng các giao thức đặc biệt được thiết kế để cân bằng tải tính tốn trên máy. Với tư cách của người sử dụng, khơng cần quan tâm về những CPU chạy chương trình và các phần mềm quản lý bĩ đảm bảo rằng CPU vào thời điểm đĩ là “tốt nhất” được sử dụng để chạy chương trình. Đầu những năm 1990 Ian Foster và Carl Kesselman hai tác giả đã đưa ra một khái niệm mới của “The Grid” – điện tốn lưới. Tương tự như với mạng lưới điện nơi người dùng cĩ thể cắm vào lưới điện và sử dụng dịch vụ trả tiền theo số tiêu thụ. Nếu các cơng ty khơng cĩ các trạm điện của riêng, mà là truy cập vào một nguồn cung cấp của bên cung cấp điện thứ ba, vậy tại sao cĩ thể khơng giống nhau khi áp dụng đối với tài nguyên máy tính? Cắm vào một mạng lưới các máy tính và trả tiền cho những gì đã sử dụng. T nh tốn lưới mở rộng các k thuật của cụm, nhiều cụm độc lập hoạt động như một lưới do bản chất của chúng khơng được nằm trong một cùng một miền. Một chìa khĩa để quản trị điện tốn cụm cĩ hiệu quả đĩ là k thuật mà dữ liệu được nắm giữ cịn được gọi là “cư trú dữ liệu” (data residency). Các máy t nh trong điện tốn cụm thường được kết nối vật lý tới ổ đ a chứa dữ liệu cĩ ngh a là các CPU cĩ thể nhanh chĩng thực hiện các thao tác vào/ra. Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 15 Một trong những trở ngại cũng gặp phải trong điện tốn lưới ch nh là nơi dữ liệu cư trú. Do tính chất phân tốn của điện tốn lưới các nút tính tốn cĩ thể nằm bất cứ nơi nào trên thế giới. Khi tất cả các CPU đã sẵn sàng làm việc nhưng dữ liệu cần được xử lý trên CPU thực lai cĩ thể xa hàng ngàn dặm, gây ra sự chậm trễ (latency) giữa các lấy dữ liệu và xử lý. Các CPU cần phải được cung cấp điện năng và làm mát với khối lượng dữ liệu khác nhau tùy thuộc vào nhiệm vụ mà họ đang xử lý. Việc chạy một tiến trình xử lý dữ liệu chuyên sâu so với các nguồn dữ liệu khác nhau cĩ thể tạo ra một nút cổ chai trong việc vào/ra, gây ra chạy khơng hiệu quả, và ảnh hưởng đến khả năng kinh tế. Quản lý lưu trữ, bảo mật dữ liệu dự phịng và vận chuyển dữ liệu là vấn đề hĩc búa để cần giải quyết để mang lại thành cơng cho điện tốn lưới. Một bộ cơng cụ, gọi là Globus, được tạo ra để giải quyết những vấn đề này nhưng cơ sở hạ tầng phần cứng hiện tại vẫn khơng tiến triển đến một mức độ mà thật sự điện tốn lưới hồn tồn cĩ thể đạt được. Nhưng điều quan trọng hơn những hạn chế k thuật này, là cơng việc kinh doanh. Bản chất của điện tốn lưới hay điện tốn đám m y là doanh nghiệp phải di chuyển các ứng dụng và dữ liệu của nĩ đến một giải pháp bên thứ ba. Đĩ mới tạo ra rào cản rất lớn. Năm 2002 đã cĩ nhiều cuộc hội thoại dài với các chuyên gia lưới điện châu Âu – M , giữa các nhà cung cấp hàng đầu giải pháp điện tốn lưới. Họ mong muốn thúc đẩy cho khái niệm lưới với các tổ chức tài chính lớn, mặc dù các cơng ty đã cĩ những nguồn tài nguyên điện tốn cần thiết để xử lý các giao dịch từ nhiều ng n hàng nhưng thật khĩ thay đổi các quan niệm truyền thống và các rủi ro cĩ thể xảy ra với các tổ chức tài chính. Mỗi tổ chức tài chính nhất thiết cần biết rằng cơng ty cung cấp điện tốn lưới hiểu rõ nghiệp vụ của họ, khơng chỉ các danh mục đầu tư chạy các ứng dụng và cơ sở hạ tầng trên đĩ. Điều này đã được quan trọng đối với họ. Họ cần biết rằng hệ thống của họ hỗ trợ Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 16 bất cứ ai biết chính xác những gì tác động của thay đổi bất kỳ khả năng cĩ thể làm cho các cổ đơng của họ. Ngồi ra cịn các vấn đề khác cần phải đặt ra đĩ là an tồn dữ liệu và bảo mật. Đối với nhiều doanh nghiệp, dữ liệu là nhạy cảm nhất. Trao dữ liệu này sang bên thứ ba đơn giản là thật khĩ chấp nhận. Các ng n hàng đã rất th ch đi thuê các dịch vụ ngồi cho một phần dịch vụ của họ nhưng lại muốn được kiểm sốt của các phần cứng và phần mềm – về cơ bản muốn sử dụng các nguồn lực bên ngồi giống như là một phịng/ban nội bộ hỗ trợ nhân viên. Động lực giúp điện tốn lưới gia nhập s u hơn vào cung cấp dịch vụ đĩ là điện tốn đám m y. Điều này mang các khái niệm về điện tốn lưới và kết thúc tốt đẹp nĩ trong một dịch vụ được cung cấp bởi các trung tâm dữ liệu. Các dịch vụ cao cấp nhất của điện tốn đám m y của các hệ thống cung cấp dịch vụ là Amazon S3 (Simple Storage Service). Amazon cung cấp các giải pháp phát triển với một dịch vụ web để lưu trữ dữ liệu. Bất kỳ số lượng dữ liệu cĩ thể được đọc, viết hoặc đã bị xĩa trên một cơ sở trả cho mỗi lần sử dụng. Hãng EMC cũng cĩ kế hoạch cung cấp một dịch vụ dữ liệu để cạnh tranh với Amazon. Giải pháp của EMC muốn tạo ra một mạng lưới tồn cầu với mỗi trung tâm dữ liệu cĩ khả năng lưu trữ lớn. Họ cĩ cách tiếp cận rằng khơng ai cĩ thể đủ khả năng đặt tất cả các dữ liệu ở một nơi vì vậy dữ liệu như vậy được phân tán trên tồn cầu. Đám m y của họ sẽ theo dõi việc sử dụng dữ liệu, và nĩ sẽ tự động điều chỉnh dữ liệu để cân bằng tải các yêu cầu và lưu lượng truy cập Internet. 2.2. Mơ hình cung cấp dịch vụ của điện tốn đám mây. Các dịch vụ điện tốn đám m y cĩ thể được nhĩm lại thành ba loại mơ hình cung cấp sau: Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 17  Dịch vụ Phần mềm (SaaS, Sofware as a Service) Trong mơ hình này, các ứng dụng hồn chỉnh được cung cấp cho khách hàng dưới dạng dịch vụ được khách hàng yêu cầu. Trong trường hợp này, nhà cung cấp dịch vụ điện tốn đám m y chỉ phải triển khai trên đám m y một ứng dụng phần mềm dùng chung cho nhiều khách hàng, và khách hàng chỉ phải trả phí sử dụng theo thời gian và t nh năng mà họ yêu cầu. Như vậy, khách hàng hồn tồn khơng cần phải đầu tư đầu cho các máy chủ hoặc giấy phép phần mềm trong khi đối với các nhà cung cấp các chi ph được giảm xuống, vì chỉ cĩ một ứng dụng cần phải được tổ chức và duy trì. Hiện tại, những nhà cung cấp SaaS điển hình là Google, Salesforce, Microsoft, Zoho, v.v. Hình 2.2: Mơ hình cung cấp dịch vụ trong điện tốn đám m y.  Dịch vụ nền tảng (PaaS, Platform as a Service) Trong mơ hình này, một nền tảng phần mềm, hoặc mơi trường phát triển các ứng dụng được đĩng gĩi lại và cung cấp tới khách hàng như một dịch vụ. Khách hàng cĩ tồn Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 18 quyền sử dụng nền tảng được cung cấp để xây dựng các ứng dụng của riêng mình, chạy các ứng dụng đĩ trên hạ tầng của nhà cung cấp dịch vụ. Để đáp ứng yêu cầu quản lý và khả năng mở rộng các ứng dụng, các nhà cung cấp dịch vụ PaaS sẽ cung cấp các giải pháp tổng thể kết hợp các t nh năng được xác định trước của hệ điều hành và ứng dụng máy chủ, ví dụ như nền tảng LAMP (Linux, Apache, MySQL và PHP), J2EE, Ruby. Một số dịch vụ PaaS phổ biến và điển hình là Google‟s App Engine, Force.com, v.v.  Dịch vụ Cơ sở hạ tầng (IaaS, Infrastructure as a Service) Trong mơ hình này, nhà cung cấp dịch vụ cung cấp các phương tiện hoặc mơi trường lưu trữ, khả năng t nh tốn và các dịch vụ đã được chuẩn hĩa trên mạng. Máy chủ, hệ thống lưu trữ, thiết bị mạng, khơng gian trung tâm dữ liệu v.v. được cĩ thể được chia sẻ để dùng chung hoặc khơng tùy theo yêu cầu của khách hàng và luơn sẵn sàng xử lý tính tốn các khối lượng cơng việc. Trong mơ hình này thơng thường các khách hàng sẽ triển khai các phần mềm của riêng mình trên cơ sở hạ tầng được cung cấp. Một số nhà cung cấp dịch vụ điển hình thuộc loại này là Amazon, GoGrid, 3 Tera, vv. 2.3. Các mơ hình hạ tầng đám mây. Cĩ nhiều mơ hình hạ tầng đám m y mà các tổ chức doanh nghiệp và người dùng cĩ thể lựa chọn để triển khai hoặc thuê ứng dụng: đám m y riêng đám m y cơng cộng, hoặc đám m y kết hợp. Các nhà tích hợp dịch vụ đám m y và nhà cung cấp cĩ thể đĩng vai trị quan trọng trong việc xác định phương thức đúng đắn nhất trong việc tổ chức các mơ hình đám m y và tư vấn cho khách hàng các lựa chọn về đám m y.  Đám mây riêng: Đám m y riêng là mơ hình được xây dựng dành riêng cho một doanh nghiệp. Nĩ chú trọng đến các vấn đề bảo mật dữ liệu, vận hành, kiểm sốt… hơn so với đám m y cơng cộng. Cĩ hai biến thể đám m y riêng: Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 19 o Đám mây riêng bên trong: Đám m y riêng bên trong được tổ chức trong phạm vi của một trung tâm dữ liệu riêng của doanh nghiệp. Mơ hình này cung cấp tốt nhất các t nh năng đã được chuẩn hĩa cho đám m y nhất là t nh năng bảo mật nhưng mặt khác bị giới hạn ở khía cạnh của k ch thước và khả năng mở rộng. Ngồi ra cần phải đầu tư vốn ban đầu và các chi phí hoạt động cho các tài nguyên vật lý. Đ y là lựa chọn tốt nhất nếu doanh nghiệp thấy cần thiết phải cĩ sự chủ động hồn tồn đối với cấu hình và an ninh của hạ tầng mạng. o Đám mây riêng bên ngồi: Đám m y riêng bên ngồi được tổ chức bên ngồi doanh nghiệp bởi một nhà cung cấp điện tốn đám m y trong đĩ doanh nghiệp được nhà cung cấp bảo đảm đầy đủ các quyền riêng tư đối với đám m y. Điều này là lựa chọn tốt nhất cho các doanh nghiệp muốn cĩ một đám m y riêng nhưng khơng phải loại đám m y riêng bên trong và cũng khơng muốn chia sẻ các nguồn tài nguyên vật lý như trong mơ hình đám m y cơng cộng.  Đám mây cơng cộng: Đám m y cơng cộng được sở hữu và điều hành bởi một nhà cung cấp dịch vụ đám m y độc lập. Nĩ đem lại lợi ích kinh tế, cĩ thể là lớn nhất trong các mơ hình đám m y cho khách hàng, bởi chi phí về cơ sở hạ tầng được chia sẻ giữa một số lượng lớn người dùng. Mơ hình trả phí theo mức độ sử dụng này rất hấp dẫn đối với khách hàng cá nhân do cĩ chi phí thấp. Tất cả các khách hàng cùng chia sẻ một cơ sở hạ tầng với những cấu hình dịch vụ cơ chế bảo mật, và khả năng sẵn sàng khác nhau theo yêu cầu và do nhà cung cấp quản lý. Một trong những lợi thế của mơ hình đám m y cơng cộng là qui mơ lớn hơn nhiều so với đám m y riêng do đĩ cĩ thể được mở rộng quy mơ một cách dễ dàng, thơng suốt và liên tục theo yêu cầu của dịch vụ.  Đám mây kết hợp: Đúng như tên gọi, loại đám m y này kết hợp cả hai mơ hình điện tốn đám m y cơng cộng và riêng trong đĩ các nhà cung cấp dịch vụ cĩ thể sử dụng dịch vụ của một nhà cung cấp thứ 3 để làm tăng t nh linh hoạt của các Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 20 dịch vụ. Khả năng của một đám m y riêng cộng với các nguồn lực của một đám mây cơng cộng cĩ thể được sử dụng để xử lý một khối lượng cơng việc tăng đột biến khơng được dự t nh trước. Hình 2.3: Các mơ hình hạ tầng đám m y. 2.4. Lợi ích của điện tốn đám mây. Nĩi chung trong hầu hết các trường hợp, doanh nghiệp cần phải điều chỉnh lại chiến lược sử dụng hạ tầng cơng nghệ thơng tin để giảm chi phí sản xuất, và một trong các xu hướng được t nh đến là sử dụng mơ hình điện tốn đám m y với những lợi ch điển hình được liệt kê dưới đ y.  Giảm chi phí: Mơ hình điện tốn đám m y cĩ chi ph thấp hơn so với mơ hình sử dụng hạ tầng cơng nghệ thơng tin truyền thống vì phí sử dụng được trả theo dịch vụ và thời gian, mà khách hàng khơng phải đầu tư quá nhiều vào cơ sở hạ tầng và giảm được chi phí vận hành và bảo trì. Cịn trong trường hợp mơ hình điện tốn riêng thì chi ph ban đầu và chi ph định kỳ thấp hơn nhiều so với mơ hình hạ tầng cơng nghệ thơng tin truyền thống. Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 21  Tăng khả năng lưu trữ: Với cơ sở hạ tầng quy mơ lớn được do nhà cung cấp mang lại, việc lưu trữ và bảo trì khối lượng lớn dữ liệu cĩ thể được tiến hành dễ dàng. Việc tăng đột ngột khối lượng cơng việc cũng được xử lý hiệu quả vì các đám mây cĩ thể được mở rộng một cách dễ dàng và linh hoạt. Khách hàng cũng khơng phải quan t m đến các thay đổi trong cơng nghệ lưu trữ điều mà trước kia cĩ thể gây ra vấn đề khi cĩ chuyển đổi lớn về cơng nghệ và phương tiện lưu trữ đặc biệt đối với những khối lượng dữ liệu lớn.  Tăng tính linh hoạt: Tính linh hoạt cao là một yêu cầu vơ cùng quan trọng trong kinh doanh. Với các doanh nghiệp phải điều chỉnh nhanh khi điều kiện kinh doanh thay đổi, tốc độ cung cấp dịch vụ là rất quan trọng. Điện tốn đám m y nhấn mạnh vào việc đưa các ứng dụng và sản phẩm ra thị trường một cách nhanh chĩng, bằng cách sử dụng các modul xây dựng sẵn thích hợp nhất cho việc triển khai. 2.5. Cơng nghệ ảo hĩa trong điện tốn đám mây. 2.5.1. Giới thiệu. Ảo hố là cơng nghệ tiên tiến nhất trong một loạt các cuộc cách mạng cơng nghệ nhằm tăng mức độ ảo hĩa hệ thống cho phép tăng hiệu suất làm việc của máy tính lên một cấp độ chưa từng cĩ. Về mặt k thuật, ảo hĩa tách biệt người sử dụng và ứng dụng về những đặc tính phần cứng chuyên biệt của các hệ thống mà họ sử dụng để thực hiện các cơng việc của máy tính. Cơng nghệ này hứa hẹn mở ra một làn sĩng cách mạng phần cứng và phần mềm hồn tồn mới. Ví dụ về một ích lợi của ảo hĩa là đơn giản hĩa quá trình nâng cấp các hệ thống (trong một số trường hợp, khơng cần nâng cấp hệ thống), bằng việc cho phép người sử dụng nắm bắt được trạng thái của máy ảo (VM) và sau đĩ chuyển trạng thái đĩ trong tình trạng nguyên vẹn từ hệ thống cũ sang một hệ thống mới. Ngồi ra, ảo hĩa cũng hứa hẹn tạo ra khả năng điện tốn với hiệu quả cao hơn. Số lượng thực các bộ xử lý, bộ nhớ, và các nguồn lưu trữ … cần cĩ cho hệ thống ngày nay sẽ được điều chỉnh và quyết định bởi các t nh năng t nh tốn của ảo hĩa. Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 22 Ưu điểm lớn nhất mà ảo hĩa mang lại cho chúng ta là khả năng hợp nhất hàng loạt các server dịch vụ vào một server duy nhất. Thơng thường, các server chỉ sử dụng rất ít tài nguyên của hệ thống trong đĩ phần lớn là bộ vi xử lý và bộ nhớ. Điều đĩ cũng cĩ ngh a là chúng ta đang lãng ph tài nguyên và tăng chi ph cho những gì mà ta khơng cần. Việc triển khai hàng loạt các máy ảo (mỗi máy áo tương ứng với 1 dịch vụ) trên một server duy nhất sẽ nâng cao hiệu suất sử dụng tài nguyên hệ thống. Chính vì vậy, ảo hĩa ch nh là tương lai của điện tốn đám m y (cloud computing). Mặc dù khơng phải là bắt buộc nhưng những mơ hình “đám m y” sử dụng cơng nghệ ảo hĩa sẽ cĩ hiệu năng và t nh linh hoạt cao hơn nhờ cĩ khả năng chia sẻ các tài nguyên ảo thơng qua hệ thống mạng. Thực ra, chia sẻ tài nguyên khơng phải là cái gì mới mẻ nhưng bằng cách sử dụng ảo hĩa, chi phí triển khai hệ thống sẽ được giảm đáng kể và bên cạnh đĩ cịn đảm bảo được tính hiệu quả trong việc sử dụng các tài nguyên. Google, IBM và Microsoft là các ơng lớn đang trong quá trình tìm tịi khai phá những tiềm năng của l nh vực này. Một ví dụ của điện tốn đám m y ch nh là Microsoft Office Web Applications cĩ dạng một ứng dụng web miễn phí (kèm quảng cáo) 2.5.2. Các đặc điểm nổi bật. Dường như mọi nơi bạn đến người ta đều đang đang nĩi đến ảo hĩa. Các tạp chí cơng nghệ thổi phồng cơng nghệ này trên các mặt báo. Các phiên bản ảo hĩa luơn được đề cao trong các hội nghị cơng nghệ. Và các nhà cung ứng cơng nghệ mơ tả tại sao sản phẩm của họ lại tân tiến nhất trong cơng nghệ ảo hĩa. Tại sao ảo hĩa là chủ đề nĩng hổi như vậy? Cĩ 4 lý do để trả lời cho câu hỏi trên như sau:  Tối ưu hĩa cơng suất sử dụng phần cứng. Ngày nay, hệ thống máy chủ ở các trung tâm dữ liệu thường hoạt động với 10 hoặc 15% tổng hiệu suất. Nĩi cách khác, 85% hoặc 90% cơng suất của máy khơng được dùng Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 23 đến. Tuy nhiên, một máy chủ dùng chưa hết cơng suất vẫn chiếm diện tích sử dụng và hao tổn điện năng vì vậy chi phí hoạt động của một máy khơng được sử dụng đúng mức cĩ thể gần bằng với chi phí khi chạy hết cơng suất. Như vậy, quả thật là chúng ta đang lãng ph các tài nguyên của cả hệ thống. Hãy xem điều gì sẽ xảy ra? Với sự khơng ngừng cải tiến các đặc điểm hoạt động của phần cứng máy t nh máy t nh trong năm tới sẽ cĩ cơng suất gấp đơi máy t nh của năm nay (đ y là tương lai cĩ thể thấy trước được). Hiển nhiên, phải cĩ một cách nào đĩ hữu hiệu hơn để cơng suất của làm việc của máy tương ứng với tỷ lệ sử dụng và đĩ là những gì mà ảo hĩa cĩ thể làm được – bằng việc dùng một phần cứng duy nhất để hỗ trợ cùng một lúc nhiều hệ thống. Ứng dụng ảo hĩa, các cơng ty cĩ thể n ng cao đáng kể hiệu suất sử dụng phần cứng và sử dụng vốn hiệu quả hơn. Vì vậy đ y ch nh là lý do tại sao ảo hĩa giúp nâng cao cơng suất của máy tính lại khiến mọi người quan t m đến vậy.  Nhu cầu lưu trữ dữ liệu Các trung tâm dữ liệu đang dùng hết dung lượng của mình. Trong 20 năm qua các tài liệu kinh doanh đã và đang được chuyển từ dạng giấy tờ sang dạng điện tử. Đ y là quá trình số hĩa tài liệu. Sự xuất hiện của Internet đã thúc đẩy nhanh hơn nữa sự chuyển biến này. Các cơng ty muốn trao đổi trực tiếp với khách hàng và đối tác qua Internet. Đương nhiên việc này thúc đẩy việc các tài liệu kinh doanh được vi tính hĩa. Trong một thấp kỷ qua, ảnh hưởng của Internet khiến một số lượng lớn các máy chủ được đồng loạt đưa vào sử dụng tại các trung tâm dữ liệu để lưu trữ hệ thống tài liệu khổng lồ này và vấn đề của nĩ là: khả năng lưu trữ của cac trung tâm dữ liệu này đang cạn kiệt và sự gia tăng nhanh chĩng dữ liệu địi hỏi phương pháp lưu trữ dữ liệu mới. Những phương pháp này thường được gọi là ảo hĩa lưu trữ cĩ ngh a là việc lưu trữ này Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 24 cĩ khả năng được xử lý bởi bất kỳ một phần cứng độc lập nào. Với khả năng host cùng lúc các hệ thống khách trên một máy chủ vật lý duy nhất, ảo hĩa cho phép các cơng ty nâng cấp trung tâm dữ liệu do đĩ cắt giảm chi phí mở rộng dung lượng trung tâm dữ liệu. Đ y là lợi ích lớn nhất của ảo hĩa, vì chi phí xây dựng các trung tâm dữ liệu cĩ thể lên tới hàng chục triệu đơla.  Ứng dụng cơng nghệ xanh để đạt hiệu quả sử dụng năng lượng tốt hơn: Tác động của cuộc cách mạng xanh khiến các cơng ty đang tìm cách giảm lượng năng lượng tiêu thụ -- và một trong số những nơi họ nhận thấy cĩ thể làm được điều đĩ đầu tiên là các trung tâm dữ liệu. Để thấy rõ sự quan tâm của mọi người đến lượng năng lượng tiêu thụ trong các trung tâm dữ liệu, hãy xem xét thực tế sau: “Một cuộc nghiên cứu do một nhà khoa học thực hiện chỉ ra rằng trong những năm 2000 đến năm 2005, lượng năng lượng các trung tâm dữ liệu ở M tiêu thụ tăng đã gấp đơi. Hơn nữa, nhà khoa học này cũng dự đốn tới cuối thập niên này lượng năng lượng tiêu thụ sẽ tăng 40%. Lượng năng lượng các máy chủ ở trung tâm dữ liệu tiêu thụ và để làm mát chiếm khoảng 1,2% tổng năng lượng tiêu thụ ở M . Dựa trên kết quả của cuộc nghiên cứu Cơ quan bảo vệ mơi trường Hoa Kỳ (EPA) đã thành lập một nhĩm làm việc để xây dựng các tiêu chuẩn cho các kế hoạch và việc tiêu thụ năng lượng của máy chủ và áp dụng các tiêu chí “Ngơi sao năng lượng” (ES) mới cho các máy chủ sử dụng năng lượng hiệu quả. Do chi ph để vận hành các máy tính cùng với thực tế là nhiều máy tính chốn hết trung tâm dữ liệu và đang hoạt động với hiệu suất thấp, khả năng giảm số lượng máy chủ vật lý cĩ thể giúp cắt giảm rất đáng kể tổng chi ph năng lượng của các cơng ty.  Chi phí quản lý hệ thống rất lớn và ngày càng tăng: Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 25 Các máy khơng hồn tồn tự hoạt động. Mỗi máy chủ đều cần đến sự giám sát và cung cấp điện của hệ thống quản lý. Các tác vụ quản lý phổ biến của hệ thống bao gồm: giám sát trạng thái của phần cứng; thay các chi tiết phần cứng bị lỗi; cài đặt hệ điều hành (OS) và phần mềm ứng dụng; bảo trì và sửa chữa nhanh ứng dụng; quản lý các tài nguyên máy chủ then chốt như bộ nhớ và đ a; và sao lưu dữ liệu máy chủ sang các phương tiện lưu trữ để bảo mật và dự phịng. Như chúng ta cĩ thể tưởng tượng, những cơng việc này địi hỏi rất nhiều nhân lực. Để thuê những nhân viên quản trị hệ thống - người giữ cho các máy cĩ thể hoạt động tốt- khơng hề rẻ chút nào. Và khơng giống như các lập trình viên, các nhân viên quản trị hệ thống thường làm việc bên cạnh máy chủ, do họ cần xử lý phần cứng vật lý. Để kiểm sốt sự gia tăng chi ph điều hành, ảo hĩa mang lại cơ hội cắt giảm chi phí quản lý hệ thống bằng việc giảm số lượng máy tính cần được quản trị. Mặc dù, nhiều cơng việc liên quan đến quản lý hệ thống (hệ điều hành và ứng dụng sao lưu dự phịng) khơng thể thay đổi trong một mơi trường được ảo hĩa, rất nhiều tác vụ khơng cần phải thực hiện nếu các máy chủ vật lý chuyển sang ảo hĩa. Nĩi chung, ảo hĩa cĩ thể giảm thiểu phần lớn các yêu cầu quản lý. Do đĩ ảo hĩa trở thành sự lựa chọn tuyệt vời để giải quyết vấn đề tăng chi ph thuê nh n viên điều hành. III. Những nguyên lý sáng tạo được ứng dụng. 3.1. Nguyên lý phân nhỏ. Khi xây dựng một hệ thống phần mềm, các nhà phát triển đã ph n tách ra thành nhiều thành phần module hoặc service khác nhau, cùng chia sẻ tài nguyên. Với cơng nghệ ảo hĩa, thì mỗi thành phần cĩ thể được phát triển trên các máy ảo khác nhau, khi cần thì kết nối và chia sẻ tài nguyên. Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 26 Một ví dụ là về xây dựng một ứng dụng web: cơ sở dữ liệu được đặt trong một máy ảo server web đặt trong một máy ảo, việc phát triển lại được thực hiện trong một máy ảo riêng. 3.2. Nguyên lý tách khỏi. Với điện tốn đám m y người dùng khơng cịn phải trực tiếp cài đặt phần mềm hay lưu trữ dữ liệu trên thiết bị cá nhân vì tất cả đã được xử lý trên máy chủ và người dùng chỉ cần thơng qua Internet để truy cập và xử lý. Nhờ đĩ các máy t nh cá nh n hay smartphone, PDA khơng cần phải cĩ cấu hình quá mạnh hay cĩ khả năng lưu trữ nhiều mà chủ yếu chỉ cần cĩ thể kết nối Intenet, truy cập dữ liệu thơng qua trình duyệt. Trong cơng nghệ ảo hĩa để giảm thời gian khởi động hoặc tắt máy cũng như tăng hiệu suất thực thi một dịch vụ nào đĩ ta cĩ thể tách những dịch vụ khơng cần thiết phải chạy song song sang một máy ảo, và khi cần thì chỉ cần chạy máy ảo đĩ để kết nối đến. Một ví dụ cơ bản là khi lập trình phần mềm cĩ truy cập cơ sở dữ liệu, ta cĩ thể cài đặt cơ sở dữ liệu trong một hệ điều hành ảo như vậy khi máy thật khởi động hay đang chạy sẽ nhanh hơn vì khơng tốn tài nguyên cho dịch vụ của cơ sở dữ liệu mà khi nào cần sử dụng, chỉ cần chạy máy ảo và kết nối đến. 3.3. Nguyên lý cục bộ. Trong cơng nghệ ảo hĩa nguyên lý này được thực thi một cách rất rõ ràng: hệ thống phần mềm hay lưu trữ được phân tách ra làm nhiều module, và một module được phát triển trên một nền tảng hệ điều hành riêng biệt để tối ưu hĩa khả năng thực thi của chương trình. 3.4. Nguyên lý kết hợp. Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 27 Trong điện tốn đám m y người ta đã kết hợp được sức mạnh của cơng nghệ ảo hĩa, Internet băng thơng rộng và sự phát triển của viễn thơng với các cơng nghệ kết nối như Wifi 3G … để ngày càng cho ra đời những dịch vụ, phần mềm trực tuyến mạnh mẽ mà người dùng cĩ thể ở bất cứ đ u vào bất cứ thời điểm nào, dùng bất cứ thiết bị gì cĩ thể kết nối Internet đều cĩ thể truy cập và sử dụng. Trong cơng nghệ ảo hĩa, một máy chủ thật sẽ được cài đặt nhiều máy chủ ảo để thực thi những cơng việc khác nhau và cĩ thể dễ dàng kết nối, chia sẻ tài nguyên. 3.5. Nguyên lý chứa trong. Nguyên lý này được thể hiện rất rõ trong cơng nghệ ảo hĩa: bên trong một máy chủ vật lý sẽ được cài đặt nhiều máy chủ ảo để cĩ thể lưu trữ và xử lý những tác vụ chuyên biệt. 3.6. Nguyên lý thực hiện sơ bộ. Trong điện tốn đám m y chúng ta sử dụng những cơng nghệ lập trình hiện đại như Ajax Adobe Air Google Gear HTML5 … để xây dựng những thế hệ phần mềm mới cĩ thể chạy được trên mọi nền tảng trình duyệt hay hệ điều hành. Chính nhờ đĩ người dùng sẽ rất tiện lợi trong việc sử dụng dịch vụ bằng những thiết bị khác nhau. Trong cơng nghệ ảo hĩa, một hệ điều hành ảo được cấu hình thật hồn chỉnh cĩ thể mang qua lại nhiều máy vật lý khác nhau mà khơng cần chỉnh sửa lại hoặc chỉ cần cài đặt thêm những phần mềm cần thiết. Điều này rất thuận lợi và nhanh chĩng khi chúng ta muốn thiết lập một hệ thống mạng thực hiện những tác vụ khác nhau. 3.7. Nguyên lý dự phịng. Thất thốt dữ liệu là một trong những vấn đề nĩng bỏng nhất trong thế giới cơng nghệ hiện nay. Những nhà cung cấp dịch vụ điện tốn đám m y tin rằng với việc người dùng khơng lưu trữ bất kỳ dữ liệu nào trên máy cá nhân, mà tất cả được tập trung và xử lý trên Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 28 máy chủ của nhà cung cấp sẽ làm hạn chế tổn thất về dữ liệu vì nhà cung cấp sẽ cĩ nhiệm vụ và tập trung hơn trong việc đảm bảo an tồn. Thêm nữa, việc sử dụng các phần mềm nền web sẽ giảm thiểu khả năng xung đột giữa các phần mềm trong máy vì người dùng khơng cần phải cài đặt mà chỉ cần thơng qua trình duyệt để xử dụng các dịch vụ online. Trong cơng nghệ ảo hĩa người dùng dễ dàng tạo ra những máy chủ lưu trữ và backup thơng tin. Ví dụ chúng ta cĩ thể tạo ra 3 máy ảo khác nhau, một máy dùng để truy cập Internet, một máy khơng truy cập Internet mà chỉ nối mạng nội bộ để xử lý cơng việc, một máy khơng truy cập Internet mà chỉ nối mạng nội bộ để thực hiện việc backup dữ liệu. Điều này cĩ thể dễ dàng thực hiện mà khơng cần tốn thêm tiền để mua các máy vật lý cùng các thiết bị kết nối mạng. 3.8. Nguyên lý vạn năng. Nguyên lý này được thể hiện rõ nét trong cơng nghệ ảo hĩa. Trên một máy tính vật lý, người ta cĩ thể tạo nhiều máy ảo chạy những hệ điều hành khác nhau từ thơng thường đến server để thực hiện nhiều tác vụ cùng một lúc. Một ví dụ như sau: một máy tính thật cài hệ điều hành Windows 7, một máy ảo Linux Server để làm máy chủ web, một máy ảo Windows Server 2003 để cài đặt cơ sở dữ liệu, một máy ảo Windows XP để thử nghiệm và giải tr … điều này đặc biệt thuận lợi cho người dùng hoặc những cơng ty vừa và nhỏ muốn cĩ một hệ thống mạng để xử lý cơng việc và lưu trữ dữ liệu. Nhờ vậy chúng ta khơng cịn phải bận tâm quá nhiều đến việc mua bổ sung thêm những máy tính vật lý, đồng thời làm tăng hiệu suất hoạt động của máy lên nhiều lần. 3.9. Nguyên lý năng động. Trong điện tốn đám m y t nh linh động được thể hiện rất rõ. Dữ liệu được lưu trữ trên máy chủ của nhà cung cấp, chúng ta sử dụng các dịch vụ phần mềm nền web thơng qua Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 29 trình duyệt để thực hiện các tác vụ theo yêu cầu. Như vậy với bất kỳ thiết bị nào như máy vi tính cá nhân, smartphone, pda hay các thiết bị tân thời như máy t nh bảng, netbook, và ở bất cứ nơi nào vào thời gian nào thì chỉ cần kết nối Internet là cĩ thể truy cập dịch vụ. Khơng chỉ như thế, thế hệ web mới cịn kết nối tất cả mọi người, cùng chia sẻ dữ liệu, chỉnh sửa thơng tin, thực hiện cơng việc cùng lúc một cách dễ dàng. Chúng ta cĩ thể thấy qua ví dụ sau: một người đi du lịch, chụp hình phong cảnh bằng smartphone, lập tức bức ảnh được đánh dấu vị trí và thời gian được post lên trang web chia sẻ ảnh đồng thời thơng báo đến cho tất cả bạn bè đang kết nối, và họ ngay lập tức bình luận hay nĩi chuyện ngay trên trang web đĩ. Trong cơng nghệ ảo hĩa, chúng ta tạo một máy ảo và thiết lập cấu hình chuẩn, khi cần cĩ thể chép vào USB và mang qua lại các máy thật vật lý khác nhau hoặc cĩ thể nhân bản ra nhiều máy ảo giống nhau để thực nghiệm. Chúng ta thực hiện điều đĩ dễ dàng và nhanh chĩng, khơng cần chú t m quá đến cấu hình của máy thực vật lý cũng như việc cài đặt driver điều khiển thiết bị. 3.10. Nguyên lý hữu hiệu. Trong cơng nghệ ảo hĩa, các hệ thống trung tâm máy chủ phải chạy liên tục 24/24 vì người dùng ở khắp nơi trên thế giới, khơng cùng thời điểm đều cĩ thể truy cập dịch vụ web và xử lý thơng tin. 3.11. Nguyên lý rẻ thay cho đắt. Trong điện tốn đám m y các dịch vụ được cung cấp theo nhiều phiên bản khác nhau. Với người dùng thơng thường cĩ thể dùng phiên bản miễn phí hoặc giá rẻ tuy phải chịu một số phiền phức như dung lượng lưu trữ, quảng cáo. Người dùng cao cấp hơn hoặc cơng ty cĩ thể sử dụng theo thuê bao hàng tháng hoặc hàng năm với chất lượng tốt hơn. Tuy vậy, với sự phát triển như vũ bão hiện nay của cơng nghệ, thì sự cạnh tranh giữa Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 30 những nhà cung cấp dịch vụ càng lớn, vì thế rất nhiều website cung cấp dịch vụ miễn phí mà chất lượng rất cao ra đời đáp ứng nhu cầu của đại đa số người dùng. Với cơng nghệ ảo hĩa người dùng thơng thường hoặc cơng ty vừa và nhỏ cĩ thể giảm thiểu chi phí phải trả cho việc thiết lập hệ thống mạng hoặc máy chủ thay vào đĩ chỉ cần đầu tư một máy chủ vật lý tốt và trên đĩ cĩ thể cài đặt nhiều hệ thống máy chủ khác đáp ứng tốt nhu cầu cơng việc. 3.12. Nguyên lý thay thế sơ đồ cơ học. Với điện tốn đám m y người dùng thơng thường khơng cần phải quá để t m đến việc đầu tư phần cứng để lưu trữ dữ liệu và xử lý cơng việc. Tất cả mọi thứ đã được lưu trữ trên máy chủ của nhà cung cấp dịch vụ web. Bằng cách này, nhiều người cĩ thể truy cập và chia sẻ dữ liệu cùng nhau. Trong tương lai một viễn cảnh được đưa ra là người dùng chỉ cần một thiết bị cài sẵn trình duyệt, khơng cần ổ cứng, kết nối Internet và truy cập, xử lý dữ liệu từ bất kỳ đ u. Trong cơng nghệ ảo hĩa, nếu như trước kia, mỗi hệ điều hành cần phải cài trên một máy vật lý riêng biệt, thì giờ đ y chỉ cần một máy tính vật lý cĩ thể chạy nhiều hệ điều hành cùng lúc. Trong tương lai ngay cả điện thoại thơng minh cũng cĩ thể khởi động cùng lúc nhiều hệ điều hành. IV. Một số ứng dụng sáng tạo mới với Cloud Computing. 4.1. Thay máy tính bằng điện thoại thơng minh (smartphone) và máy tính bảng. Hiện nay, máy t nh để bàn và máy t nh xách tay đã dần mất vị thế của chúng. Thay vào đĩ điện thoại thơng minh ngày càng vượt trội hơn thơng qua các đám m y trong khi đĩ máy tính bảng đã thực sự thu hút và phát sinh lợi nhuận trong các ngành như khách sạn và giáo dục [2]. Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 31 Theo ơng Daniel Barreto – một nhà cung cấp các giải pháp điện tốn đám m y trên điện thoại di động tại Wyse Technology thì: “Với một người làm việc phải thường xuyên di chuyển thì việc mang theo máy tính xách tay của họ quả là một sự bất tiện lớn. Nếu bạn cĩ thể truy cập vào máy t nh để bàn của bạn từ các đám m y thơng qua một điện thoại hoặc máy tính bảng, điều này sẽ gây ra rắc rối t hơn rất nhiều cho những người luơn luơn trên đường đi. Ngồi ra khơng cĩ giới hạn bảo mật trong thiết bị bị đánh cắp hoặc thất lạc, bởi vì khơng cĩ một thơng tin nào từ máy t nh được lưu trên điện thoại”. Một ứng dụng sáng tạo mà Wyse tạo ra nhằm thay thế máy tính xách tay bằng các thiết bị di động thơng minh thơng qua dịch vụ PocketCloud của nĩ. PocketCloud là một dịch vụ máy tính từ xa nhằm cung cấp tất cả mọi thứ từ máy t nh đến điện thoại thơng minh hoặc máy tính bảng của bạn bằng cách lưu trữ tất cả mọi thứ trong đám m y. Khách hàng của PocketCloud bao gồm EMC và CA. 4.2. Giải pháp Iveda trong video giám sát 2. Giải pháp của Iveda là tận dụng các đám m y để cung cấp các video giám sát di động với một mức giá thấp hơn các hệ thống thơng dụng trước đĩ. Theo ơng Jason Benedict – giám đốc maketing của Iveda Solutions thì “Sử dụng điện tốn đám m y là một cách tốt để tăng cường video giám sát của bạn đặc biệt là trong trường hơp các video này từ các vị tr địa lý hoặc các cơ sở khác nhau. Thay vì chạy DVRs và NVRs, video tại trung tâm lưu trữ dữ liệu Tier-4 của chúng tơi và người dùng truy cập nĩ bằng cách sử dụng một trình duyệt Web”. Video sau đĩ cĩ thể được truy cập bởi bất kỳ thiết bị hỗ trợ Internet, bao gồm cả điện thoại thơng minh và các thiết bị thơng minh khác. Giải pháp Iveda đã triển khai hệ thống của nĩ trên xe bus và trong khuơn viên trường học, trong cơng viên ở 2 Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 32 Arizona để chống graffiti và bán phá giá bất hợp pháp, và tại các s n golf để chống lại sự phá hoại [2]. 4.3. Phát triển các game thực tế ảo (MMO). Cùng với sự phạt triển của Internet các trị chơi (game) trên internet ngày càng nhiều, sự hấp dẫn của game thực tế ảo (Massively Multiplayer Online, MMO) phát triển. Theo Strategy Analytics, doanh thu cho MMORPG (trực tuyến nhiều trị chơi nhập vai) đứng đầu 5 tỷ USD trên tồn thế giới trong năm 2009 tăng 17% từ năm 2008. Cơng ty nghiên cứu dự đốn rằng doanh thu sẽ đạt mức 8 tỷ USD vào năm 2014. Nếu một vài hạn chế của game thực thế ảo được giải quyết, những con số này cĩ thể tăng thêm nữa. Theo Richardson - Giám đốc điều hành của Ashima Arts, "Cách mà các chương trình cơ bản là song song từ máy chủ đến máy chủ cĩ ngh a rằng các trị chơi khơng thể giữ hơn 10.000 người". Các trị chơi giải quyết vấn đề này thơng qua "sharding" cĩ ngh a là chia các đối tượng chơi game thành các ph n đoạn. Bạn chỉ truy cập một mảng, duy nhất khu vực. Thay vì một thế giới "World of Warcraft", cĩ hàng trăm của thế giới riêng biệt. Những thế giới cũng cĩ xu hướng khơng tương tác - một cầu thủ cĩ thể khơng thực sự sử dụng giếng, chặt cây, hoặc nhập các tịa nhà nhất định bởi vì đ y là tất cả các đạo cụ đơn giản là giai đoạn. Để khắc phục những hạn chế của thế giới trị chơi ảo, Ashima Arts xây dựng một hệ điều hành MMO dựa trên khái niệm ảo hĩa và điện tốn đám m y. Các hệ điều hành Mirage biến mỗi tương tác của người chơi vào một giao dịch. Hệ điều hành này cĩ hồn tồn tự do để chạy các giao dịch trên bất kỳ các máy chủ đám m y của mình. "Điều này tạo ra cơ hội lớn cho các nhà thiết kế trị chơi để tạo ra thế giới ảo, mà trên thực tế thế giới, khơng cĩ giới hạn xấp xỉ". Hơn nữa các trị chơi sẽ cho phép bạn cĩ khả năng tương tác với hàng triệu người chơi trên tồn thế giới, chứ khơng bị hạn chế ở một mảnh khu Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 33 vực hoặc k năng cấp. Thậm chí nếu bạn chưa bao giờ chơi hoặc cĩ ý định chơi một game MMO các tác động đối với giáo dục đào tạo và hội thảo truyền thơng là hiển nhiên. V. Kết luận. Điện tốn đám m y là nền tảng cơng nghệ mới nhất trên đĩ x y dựng các dịch vụ trung tâm dữ liệu, hay cịn gọi là dịch vụ điện tốn đám m y giúp các tổ chức, doanh nghiệp, cá nhân cĩ thể sử dụng hiệu quả các dịch vụ cơng nghệ thơng tin tiên tiến thơng qua giảm chi ph đầu tư chi ph vận hành, bảo trì hạ tầng cơng nghệ thơng tin. Liên quan đến điện tốn đám m y cịn rất nhiều mảng cơng nghệ và chính sách cần được tiếp tục đào s u và phát triển. Những điểm nĩng cĩ thể kể ra bao gồm những vấn đề về bài tốn kinh tế của ĐTĐM và phương pháp thu ph dịch vụ tối ưu; đánh giá ảnh hưởng và sự liên quan giữa ĐTĐM và chiến lược IT chung của các tổ chức, doanh nghiệp; chất lượng dịch vụ (Quality of Services: QoS) và chất lượng trải nghiệm cho người dùng (Quality of Experience: QoE) trong ĐTĐM; các ch nh sách và cơng nghệ bảo mật trong ĐTĐM nhằm mang lại sự tin tưởng và an tồn cho dữ liệu trong mơi trường phân tán; vấn đề đĩn nhận cơng nghệ ĐTĐM của người dùng và phương pháp triển khai tối ưu; các vấn đề về quản lý dịch vụ ĐTĐM hành lang pháp lý cho mối hợp tác giữa các nhà cung cấp dịch vụ với người dùng, giữa các nhà cung cấp dịch vụ với nhau vv… Các vấn đề này sẽ quyết định sự phổ cập của các dịch vụ ĐTĐM trong tương lai gần và điều này khơng chỉ đúng cho thị trường Việt Nam mà cho cả các thị trường khác trên thế giới. Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Điện Tốn Đám Mây 2012 Page 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] M. Bưhm, S. Leimeister, C. Riedl, and H. Krcmar, "Cloud Computing and Computing Evolution," in Cloud Computing: Technologies, Business Models, Opportunities and Challenges. Germany, 2010. [2] J. Vance. (2010, Sep.) Datamation. [Online]. innovations.pdf [3] G. T. H. Kiếm, Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học. [4] P. Dũng Phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật. Nhà xuát bản TP.HCM, 1998. [5] V. C. Đàm Phương pháp luận nghiên cứu khoa học. Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội, 2001.