ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
________________
KHÓA LUẬN MÔN HỌC
GRID COMPUTING
ĐỀ TÀI: Grid Economics And e-Science
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS . Nguyễn Phi Khứ
Học viên thực hiện: Lương Trí Quân
MSHV: CH1101125
TP. HCM, năm 2013
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
Lời cảm ơn
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS. Nguyễn Phi Khứ đã truyền đạt cho
em những kiến thức thật bổ ích. Cảm ơn nhà trường đã tạo điều kiện cho em cùng các bạn trong
lớp có thể học tập và tiếp thu những kiến thức mới.
Em cũng chân thành cảm ơn các bạn trong lớp đã đoàn kết chia sẻ cho nhau những tài
liệu và hiểu biết về môn học để cùng hoàn thành tốt môn học này.
Mặc dù em đã cố gắng rất nhiều để hoàn thành tốt đề tài của mình, song do trình độ còn
nhiều hạn chế nên chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong được sự thông
cảm và mong sự góp ý, hướng dẫn tận tình của thầy.
TP.Hồ Chí Minh, Tháng 7 /2013
Học viên thực hiện
Lương Trí Quân
Lớp Cao Học Công Nghệ Thông Tin Khóa 6
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 2
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
MỤC LỤC
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 3
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, mạng lưới công nghệ đã nổi lên như một công cụ quan trọng

để giải quyết vấn đề tính toán chuyên sâu trong cộng đồng khoa học và trong ngành công
nghiệp. Để tiếp tục phát triển và áp dụng các công nghệ này, các nhà nghiên cứu và học viện từ
các ngành khác nhau đã hợp tác để sản xuất các chi tiết kỹ thuật tiêu chuẩn để thực hiện các quy
mô lớn, hệ thống điện toán lưới tương thích.
Có thể nói hệ thống điện toán lưới (Grid Computing) đã đem lại những ích lợi rất rộng
lớn. Nó tăng tốc độ xử lý để rút ngắn thời gian thu được kết quả. Từ đó cho phép tiết kiệm thời
gian và tài nguyên phục vụ cho việc giải quyết những vấn đề mà trước đó chưa được xử lý.
Điện toán lưới nâng cao năng suất và sự phối hợp công tác nghiên cứu khoa học cũng như trong
công nghiệp bằng cách cho phép các bộ phận và phòng ban phân tán ở nhiều nơi tạo ra các “tổ
chức ảo” để chia sẻ dữ liệu và tài nguyên. Điện toán lưới khiến cho hạ tầng hoạt động của tổ
chức linh hoạt hơn với việc cho phép truy nhập lập tức vào hệ thống tính toán và các kho dữ
liệu để “cảm nhận” và phản hồi kịp thời những yêu cầu. Triển khai Grid cũng góp phần tránh
được nguy cơ phân bổ tài nguyên không cân đối xảy ra rất phổ biến và tránh được các chi phí
phát sinh. Một ích lợi lớn khác của Grid là nó giải phóng các bộ phận quản lý CNTT khỏi gánh
nặng của việc quản lý các hệ thống không đồng nhất.
Trong khóa luận này sẽ trình bày tổng quan về điện toán lưới(grid computing) cũng như
tìm hiểu về Grid Economics và e-Science.
.
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 4
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN LƯỚI (GRID COMPUTING)
1. Định nghĩa
Điện toán lưới là gì: có rất nhiều định nghĩa về điện toán lưới (grid computing) từ các cá
nhân hay tổ chức khác nhau:
• Theo I.Foster “Grid là một loại hệ thống song song, phân tán cho phép chia sẻ, lựa
chọn, kết hợp các tài nguyên phân tán theo địa lý, thuộc nhiều tổ chức khác nhau dựa
trên tính sẵn sàng, khả năng, chi phí của chúng và yêu cầu về chất lượng dịch vụ của
người dùng để giải quyết các bài toán, ứng dụng có quy mô lớn trong khoa học, kỹ
thuật và thương mại. Từ đó hình thành nên các “tổ chức ảo” (Virtual Organization),
một liên minh tạm thời giữa các tổ chức và tập đoàn, nhằm liên kết với nhau để chia

sẻ tài nguyên và/hoặc kỹ năng nhằm đáp ứng tốt hơn các cơ hội kinh doanh hoặc các
dự án có nhu cầu lớn về tính toán và dữ liệu, và toàn bộ việc liên minh này dựa trên
các mạng máy tính. ”
• Theo Oracle: Điện toán lưới là việc liên kết nhiều máy chủ và thiết bị lưu trữ thành
một siêu máy tính nhằm tối ưu hóa được tính ưu việt của các hệ thống máy chủ cũng
như hệ thống ứng dụng, nhờ đó giảm thiểu đến mức thấp nhất chi phí.
• Theo IBM: Điện toán lưới là một môi trường tính toán ảo. Môi trường này cho phép
bố trí song song, linh hoạt, chia sẻ, tuyển lựa, tập hợp các nguồn tài nguyên hỗn hợp
về mặt địa lý, tùy theo mức độ sẵn sàng, hiệu suất, chi phí của các tài nguyên tính
toán và yêu cầu về chất lượng dịch vụ của người sử dụng.
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 5
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
• Một định nghĩa khác về điện toán lưới: môi trường điện toán lưới được hiểu như một
hạ tầng kết nối hệ thống máy tính, hệ thống mạng, hệ thống cơ sở dữ liệu được sở
hữu và quản lý bởi nhiều tổ chức, cá nhân nhằm cung cấp môi trường tính toán ảo
duy nhất với hiệu năng cao cho người sử dụng
2. Chức năng
2.1. Khai thác tài nguyên rảnh rỗi
Luôn có một lượng tài nguyên rất lớn không được sử dụng đúng mức. Các máy để bàn
rảnh rỗi nhiều hơn 95% tổng thời gian sử dụng của nó, thậm chí cả các server. Điện toán
lưới cung cấp các framework khai thác các tài nguyên rảnh rỗi, do đó làm tăng hiệu quả
sử dụng tài nguyên. Các tài nguyên rỗi không chỉ là các tiến trình của CPU, mà còn là
không gian lưu trữ không sử dụng.
2.2. Khả năng xử lý song song CPU
Ứng dụng được chia thành các phần độc lập chạy trên các máy khác nhau trong lưới.
Nếu chúng không phải trao đổi thông tin với nhau, tính “song song” của ứng dụng càng
nâng cao. Nó có thể nhanh hơn 10 lần nếu dử dụng 10 bộ vi xử lý. Tính song song còn
phụ thuộc vào thuật toán dùng để chia ứng dụng cho các CPU.
2.3. Ứng dụng
Muốn lưới hóa 1 ứng dụng phụ thuộc vào nhiều nhân tố. Không phải ứng dụng nào cũng

có thể thực thi song song được. Hơn nữa cũng không có 1 công cụ nào có thể chuyển
mọi ứng dụng bất kỳ sang thực thi trên lưới. Các ứng dụng đòi hỏi tính toán nhiều ngày
nay đều được thiết kế thực thi song song. Nên chúng có thể dễ dàng lưới hóa mặc dù
không tuân theo các chuẩn, giao thức của lưới.
2.4. Tài nguyên ảo và tổ chức ảo
Các tài nguyên được ảo hóa để để quản lý và khai thác. Có nhiều cách để mở rộng khả
năng lưu trữ dữ liệu trong lưới. Dữ liệu được sao lưu trên lưới, cụ thể là trên các máy có
khả năng sử dụng dữ liệu đó cao nhất. Việc lựa chọn máy lưu do các trình lập lịch phụ
trách. Chia sẻ không chỉ hạn chế trong file mà còn bao gồm rất nhiều tài nguyên khác
như thiết bị, phần mềm, dịch vụ, giấy phép…
Sự cộng tác các tài nguyên ảo và tổ chức ảo
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 6
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
2.5. Truy cập tài nguyên mở rộng
Lưới cung cấp truy cập đến các tài nguyên mở rộng. Ví dụ nếu người dùng muốn tăng
băng thông kết nối tới internet để thực hiện tìm kiếm khai phá dữ liệu. Công việc được
chia ra các máy trong lưới có kết nối internet độc lập, nên khả năng tìm kiếm được nhân
lên.
Grid còn có thể truy nhập đến những tài nguyên khác dưới dạng số hóa hoặc khả năng
lưu trữ, băng thông …
• Một người muốn tăng băng thông truy nhập Internet để thực hiện việc khai thác
dữ có thể phân chia giữa các máy trong mạng grid có đường truyền Internet
không phụ thuộc nhau.
• Người sử dụng máy tính không cài đặt phần mềm bản quyền có thể sử dụng
phần mềm bằng cách gửi công việc đến máy tính được cài phần mềm để yêu cầu
xử lý.
• Grid có thể chia sẻ những thiết bị, tài nguyên phức tạp như máy chuẩn đoán
bệnh hay robot hỗ trợ phẫu thuật.
2.6. Cân bằng trong sử dụng tài nguyên
Lưới tổ chức các tài nguyên đóng góp bởi các thành viên thành tài nguyên ảo lớn hơn rất

nhiều. Khi ứng dụng được lưới hóa, để cân bằng tài nguyên, lưới sẽ lập lịch công việc
thực hiện trên các máy sử dụng ít. Khi có một tác vụ lớn đòi hỏi nhiều tài nguyên tính
toán, các tác vụ này được chia sẻ ra các máy rỗi, hoặc nếu không có máy rỗi, các công
việc có mức độ ưu tiên thấp hơn sẽ bị hoãn, hoặc hủy bỏ để giành tài nguyên cho các tác
vụ có mức độ ưu tiên cao hơn.
Theo đó chức năng cân bằng có thể được thực hiện theo 2 cách sau:
• Những điểm quá tải được đưa đến những máy rỗi trên mạng lưới.
• Nếu toàn mạng lưới đều đang trong trạng thái xử lý, thì những công việc có độ ưu
tiên thấp phải tạm ngừng nhường cho những công việc khác có độ ưu tiên cao.
Cân bằng trong sử dụng tài nguyên
Một lợi ích khác khi dùng Grid là cân bằng tải. Khi một công việc liên lạc với một công
việc khác, với Internet , hoặc các tài nguyên khác, Grid có thể lập lịch cho chúng để có
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 7
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
thể giảm thiểu tối đa lưu lượng đường truyền cũng như khoảng cách truyền. Điều này
giúp Grid có thể giảm thiểu tắc nghẽn mạng.
2.7. Độ tin cậy
Các hệ máy tính truyền thống thường sử dụng các phần cứng đắt tiền để gia tăng độ tin
cậy. Các công nghệ này dựa trên bộ kép các mạch phần cứng để đảm bảo độ tin cậy, vì
thế mức giá của chúng là ở trên trời. Chúng ta sử dụng cách tiếp cận khác để đạt độ tin
cậy, dựa trên kỹ thuật phần mềm. Hệ thống lưới nằm phân tán địa lý, và có giá thành
hợp lý. Nếu 1 nơi mất điện, các phần khác của lưới không bị ảnh hưởng. Phần mềm
quản lý lưới tự động sắp xếp lại công việc khi phát hiện lỗi. Các công việc quan trọng,
các bản sao của chúng được chạy cùng lúc trên nhiều máy, kết quả được đem ra so sánh
để phát hiện các lỗi như sai lệch dữ liệu, hỏng hóc phần cứng.
Trong hệ thống lưới có những tài nguyên tính toán đắt tiền, chúng cung cấp độ tin cậy
cao cho những bài toán thực hiện trên chúng.
Hệ thồng lưới cũng cung cấp khả năng lập lịch lại, phân bổ lại công việc nếu có lỗi xảy
ra.
Nếu cần, một công việc có thể được chạy đồng thời trên nhiều nút, cho nên việc xảy ra

lỗi ở một nút sẽ không làm ảnh hưởng đến kết quả của công việc đó.
2.8. Quản lý
Mục đích của ảo hóa là giúp quản lý dễ dàng các tài nguyên nằm phân tán. Bộ phận
quản lý sẽ chỉ quan tâm đến số lượng và cách sử dụng tài nguyên. Các dự án cổ điển,
phải tự chịu trách nhiệm về tài nguyên phần cứng và cách thức sử dụng. Với điện toán
lưới, có sự hỗ trợ để chia sẻ sự dư thừa tài nguyên ở 1 dự án này sang cho dự án khác.
Tùy điều kiện, người quản trị thay đổi quy tắc để các nhóm có thể chia sẻ hoặc cạnh
tranh tài nguyên. Việc nâng cấp hay bảo trì dự án trên lưới cũng rất dễ dàng. Kiến trúc
và các thành phần chính của một hệ thống điện toán lưới
3. Kiến trúc của hệ thống điện toán lưới
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 8
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
Lưới được xây dựng trên nền tảng kiến trúc mở và phân tầng. Trong mỗi tầng của lưới, các
thành phần chia sẻ những thuộc tính chung và được bổ sung những tính năng mới mà không
làm ảnh hưởng đến các tầng khác, kiến trúc điện toán lưới bao gồm 5 tầng:
Kiến trúc 5 tầng của Grid
3.1. Tầng chế tác(Fabric layer)
Bao gồm các tài nguyên cục bộ phân tán trên mạng, chúng bị ràng buộc bởi cơ chế quản
lý tài nguyên và cơ chế thẩm tra.
• Tài nguyên tính toán: cho phép kiểm soát, điều khiển việc thực thi công việc.
• Tài nguyên lưu trữ: dùng để lấy về/tải lên các tập tin, cho phép đọc một phần tập tin
hoặc chọn lọc dữ liệu từ tập tin ở xa.
• Tài nguyên mạng: là môi trường mạng truyền thông.
• Các kho mã nguồn: là nơi quản lý tất cả các loại tài nguyên và các phiên bản của mã
nguồn.
3.2. Tầng kết nối (Connectivity layer)
Tầng này đóng vai trò rất quan trọng, nó gồm các giao thức xác thực và truyền thông.
Truyền thông bao gồm việc truyền thông tin, định tuyến và đặt tên.
Những giao thức này tương tự các giao thức IP, TCP, UDP trong bộ giao thức TCP/IP
và các giao thức tầng ứng dụng như DNS, OSPF, RSVP…Vấn đề bảo mật được giải

quyết bằng giải pháp xác thực như:
• Cơ chế đăng nhập một lần (Single Sign On): cho phép người dùng chỉ cần đăng nhập
vào mạng lưới một lần duy nhất cho tất cả các truy cập các tài nguyên được phép
trong tầng chế tác cho đến khi kết thúc đăng nhập.
• Cơ chế ủy quyền (Delegation, Proxy): người dùng có thể ủy quyền truy cập tài
nguyên hợp pháp lại cho một chương trình trong một khoảng thời gian xác định.
Chương trình này cũng có thể ủy quyền có điều kiện một phần các tập quyền của nó
cho chương trình con khác.
• Cơ chế tích hợp đa giải pháp bảo mật địa phương (Integration with various local
security solutions): cơ chế bảo mật mạng lưới phải có khả năng giao tiếp trong với
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 9
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
các cơ chế bảo mật địa phương mà không yêu cầu thay thế toàn bộ các giải pháp bảo
mật hiện có, nhưng cần có cơ chế ánh xạ bảo mật trong các môi trường cục bộ khác
nhau.
• Cơ chế quan hệ tin tưởng dựa trên người dùng (User-based Trust Relationships):
người dùng có thể sử dụng các loại tài nguyên có được từ sự kết hợp của nhiều nhà
cung cấp khác nhau.
3.3. Tầng tài nguyên(Resource layer)
Tầng này được xây dựng trên nền tảng sẵn có của tầng kết nối. Những giao thức trong
tầng tài này sẽ gọi các chức năng trong tầng chế tác để truy cập và sử dụng các loại tài
nguyên cục bộ.
• Giao thức thông tin (Information protocol): cho phép lấy các thông tin về cấu trúc,
tình trạng của một loại tài nguyên nào đó trong mạng lưới.
• Giao thức quản lý (Management protocol): dùng để sắp xếp quản lý thứ tự các truy
cập đến các tài nguyên được chia sẻ.
3.4. Tầng kết hợp(Collective layer)
Trong khi tầng tài nguyên chỉ cho phép truy cập đến một loại tài nguyên đơn thì tầng kết
hợp lại chứa các giao thức và dịch vụ cho phép giao tiếp giữa các tài nguyên trong mạng
lưới. Tầng này bao gồm các dịch vụ chính như sau:

• Các dịch vụ thư mục (Directory Services): cho phép tìm hiểu sự tồn tại cũng như
thuộc tính của các nguyên như loại tài nguyên, tính khả dụng …
• Các dịch vụ cấp phát chung, lập lịch, môi giới (Co-allocation, Scheduling & Broker
Services): cho phép gửi yêu cầu đến một hay nhiều máy chủ cho mục đích cấp phát,
lập lịch và môi giới tài nguyên tương ứng.
• Các dịch vụ giám sát và dự báo (Monitoring and Diagnostic Services): cho phép hệ
thống hỗ trợ kiểm soát tài nguyên trong lưới.
• Các dịch vụ nhân bản dữ liệu (Data Replication Services): hỗ trợ việc quản lý lưu trữ
tài nguyên, giúp việc truy cập tài nguyên lưới trở nên dễ dàng hơn
• Các hệ hỗ thống trợ lập trình lưới (Grid-enable Programming Systems): gồm các thư
viện lập trình.
• Hệ thống quản lý tải và môi trường cộng tác (Workload Management System &
Collaboration Framework): cung cấp các đặc tả, quản lý tính đồng bộ, đa luồng, đa
thành phần… trong các tiến trình tính toán.
• Dịch vụ tìm kiến phần mềm (Software Discovery Service): hỗ trợ tìm kiếm và lựa
chọn phần mềm cài đặt và làm nền tảng cho mạng lưới.
3.5. Tầng ứng dụng(Application layer)
Tầng ứng dụng bao gồm các ứng dụng được phát triển trên môi trường lưới như: Các
ứng dụng sinh học, vậy lý, thiên văn, tài chính…
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 10
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
Người sử dụng có thể tương tác với lưới thông qua tầng ứng dụng một cách trong suốt
mà không nhận biết được sự có mặt của các tầng khác trong lưới.
Chi tiết kiến trúc của Grid
4. Các thành phần nòng cốt của một hệ thống điện toán lưới
4.1. Bảo mật
Là cơ chế đảm bảo các hoạt động như xác thực, cấp quyền, bảo mật-toàn vẹn dữ liệu và
tính sẵn sàng của dữ liệu. Các thành phần tham gia vào lưới lại chịu tác động của chính
sách cục bộ trong phạm vi của mỗi thực thể tham gia lưới. Cơ chế bảo mật trên lưới cho
phép tổ chức ảo dùng chung một phần chính sách với các tổ chức khác nhau.

Giải pháp tải chồng các chính sách như trên bắt buộc bảo mật lưới phải đảm bảo:
• Hỗ trợ nhiều cơ chế bảo mật khác nhau khởi tạo động các dịch vụ;
• Thiết lập động các miền chứng thực tin tưởng.
Các chính sách bảo mật trong môi trường lưới:
• Môi trường lưới bảo mật đa miền: tập trung điều khiển các tương tác liên miền,
ánh xạ hoạt động liên miền với các chính sách bảo mật địa phương
• Hoạt động lưới hạn chế trong đơn miền quản trị: các hoạt động đa miền phải tuân
theo chính sách bảo mật địa phương trên miền quản trị đơn
• Các chủ thể toàn cục và cục bộ đều tồn tại, tại mỗi miền quản trị đơn đều tồn tại
hai chủ thể
• Chứng thực đa phương: hoạt động giữa các thực thể trong các miền tin tưởng
khác nhau đòi hỏi phải có chứng thực đa phương
Yêu cầu bảo mật trong lưới:
• Xác thực, đăng nhập (Authentication): thẩm định tính hợp lệ của người được khai
báo và định danh người này là ai.
• Quyền hạn (Access Control): đảm bảo mỗi người dùng chỉ sử dụng các tài
nguyên, dịch vụ được phép
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 11
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
• Toàn vẹn dữ liệu: đảm bảo dữ liệu không bị thay đổi hay bị xóa đi bởi người
không có thẩm quyền.
• Bảo mật dữ liệu: Các thông tin nhạy cảm cần đảm bảo không bị phát hiện bởi
những người khác.
• Quản lý khóa: liên quan đến các vấn đề cấp phát khóa, xác thực, tạo ra phiên bản
bảo mật.
Mã hóa:
• Mã hóa đảm bảo thông tin được mã hóa không thể sử dụng được nếu không có
khóa giải mã.
• Các khóa dùng để mã hóa (và cũng để giải mã) thường được phát sinh một cách
ngẫu nhiên

Kỹ thuật mã hoá (cryptography)
• Mã hoá (encryption): chuyển thông tin thành dạng khác mà chỉ có người gửivà
người nhận hiểu được bằng cách giải mã (decryption).
• Khoá (key): thông tin sử dụng để mã hoá hay giải mã
– Khoá đối xứng (symmetric); khoá chia sẻ (shared): cả người gửivà người
nhậncùng biết.
– Khoá công khai (public): khoá dùng để mã hoá được công khai
Bảo mật truyền thông trong môi trường lưới:
• GSI cho phép thực hiện bảo mật ở mức giao vận và mức thông điệp.
– Sử dụng bảo mật mức giao vận, toàn bộ truyền thông được mã hóa.
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 12
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
– Sử dụng bảo mật mức thông điệp thì chỉ nội dung của thông điệp SOAP được
mã hóa.
• Cả hai mức bảo mật này đều dựa trên khóa công khai, và do đó có thể đảm bảo
tính toàn vẹn, riêng tư và khả năng chứng thực.
• Toàn vẹn thường rất cần thiết, nhưng có thể bỏ qua. Mã hóa có thể được kích hoạt
để đảm bảo tính riêng tư.
Mã hóa đối xứng DES:
• DES: Data Encryption Standard
• Đưa ra bởi NIST (National Institute of Standard and Technology, US).
• Khoá (key) là một số nhị phân 56-bit; dữ liệu (data) là số nhị phân 64-bit.
• Mức độ an toàn của DES:
RSA Inc. 1997, msg = “Strong cryptography makes the world a safer place” ,
khoá 56-bit. giải mã bằng brute-force: 4 tháng.
Mã khóa công khai:
• Sử dụng khoá đối xứng (SKC):Khoá mã và khoá giải mã giống nhau (khoá bí
mật), người gửi và người nhận cần phải thoả thuận trước khoá bí mật. Nếu khoá
dùng chung được gửi qua mạng thì cũng có khả năng bị “ăn cắp”.
• Mã hoá sử dụng khoá công khai - Public Key Cryptography (PKC): Trên Grid, cả

2 phía xác thực thông qua khóa công khai được chứng nhận bởi CA. Vấn đề có
thể phát sinh nếu CA xác định nhầm định danh của một người, việc này có thể
xảy ra nếu kẻ giả mạo cung cấp đủ bằng chứng để yêu cầu CA cấp chứng chỉ,
hoặc do sự thiếu sót phía CA khi cấp phát chứng chỉ bị kẻ mạo danh lợi dụng. Vì
vậy, CA nên công khai chính sách của mình đề người dùng biết được họ hoạt
động như thế nào, và mức độ tin tưởng đến mức nào
– Mỗi bên (người gửi và người nhận) sử dụng một cặp khoá (khoá mã và khoá
giải mã). Khoá mã được công khai (PK - public key).
– Khoá giải mã là bí mật (SK - secret key; người gửi không cần biết khoá này
của người nhận), người gửi không cần biết khoá bí mật của người nhận.
• KB+ : khoá công khai (khoá mã) của Bob
• KB- : khoá bí mật (khoá giải mã) của Bob
• Alice chỉ cần biết KB+ để mã hoá thông điệp .
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 13
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
Chứng thực trong GSI là thao tác cung cấp cho mỗi thực thể một tên định danh duy nhất
bằng cách đưa ra khái niệm giấy ủy quyền lưới. Giấy ủy quyền lưới là một cặp giấy
chứng nhận và khóa mã hóa (khóa bí mật). Trong môi trường PKI, mỗi thực thể phải
trao quyền sở hữu khóa bí mật của mình để bảo đảm sự toàn vẹn của hệ thống. Giao
thức Secure Sockets Layer (SSL): Giao thức đa mục đích được thiết kế để tạo ra các
giao tiếp giữa hai chương trình ứng dụng trên một cổng định trước (socket 443) nhằm
mã hoá toàn bộ thông tin đi/đến. Ngày nay được sử dụng rộng rãi cho giao dịch điện tử
như truyền số hiệu thẻ tín dụng, mật khẩu, số bí mật cá nhân.
Giao thức SSL được hình thành và phát triển đầu tiên năm 1994 bởi nhóm nghiên cứu
Netscape hân (PIN) trên Internet.Giao thức SSL dựa trên hai nhóm con giao thức là giao
thức “bắt tay” (handshake protocol) và giao thức “bản ghi” (record protocol). Giao thức
bắt tay xác định các tham số giao dịch giữa hai đối tượng
Các ứng dụng trao đổi “số nhận dạng/khoá theo phiên” (session ID, session key) CA
của máy chủ. Ứng dụng máy trạm sử dụng các thông tin trong chứng chỉ điện tử để mã
hoá thông điệp gửi lại máy chủ mà chỉ có máy chủ đó có thể giải mã.

Sự ủy quyền và chứng thực:
• Các ứng dụng của người dùng có thể thay mặt họ trong môi trường lưới. GSI cho
phép người dùng ủy quyền giấy ủy nhiệm của mình để giao dịch các máy từ xa.
• GSI hỗ trợ cơ chế cho phép chuyển các tên định danh GSI của người dùng vào
trong các định danh địa phương (tài khoản của một người dùng Unix cục bộ).
• Việc chứng thực các định danh GSI sẽ chuyển về chứng thực các định danh địa
phương, cùng với việc đó, các chính sách đưa ra cũng nằm trong phạm vi cục bộ
như: quyền truy nhập file, dung lượng đĩa, tốc độ CPU,
Giấy ủy nhiệm:
• Trong môi trường lưới, người sử dụng cần được chứng thực nhiều lần trong
khoảng thời gian tương đối ngắn.
• GSI giải quyết vấn đề này với khái niệm giấy ủy nhiệm.
• Mỗi giấy ủy nhiệm sẽ hoạt động thay mặt người dùng trong một khoảng thời gian
ủy quyền ngắn hạn.
• Giấy ủy nhiệm có giấy chứng nhận và khóa bí mật riêng của nó, được tạo ra bằng
cách kí lên giấy chứng nhận dài hạn của người dùng.
Chứng thực trong môi trường Lưới:
• Mỗi đối tượng toàn cục được ánh xạ vào đối tượng cục bộ được coi như chúng đã
qua chứng thực địa phương trên đối tượng cục bộ đó
• Tất cả các quyết định điều khiển được đưa ra đều là cục bộ hay dựa trên cơ sở
của đối tượng cục bộ
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 14
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
• Có thể dùng chung tập giấy chứng nhận với các chương trình thay mặt cho cùng
một tiến trình, chạy trên cùng một chủ thể trong cùng một miền tin tưởng
Chữ ký điện tử:
• Chữ ký điện tử minh chứng một thông điệp được gửi bởi chính người gửi mà
không phải là do một kẻ giả mạo.
• Chữ ký điện tử có chức năng xác định dữ liệu có bị thay đổi hay không
• Chữ ký điện tử hoạt động dựa trên công nghệ public key, nó sử dụng digital

certificate để ký và mã hoá các tài liệu và giao dịch
• Nhiều luật được ban hành trên thế giới công nhận giá trị pháp lý của chữ ký điện
tử
Cơ chế quản lý quyền hạn:
• Cơ chế quản lý quyền hạn được thực hiện bằng cách tạo ánh xạ người dùng lưới
với người dùng cục bộ - cơ chế grid-map.
• Có nhiều công cụ quản lý quyền hạn được xây dựng nhằm giải quyết hạn chế của
grid-map khi tài nguyên tăng và người quản trị không thể quản lý được việc chia
sẻ tài nguyên
– CAS (Community Authorization Service)
– VOMS (Virtual Organization Management Service),
– PERMIS (Privilege and Role Management Infrastructure Standars Validation)
4.2. Quản lý tài nguyên
Lưới không giữ quyền điều khiển tuyệt đối đối với tài nguyên, phải phát triển phương
thức quản lý trên các vùng khác nhau. Các ứng dụng lưới yêu cầu sử dụng đồng thời
nhiều tài nguyên ở nhiều nơi khác nhau để hoàn thành công việc. Các tài nguyên lưới là
sự không đồng nhất, các tổ chức khác nhau có các chính sách quản lý tài nguyên khác
nhau. Mục đích của người dùng tài nguyên lại khác nhau hoặc thậm chí có thể mâu
thuẫn nhau.
Một thách thức đối với việc quản lý tài nguyên là bảo vệ tài nguyên, do hệ thống phân
tán khác nhau cả về vị trí địa lý và cách tổ chức, do đó với mỗi nơi, mỗi tổ chức sẽ có
các bảo vệ tài nguyên khác nhau.
4.2.1. Định vị tài nguyên lưới
Khi có yêu cầu của người dùng, bộ phận quản lý tài nguyên sẽ tìm tài nguyên từ
dịch vụ chỉ mục (Index Service) sau đó định vị tài nguyên đến một số nút cụ thể nào
đó trong lưới và tại các nút này thì tài nguyên sẽ được lập lịch sử dụng. Khi một
ứng dụng đang chạy, bộ phận quản lý tài nguyên cần theo dõi trạng thái tài nguyên
và thông báo trở lại cho bộ lập lịch và hệ thống kế toán. Khi có 2 yêu cầu được đệ
trình đến cùng lúc thì cả hai sẽ cùng được xử lý theo quy ước hoạt động của hàng
đợi. Khi một ứng dụng yêu cầu sử dụng tài nguyên mà hiện tại tài nguyên đó đang

phục vụ cho một ứng dụng khác thì nó sẽ được xếp vào hàng đợi cho đến khi tài
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 15
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
nguyên đó được sử dụng xong và sẵn sàng phục vụ. Môi trường lưới phân tán về địa
lý và tài nguyên lưới là không đồng nhất, nên để định vị đúng tài nguyên, ta cần
phải thiết kế một hệ thống quản lý tài nguyên phù hợp và phải chuyển sang hướng
tiếp cận đa tầng và tổ chức tài nguyên phi tập trung.
4.2.2. Vấn đề thương lượng tài nguyên lưới
Quá trình thương lượng tài nguyên Lưới dựa trên các giao thức để chuyển đổi các
lệnh giữa người sử dụng tài nguyên và các nhà cung cấp tài nguyên.
• Phía khách hàng kết nối với nhà cung cấp. Sau khi nhận được giá tài nguyên,
cả hai bên bán và mua sẽ tiến hành thương lượng.
• Khi thương lượng thành công, phía khách hàng sẽ yêu cầu ngừng kết nối và
sử dụng tài nguyên đó.
4.2.3. Hệ quản trị tài nguyên GRAM(Grid Resource Allocation Management)
Là dịch vụ được xây dựng trên cơ chế bảo mật GSI (Grid Security infrastructure),
nó đóng vai trò là bộ phận quản lý, phân chia tài nguyên trong toàn bộ hệ thống điện
toán lưới.
Kiến trúc của GRAM:
• Kiến trúc bên ngoài: Để có thể đệ trình một công việc lên một host, người
dùng sẽ thông qua các API (Application Programming Interface) của GRAM
Client để xác lập các thông tin về tài nguyên mà công việc cần đồng thờitạo
ra tiến trình mới. Những thông tin này sẽ đượcgửi đến người quản lý cổng
tương ứng. Người quản lý cổng sẽ xác thực những thông tin được gửi đến
dựa vào cơ chế bảo mật GSI. Nếu tất cả đều hợp lệ, người quản lý cổng sẽ
tạo ra một quản lý công việc để phục vụ cho công việc. Người quản lý công
việc sẽ phân tích kịch bản RSL (Resource Specification Language) do người
sử dụng gửi tới. Những kết quả phân tích được ngay lập tức được gửi tới các
nguồn tài nguyên cục bộ và tiến hành thực thi công việc. Bên cạnh đó, quản
lý công việc cũng sẽ tạo ra các tiến trình làm nhiệm vụ theo dõi và điều khiển

công việc trong suốt quá trình xử lý. Trong lúc công việc đang thực thi hay
đã thực thi xong, các nguồn tài nguyên cục bộ sẽ phải thường xuyên cập nhật
thông tin tài nguyên về cho MDS (Monitoring and Discovery Service). MDS
sau đó sẽ hiển thị những thông tin này cho phép người dùng xem xét và lựa
chọn nguồn tài nguyên nào thích hợp với công việc của mình.
• Kiến trúc bên trong: Để có thể thực thi một công việctừ xa, người quản lý
cổng GRAM phải được chạy trên một máy tính từ xa, lắng nghe ở một cổng
đượcquy định trước, công việc sẽ được thực thi trên máy tính từ xa đó. Việc
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 16
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
thực thi bắt đầu khi ứng dụng người dùng chạy trên máy cục bộ gửi yêu cầu
đến máy tính từ xa. Yêu cầu đó sẽ mang các thông tin về lệnh thực thi, luồng
vào, luồng xuất cũng như các thông tin về tên và cổng giao tiếp của máy tính
từ xa. Yêu cầu công việc sẽ được xử lý bởi người quản lý cổng GRAM, từđó
nó sẽ tạo ra một quản lý công việc tương ứng mà công việc yêu cầu. Lúc đó,
quản lý công việc sẽ theo dõi tình trạng thực thi công việc và chịu trách
nhiệm thông báo thông tin của công việc cho người sử dụng.
4.3. Quản lý dữ liệu
Quản lý dữ liệu là một phần quan trọng trong điện toán lưới cho phép truy nhập tài
nguyên trên lưới với khối lượng rất lớn. Quản lý dữ liệu phải đảm bảo được tính an toàn
và ổn định trong quá trình di chuyển dữ liệu giữa các nút trong mạng lưới để hỗ trợ quá
trình thực thi các công việc trong hệ thống điện toán lưới. GridFTP là giao thức truyền
tập tin giống như FTP hay truyền dữ liệu như HTTP. GridFTP là giao thức có hiệu năng
cao, an toàn và đáng tin cậy trên mạng Internet.
GridFTP
Giao thức GridFTP:
• Bảo mật theo chuẩn GSI trên các kênh điều khiển và kênh truyền dữ liệu
• Tạo lập và quản lý các kênh truyền dữ liệu song song, cho phép tăng tốc độ
truyền.
• Trao đổi từng phần tập tin dữ liệu, rất hiệu quả với các tập tin dữ liệu có dung

lượng lớn.
• Trao đổi dữ liệu với sự tham gia của phía thứ ba: cho phép chuyển tập tin trực
tiếp từ máy chủ tới máy chủ khi kênh điều khiển nằm trên máy chủ thứ ba
• Xác thực các kênh truyền dữ liệu
• Tái sử dụng các kênh truyền dữ liệu và dẫn truyền các lệnh điều khiển
Chức năng mở rộng từ FTP:
• GridFTP bao gồm một số chức năng trong giao thức FTP mở rộng và đã được
chuẩn hóa. Các chức năng mới so với FTP:
– Cơ sở hạ tầng bảo mật lưới và hỗ trợ Kerberos
– Điều khiển bởi đối tác thứ ba
– Truyền dữ liệu song song; phân đoạn và từng phần
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 17
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
– Tự động thương lượng vùng đệm TCP và có khả năng khởi động lại
• GridFTP server cài trên nút lưới cung cấp dịch vụ. GridFTP Client cài trên máy
khách, thực hiện gửi yêu cầu tới GridFTP server
Bộ thông dịch giao thức PI:
• Server PI có nhiệm vụ quản lý kênh điều khiển, trao đổi thông tin với máy khách.
• Trên máy chủ GridFTP, Server PI thường trú luôn lắng nghe cổng nào đó hoặc
một dịch vụ của hệ thống lắng nghe và khi nhận được yêu cầu chuyển tới Server
PI.
• Client PI và Server PI nói chuyện, Server PI thực hiện xây dựng mô tả cho quá
trình truyền dữ liệu.
• Khi nhận lệnh yêu cầu hoạt động liên quan tới DTP, Server PI gửi mô tả quá
trình truyền cho DTP, DTP tự thực hiện truyền dựa vào mô tả này.
Tiến trình truyền dữ liệu DTP:
• Mô-đun truy cập dữ liệu: chịu trách nhiệm đọc/ghi dữ liệu tới nguồn/đích. Giao
diện truy cập gồm các lệnh gửi, nhận, tạo, xóa, đổi tên, tính tổng, kiểm tra.
• Mô-đun xử lý dữ liệu: xử lý dữ liệu phía máy chủ: nén, co dãn, ghép nối các tệp.
Hiện tại chức năng xử lý dữ liệu được cài đặt cùng môđun truy cập dữ liệu.

• Mô-đun giao thức kênh dữ liệu: đảm nhiệm việc xử lý kênh dữ liệu, gồm các thao
tác nạp/gửi dữ liệu. Một máy chủ có thể hỗ trợ nhiều kênh truyền dữ liệu.
Bảo mật trong GridFTP:
GridFTP cung cấp việc chứng thực an toàn kênh điều khiển, đảm bảo tính toàn vẹn và bí
mật cho kênh dữ liệu. Cơ chế bảo mật của nó xây dựng trên nền GSI.
Phiên làm việc được thiết lập khi máy khách khởi tạo kết nối TCP tới cổng mà máy chủ
GridFTP server đang lắng nghe.
Quá trình chứng thực:
• Máy khách trình một giấy ủy nhiệm chứa thông tin về người dùng gồm định
danh, khóa công khai, tên nhà thẩm quyền…
• Máy chủ đưa ra một giấy chứng nhận riêng được cấp bởi nhà thẩm quyền mà
máy khách tin tưởng (Nếu quá trình kiểm tra thất bại, liên kết không được thiết
lập).
• Xác định quyền hạn truy cập của máy khách đối với dữ liệu trên máy chủ: máy
khách được ánh xạ với một người dùng cục bộ trên máy chủ.
• Thông tin ánh xạ được lưu trên máy chủ trong một tệp grid-mapfile.
• Kênh điều khiển được mã hóa để bảo đảm an toàn.
Dịch vụ định vị bản sao RLS:
• Mục đích tạo bản sao (caching) là để làm giảm trễ truy cập, tăng tính địa phương
của dữ liệu, tăng hiệu năng, khả năng mở rộng, và tính chịu lỗi của các ứng dụng
phân tán.
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 18
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
• Bản sao có tính chỉ đọc: RLS chỉ quản lý tệp không thay đổi hoặc thay đổi không
thường xuyên
• Phạm vi sử dụng: hệ thống phải có khả năng trải rộng và quản lý dữ liệu ớn
• Bảo mật: RLS quan tâm nhiều nhất tới bảo vệ tính riêng tư và toàn vẹn của thông
tin tồn tại và vị trí dữ liệu
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 19
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ

PHẦN II: GRID ECONOMICS
1. Giới thiệu Grid Economic
Khiếm khuyết lớn của các hệ thống middleware trên lưới là thiếu các dịch vụ nâng cao tính
kinh tế (economic-enhanced) mặc dù điện toán lưới đã xuất hiện trên dưới mười năm, trong
khi người dùng Grid cần đến những dịch vụ nâng cao tính kinh tế này để hưởng lợi từ những
đặc tính của Grid, đó là khả năng tính toán theo yêu cầu, dễ dàng tiếp cận các tài nguyên, chi
phí sở hữu thấp và một mô hình định giá sử dụng bên cạnh các đặc tính vốn là thế mạnh của
điện toán lưới chẳng hạn như giảm chi phí và sức mạnh xử lý tổng hợp cho các ứng dụng
tính toán hiệu năng cao.
Mặc dù có rất nhiều middleware trên lưới đã được thiết kế và phát triển, thế nhưng điện toán
lưới đã không được đưa lên đến mức dự kiến về mặt thương mại trong suốt vài năm qua.
Hiện nay, những ứng dụng của lĩnh vực này chủ yếu tập trung vào việc phục vụ nghiên cứu
khoa học, trong khi đó ứng dụng của lĩnh vực này ở các doanh nghiệp (nhất là các công ty
tin học) còn rất hạn chế. Cụ thể, các doanh nghiệp sử dụng công nghệ Grid chỉ để củng cố
nguồn lực công nghệ thông tin (CNTT) của họ, đem lại việc giảm chi phí. Chỉ trong một số
ít trường hợp, công nghệ Grid đang được sử dụng để cải thiện các quy trình làm việc trong
một doanh nghiệp.
Ví dụ: sự kết hợp sức mạnh xử lý của các máy chủ phân bố ở nhiều nơi có thể được sử dụng
để giảm thời gian xử lý của các phép tính, kết quả là thời gian để đưa sản phẩm ra thị trường
sẽ được rút ngắn.
Chung qui các doanh nghiệp vẫn chưa ứng dụng việc chia sẻ tài nguyên với bên ngoài. Còn
các công ty vừa và nhỏ thì chưa xem xét (hay là chưa nhận ra) Grid như là một công cụ kinh
doanh hữu ích cho việc tạo ra lợi nhuận.
Chính vì vậy mà các doanh nghiệp đã bỏ lỡ rất nhiều những trợ giúp hữu ích của Grid. Grid
cho phép các cá nhân, các trường đại học, các công ty lớn hay nhỏ có thể dễ dàng truy cập
vào các tài nguyên được chia sẻ, theo cùng một cách giống nhau, và có thể cung cấp các tài
nguyên tùy theo yêu cầu sử dụng. Chẳng hạn khi một công ty nhận được yêu cầu thực hiện
một dự án nào đó nhưng có sử dụng đến một vài tài nguyên mà công ty không sở hữu, thì
thay vì phải mua các tài nguyên đó và chỉ dùng một lần rồi bỏ phí, hoặc phải thuê một công
ty thứ ba thực hiện giúp nhưng lại bị phụ thuộc về thời gian và tốn thêm chi phí, công ty có

thể mua “gián tiếp” tài nguyên này trên Grid với một chi phí thấp hơn nhiều so với mua trực
tiếp từ nhà sản xuất, tức là công ty chỉ phải trả tiền cho phần tài nguyên và số lần mình sử
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 20
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
dụng. Điều này đặc biệt giúp ích cho công ty có thể tiếp cận những tài nguyên mà bản thân
họ không đủ khả năng chi trả trực tiếp.
Mô hình như trên sẽ cho phép các doanh nghiệp vừa và nhỏ có khả năng cạnh tranh với các
công ty lớn hơn họ.
Với những phân tích ở trên, ta sẽ có hai câu hỏi nảy sinh:
• Thứ nhất, đâu là lý do mà công nghệ Grid vẫn chưa thương mại hóa được?
• Thứ hai, có mô hình kinh doanh bền vững để thực hiện việc thương mại hóa đó?
Những câu hỏi này nêu bật sự cần thiết cho sự hiểu biết tốt hơn về kinh tế đằng sau công
nghệ Grid cũng như các mô hình kinh doanh của nó. GridEcon là một dự án về kinh tế lưới
(grid economics ) và các mô hình kinh doanh (bussiness models) tập trung vào việc giải
quyết hai câu hỏi trên.
Có thể hiểu rằng kinh tế lưới là khái niệm để chỉ đến các ứng dụng của điện toán lưới mà
trong đó:
• có xét đến tính kinh tế của các thành phần tham gia vào môi trường Grid
• cách thức áp dụng các nguyên tắc kinh tế vào các middleware trên Grid hiện có để
làm cho các middleware đó trở thành economic-aware (được trang bị những tri thức
về kinh tế)
2. Viễn cảnh về việc triển khai Grid Economic trong tương lai
Trong tương lai, một thị trường mở (open market) cùng với hệ thống kinh doanh của nó là
một thành phần thiết yếu của Grid. Thị trường mở sẽ là nơi có rất nhiều các giao dịch của
các dịch vụ điện tử được thực hiện. Các thành phần tham gia vào thị trường này (người cung
cấp và khách hàng) có thể là cá nhân, tổ chức, … Dựa vào những thị trường như thế này, các
mô hình kinh doanh trên lưới sẽ được tạo ra. Những mô hình kinh doanh mới này cho phép
có thể cho phép các thành phần tham gia trong nền kinh tế Grid mua dịch vụ và bán dịch vụ
gia tăng đồng thời.
Tuy nhiên, viễn cảnh này vẫn chưa thể thành hiện thực vì chỉ có 3 công nghệ sau đây được

hỗ trợ:
• Tính toán hướng dịch vụ (service-oriented computing)
• Ảo hóa tài nguyên (virtualization of service)
• Tính toán trên mạng (network computing)
Duy nhất công nghệ còn thiếu là các dịch vụ nâng cao tính kinh tế, nó đưa ra cho cho các
thành phần tham gia trong thị trường những công cụ để đánh giá các rủi ro kinh tế và cơ hội
để bắt lấy các giao dịch.
Công nghệ này sẽ tác động to lớn đến các kinh doanh Grid hiện có như dịch vụ xác định địa
điểm di động, dịch vụ tư vấn khách hàng, công nghệ tiện ích, người môi giới, các cơ sở ảo,
môi giới bảo hiểm, phần mềm dịch vụ, thông tin dịch vụ. Nó cho phép họ truy cập vào cơ
sở lớn hơn của khách hàng.
3. Kiến trúc của kinh tế lưới
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 21
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
Các giải pháp middleware trên lưới hiện có không cung cấp dịch vụ nâng cao giá trị kinh tế
Grid. Để khắc phục tình trạng này, công nghệ Grid phải được tăng cường chức năng cho
hoạt động có trang bị các tri thức kinh tế của các dịch vụ trên lưới. Tính năng mới này sẽ
làm giảm sự không chắc chắn và đưa ra ưu đãi cho người dùng cuối không chỉ để tiêu thụ
mà còn để bán các dịch vụ trên Grid. Nó cũng có thể ưu tiên giúp các bên liên quan để giải
quyết xung đột của họ. Do đó, nó sẽ tạo ra một nền kinh tế mới, trong đó tất cả các bên liên
quan có thể tham gia tích cực. Trong bối cảnh này, kiến trúc của Grid economics sẽ bao gồm
3 tầng như hình sau:
• Người dùng (consumer)
• Nhà cung cấp dịch vụ nâng cao kinh tế (broker)
• Nhà cung cấp các tài nguyên cơ bản (provider)
Nhà cung cấp dịch vụ nâng cao tính kinh tế trên hình 1 sẽ cung cấp các công cụ cho các
nguồn lực kinh doanh (ví dụ như phần mềm, thông tin, và tài nguyên phần cứng) [10]. Nó sẽ
giúp các bên liên quan trong Grid (ví dụ như các nhà nghiên cứu, các tổ chức, các công ty,
và công chúng) để đối phó với những thiếu sót tồn tại hiện có của điện toán lưới như:
• Rủi ro khi phải dựa vào nguồn tài nguyên bên ngoài công ty

• Sự thiếu tin tưởng
• Rủi ro trong cam kết mua tài nguyên
• Và sự không chắc chắn trong khả năng lập kế hoạch
Những công cụ này, vẫn còn cần phải được phát triển, bao gồm từ dịch vụ môi giới rủi ro,
dịch vụ kế hoạch năng lực đến thị trường dịch vụ.
Các nhà môi giới (broker) sẽ đưa ra một loại hợp đồng bảo hiểm để chống thất thoát tài
chính từ nguồn tài nguyên Grid không có sẵn hoặc bị lỗi. Một công cụ có khả năng lập kế
hoạch chính xác, là sự sống còn đối với nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng cuối cùng,
sẽ hỗ trợ cho việc ra quyết định khi mua máy chủ mới, khi đưa tài nguyên dự phòng vào thị
trường Grid và khi mua các tài nguyên từ Grid. Thị trường các dịch vụ phần mềm sẽ cho
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 22
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
phép giao dich truy cập vào phần mềm. Giá của các phần mềm truy cập sẽ bao gồm giá cho
việc sử dụng phần mềm và phí cho các tài nguyên phần cứng mà trên đó các phần mềm sẽ
được thực thi. Một thị trường tài nguyên phần cứng sẽ cho phép bán các đơn vị máy chủ
khác nhau theo phương án giá cụ thể. Hình dưới đây cho thấy một vài ví dụ về tài nguyên
phần cứng
Các loại thị trường, như trong hình 2, là các dịch vụ cơ bản cần thiết để làm cho Grid nâng
cao tính kinh tế.
Có hai mối đe dọa lớn. Các mối đe dọa đầu tiên đến điện toán lưới là sự thất bại trong việc
phát triển và triển khai những các dịch vụ nâng cao tính kinh tế Grid. Vì các dịch vụ này
cũng đòi hỏi một kiến trúc kinh tế nâng cao mở cho dịch vụ trên lưới (là các dich vụ mà cho
phép các thành phần tham gia nối các dịch vụ riêng của mình vào), mối đe dọa thứ hai đến
điện toán lưới là các cộng đồng Grid không được coi như là như một kiến trúc dịch vụ Grid
mở.
4. Các mô hình kinh tế trong điện toán lưới
Trong phần này, ta sẽ bàn về việc sử dụng một số mô hình kinh tế cho việc tương tác giữa
các thành phần trên lưới để xác định giá trị cho tài nguyên dịch vụ. Việc thương lượng, đàm
phán trong các mô hình được thực hiện theo nhiều giao thức khác nhau. Do đó chúng ta đề
xuất một kiến trúc chung tổng quát cho mọi mô hình. Trong mô hình tổng quát này, vai trò

của người môi giới là được thuê để thiết lập giá trị dịch vụ phụ thuộc vào các yêu cầu, đòi
hỏi của các khách hàng của họ. Các nhà cung cấp dịch vụ đưa các dịch vụ của họ thông qua
chợ Grid (GMD). Họ sử dụng các khuôn mẫu trao đổi dịch vụ Grid riêng để định nghĩa giá
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 23
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
trị và các mục tiêu như giá trị truy xuất của các khách hàng khác nhau trong những khoảng
thời gian khác nhau. Server mua bán Grid (GTS) có thể sử dụng các mô hình kinh tế khác
nhau cho việc cung cấp các dịch vụ.
Đối với mỗi mô hình kinh tế, đầu tiên ta xem xét lí thuyết của mô hình, các tham số và các
ảnh hưởng được bàn đến, sau đó một giải pháp thích hợp được đưa ra cho môi trường Grid
hiện tại và cách mà chúng được kết nối tới các công cụ và kiến trúc Grid đang tồn tại hay
những điều cần được mở rộng. Trong lí thuyết kinh tế cổ điển có những mô hình khác nhau
cho các tình huống và các áp dụng tính toán trong môi trường cụ thể.
Tiếp theo chúng ta sẽ trình bày các mô hình kinh tế Grid đang được nghiên cứu.
4.1. Mô hình hàng hóa thị trường
Trong mô hình hàng hóa thị trường, các nhà sở hữu tài nguyên định giá dịch vụ của họ
và họ thu phí người dùng dựa vào lượng tài nguyên mà người dùng sử dụng. Chính sách
về giá cả có thể được thiết lập từ rất nhiều tham số khác nhau, và chúng có thể cố định
hay biến đổi tùy thuộc vào lượng cung cầu. Về tổng quát các dịch vụ được định giá phải
duy trì được sự cân bằng giữa cung và cầu. Trong mô hình giá cả cố định, giá cả được
đưa ra trong một thời gian mà cần không quan tâm đến chất lượng dịch vụ của nó. Về cơ
bản, khi lượng cầu tăng hay cung giảm thì giá cả sẽ tăng cho đến khi trạng thái cân bằng
xảy ra. Giá cả trong mô hình hàng hóa thị trường có thể dựa trên các tiêu chí:
• chi phí cố định
• thời gian sử dụng
• sự thay thế
• dựa trên cung cầu
Các nhà sở hữu tài nguyên đưa ra giá cả thông qua một dịch vụ thị trường Grid (GMD).
Điều này được thực hiện bằng cách định giá một cách rõ ràng mà từ đó server buôn bán
Grid (GTS) có thể sử dụng để công bố giá cả truy cập dịch vụ tại danh mục thị trường.

Một sự xác định giá cả đơn giản có thể gồm các tham số sau như trong ví dụ sau:
• consumer_id // nó giống như Grid ID
• peak_time_price // giờ hành chánh 9am-6pm
• lunch_time_price // 12h30-2pm
• offpeak_time_price // 6pm-9am
• discount_when_lightly_loaded // nếu việc tải ít hơn 50% tại mọi lúc
• raise_price_hight_demand // tăng giá nếu tải trung bình hơn 50%
• price_holiday_time // trong quá trình nghỉ lễ hoặc cuối tuần
Giá trị tài nguyên có thể được tính như sau:
• Giá trị tài nguyên = Hàm (Độ mạnh của tài nguyên, Giá trị của các tài nguyên vật
lí, Tạp phí dịch vụ, Nhu cầu, Giá trị nhận được bởi người dùng, Mức độ ưa
thích…).
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 24
Khoá luận môn học: Điện toán lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ
Sự tương tác giữa nhà cung cấp và người dùng
trong mô hình hàng hóa thị trường
Người dùng có thể bị tính phí cho các truy cập vào các tài nguyên khác nhau bao gồm
chu trình CPU, không gian lưu trữ, phần mềm và mạng. Người dùng soạn thảo các ứng
dụng của họ bằng ngôn ngữ lập trình Grid cao cấp được cung cấp sẵn. Các nhà môi giới
tài nguyên (thay mặt cho các người dùng) có thể thực hiện các bước sau để thực thi các
ứng dụng:
• Người môi giới xác định các nhà cung cấp dịch vụ.
• Xác định các tài nguyên thích hợp và thiết lập giá cả (bằng cách tương tác với
mục thị trường Grid và server buôn bán)
• Nó lựa chọn những tài nguyên mà nó thỏa mãn những mục tiêu đề ra (giá thấp và
thỏa mãn các yêu cầu về thời hạn sử dụng).
• Sử dụng các dịch vụ tài nguyên cho quá trình làm việc và vấn đề chi trả nếu đồng
ý.
4.2. Mô hình báo giá
Mô hình báo giá tương tự như mô hình hàng hóa thị trường, ngoại trừ nó quảng bá

những đề nghị đặc biệt để thu hút những khách hàng (mới) nhằm thiết lập sự chia sẻ
thị trường và giúp người dùng sử dụng những dịch vụ rẻ hơn. Trong mô hình này,
các nhà môi giới không cần đàm phán với các nhà cung cấp dịch vụ về giá cả. Những
lời đề nghị được báo giá sẽ đi kèm với một số điều kiện sử dụng, dù vậy chúng vẫn
Lương Trí Quân – Lớp cao học công nghệ thông tin khoá 6 Trang 25