i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố
trong bất kỳ công trình nào khác.

TP.HCM, ngày . . . . .tháng 06 năm 2016.
Học viên thực hiện luân văn

Mai Quốc Việt


ii

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, em xin phép đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thầy
PGS.TS.Trần Vĩnh Phƣớc. Thầy là ngƣời đã hƣớng dẫn và luôn theo sát em
trong quá trình làm luận văn. Thầy luôn tận tình chỉ bảo, hƣớng dẫn và đƣa ra
những vấn đề trọng tâm của vấn đề cần giải quyết và giúp em cũng cố thêm
những kiến thức quan trọng, đƣa ra định hƣớng đúng đắn, và luôn tạo điều
kiện để em có thể hoàn thành luân văn. Em xin chúc Thầy luôn thành công
trên con đƣờng giảng dạy, và cùng với gia đình đƣợc nhiều sức khỏe và hạnh
phúc.
Tiếp đến, em xin đƣợc gởi lời cảm ơn đến tất cả các Thầy, Cô đã và đang
giảng dạy ở Trƣờng Học Viện Công Nghệ Bƣu Chính Viễn Thông vì đã
truyền đạt cho em thêm những kiến thức mới để hoàn thành luận văn này. Em
xin chúc quý Thầy, Cô luôn đƣợc nhiều sức khỏe.
Cuối cùng, em cũng xin cảm ơn bạn bè, gia đình đã luôn quan tâm, giúp đỡ,
động viên em thực hiện luận văn tốt nghiệp cao học
TP.HCM, ngày . . . . .tháng 06 năm 2016.

Học viên thực hiện luân văn

Mai Quốc Việt


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................ ii
MỤC LỤC ............................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................................... vii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1

1.

Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................... 1

2.

Tổng quan vấn đề nghiên cứu .............................................................. 2

3.

Mục tiêu của đề tài ............................................................................... 3

4.

Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ........................................................ 3


5.

Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................... 4

CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ............................ 5
1.1.

Giới thiệu........................................................................................ 5

1.2.

Các thành phần của điện toán đám mây ........................................ 7

1.2.1.

Các máy khách (clients)……………………………………... 7

1.2.2.

Trung tâm dữ liệu (data center)………………………………8

1.2.3.

Các máy chủ phân tán (distributed servers)…………………. 8

1.3.

Các tầng kiến trúc của điện toán đám mây .................................... 8



iv

1.4.

Mô hình dịch vụ trong điện toán đám mây .................................... 9

1.4.1.

Phần mềm nhƣ là dịch vụ (SaaS)…………………………... 10

1.4.2.

Nền tảng hƣớng dịch vụ (PaaS – Platform as a Service)…... 11

1.4.3.

Hạ tầng hƣớng dịch vụ (Infrastructure as a Service)………. 13

1.4.4.

Một số dịch vụ khác………………………………………... 14

1.5.

Mô hình triển khai điện toán đám mây ........................................ 15

1.5.1.

Đám mây công cộng (Public cloud )………………………. 15


1.5.2.

Đám mây riêng (Private cloud)…………………………….. 17

1.5.3.

Đám mây lai (Hybrid cloud ) ………………………………18

1.5.4.

Đám mây cộng đồng ……………………………………….19

CHƢƠNG 2 - GIẢI THUẬT TÌM SỐ LƢỢNG TỐI ĐA SLOT MỤC
TIÊU ĐỂ DI TRÚ MÁY ẢO TRONG ĐÁM MÂY .................................. 20
......................................................................................... 20
2.1.1 Mô tả bài toán ……………………………………………….20
2.1.2. Đầu vào ……………………………………………………..22
2.1.3. Đầu ra ……………………………………………………….22
2.1.4. Sơ đồ tuần tự ……………………………………………….23
.................... 24
2.2.1. Sơ đồ chuyển dịch trạng thái ………………………………..25
2.2.2. Xác suất từ chối ……………………………………………..29


v

2.2.3. Thời gian chờ ………………………………………………..29
2.2.4. Số lƣợng tối đa của slot mục tiêu (K) ………………………..33
CHƢƠNG 3 - MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM .................................... 35

3.1. Giới thiệu ........................................................................................ 35
3.2. Phần mềm thực hiện mô phỏng ...................................................... 35
3.3. Các bƣớc thực hiện mô phỏng ........................................................ 37
3.3.1. Tab ―màn hình chính‖ ……………………………………….37
3.3.2. Tab ―một số biểu đồ liên quan‖ ……………………………..39
KẾT LUẬN .......................................................................................................................... 44
DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................... 45


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Cân bằng tải hệ thống .............................................................................. 27


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Điện toán đám mây ...................................................................................5
Hình 1.2. Các thành phần điện toán đám mây...........................................................6
Hình 1.3. Mô hình kiến trúc điện toán đám mây của Microsoft ..............................9
Hình 1.4. Mô hình dịch vụ của điện toán đám mây ................................................10
Hình 1.5. Mô hình dịch vụ SaaS .............................................................................11
Hình 1.6. Mối quan hệ giữa các nhóm điện toán đám mây và các phần tử của PaaS
.................................................................................................................................12
Hình 1.7. Mối quan hệ giữa các máy ảo, trình siêu giám sát và máy tính ..............13
Hình 2.1. Tổng số lƣợng slot N và số lƣợng slot tối đa sử dụng cho xử lý di trú K.
(a) m ≤ K; (b) m > K......................................................................................21
Hình 2.2. Sơ đồ tuần tự ...........................................................................................23
Hình 2.3. Sơ đồ chuyển dịch trạng thái ..................................................................25

Hình 2.4. Sơ đồ cân bằng tải hệ thống ...................................................................25
Hình 2.5. Sơ đồ chuyển trạng thái của trƣờng hợp N = 3 và K = 1 ........................28
Hình 2.6. Thời gian chờ của tiến trình di trú trƣờng hợp K = 1 ..............................30
Hình 2.7. Thời gian chờ của tiến trình di trú trƣờng hợp N = 5 và K = 2 ...............32
. Màn hình chính........................................................................................36
. Nhập tham số đầu vào .............................................................................37
. Màn hình chờ ..........................................................................................38
. Kết quả sau khi thực thi chƣơng trình .....................................................38
.

.........................................................39
Một số biểu đồ liên quan .........................................................................40

.

.....................................40

.

....................................41

.

....................................42
...............................43


1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Môi trƣờng đám mây [1] là mô hình ảo hóa những máy chủ vật lý (tài
nguyên phần cứng) thành những máy ảo (VMs). Sự di trú máy ảo [2], [3] trong khi
vận hành hệ thống điện toán đám mây cần phải đƣợc thực hiện sao cho hiệu suất
tốt [4], giá thành hợp lý [5] và khả năng chịu lỗi cao [6] (fault tolerance). Các máy
ảo cần phải di trú một cách linh hoạt trong suốt quá trình hoạt động của hệ thống
để đáp ứng yêu cầu di chuyển của khách hàng, dữ liệu của hệ thống phải đƣợc cân
bằng tải, và các server không phải chịu tải cao. Nói cách khác, khi một khách hàng
di chuyển từ một vùng này đến vùng khác thì phải sử dụng hai slot cho việc di trú
máy ảo của khách hàng đó, một slot cho host gốc và một slot cho host đến (slot
mục tiêu) trong một khoảng thời gian cần thiết để di trú máy ảo hoàn thành. Do đó,
nếu số lƣợng di trú nhiều thì phải cần nhiều nguồn slot dự phòng trong suốt thời
gian di trú. Vì vậy, số lƣợng slot trống giành cho yêu cầu dịch vụ của khách hàng
mới sẻ giảm. Nếu hệ thống không có đủ slot cho yêu cầu dịch vụ của khách hàng
mới thì hệ thống sẽ từ chối yêu cầu. Khả năng từ chối yêu cầu dịch vụ của khách
hàng mới đƣợc đánh giá bởi xác suất từ chối [7]. Xác suất từ chối phụ thuộc số
lƣợng máy ảo đang di trú của khách hàng trong hệ thống và số lƣợng yêu cầu dịch
vụ của khách hàng mới.
Một hệ thống có nhiều sự di trú của máy ảo [8] đòi hỏi phải có nhiều slot
trống vì số máy ảo giữ hai slot cho việc chuyển vùng tăng cao. Trong trƣờng hợp
này, Nếu số lƣợng slot giành riêng cho việc di trú ít hơn số lƣợng máy ảo cần di trú
thì sẽ làm tăng thời gian chờ của các máy ảo đang di trú. Một hệ thống có số lƣợng
slot ít, xác suất từ chối yêu cầu dịch vụ mới của khách hàng cũng nhƣ thời gian chờ
của việc di trú máy ảo tăng, và chất lƣợng dịch vụ giảm. Một hệ thống kinh doanh


2

cần phải bảo đảm kỹ thuật theo những yêu cầu của khách hàng, xác suất từ chối
phải đƣợc duy trì dƣới ngƣỡng đặt ra để bảo đảm chất lƣợng dịch vụ.

Bài toán đƣợc đặt ra ở đây là phải xác định số slot mục tiêu (số lƣợng slot
tối đa giành cho các tiến trình di trú máy ảo) để duy trì xác suất từ chối yêu cầu
khách hàng mới và thời gian chờ của di trú máy ảo dƣới ngƣỡng đƣợc xác định
trƣớc. Nếu xác suất từ chối yêu cầu của khách hàng mới cao thì khả năng từ chối
yêu cầu của khách hàng càng cao dẫn đến lợi nhuận thấp (trƣờng hợp slot mục tiêu
lớn). Ngƣợc lại nếu xác xuất từ chối thấp thì thời gian chờ của di trú máy ảo trong
hệ thống sẽ tăng (trƣờng hợp slot mục tiêu nhỏ). Vậy số lƣợng slot mục tiêu cho di
trú máy ảo bao nhiêu là phù hợp. Luận văn ―Nghiên cứu tìm thuật toán tốt nhất
trong việc tìm kiếm slot mục tiêu ứng với xác suất từ chối và thời gian chờ‖ nhằm
tìm phƣơng pháp làm giảm thời gian chờ và xác suất từ chối của hệ thống đối với
sự di chuyển của khách hàng sao cho hệ thống có thể sử dụng ít tài nguyên hơn
trong khi vẫn đảm bảo chất lƣợng của dịch vụ.

2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Sự di trú máy ảo trong đám mây đã bùng nổ trong những năm gần đây. Sự
di trú nhƣ là một công cụ tiềm năng để cải thiện hiệu suất, chi phí và khả năng chịu
lỗi (fault tolerance) của hệ thống. Tuy nhiên, việc duy chuyển các máy ảo đòi hỏi
nhiều tài nguyên phần cứng hơn để đặt các slot mục tiêu trong quá trình di trú. Sự
di trú đồng thời với một số lƣợng lớn có thể làm cạn kiệt các nguồn tài nguyên vật
lý của hệ thống. Do đó, hệ thống có thể từ chối các yêu cầu phục vụ mới.
Một phƣơng pháp để hạn chế số lƣợng các slot bị chiếm giữ trong quá trình
di trú đƣợc đề xuất để giảm xác suất bị từ chối. Với phƣơng pháp này, hệ thống có
thể đảm bảo slot luôn có sẵn cho yêu cầu khách hàng mới. Tuy nhiên, nếu số lƣợng
máy ảo đƣợc yêu cầu di trú cùng một lúc vƣợt quá số lƣợng tối đa của slot mục
tiêu, thì hệ thống sẽ không có đủ slot trống để phục vụ các máy ảo đang đƣợc yêu


3

cầu di trú. Các máy ảo đó sẽ phải đợi cho đến khi có slot đang xử lý đƣợc giải

phóng. Đây còn gọi là thời gian chờ.
Trong luận văn này, sơ đồ chuyển tiếp trạng thái đƣợc sử dụng để minh họa tất
cả các trƣờng hợp có thể có trong một hệ thống. Sử dụng sơ đồ này, ta có thể tính
đƣợc xác suất từ chối và thời gian chờ dựa trên xác suất của mỗi trạng thái. Ngoài
ra, hai ngƣỡng xác suất từ chối và thời gian chờ phải đƣợc cho trƣớc để chƣơng
trình có thể xác định số lƣợng các slot dành cho việc di trú là hiệu quả.

3. Mục tiêu của đề tài
Luận văn nghiên cứu ―Tìm thuật toán tốt nhất trong việc tìm kiếm slot mục
tiêu ứng với xác suất từ chối và thời gian chờ‖ đề xuất giải thuật, kết hợp giải thuật
xác đinh K [18] với ngƣỡng thời gian chờ để nâng cao tính sẵn sàng phục vụ của
hệ thống, có thể giúp nhà cung cấp tiết kiệm chi phí và tài nguyên. ―Giải thuật kết
hợp‖ sử dụng sơ đồ chuyển dịch trạng thái, giải thuật Gauss Jodan, công thức để
tính xác suất bị từ chối đối với khách hàng mới, và thời gian chờ của những tiến
trình di trú. Giải thuật kết hợp làm giảm thời gian chờ tiến trình di trú máy ảo và
xác suất từ chối dịch vụ của khách hàng mới trong hệ thống.

4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài:
Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là điện toán đám mây của doanh nghiệp
hoạt động kinh doanh, giao dịch, và quản lý.
Phạm vi:
Hệ thống mạng sử dụng công nghệ điện toán đám mây (cloud computing)
áp dụng cho đám mây công cộng (public cloud) . Đám mây công cộng là các dịch
vụ đám mây do bên thứ 3 (ngƣời bán) cung cấp. Loại đám mây này tồn tại ngoài
tƣờng lửa công ty, đƣợc lƣu trữ đầy đủ và do nhà cung cấp đám mây quản lý.


4


Thực hiện trong môi trƣờng giả lập. Các hệ thống điện toán đám mây đang
trong tình trạng hoạt động kinh doanh không thể thực hiện các thí nghiệm. Do đó,
luận văn sẽ tạo ra môi trƣờng giả lập để minh họa kết quả nghiên cứu.

5. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp tra cứu:
Phƣơng pháp tra cứu là tra cứu các nguồn tƣ liệu đã xuất bản, các bài báo
đăng trên các tạp chí khoa học, sƣu tập các tƣ liệu liên quan đến điện toán đám mây
và chất lƣợng dịch vụ đối với những hệ thống có lƣợng khách hàng di trú nhiều.
Phƣơng pháp phân tích:
Phƣơng pháp phân tích là phân tích các tài liệu và thông tin liên quan đến
điện toán đám mây để hiểu rõ hơn phƣơng pháp của các nghiên cứu đã thực hiện
trƣớc.
Phƣơng pháp phân tích dữ liệu truyền trên mạng :
Trong luận văn này, sơ đồ chuyển tiếp trạng thái đƣợc áp dụng để minh họa
tất cả các trƣờng hợp có thể có trong một hệ thống điện toán đám mây làm nhiệm
vụ cung cấp dịch vụ.
Phƣơng pháp toán học :
Phƣơng pháp toán học sử dụng lý thuyết hàng đợi, toán thống kê Poisson
và áp dụng công thức Gauss Jodan [9] để tính đƣợc xác suất của mỗi trạng thái
trong sơ đồ chuyển tiếp.


5

CHƢƠNG 1 - TỔNG

1.1.

QUAN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY


Giới thiệu

Hình 1.1: Điện toán đám mây [10]

Điện toán đám mây (Cloud computing), còn gọi là điện toán máy chủ ảo, là mô hình
tính toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng Internet.
Thuật ngữ "cloud computing" ra đời giữa năm 2007 không phải để nói về một trào
lƣu mới, mà để khái quát lại các hƣớng phát triển của cơ sở hạ tầng CNTT vốn đã và
đang diễn ra từ những năm qua. Quan niệm này có thể đƣợc diễn giải một cách đơn
giản: các nguồn tính toán khổng lồ nhƣ các phần cứng (máy chủ), phần mềm, và các
dịch vụ (chƣơng trình ứng dụng), … đƣợc cài đặt tại các máy chủ ảo (đám mây) trên
Internet thay vì trong máy tính gia đình và văn phòng (trên mặt đất) để mọi ngƣời
kết nối và sử dụng mỗi khi họ cần.
Điện toán đám mây là một giải pháp toàn diện cung cấp công nghệ thông tin
nhƣ một dịch vụ và là một giải pháp điện toán dựa trên Internet ở đó cung cấp tài


6

nguyên chia sẻ giống nhƣ dòng điện đƣợc phân phối trên lƣới điện. Các máy tính
trong các đám mây đƣợc cấu hình để làm việc cùng nhau và các ứng dụng khác
nhau sử dụng sức mạnh điện toán tập hợp cứ nhƣ thể là chúng đang chạy trên một
hệ thống duy nhất. Nói cách khác, ở mô hình tính toán này, mọi khả năng liên quan
đến công nghệ thông tin đều đƣợc cung cấp dƣới dạng các dịch vụ, cho phép ngƣời
sử dụng truy cập các dịch vụ công nghệ thông tin từ một nhà cung cấp nào đó trong
đám mây mà không cần phải biết về công nghệ đó, cũng nhƣ không cần quan tâm
đến các cơ sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó.

Hình 1.2: Các thành phần điện toán đám mây [11]


Điện toán đám mây xuất hiện bắt nguồn từ ứng dụng điện toán lƣới (grid
computing), tiếp theo là điện toán theo nhu cầu (utility computing) và phần mềm
dịch vụ (SaaS). Theo tổ chức xã hội máy tính IEEE, điện toán đám mây là hình mẫu
trong đó thông tin đƣợc lƣu trữ thƣờng trực tại các máy chủ trên Internet và chỉ
đƣợc đƣợc lƣu trữ tạm thời ở các máy khách, bao gồm máy tính cá nhân, trung tâm
giải trí, máy tính trong doanh nghiệp, các phƣơng tiện máy tính cầm tay, v.v.


7

1.2.

Các thành phần của điện toán đám mây
Mô hình điện toán đám mây đƣợc xây dựng bởi vài đối tƣợng: các máy

khách, các máy chủ phân tán và trung tâm dữ liệu …. Trong hình 1.2, mô hình điện
toán đám mây đƣợc tạo bởi ba thành phần chính. Mỗi phần có mục đích và đóng vai
trò riêng trong việc cung cấp những chức năng ứng dụng cơ bản của đám mây.

1.2.1. Các máy khách (clients)
Client là một chƣơng trình (hay máy tính) yêu cầu thông tin từ máy
khác trong mạng lƣới. Ví dụ, khi một trình duyệt web nhƣ Internet Explore yêu cầu
web server mở ra một trang web. Client thông thƣờng là những máy tính để bàn. Nó
cũng có thể là máy tính xách tay, máy tính bảng, điện thoại.
Client là các thiết bị mà ngƣời dùng cuối tƣơng tác để quản lý thông tin của
họ trên cloud. Nói chung clients đƣợc xếp vào ba loại sau:
Mobile là những thiết bị di động giống nhƣ Blackberry, Windows mobile
smartphone hoặc là Iphone.
Thin clients là những máy tính không có thiết bị phần cứng bên trong, tất cả

công việc để server làm, sau đó thì hiển thị thông tin.
Thick là loại những máy tính thông thƣờng dùng trình duyệt web để kết nối
đám mây.
Think clients là một giải pháp phổ biến và tăng mạnh những năm gần đây, bởi
vì giá thành và sự hiệu quả trong môi trƣờng làm việc : một số lợi ích của việc
sử dụng think clients:
Chi phí cho phần cứng thấp
Bảo mật
Tiêu thụ điện năng thấp
Dễ sửa chửa và thay đổi


8

Ít ồn ào : không có chuyển động đĩa cứng, ít có hơi nóng đƣợc sinh ra, quạt
đƣợc sử dụng êm hơn.

1.2.2. Trung tâm dữ liệu (data center)
Data center là nơi tập trung nhiều thành phần tài nguyên mật độ cao
(hardware, software...) làm chức năng lƣu trữ, xử lý toàn bộ dữ liệu hệ thống với
khả năng sẵn sàng và độ ổn định cao. Data center có thể là một phòng lớn phụ thuộc
vào hệ thống của doanh nghiệp.
Sự phát triển mạnh mẻ của công nghệ thông tin với những server đƣợc ảo
hóa. Máy chủ ảo là dạng máy chủ đƣợc tạo ra bằng phƣơng pháp phân chia một máy
chủ vật lý thành nhiều máy chủ khác nhau có tính năng tƣơng tự nhƣ máy chủ riêng
(dedicated server), chạy dƣới dạng chia sẻ tài nguyên từ máy chủ vật lý ban đầu.

1.2.3. Các máy chủ phân tán (distributed servers)
Distributed server là tất cả các server không đặt cùng một vị trí mà đƣợc đặt
ở khắp nơi trên thế giới và chúng đƣợc liên kết với nhau. Các server đƣợc thêm và

bớt linh động hơn. Ví dụ, Amazon có rất nhiều các server trong đám mây của họ
trên thế giới. Nếu vì lý do nào đó mà một trong những server đó bị lỗi thì dịch vụ
đang đƣợc truy cập sẽ tự động chuyển qua một server khác.

1.3.

Các tầng kiến trúc của điện toán đám mây
Điện toán đám mây cung cấp các dịch vụ ở tất cả các tầng, từ phần cứng tới

các phần mềm. Các dịch vụ có thể chia thành 3 lớp chính: Phần mềm dịch vụ
(software as a service), nền dịch vụ (platform as a service), và cơ sở hạ tầng dịch vụ
(infrastructure as a service). Các lớp này có thể tập hợp thành các tầng kiến trúc
khác nhau, có thể chồng chéo.
Kiến trúc trong các tài liệu của Microsoft chia thành rất nhiều tầng nhƣ sau:


9

Hình 1.3: Mô hình kiến trúc điện toán đám mây của Microsoft [12]

Mô hình trung tâm dữ liệu truyền thống ở cột 1, toàn bộ cơ sở hạ tầng đƣợc đặt tại
doanh nghiệp. Doanh nghiệp phải có trách nhiệm quản lý, cập nhật tất cả thành phần
nhƣ : hệ điều hành, ứng dụng, thiết bị mạng ( routers, switches, etc.) và phần cứng
(firmware). Đối với dịch vụ IaaS, doanh nghiệp vẫn phải chịu trách nhiệm cập nhật
hệ điều hành và tất cả các ứng dụng. Tuy nhiên, toàn bộ cơ sở hạ tầng bên dƣới hệ
điều hành và các ứng dụng đƣợc quản lý bởi Microsoft. Đối với hai mô hình trên (cổ
điển và IaaS), khách hàng vẫn là chủ sở hữu dữ liệu của họ và vẫn có trách nhiệm
bảo vệ nó.
Đối với dịch vụ PaaS, doanh nghiệp thậm chí còn ít trách nhiệm đối việc cập
nhật phần mềm, khi mà quản lý cập nhật hệ điều hành là trách nhiệm của Microsoft.

Đối với dịch vụ SaaS, trách nhiệm cập nhật phần mềm cho toàn bộ các lớp (stack) là
thuộc sở hữu của Mricrosoft.

1.4.

Mô hình dịch vụ trong điện toán đám mây
Dịch vụ điện toán đám mây bao gồm tất cả các lớp dịch vụ điện toán nhƣ

cung cấp năng lực tính toán trên máy chủ hay các máy chủ ảo, không gian lƣu trữ dữ
liệu, hay một hệ điều hành, một công cụ lập trình, hay một ứng dụng kế toán … Các


10

dịch vụ cũng đƣợc phân loại khá da dạng, nhƣng các mô hình dịch vụ điện toán đám
mây phổ biến nhất có thể đƣợc phân thành 3 nhóm: Dịch vụ hạ tầng (IaaS), Dịch vụ
nền tảng (PaaS) và Dịch vụ phần mềm (SaaS).

Hình 1.4: Mô hình dịch vụ của điện toán đám mây

Dịch vụ điện toán đám mây bao gồm tất cả các lớp dịch vụ điện toán nhƣ cung cấp
năng lực tính toán trên máy chủ hay các máy chủ ảo, không gian lƣu trữ dữ liệu, hay
một hệ điều hành, một công cụ lập trình, hay một ứng dụng kế toán … Các dịch vụ
cũng đƣợc phân loại khá da dạng, nhƣng các mô hình dịch vụ điện toán đám mây
phổ biến nhất có thể đƣợc phân thành 3 nhóm: Dịch vụ hạ tầng (IaaS), Dịch vụ nền
tảng (PaaS) và Dịch vụ phần mềm (SaaS).

1.4.1. Phần mềm như là dịch vụ (SaaS)
SaaS (Sofware as a Service) đƣợc hiểu là phần mềm nhƣ một dịch vụ. SaaS
là một ứng dụng trực tuyến có thể sử dụng thay vì cài đặt trên một server hoặc máy

PC. Một trong những ví dụ cổ nhất là webmail. Những ngƣời đã sử dụng Hotmail,


11

Yahoo! Mail, và những dịch vụ khác từ những thập niên 1990. Nhiều ngƣời sử dụng
của các dịch vụ này không cần cài đặt một ứng dụng email thay vào đó, ngƣời sử
dụng chỉ cần duyệt đến trang web của nhà cung cấp dịch vụ, đăng nhập.

Hình 1.5: Mô hình dịch vụ SaaS

Kể từ đó sự đa dạng của các ứng dụng cá nhân và doanh nghiệp đã bùng nổ. Doanh
nghiệp không cần thiết phải triển khai máy chủ Exchange và một SharePoint trong
một doanh nghiệp nhỏ hoặc một văn phòng chi. Doanh nghiệp có thể đăng ký và
triển khai các hộp thƣ trong vài giờ. Khách hàng có thể truy cập vào những dịch vụ
từ bất cứ nơi nào nếu họ có Internet. Ví dụ nhƣ là Microsoft Office 365, Salesforce
CRM, Microsoft Dynamics CRM, Microsoft Windows Intune và Google Apps.
Ngƣời dùng có thể đăng ký vào một dịch vụ một cách nhanh chóng nhƣ để
thanh toán bằng thẻ tín dụng với sức mạnh của SaaS. Bên cạnh đó, doanh nghiệp
không cần triển khai hoặc quản lý cơ sở hạ tầng ứng dụng. Những bất lợi hệ thống
này là không phải luôn luôn linh hoạt và có thể không tích hợp tốt đối với tất cả các
loại hình ứng dụng kinh doanh đƣợc yêu cầu.

1.4.2. Nền tảng hướng dịch vụ (PaaS – Platform as a Service)
Một nền tảng điện toán dƣới dạng đơn giản nhất, đề cập đến một nơi mà phần
mềm có thể đƣợc khởi chạy một cách nhất quán miễn là mã đáp ứng đƣợc các tiêu


12


chuẩn của nền tảng đó. Các ví dụ phổ biến của các nền tảng gồm có Windows™,
Apple Mac OS X, và Linux® cho các hệ điều hành; Google Android, Windows
Mobile®, và Apple iOS cho điện toán di động; và Adobe® AIR™ hay Microsoft®
.NET Framework. Điều quan trọng của dịch vụ này không phải là phần mềm mà là
về nền tảng mà phần mềm đƣợc xây dựng để chạy trên đó. Hình 1.6 cung cấp một
minh họa để giúp chúng ta hiểu đƣợc mối quan hệ này.

Hình 1.6: Mối quan hệ giữa các nhóm điện toán đám mây và
các phần tử của PaaS [14]

PaaS cũng là một biến thể của SaaS nhƣng mô hình này là một nhánh của điện

PaaS nhằm giải quyết những vấn đề nhƣ triển khai server và không cung cấp
chính xác môi trƣờng cho những ngƣời phát triển phần mềm cần. PaaS là một môi
trƣờng dịch vụ mà nhà cung cấp quản lý cho phép những ngƣời phát triển phần mềm
tổ chức và thực hiện các phần mềm của họ mà không quan tâm đến các yếu tố kỹ
thuật và việc triển khai hoặc cấu hình server. Một ví dụ về một PaaS là Microsoft
Windows Azure. Những ngƣời phát triển phần mềm có thể tạo các ứng dụng trong
Visual Studio và tải chúng trực tiếp lên PaaS của Microsoft, mà dữ liệu có mặt ở


13

nhiều hệ thống trên toàn cầu. Những ngƣời phát triển phần mềm có thể sử dụng sức
mạnh tính toán, dịch vụ SQL có sẵn và khả năng mở rộng, ứng dụng mẫu và một
lƣợng lớn không gian lƣu trữ.
Sức mạnh của giải pháp này có thể triển khai một ứng dụng mới trên một nền
tảng có khả năng mở rộng để tiếp cận một đối tƣợng rất lớn trong một vài phút. Điều
này giúp Những ngƣời phát triển phần mềm tự do để tập trung vào ứng dụng của họ
mà không cần quan tâm đến server, mạng, và các yếu tố khác. Điểm yếu là không

thể tuỳ chỉnh cơ sở hạ tầng cơ bản. Ví dụ, nếu yêu cầu chức năng web server mới
hoặc third-party SQL Server add-ons, điều này có thể không là mô hình Cloud
computing tốt nhất để sử dụng.

1.4.3. Hạ tầng hướng dịch vụ (Infrastructure as a Service)

Hình 1.7: Mối quan hệ giữa các máy ảo, trình siêu giám sát và máy tính [15]

Infrastructure as a service (IaaS) bao gồm sự kết hợp của các tài nguyên phần cứng
và phần mềm. Phần mềm IaaS là mã mức thấp chạy độc lập với hệ điều hành, đƣợc
gọi là trình siêu giám sát, và chịu trách nhiệm kiểm kê tài nguyên phần cứng và


14

phân phối tài nguyên theo yêu cầu Hình 1.7. Quá trình này đƣợc gọi là phân nhóm
tài nguyên (resource pooling). Phân nhóm tài nguyên bằng trình siêu giám sát làm
cho có thể ảo hóa, và ảo hóa làm cho tăng khả năng số lƣợng máy khách. Một khái
niệm để chỉ một cơ sở hạ tầng đƣợc chia sẻ bởi một vài tổ chức có các mối quan tâm
giống nhau về các yêu cầu an toàn và tuân thủ quy định về dữ liệu.
IaaS là tầng thấp nhất của điện toán đám mây, nơi tập hợp các tài sản vật lý
nhƣ các phần cứng máy chủ, hệ thống lƣu trữ và các thiết bị mạng, đƣợc chia sẽ và
cung cấp dƣới dạng dịch vụ IaaS cho các tổ chức hay doanh nghiệp khác nhau. IaaS
cũng giống nhƣ dịch vụ PaaS, ảo hóa là công nghệ đƣợc sử dụng rộng rãi để tạo ra
cơ chế chia sẽ và phân phối các nguồn tài nguyên theo yêu cầu. Ví dụ về các dịch vụ
IaaS nhƣ IBM BlueHouse, Vmware, Amazon EC2, Microsoft Azure Platform, Sun
Parascale Cloud Storage v.v.
IaaS cho phép ngƣời tiêu dùng tự triển khai các máy ảo với cấu hình sẵn hệ
điều hành thông qua một Self-service portal. Mạng và bộ nhớ lƣu trữ dễ dàng cấu
hình nhanh chóng mà không cần phải tƣơng tác với ngƣời quản trị mạng. Kết quả là

cho phép ngƣời tiêu dùng dịch vụ nhanh chóng triển khai các bộ dịch vụ đã cấu hình
trƣớc của máy ảo. Những ngƣời lập trình phần mềm hoặc ban quản trị có thể tùy
chỉnh máy ảo để phù hợp với nhu cầu của các ứng dụng sẽ đƣợc họ cài đặt. Môi
trƣờng làm việc là quen thuộc và có thể dễ dàng tích hợp với hầu nhƣ tất cả các
công nghệ trong một tổ chức .

1.4.4. Một số dịch vụ khác
Network as a service (NaaS) – Mạng lƣới nhƣ một dịch vụ.
Storage as a service (STaaS) – Lƣu trữ nhƣ một dịch vụ. Cung cấp không gian
lƣu trữ trực tuyến trả tiền theo nhu cầu, nhƣ Google Drive, Amazon S3,
Fshare, Dropbox, …


15

Security as a service (SECaaS) – Bảo mật nhƣ một dịch vụ. Cung cấp các giải
pháp bảo mật trực tuyến trả tiền theo nhu cầu, nhƣ McAfee, Trend Micro, …
Data as a service (DaaS) – Dữ liệu nhƣ một dịch vụ. Cung cấp dữ liệu (chỉ
đọc) trả tiền theo nhu cầu thông qua các APIs, nhƣ Google Maps, Bing Maps,
Amazon Public Data Sets (dữ liệu khoa học về trái đất của NASA, gồm cả thời
tiết và bản đồ, dữ liệu biến đổi di truyền ở ngƣời, dữ liệu nhân khẩu học – điều
tra dân số của Hoa Kỳ), Freebase (dữ liệu các sự kiện và khẳng định rất lớn
trên thế giới).
Desktop as a service (DaaS) – Desktop nhƣ một dịch vụ. Cung cấp môi trƣờng
desktop ảo qua web hoặc thin client, nhƣ VMWare Horizon DaaS.
Database as a service (DBaaS) – Cơ sở dữ liệu nhƣ một dịch vụ. Cung cấp
CSDL trả tiền theo nhu cầu, nhƣ MongoDB, Oracle, …
Test environment as a service (TEaaS) – Môi trƣờng kiểm tra nhƣ một dịch vụ.
nhƣ Sauce Labs, Perfect Mobile.
API as a service (APIaaS) – Giao diện lập trình ứng dụng (Application

Programming Interface) nhƣ một dịch vụ. Là nền tảng cho phép tạo và host các
APIs (REST, XML, Web Services), nhƣ PhantomJs.Cloud, …
Backend as a service (BaaS) Back-end (phần dành cho ngƣời quản trị) nhƣ
một dịch vụ. nhƣ Backendless, Telerik Backend Services, Parse, …
Integrated development environment as a service (IDEaaS) – Môi trƣờng phát
triển tích hợp nhƣ một dịch vụ.
Integration platform as a service (IPaaS), see Cloud-based integration – Nền
tảng tích hợp nhƣ một dịch vụ, xem thêm …..

1.5.

Mô hình triển khai điện toán đám mây

1.5.1. Đám mây công cộng (Public cloud )
Public cloud là các dịch vụ đám mây đƣợc một bên thứ ba (ngƣời bán) cung
cấp. Public cloud dành cho nhiều ngƣời sử dụng đƣợc sở hữu bởi một công ty nào


16

đó kinh doanh dịch vụ cho ngƣời dùng cuối. Public cloud có nhiều dạng và tồn tại
dƣới nhiều hình thức nhƣ là Windows Azure, Microsoft Office 365 và Amazon
Elastic Compute Cloud… Ngoài ra ta cũng có thể tìm thấy các dịch vụ với quy mô
nhỏ hơn với những dịch vụ khách hàng phù hợp với nhu cầu cá nhân. Chúng tồn tại
ngoài tƣờng lửa công ty và chúng đƣợc lƣu trữ đầy đủ và đƣợc nhà cung cấp đám
mây quản lý.
Đám mây công cộng cố gắng cung cấp cho ngƣời tiêu dùng với các phần tử
công nghệ thông tin tốt nhất. Cho dù đó là phần mềm, cơ sở hạ tầng ứng dụng hoặc
cơ sở hạ tầng vật lý, nhà cung cấp đám mây chịu trách nhiệm về cài đặt, quản lý,
cung cấp và bảo trì. Khách hàng chỉ chịu phí cho các tài nguyên nào mà họ sử dụng,

vì thế cái chƣa sử dụng đƣợc loại bỏ.
Đám mây công cộng là các dịch vụ thƣờng đƣợc cung cấp với "quy ƣớc về
cấu hình," nghĩa là chúng đƣợc phân phối với ý tƣởng cung cấp các trƣờng hợp sử
dụng phổ biến nhất. Các tùy chọn cấu hình thƣờng là một tập hợp con nhỏ hơn so
với những gì mà chúng đã có nếu nguồn tài nguyên đã đƣợc ngƣời tiêu dùng kiểm
soát trực tiếp. Một điều khác cần lƣu ý là kể từ khi ngƣời tiêu dùng có quyền kiểm
soát một chút trên cơ sở hạ tầng, các quy trình đòi hỏi an ninh chặt chẽ và tuân thủ
quy định dƣới luật không phải lúc nào cũng thích hợp cho các đám mây chung.
Một đám mây công cộng là sự lựa chọn rõ ràng khi :
Phân bố tải workload cho các ứng dụng đƣợc sử dụng bởi nhiều ngƣời, chẳng
hạn nhƣ e-mail.
Chúng ta cần phải thử nghiệm và phát triển các mã ứng dụng.
Chúng ta có các ứng dụng SaaS từ một nhà cung cấp có một chiến lƣợc an
ninh thực hiện tốt.
Chúng ta cần gia tăng công suất (khả năng bổ sung năng lực cho máy tính
cao nhiều lần).
Chúng ta đang thực hiện các dự án hợp tác.


17

Chúng ta đang làm một dự án phát triển phần mềm quảng cáo bằng cách sử
dụng PaaS cung cấp các đám mây.

1.5.2. Đám mây riêng (Private cloud)
Đám mây riêng là các dịch vụ đám mây đƣợc cung cấp trong doanh nghiệp.
Những đám mây này tồn tại bên trong tƣờng lửa công ty và chúng đƣợc
doanh nghiệp quản lý.
Đám mây riêng đƣa ra nhiều lợi ích giống nhƣ các đám mây chung thực hiện
với sự khác biệt chính: doanh nghiệp có trách nhiệm thiết lập và bảo trì đám

mây này. Sự khó khăn và chi phí của việc thiết lập một đám mây bên trong
đôi khi có thể có chiều hƣớng ngăn cản việc sử dụng và chi phí hoạt động
liên tục của đám mây có thể vƣợt quá chi phí của việc sử dụng một đám mây
chung.
Đám mây riêng đƣa ra nhiều lợi thế hơn so với loại chung. Việc kiểm soát chi
tiết hơn trên các tài nguyên khác nhau đang tạo thành một đám mây mang lại
cho công ty tất cả các tùy chọn cấu hình có sẵn. Ngoài ra, các đám mây riêng
là lý tƣởng khi các kiểu công việc đang đƣợc thực hiện không thiết thực cho
một đám mây chung, do đúng với các mối quan tâm về an ninh và về quản lý.
Một đám mây riêng là sự lựa chọn rõ ràng khi
Việc kinh doanh của chúng ta gắn với dữ liệu và các ứng dụng của chúng ta.
Vì vậy, việc kiểm soát và bảo mật chiếm phần lớn công việc.
Việc kinh doanh của chúng ta là một phần của một ngành công nghiệp phải
phù hợp với an ninh nghiêm ngặt và các vấn đề bảo mật dữ liệu.
Công ty của chúng ta là đủ lớn để chạy một dữ liệu trung tâm điện toán đám
mây có hiệu quả.


18

1.5.3. Đám mây lai (Hybrid cloud )
Đám mây lai là một sự kết hợp của các đám mây công cộng và riêng.
Những đám mây này thƣờng do doanh nghiệp tạo ra và các trách nhiệm quản lý sẽ
đƣợc phân chia giữa doanh nghiệp và nhà cung cấp đám mây công cộng. Đám mây
lai sử dụng các dịch vụ có trong cả không gian công cộng và riêng.
Các đám mây lai là câu trả lời khi một công ty cần sử dụng các dịch vụ của cả hai
đám mây riêng và công cộng. Theo hƣớng này, một công ty có thể phác thảo các
mục tiêu và nhu cầu của các dịch vụ và nhận đƣợc chúng từ đám mây công cộng
hay riêng, khi thích hợp. Một đám mây lai đƣợc xây dựng tốt có thể phục vụ các
quy trình nhiệm vụ-tới hạn, an toàn, nhƣ nhận các khoản thanh toán của khách

hàng, cũng nhƣ những thứ là không quan trọng bằng kinh doanh, nhƣ xử lý bảng
lƣơng nhân viên.
Hạn chế chính với đám mây này là sự khó khăn trong việc tạo ra và quản lý
có hiệu quả một giải pháp nhƣ vậy. Phải có thể nhận đƣợc và cung cấp các dịch vụ
lấy từ các nguồn khác nhau nhƣ thể chúng có nguồn gốc từ một chỗ và tƣơng tác
giữa các thành phần riêng và chung có thể làm cho việc thực hiện thậm chí phức
tạp hơn nhiều. Do đây là một khái niệm kiến trúc tƣơng đối mới trong điện toán
đám mây, nên cách thực hành và các công cụ tốt nhất về loại này tiếp tục nổi lên và
bất đắc dĩ chấp nhận mô hình này cho đến khi hiểu rõ hơn.
Dƣới đây là một vài tình huống mà một môi trƣờng hybrid là tốt nhất.
Công ty của chúng ta muốn sử dụng một ứng dụng SaaS nhƣng quan tâm về
bảo mật . Nhà cung cấp SaaS có thể tạo ra một đám mây riêng chỉ cho công
ty của chúng ta bên trong tƣờng lửa của họ. Họ cung cấp cho chúng ta một
mạng riêng ảo (VPN) để bổ sung bảo mật.
Công ty của chúng ta cung cấp dịch vụ đƣợc thay đổi cho thị trƣờng khác
nhau. Chúng ta có thể sử dụng một đám mây công cộng để tƣơng tác với