..

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------Đỗ Ngọc Ngoạn

XÂY DỰNG ỨNG DỤNG ĐA NỀN TẢNG
VỚI IBM BLUEMIX

Chuyên ngành : Kỹ thuật máy tính

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. Trần Hoàng Hải

Hà Nội – Năm 2018


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn : Đỗ Ngọc Ngoạn
Đề tài luận văn: Xây dựng ứng dụng đa nền tảng với IBM Bluemix
Chuyên ngành: Kỹ thuật máy tính
Mã số SV: CA150103
Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã
sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 5/5/2018 với các nội
dung sau:
• Làm rõ ý nghĩa của việc lựa chọn cơng nghệ.

• Tài liệu tham khảo tham chiếu trong nội dung luận văn
• Làm rõ khái niệm “đa nền tảng” trong luận văn
Ngày 20 tháng 5 năm 2018
Giáo viên hướng dẫn

Tác giả luận văn

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. v
LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................vi
TÓM TẮT LUẬN VĂN ................................................................................................vii
DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................... viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................................... x
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................xii
LÝ DO LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ ........................................................................... xiii
BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN .........................................................................................xiv
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY .......................................... 1
1.1. Giới thiệu chung .................................................................................................... 1
1.2. Đặc điểm ............................................................................................................... 3
1.3. Cấu trúc của Điện toán Đám mây ......................................................................... 4
1.4. Cách thức hoạt động của Điện tốn Đám mây...................................................... 6
1.5. Các mơ hình hạ tầng Điện tốn Đám mây ............................................................ 6
1.5.1. Đám mây cơng cộng (Public Cloud) .............................................................. 7
1.5.2. Đám mây riêng (Private Cloud) ..................................................................... 8
1.5.3. Đám mây lai (Hybrid Cloud) ....................................................................... 10

1.6. Các vấn đề bảo mật trong Điện toán Đám mây .................................................. 11
1.7. Các mơ hình dịch vụ Điện tốn Đám mây .......................................................... 12
1.7.1. Cơ sở hạ tầng là dịch vụ (IaaS) .................................................................... 12

ii


1.7.2. Nền tảng là dịch vụ (PaaS) ........................................................................... 14
1.7.3. Phần mềm là dịch vụ (SaaS) ........................................................................ 15
1.8. Các nhà cung cấp dịch vụ Điện toán Đám mây .................................................. 16
1.8.1. Các nhà cung cấp dịch vụ lưu trữ Đám mây ................................................ 16
1.8.2. Các dịch vụ lưu trữ Đám mây ...................................................................... 17
CHƯƠNG 2: NỀN TẢNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY IBM BLUEMIX ...................... 19
2.1. Tổng quan về IBM Bluemix ............................................................................... 19
2.2. Kiến trúc của IBM Bluemix ................................................................................ 20
2.2.1. Các thành phần chính ................................................................................... 20
2.2.2. Các Container ............................................................................................... 22
2.2.3. Kiến trúc Bluemix ........................................................................................ 23
2.3. Cách thức hoạt động của Bluemix ...................................................................... 25
2.4. Khả năng phục hồi của Bluemix ......................................................................... 28
2.5. Bluemix chuyên dụng ......................................................................................... 28
2.6. Cơ chế bảo mật của Bluemix .............................................................................. 29
2.7. So sánh IBM Bluemix với các nền tảng khác .................................................... 31
2.7.1. Microsoft Azuse ........................................................................................... 31
2.7.2. Amazon Web Services ................................................................................. 32
CHƯƠNG 3: DEVOPS VÀ IBM CONTINOUS DELIVERY ..................................... 33
3.1. DevOps ................................................................................................................ 33
3.1.1. Khái niệm ..................................................................................................... 33
3.1.2. Tích hợp và phân phối liên tục (CI/CD) ...................................................... 34


iii


3.1.3. Chuỗi công cụ DevOps (DevOps toolchain) ............................................... 36
3.1.4. Một số công cụ mã nguồn mở hỗ trợ DevOps ............................................. 37
3.2. DevOps trong IBM Bluemix ............................................................................... 39
3.3. IBM Bluemix Continuous Delivery .................................................................... 41
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG QUẢN LÝ THỜI LƯỢNG PHÁT SĨNG
CỦA ĐÀI TRUYỀN HÌNH QUỐC GIA SỬ DỤNG DEVOPS VÀ IBM CONTINOUS
DELIVERY .................................................................................................................... 43
4.1. Tạo và quản lý project với IBM Continous Delivery ......................................... 43
4.2. Xây dựng ứng dụng quản lý thời lượng phát sóng của Đài Truyền hình Quốc gia
sử dụng DevOps và IBM Continous Delivery ........................................................... 47
4.2.1. Mô tả ............................................................................................................ 47
4.2.2. Chức năng của hệ thống ............................................................................... 48
4.2.3. Phân tích hệ thống ........................................................................................ 49
4.2.4. Xây dựng chương trình ................................................................................ 53
4.2.5. Kết quả ứng dụng ......................................................................................... 53
4.2.6. Đánh giá hiệu năng của Bluemix so với mô hình truyền thống ................... 56
KẾT LUẬN .................................................................................................................... 59
1.

Các kết quả của luận văn..................................................................................... 59

2.

Hạn chế................................................................................................................ 59

3.


Hướng nghiên cứu tiếp theo ................................................................................ 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 60

iv


LỜI CẢM ƠN
Tơi xin tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với thầy TS Trần Hoàng Hải đã
giành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn chỉ bảo giúp em hồn thành luận văn này.
Tiếp theo, tơi xin cảm ơn các Thầy, Cô trong Viện Công nghệ Thông tin và Truyền
thông, Đại học Bách khoa Hà Nội đã nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho em
trong suốt thời gian qua.
Tôi cũng xin chân thành biết ơn tới các thày cô viện Công nghệ Thông tin và Truyền
thông - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã nhiệt tình truyền đạt giúp đỡ em trong
suốt thời gian qua.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 20 tháng 4 năm 2018
Học viên

Đỗ Ngọc Ngoạn

v


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ “Xây dựng ứng dụng đa nền tảng dựa trên
Công nghệ Điện tốn đám mây IBM Bluemix” là cơng trình nghiên cứu của cá nhân tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực rõ ràng. Các tài liệu tham khảo,
nội dung trích dẫn đã ghi rõ nguồn gốc.

Hà nội, ngày 20 tháng 4 năm 2018
Học viên

Đỗ Ngọc Ngoạn

vi


TĨM TẮT LUẬN VĂN
Trong thời đại bùng nổ thơng tin như hiện nay, nhu cầu phát triển phầm mềm cũng
như, nhu cầu phát triển phầm mềm của cá nhân cũng dư doanh nghiệp tăng cao. Theo
đó cũng có rất nhiều nhà đơn vị cung cấp dịch vụ hạ tầng phát triển ứng dụng, tuy
nhiên việc phát triển phần mềm, xây dựng, triển khai và chạy ứng dụng luôn là một vấn
đề lớn đối với các nhà phát triển. Để giải quyết bài tốn này luận văn tập trung trình
bày vào các nội dung chính sau:
-

Tìm hiểu cơ bản về Điện tốn Đám mây

-

Tìm hiểu nền tảng Điện tốn Đám mây IBM Bluemix

-

Xây dựng ứng dụng Quản lý thông tin giờ phát song của Đài Truyền hình Quốc
gia.

vii



DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1 - Mơ hình Điện tốn Đám mây (Cloud Computing) ............................................ 2
Hình 2 - Cấu trúc của Điện tốn Đám mây ...................................................................... 5
Hình 3 - Mơ hình đám mây cơng cộng ............................................................................ 7
Hình 4 - Mơ hình đám mây riêng ..................................................................................... 9
Hình 5 - Mơ hình đám mây lai ....................................................................................... 10
Hình 6 – Các mơ hình dịch vụ Điện tốn Đám mây ...................................................... 12
Hình 7 – Mối quan hệ giữa các máy ảo, Hyper-V và máy tính ..................................... 14
Hình 8 - Các nhà cung cấp dịch vụ điện tốn đám mây................................................. 17
Hình 9 – Các thành phần chính của IBM Bluemix ........................................................ 21
Hình 10 – Cloud Foundry .............................................................................................. 21
Hình 11 – Mơ hình Container ........................................................................................ 23
Hình 12 – Máy chủ ảo và Docker engine ....................................................................... 23
Hình 13 – Mơ hình kiến trúc của IBM Bluemix ............................................................ 24
Hình 14 – Triển khai ứng dụng tại nhiều khu vực khác nhau ........................................ 25
Hình 15 – Triển khai ứng dụng ...................................................................................... 26
Hình 16 – Thiết kế của một máy chủ ảo ........................................................................ 27
Hình 17 – Gọi một ứng dụng Bluemix........................................................................... 27
Hình 18 – Mơ hình Bluemix chun dụng (Bluemix Dedicated) .................................. 29
Hình 19 – Bảng xếp hạng top 10 các hãng cung cấp dịch vụ Điện toán Đám mây ....... 31
Hình 20 - Sơ đồ Venn cho thấy DevOps là sự giao thoa giữa 3 bên: phát triển phần
mềm (lập trình viên), quản trị phần mềm và đảm bảo chất lượng phần mềm (QA) ...... 34
Hình 21 – Quy trình Tích hợp liên tục (CI) đơn giản .................................................... 35
Hình 22 – Phân phối liên tục CD ................................................................................... 36
Hình 23 - Minh họa các giai đoạn (stages) của chuỗi DevOps ...................................... 37
Hình 24 – Các plugin tích hợp trong Jenkins. ................................................................ 38
viii



Hình 25 – Sáu giai đoạn của vịng đời DevOps ............................................................. 40
Hình 26 – Các cơng cụ tích hợp vào IBM Bluemix Continuous Delivery .................... 41
Hình 27 – Các ngơn ngữ lập trình mà Bluemix hỗ trợ................................................... 44
Hình 28 – Thiết lập các thơng số cho Bluemix App ...................................................... 44
Hình 29 – Trang quản lý tài nguyên của hệ thống Bluemix .......................................... 45
Hình 30 – Toolchain mặc định ....................................................................................... 46
Hình 31 – Hệ thống Gitlab được tích hợp sẵn vào Bluemix .......................................... 46
Hình 32 – Biểu đồ ca sử dụng của hệ thống .................................................................. 49
Hình 33 – Biểu đồ lớp .................................................................................................... 50
Hình 34 – Biểu đồ tuần tự với các thơng tin cơ bản ...................................................... 51
Hình 35 – Biểu đồ tuần tự thao tác với báo cáo và hóa đơn .......................................... 52
Hình 36 – Các bảng trong Cơ sở dữ liệu ........................................................................ 53
Hình 37 – Giao diện đăng nhập...................................................................................... 54
Hình 38 – Giao diện báo cáo tháng và năm ................................................................... 55
Hình 39 – Giao diện thanh tốn hóa đơn hàng tháng ..................................................... 55
Hình 40 – Một giao diện quản lý các thơng tin cơ bản. ................................................. 56
Hình 41 – Tỉ lệ số lượng truy cập thành công và thất bại của hai mơ hình IBM Blue và
máy chủ truyền thống ..................................................................................................... 58

ix


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết đầy đủ

Từ viết tắt

API

Application Programming


Diễn giải

Giao diện lập trình ứng dụng

Interface
CF

Cloud Foundry

Nền tảng mở là một dịch vụ

CD

Continuous Delivery

Phân phối liên tục

CI

Continous Integration

Tích hợp liên tục

CLI

Command-line interface

Giao diện dòng lệnh


CPU

Central Processing Unit

Bộ xử lý trung tâm

DevOps

Development and Operation

Phương pháp tối ưu hóa phát
triển phần mềm

HTTP

HyperText Transfer Protocol

Giao thức truyền tải siêu văn bản

IaaS

Infrastructure as a Service

Cơ sở hạ tầng là dịch vụ

IP

Internet Protocol

Giao thức kết nối internet


IPS

Intrustion prevention system

Hệ thống phòng chống xâm nhập

LDAP

Lightweight Directory Access

Giao thức truy cập thư mục

Protocol
PaaS

Platform as a Service

Nền tảng là dịch vụ

REST

Representational State Transfer

Kiến trúc dịch vụ Web thay thế

SaaS

Software as a Service


Phần mềm là dịch vụ

SIEM

Security information and event

Hệ thống giám sát an toàn mạng

management
QA

Quality Assurance

Người chịu trách nhiệm đảm bảo

x


chất lượng
VLAN

Virtual Local Area Network

Mạng cục bộ ảo

VM

Virtual machine

Máy ảo hóa


VPN

Virtual private network

Mạng riêng ảo

xi


MỞ ĐẦU
Ngày nay trên các loại phương tiện thông tin đại chúng và mạng internet, ta thường
được nghe nói về một khại niệm rất mới mẻ, đó là “Điện tốn đám mây” (Cloud
computing). Mặc dù điện toán đám mây chỉ là một cách khác để cung cấp các tài
nguyên máy tính, chứ khơng phải là một cơng nghệ mới, nhưng nó đã châm ngịi cho
một cuộc cách mạng trong cách thức cung cấp thông tin và dịch vụ của các tổ chức.
Điện toán đám mây hứa hẹn sẽ mang đến một cuộc cách mạng về công nghệ và kinh
doanh bằng cách hỗ trợ các dịch vụ có sẵn qua Internet.
Để có thể nắm bắt được xu hướng mới của cơng nghệ cũng như đưa ra một cách
tổng quan nhất về cơng nghệ Điện tốn đám mây, tơi đã lựa chọn đề tài “Xây dựng ứng
dụng đa nền tảng dựa trên Cơng nghệ Điện tốn đám mây IBM Bluemix.”
Đề tài tập trung nghiên cứu về nền tảng điện toán đám mây nói chung và IBM
Bluemix nói riêng. Qua đó áp dụng xây dựng phần mềm Quản lý thời lượng phát sóng
của Đài Truyền hình Quốc gia và triển khai trên nền tảng IBM Bluemix. Để đạt được
mục tiêu đó, luận văn tập trung làm rõ các nội dung chính sau:
-

Tìm hiểu tổng quan về Điện tốn Đám mây.

-


Tìm hiểu về nền tảng Điện toán Đám mây IBM Bluemix

-

Xây dựng ứng dụng Quản lý thơng tin giờ phát sóng của Đài Truyền hình Quốc
gia trên IBM Bluemix.

xii


LÝ DO LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ
Trong thời đại cơng nghệ số bùng nổ hiện nay, các ứng dụng đang làm thay đổi cách
chúng ta tương tác với công nghệ thông qua cơng việc hàng ngày. Ứng dụng có ở khắp
mọi nơi, số lượng và sự hữu dụng của các ứng dụng web và di động, đặc biệt là các
ứng dụng web đã dẫn đến một cuộc cách mạng ứng dụng làm thay đổi cách thức tương
tác giữa doanh nghiệp và các khách hàng.
Người sử dụng mong muốn có cơ hội trải nghiệm và ứng dụng di động đem lại cho
khách hàng cơ hội trải nghiệm tương tác tồn màn hình với những tính năng tích hợp
thú vị được cá nhân hóa theo thời gian thực giúp dễ dàng chia sẻ thông tin với bạn bè
hay nhận thông báo cập nhật trên cùng giao diện ... Chẳng hạn như các ứng dụng mạng
xã hội, mua sắm online, chắm sóc khách hàng trực tuyến, hay theo dõi sức khỏe, ... Do
đó sự lựa chọn ra mắt ứng dụng cho thiết bị di động là một cách doanh nghiệp thể hiện
sự đầu tư theo chiều sâu trải nghiệm khách hàng.
Tuy nhiên để các ứng dụng web hay di đơng có thể dùng chung dữ liệu thì cần phải
có một nền tảng nhất qn đồng thời đồng thời dễ triển khai, vận hành và tốn ít chi phí
và thời gian. Điện tốn đám mây ra đời làm cho Cuộc cách mạng ứng dụng diễn ra
nhanh hơn. Đơn cử, các ứng dụng có thể được “kết nối“ lại với nhau thông qua các API
cũng như dịch vụ được xây dựng trước.
Vì vậy, tơi chọn tìm hiểu nền tảng Bluemix, là giải pháp điện toán đám mây mới

nhất của IBM. Đây là nền tảng được xây dựng dựa trên chuẩn mở (Open standard),
chạy trên đám mây (Cloud based) với mục tiêu giúp nhà phát triển phần mềm xây
dựng, quản lý, triển khai và chạy các ứng dụng trong thời gian ngắn nhất.

xiii


BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN
Luận văn được chia làm 3 chương với nội dung cụ thể như sau:
Chương 1: Tìm hiểu tổng quan về Điện tốn Đám mây.
Chương này trình bày về kiến thức cơ bản của điện toán đám mây: định nghĩa, các
đặc điểm, các mơ hình dịch vụ, mơ hình triển khai, các kiến trúc của điện tốn đám
mây. Việc tìm hiểu này giúp hiểu được về nền tảng của đám mây IBM Bluemix.
Chương 2: Điện toán Đám mây IBM Bluemix
Chương này trình bày về nền tảng điện tốn đám mây IBM Bluemix: Các khải
niệm, tính năng, kiến trúc của IBM Bluemix.
Chương 3: Xây dựng ứng dụng Quản lý thơng tin giờ phát sóng của Đài Truyền
hình Quốc gia trên IBM Bluemix.
Chương này vận dụng những kiến thức đã nghiên cứu ở các chương trước đó để
xây dựng ứng dụng Quản lý thông tin giờ phát song của Đài Truyền hình Quốc gia.

xiv


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
1.1.

Giới thiệu chung

Theo Wikipedia, điện toán đám mây được định nghĩa như sau [3]:

“Điện tốn đám mây (tiếng Anh: cloud computing), cịn gọi là điện tốn máy chủ
ảo, là mơ hình điện tốn sử dụng các cơng nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng
Internet. Ở mơ hình điện tốn này, mọi khả năng liên quan đến công nghệ thông tin
đều được cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", cho phép người sử dụng truy cập các dịch
vụ công nghệ từ một nhà cung cấp nào đó "trong đám mây" mà khơng cần phải có các
kiến thức, kinh nghiệm về cơng nghệ đó, cũng như khơng cần quan tâm đến các cơ sở
hạ tầng phục vụ cơng nghệ đó. Điện tốn đám mây là khái niệm tổng thể bao gồm cả
các khái niệm như phần mềm dịch vụ, Web 2.0 và các vấn đề khác xuất hiện gần đây,
các xu hướng cơng nghệ nổi bật, trong đó đề tài chủ yếu của nó là vấn đề dựa vào
Internet để đáp ứng những nhu cầu điện tốn của người dùng.”
Tính linh hoạt của điện toán đám mây là một chức năng phân phát tài nguyên theo
yêu cầu. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng các tài nguyên tích lũy của
hệ thống, phủ nhận sự cần thiết phải chỉ định phần cứng cụ thể cho một nhiệm vụ.
Trước điện toán đám mây, các trang web và các ứng dụng dựa trên máy chủ đã được
thi hành trên một hệ thống cụ thể. Với sự ra đời của điện toán đám mây, các tài nguyên
được sử dụng như một máy tính gộp ảo. Cấu hình hợp nhất này cung cấp một mơi
trường ở đó các ứng dụng thực hiện một cách độc lập mà không quan tâm đến bất kỳ
cấu hình cụ thể nào [7].
Điện tốn đám mây là các nguồn điện toán khổng lồ như phần mềm, dịch vụ… sẽ
nằm tại các máy chủ ảo (đám mây) trên mạng Internet thay vì nằm trong máy tính gia
đình và văn phòng (trên mặt đất) để mọi người kết nối và sử dụng mỗi khi họ cần. Với
các dịch vụ sẵn có trên Internet, doanh nghiệp khơng phải mua và duy trì hàng trăm,

1


thậm chí hàng nghìn máy tính cũng như các phần mềm đi kèm. Họ chỉ cần tập trung
sản xuất bởi đã có người khác lo cơ sở hạ tầng và cơng nghệ thay họ. Khi đó, con
người có thể truy cập đến bất kỳ tài nguyên nào tồn tại trong đám mây tại bất kỳ thời
điểm nào và từ bất kỳ đâu thơng qua hệ thống Internet.


Hình 1 - Mơ hình Điện tốn Đám mây (Cloud Computing)
Sự khác biệt giữa mơ hình điện tốn đám mây với mơ hình điện tốn truyền thống
trước đây:
• Mơ hình Điện tốn Đám mây (Cloud Computing) Mơ hình Điện tốn Đám mây
(Cloud Computing) Mơ hình Điện tốn Đám mây (Cloud Computing)Mơ hình
điện tốn truyền thống: các công ty khi triển khai một ứng dụng chúng ta phải đi
mua (hoặc thuê) một hay nhiều máy chủ, sau đó đặt máy chủ tại các trung tâm
dữ liệu.
• Điện tốn đám mây cho phép chúng ta giản lược quá trình mua (hoặc thuê) mà
chúng ta chỉ cần nêu ra yêu cầu của mình, hệ thống sẽ tự động gom nhặt các tài
nguyên rỗi để sẵn sàng đáp ứng mọi yêu cầu cần thiết cho ứng dụng.

2


Như vậy, mơ hình điện tốn đám mây có rất nhiều lợi ích như:
• Sử dụng hợp lý nguồn vốn, điều hịa chi tiêu tính tốn theo thực tế sử dụng.
• Ln hưởng năng suất tính tốn theo cam kết của nhà cung cấp dịch vụ.
• Tận dụng được sức mạnh của Internet và các siêu máy tính, giảm cơ bản trách
nhiệm quản lý hệ thống CNTT nội bộ
1.2.

Đặc điểm

Điện tốn đám mây có các đặc điểm sau [3]:
• Tính tự phục vụ theo yêu cầu: Khách hàng có thể thiết lập các yêu cầu về nguồn
lực nhằm đáp ứng yêu cầu của hệ thống như: thời gian sử dụng máy chủ, dung
lượng lưu trữ, cũng như là khả năng đáp ứng các tương tác lớn của hệ thống ra
bên ngồi.

• Truy cập diện rộng: Điện tốn đám mây cung cấp các dịch vụ chạy trên môi
trường Internet do vậy khách hàng chỉ cần kết nối được với Internet là có thể sử
dụng được dịch vụ. Các thiết bị truy xuất thơng tin khơng u cầu cấu hình cao
như: Smartphone, Tablet và Laptop …
• Dùng chung tài nguyên và độc lập vị trí: Tài nguyên của nhà cung cấp dịch vụ
được dùng chung, phục vụ cho nhiều người dùng dựa trên mơ hình “multi tenant”. Mơ hình này cho phép tài nguyên phần cứng và tài nguyên ảo hóa sẽ
được cấp phát động dựa vào nhu cầu của người dùng. Khi nhu cầu người dùng
giảm xuống hoặc tăng nên thì tài nguyên sẽ được trưng dụng để phục vụ yêu cầu.
Người sử dụng không cần quan tâm tới việc điều khiển hoặc khơng cần phải biết
chính xác vị trí của các tài nguyên sẽ được cung cấp. Tài nguyên sẽ được cung
cấp bao gồm: tài nguyên lưu trữ, xử lý, bộ nhớ, băng thơng mạng và máy ảo.
• Khả năng co giãn nhanh chóng: Khả năng này cho phép tự động mở rộng hoặc
thu nhỏ hệ thống tùy theo nhu cầu của người sử dụng một cách nhanh chóng.
Khi nhu cầu tăng, hệ thống sẽ tự động mở rộng bằng cách thêm tài nguyên vào.
Khi nhu cầu giảm, hệ thống sẽ tự động giảm bớt tài nguyên. Khả năng co giãn
giúp cho nhà cung cấp sử dụng tài nguyên hiệu quả, tận dụng triệt để tài nguyên
dư thừa, phục vụ được nhiều khách hàng. Đối với người sử dụng dịch vụ, khả
3


năng co giãn giúp họ giảm chi phí do họ chỉ trả phí cho những tài ngun thực
sự dùng.
• Chi trả theo thực dùng: Điện toán đám mây cho phép giới hạn dung lượng lưu
trữ, băng thông, tài nguyên máy tính và số lượng người dùng kích hoạt theo
tháng.
1.3.

Cấu trúc của Điện toán Đám mây

Về cơ bản, điện toán đám mây được chia ra làm năm lớp riêng biệt, có tác động qua

lại lẫn nhau [5][16]:
1. Client (lớp khách hàng): Lớp khách hàng của điện toán đám mây bao gồm
phần cứng và phần mềm, dựa vào đó khách hàng có thể truy cập và sử dụng các
ứng dụng hoặc các dịch vụ được “đám mây” cung cấp.
2. Application (lớp ứng dụng): Lớp ứng dụng của điện toán đám mây làm nhiệm
vụ phân phối phần mềm như một dịch vụ thông qua Internet, người dùng không
cần phải cài đặt và chạy các ứng dụng đó trên máy tính của mình, các ứng dụng
dễ dàng được chỉnh sửa và người dùng cũng dễ dàng nhận được sự hỗ trợ.
Các đặc trưng của lớp ứng dụng bao gồm:
• Các hoạt động được quản lý tại trung tâm của đám mây chứ không nằm ở phía
khách hàng (lớp client), cho phép khách hàng truy cập các ứng dụng từ xa thơng
qua website.
• Người dùng khơng cịn cần thực hiện các tính năng như cập nhật phiên bản mới,
bản vá lỗi, download phiên bản mới… bởi chúng sẽ được thực hiện từ các đám
mây.

4


Hình 2 - Cấu trúc của Điện tốn Đám mây
3. Platform (lớp nền tảng): Cung cấp nền tảng cho điện toán và các giải pháp của
dịch vụ, chi phối đến cấu trúc hạ tầng của đám mây và điểm tựa cho lớp ứng
dụng, cho phép các ứng dụng chạy trên nền tảng đó. Nó giảm nhẹ sự tốn kém
khi triển khai các ứng dụng do người dùng không phải trang bị cơ sở hạ tầng
(phần cứng và phần mềm) của riêng mình.
4. Infrastructure (lớp cơ sở hạ tầng): Cung cấp hạ tầng máy tính, tiêu biểu là mơi
trường ảo hóa. Thay vì khách hàng phải bỏ tiền ra mua các server, phần mềm,
trung tâm dữ liệu hoặc thiết bị kết nối… giờ đây, họ vẫn có thể có đầy đủ tài
nguyên để sử dụng mà chi phí được giảm thiểu, thậm chí là miễn phí. Đây là
một bước tiến hóa của mơ hình máy chủ ảo (Vitual Private Server).

5. Server (lớp máy chủ): gồm các sản phẩm phần cứng và phần mềm máy tính,
được thiết kế và xây dựng đặc biệt để cung cấp dịch vụ của đám mây. Các
server phải được xây dựng và có cấu hình đủ mạnh để đáp ứng nhu cầu sử dụng
của số lượng đông đảo các người dùng và các nhu cầu ngày càng cao của họ.

5


1.4.

Cách thức hoạt động của Điện toán Đám mây

Để hiểu cách thức hoạt động của “đám mây”, tưởng tượng rằng “đám mây” bao gồm
2 lớp: Lớp Back-end và lớp Front-end.
Hạ tầng thiết bị được chứa ở lớp Back-End, và giao diện người dùng của các ứng
dụng được chứa tại lớp Front-End.
Lớp Front-end là lớp người dùng, cho phép người dùng sử dụng và thực hiện thông
qua giao diện người dùng. Khi người dùng truy cập các dịch vụ trực tuyến, họ sẽ phải
sử dụng thông qua giao diện từ lớp Front-end, và các phần mềm sẽ được chạy trên lớp
Back-end nằm ở “đám mây”. Lớp Back-end bao gồm các cấu trức phần cứng và phần
mềm để cung cấp giao diện cho lớp Front-end và được người dùng tác động thông qua
giao diện đó.
Bởi vì các máy tính trên “đám mây” được thiết lập để hoạt động cùng nhau, do vậy
các ứng dụng có thể sử dụng tồn bộ sức mạnh của các máy tính để có thể đạt được
hiệu suất cao nhất. Điện toán đám mây cũng đám ứng đầy đủ tính linh hoạt cho người
dùng. Tuy thuộc vào nhu cầu, người dùng có thể tăng thêm tài nguyên mà các đám
mây cần sử dụng để đáp ứng, mà không cần phải nâng cấp thêm tài nguyên phần cứng
như sử dụng máy tính cá nhân. Ngồi ra, với điện tốn đám mây, vấn đề hạn chế của hệ
điều hành khi sử dụng các ứng dụng khơng cịn bị ràng buộc, như cách sử dụng máy
tính thơng thường.

1.5.

Các mơ hình hạ tầng Điện tốn Đám mây

Có 4 mơ hình triển khai chính đó là: Đám mây cơng cộng (Public Cloud), đám mây
riêng (Private Cloud), đám mây lai (Hybrid Cloud) và đám mây cộng đồng
(Community Cloud) [4]

6


1.5.1. Đám mây công cộng (Public Cloud)
Các dịch vụ Cloud được nhà cung cấp dịch vụ cung cấp cho mọi người sử dụng rộng
rãi. Các dịch vụ được cung cấp và quản lý bởi một nhà cung cấp dịch vụ và các ứng
dụng của người dùng đều nằm trên hệ thống Cloud.
Các tài nguyên trong đám mây sẽ được cấp phát động, Các dịch vụ được cung cấp
thông qua môi trường internet. Khách hàng sử dụng dịch vụ sẽ được lợi là chi phí đầu
tư thấp, giảm thiểu rủi ro do nhà cung cấp dịch vụ đã gánh vác nhiệm vụ quản lý hệ
thống, cơ sở hạ tầng, bảo mật ngồi ra đám mây cơng cộng cịn cung cấp khả năng co
giãn theo yêu cầu của người sử dụng.
Tính đơn giản và hiệu quả là những lợi ích bao quát của một đám mây công cộng.
Các đám mây công cộng được cung cấp như một dịch vụ, thường là thông qua kết nối
Internet. Một nhà cung cấp bên thứ ba bên ngoài cung cấp và quản lý hệ thống. Người
dùng kết nối với hệ thống thông qua các ứng dụng web hoặc dịch vụ. Các đám mây
cơng cộng thường tính phí sử dụng hàng tháng trên mỗi gigabyte và phí chuyển băng
thơng.

Hình 3 - Mơ hình đám mây cơng cộng

7



Ưu điểm:
• Phục vụ được nhiều người dùng hơn, khơng bị giới hạn bởi khơng gian và
thời gian.
• Tiết kiệm chi phí vì các danh nghiệp khơng phải mua phần cứng, do đó tiết
kiệm được chi phí năng lượng và chi phí th nhân cơng bảo trì giám sát hệ
thống.
• Giảm thời gian bảo trì, do các máy chủ được lưu trữ trên đám mây nên nếu
một máy chủ không hoạt động, người dùng có thể kích hoạt máy khác.
• Bảo trì dễ dàng, vì người dùng chỉ cần truy cập vào đám mây thông qua môi
trường Internet mà không phải tiếp xúc với máy chủ vật lý, do đó việc cập
nhật hệ thống nhanh hơn nhiều và cấu hình cũng đơn giản hơn so với việc
bảo trì máy chủ vật lý.
Nhược điểm:
• Các doanh nghiệp phụ thuộc vào nhà cung cấp, khơng có tồn quyền quản lý.
• Tốc độ phục thuộc vào đường truyền của nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP),
do đó các ứng dụng lưu trữ và truyền tải video độ nét cao sẽ không khả dụng
trong mơ hình đám mây cơng cộng này.
• Khơng đảm bảo với các vấn đề liên quan đến bảo mật
1.5.2. Đám mây riêng (Private Cloud)
Các đám mây riêng được xây dựng từ phần mềm chạy trên một phần của phần cứng
tại tổ chức, doanh nghiệp. Sự khác biệt giữa đám mây công cộng và đám mây riêng là
đám mây riêng do tổ chức kiểm soát. Mặc dù một các tổ chức doanh nghiệp sẽ mất một
khoản đầu tư lớn vào phần cứng, nhưng nó ít tốn kém hơn so với các hệ thống quản lý
dữ liệu truyền thống. Các chi phí tiết kiệm được là do ảo hóa, trong đó một máy chủ
vật lý hoạt động như máy chủ lưu trữ cho một số máy chủ ảo, mỗi máy chủ chạy trên
một lớp phần mềm nhất định.
8



Hình 4 - Mơ hình đám mây riêng
Đám mây riêng có thể được xây dựng và quản lý bởi chính đội ngũ IT của doanh
nghiệp hoặc có thể thuê một nhà cung cấp dịch vụ đảm nhiệm công việc này.
Ưu điểm:
• Dễ dàng kiểm sốt dữ liệu trong tổ chức, doanh nghiệp.
• Hiệu năng cao do các đám mây hoạt động trong môi trường mạng nội bộ nên
tốc độ đường truyền cải thiện rất nhiều so với đám mây công cộng.
• Chủ động sử dụng, nâng cấp, quản lý, giảm chi phí, bảo mật tốt…
Nhược điểm:
• Chi phí đắt hơn so với đám mây công cộng do doanh nghiệp phải đầu tư vào
phần cứng và nhân cơng bảo trì.
• Việc bảo trì cũng là một thách thức khơng nhỏ và nguy cơ mất dữ liệu cao hơn
nếu xảy ra những thiệt hại về vật chất (cháy, nổ, …
• Chỉ sử dụng trong nội bộ doanh nghiệp, người dùng ở ngoài không thể sử dụng.

9


1.5.3. Đám mây lai (Hybrid Cloud)
Ý tưởng hình thành của đám mây lai đó là việc triển khai đám mây dựa trên ưu điểm
của đám mây riêng và đám mây công cộng. Với đám mây công cộng dễ áp dụng, chi
phí thấp nhưng khơng an tồn Ngược lại, Private Cloud an tồn hơn nhưng tốn chi phí
và khó áp dụng.

Hình 5 - Mơ hình đám mây lai
Hybrid Cloud là sự kết hợp của Public Cloud và Private Cloud. Trong đó doanh
nghiệp sẽ “out-source” các chức năng nghiệp vụ và dữ liệu không quan trọng, sử dụng
các dịch vụ Public Cloud để giải quyết và xử lý các dữ liệu này. Đồng thời, doanh
nghiệp sẽ giữ lại các chức năng nghiệp vụ và dữ liệu tối quan trọng trong tầm kiểm

soát (Private Cloud).
Ưu điểm:
• Doanh nghiệp 1 lúc có thể sử dụng được nhiều dịch vụ mà không bị giới hạn.
Nhược điểm:
• Khó khăn trong việc triển khai và quản lý, tốn nhiều chi phí
Ngồi 3 mơ hình đám mây phổ biến trên, cịn có các mơ hình khác như: Đám mây
cộng đồng (Community Cloud), Đám mây phân tán (Distributed Cloud), Intercloud
(được hiểu là đám mây cảu đám mây) và multicloud (sử dụng nhiều dịch vụ điện toán
đám mây trong một kiến trúc phức tạp và không đồng nhất).

10