Công nghệ điện toán đám mây

Khái niệm

Điện toán đám mây (cloud computing), còn gọi là điện toán máy chủ ảo, là mô hình điện toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng Internet. Thuật ngữ "đám mây" ở đây là lối nói ẩn dụ chỉ mạng Internet (dựa vào cách được bố trí của nó trong sơ đồ mạng máy tính) và như một liên tưởng về độ phức tạp của các cơ sở hạ tầng chứa trong nó. Ở mô hình điện toán 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 không cần phải có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ đó, cũng như không cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó. Theo tổ chức Xã hội máy tính IEEE "Nó là hình mẫu trong đó thông tin được lưu trữ thường trực tại các máy chủ trên Internet và chỉ được được lưu trữ tạm thời ở các máy khách, bao gồm máy tính cá nhân, trung tâm giải trí, máy tính trong doanh nghiệp, các phương tiện máy tính cầm tay, ...". Điện toán 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 công nghệ nổi bật, trong đó đề tài chủ yếu của nó là vấn đề dựa vào Internet để đáp ứng những nhu cầu điện toán của người dùng.

Theo nhà phân tích của Research 2.0: "ĐTĐM căn bản là sự kết hợp của điện toán lưới (grid computing) và SaaS, chủ yếu là xử lý dữ liệu thô. Kết quả ĐTĐM thực chất là ảo hóa mạng". Giám đốc công nghệ (CTO) của nhóm Giải Pháp Công Nghệ Cao của IBM cho biết: " Chúng tôi đã thiết kế ĐTĐM dựa trên công nghệ ảo hóa. Bạn có một trung tâm dữ liệu với nhiều máy chủ và chúng đều trở thành các máy ảo". Ở mô hình quen thuộc hiện tại là multi-tenant SaaS, nhiều khách hàng có thể truy cập và chạy ứng dụng của nhà cung cấp dịch vụ. Với ĐTĐM, khách hàng cũng có thể chạy ứng dụng, nhưng là ứng dụng của chính họ, trên hạ tầng của nhà cung cấp.

Thuật ngữ cloud computing ra đời giữa năm 2007 không phải để nói về một trào lưu mới, mà để khái quát lại các hướng đi của cơ sở hạ tầng thông tin vốn đã và đang diễn ra từ mấy năm qua. Quan niệm này có thể được diễn giải một cách đơn giản: các nguồn điện toán khổng lồ như phần mềm, dịch vụ và các dịch vụ sẽ nằm tại các máy chủ ảo (đám mây) trên Internet thay vì trongmáy 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 không phải mua và duy trì hàng trăm, thậm chí hàng nghìn máy tính cũng như phần mềm. Họ chỉ cần tập trung vào kinh doanh lĩnh vực riêng của mình bởi đã có người khác lo cơ sở hạ tầng và công nghệ thông tin thay họ. Google, theo lẽ tự nhiên, nằm trong số những hãng ủng hộ điện toán máy chủ ảo tích cực nhất bởi hoạt động kinh doanh của họ dựa trên việc phân phối các cloud (virtual server). Đa số người dùng Internet đã tiếp cận những dịch vụ đám mây phổ thông như e-mail, album ảnh và bản đồ số.

Lịch sử ra đời

Thuật ngữ điện toán đám mây xuất hiện bắt nguồn từ ứng dụng điện toán lưới (grid computing) trong thập niên 1980, tiếp theo là điện toán theo nhu cầu (utility computing) và phần mềm dịch vụ (SaaS). Điện toán lưới đặt trọng tâm vào việc di chuyển một tải công việc (workload) đến địa điểm của các tài nguyên điện toán cần thiết để sử dụng. Một lưới là một nhóm máy chủ mà trên đó nhiệm vụ lớn được chia thành những tác vụ nhỏ để chạy song song, được xem là một máy chủ ảo.

Với điện toán đám mây, các tài nguyên điện toán như máy chủ có thể được định hình động hoặc cắt nhỏ từ cơ sở hạ tầng phần cứng nền và trở nên sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ, hỗ trợ những môi trường không phải là điện toán lưới như Web ba lớp chạy các ứng dụng truyền thống hay ứng dụng Web 2.0.

Đặc điểm và mô hình

A. Đặc điểm Đại bộ phận hạ tầng cơ sở của điện toán đám mây hiện nay là sự kết hợp của những dịch vụ đáng tin cậy được phân phối thông qua các trung tâm dữ liệu (data center) được xây dựng trên những máy chủ với những cấp độ khác nhau của các công nghệ ảo hóa. Những dịch vụ này có thể được truy cập từ bất kỳ đâu trên thế giới, trong đó Đám mây là một điểm truy cập duy nhất cho tất cả các máy tính có nhu cầu của khách hàng. Các dịch vụ thương mại cần đáp ứng yêu cầu chất lượng dịch vụ từ phía khách hàng và thông thường đều đưa ra các mức thỏa thuận dịch vụ (Service level agreement). Các tiêu chuẩn mở (Open standard) và phần mềm mã nguồn mở (open source software) cũng góp phần phát triển điện toán máy chủ ảo.

B. Mô hình Các đám mây công cộng (Public cloud):

Là các dịch vụ đám mây được một bên thứ ba (người bán) cung cấp. Chúng tồn tại ngoài tường lửa công ty và chúng được lưu trữ đầy đủ và được nhà cung cấp đám mây quản lý.

Các đám mây công cộng cố gắng cung cấp cho người 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 chưa sử dụng được loại bỏ.

Tất nhiên điều này liên quan đến chi phí. Các dịch vụ này thường được cung cấp với "quy ước về cấu hình," nghĩa là chúng được phân phối với ý tưởng cung cấp các trường hợp sử dụng phổ biến nhất. Các tùy chọn cấu hình thường là một tập hợp con nhỏ hơn so với những gì mà chúng đã có nếu nguồn tài nguyên đã được người tiêu dùng kiểm soát trực tiếp. Một điều khác cần lưu ý là kể từ khi người 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 dưới 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 được sử dụng bởi nhiều người, chẳng hạn như e-mail. • Bạn cần phải thử nghiệm và phát triển các mã ứng dụng. • Bạn có các ứng dụng SaaS từ một nhà cung cấp có một chiến lược an ninh thực hiện tốt. • Bạn cần gia tăng công suất (khả năng bổ sung năng lực cho máy tính cao nhiều lần). • Bạn đang thực hiện các dự án hợp tác. • Bạn đang làm một dự án phát triển phần mềm quảng cáo bằng cách sử dụng PaaS cung cấp các đám mây.

Các đám mây riêng (private cloud ):

Là các dịch vụ đám mây được cung cấp trong doanh nghiệp. Những đám mây này tồn tại bên trong tường lửa công ty và chúng được doanh nghiệp quản lý.

Các đám mây riêng đưa ra nhiều lợi ích giống như 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 hướng ngăn cản việc sử dụng và chi phí hoạt động liên tục của đám mây có thể vượt quá chi phí của việc sử dụng một đám mây chung.

Các đám mây riêng đưa 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 tưởng khi các kiểu công việc đang được 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 bạn gắn với dữ liệu và các ứng dụng của bạn. Vì vậy, việc kiểm soát và bảo mật chiếm phần lớn công việc. • Việc kinh doanh của bạn 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 bạn là đủ lớn để chạy một dữ liệu trung tâm điện toán đám mây có hiệu quả Các đám mây lai (Hybrid cloud ):

Là một sự kết hợp của các đám mây công cộng và riêng. Những đám mây này thường do doanh nghiệp tạo ra và các trách nhiệm quản lý sẽ được phân chia giữa doanh nghiệp và nhà cung cấp đám mây công cộng. 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 hướng này, một công ty có thể phác thảo các mục tiêu và nhu cầu của các dịch vụ và nhận được chúng từ đám mây công cộng hay riêng, khi thích hợp. Một đám mây lai được xây dựng tốt có thể phục vụ các quy trình nhiệm vụ-tới hạn, an toàn, như nhận các khoản thanh toán của khách hàng, cũng như những thứ là không quan trọng bằng kinh doanh, như xử lý bảng lương 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 như vậy. Phải có thể nhận được và cung cấp các dịch vụ lấy từ các nguồn khác nhau như thể chúng có nguồn gốc từ một chỗ và tương 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 tương 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. Những tình huống mà một môi trường hybrid là tốt nhất: • Công ty của bạn muốn sử dụng một ứng dụng SaaS nhưng quan tâm về bảo mật Nhà cung cấp SaaS có thể tạo ra một đám mây riêng chỉ cho công ty của bạn bên trong tường lửa của họ. Họ cung cấp cho bạn một mạng riêng ảo (VPN) để bổ sung bảo mật. • Công ty của bạn cung cấp dịch vụ được thay đổi cho thị trường khác nhau. Bạn có thể sử dụng một đám mây công cộng để tương tác với khách hàng nhưng giữ dữ liệu của họ được bảo đảm trong vòng một đám mây riêng. • Các yêu cầu quản lý của điện toán đám mây trở nên phức tạp hơn nhiều khi bạn cần quản lý dữ liệu cá nhân, công cộng, và truyền thống tất cả với nhau. Bạn sẽ cần phải thêm các khả năng cho phù hợp với các môi trường.

Lợi ích

Như vậy, trước đây để có thể triển khai một ứng dụng (ví dụ một trang Web), bạn phải đi mua/thuê một hay nhiều máy chủ (server), sau đó đặt máy chủ tại các trung tâm dữ liệu (data center) thì nay điện toán đám mây cho phép bạn giản lược quá trình mua/thuê đi. Bạn chỉ cần nêu ra yêu cầu của mình, hệ thống sẽ tự động gom nhặt các tài nguyên rỗi (free) để đáp ứng yêu cầu của bạn. Chính vì vậy, có thể kể đến một vài lợi ích cơ bản của điện toán đám mây như sau :

1. Sử dụng các tài nguyên tính toán động (Dynamic computing resources) Các tài nguyên được cấp phát cho doanh nghiệp đúng như những gì doanh nghiệp muốn một cách tức thời. Thay vì việc doanh nghiệp phải tính toán xem có nên mở rộng hay không, phải đầu tư bao nhiêu máy chủ thì nay doanh nghiệp chỉ cần yêu cầu “Hey, đám mây, chúng tôi cần thêm tài nguyên tương đương với 1 CPU 3.0 GHz, 128GB RAM…” và đám mây sẽ tự tìm kiếm tài nguyên rỗi để cung cấp cho bạn.
2. Giảm chi phí Doanh nghiệp sẽ có khả năng cắt giảm chi phí để mua bán, cài đặt và bảo trì tài nguyên. Rõ ràng thay vì việc phải cử một chuyên gia đi mua máy chủ, cài đặt máy chủ, bảo trì máy chủ thì nay bạn chẳng cần phải làm gì ngoài việc xác định chính xác tài nguyên mình cần và yêu cầu. Quá tiện!.
3. Giảm độ phức tạp trong cơ cấu của doanh nghiệp Doanh nghiệp sản xuất hàng hóa mà lại phải có cả một chuyên gia IT để vận hành, bảo trì máy chủ thì quá tốn kém. Nếu outsource được quá trình này thì doanh nghiệp sẽ chỉ tập trung vào việc sản xuất hàng hóa chuyên môn của mình và giảm bớt được độ phức tạp trong cơ cấu.
4. Tăng khả năng sử dụng tài nguyên tính toán Một trong những câu hỏi đau đầu của việc đầu tư tài nguyên (ví dụ máy chủ) là bao lâu thì nó sẽ hết khấu hao, tôi đầu tư như thế có lãi hay không, có bị outdate về công nghệ hay không. Khi sử dụng tài nguyên trên đám mây thì bạn không còn phải quan tâm tới điều này nữa.

Như vậy có thể kết luận rằng đám mây chính là tập hợp các dịch vụ CNTT được cung cấp qua mạng Internet, mà ở đó người dùng sẽ được trao nhiều quyền chủ động hơn, chẳng hạn như thích gì dùng nấy, dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu, được quyền lựa chọn những dịch vụ tốt nhất, có thể dùng bất cứ khi nào và bất cứ ở đâu.

Qua những phân tích ta có thể thấy được rất nhiều điểm thuận lợi trong dịch vụ này, nó hứa hẹn sẽ là xu thế chính của các phần mềm hay những hình thức lưu trữ trong tương lai. Hi vọng rằng bài viết hữu ích với các bạn sinh viên hay bất kì ai muốn tìm hiểu thêm về clound computing Thank for your reading!