LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cám ơn Khoa CNTT, trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Trường Đại học Tây Bắc đã tạo điều kiện cho em học tập và thực hiện đề tài tốt nghiệp này; Khóa luận này sẽ không thể hoàn thành nếu như không có sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy Nguyễn Thế Lộc, người thầy hướng dẫn em. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về những chỉ bảo, định hướng nghiên cứu, hỗ trợ, tạo điều kiện tốt nhất cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài; Em xin chân thành cám ơn quý Thầy Cô trong khoa CNTT Trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã tận tình chỉ bảo, truyền đạt những tri thức, kỹ năng, kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt quãng thời gian em theo học lớp Thạc sỹ mà thầy cô đã dậy em ở trường. Đây là những hành trang quý báu để em hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình ở đơn vị mình công tác và những bước đi tiếp theo trên con đườn sự nghiệp của bản thân; Con xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Ông bà, Cha mẹ dày công nuôi dạy, gửi gắm trọn niềm thương yêu nơi con, hỗ trợ, động viên, ủng hộ con từ thủa ấu thơ để con có được ngày hôm nay; Em xin gửi lời cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện của anh chị, bạn bè, đồng nghiệp trong suốt quá trình thực hiện khóa luận; Mặc dù đã hết sức nỗ lực và cố gắng, nhưng khóa luận chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, em mong nhận được sự thông cảm, góp ý và tận tình chỉ bảo của quý thầy cô và các bạn. Một lần nữa xin gửi đến tất cả mọi người lời cám ơn chân thành nhất! Hà Nội, 11/ 2011 Sinh viên thực hiện Nguyễn Đức Thiện i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Hà Nội, 2011 Giảng viên hướng dẫn TS. Nguyễn Thế Lộc NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ii Hà nội, 2011 GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN TS. iii MỤC LỤC MỤC LỤC iv DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ xiii PHẦN MỞ ĐẦU 1 1.Lý do chọn đề tài 1 2.Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 1 2.1 Mục đích 1 2.2 Nhiệm vụ 2 3.Những kết quả đạt được 2 PHẦN NỘI DUNG 3 GIỚI THIỆU 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 4 1.1. Khái niệm và cách nhìn nhận về ĐTĐM 4 Hình 1: Minh họa mô hình ĐTĐM 4 1.2. Các dịch vụ của ĐTĐM 5 Hình 2: Kiến trúc của ĐTĐM 5 1.2.1. Applications as a Services – SaaS 5 Hình 3: Tài nguyên đi thuê của Software as a Service 6 Hình 4: Một số nhà cung cấp Softwares as a Service 7 1.2.2. Platforms as a Service – Paas 7 Hình 5: Tài nguyên đi thuê của Platforms as a Service 8 Hình 6: Một số nhà cung cấp dịch vụ Paas 9 1.2.3. Infrastructures as a Service – IaaS 9 Hình 7: Tài nguyên đi thuê của Infrastructures as a Service 10 1.3. Các mô hình triển khai ĐTĐM 10 1.3.1. Đám mây công cộng (Public Cloud) 11 Hình 8: Mô hình Public cloud 11 Hình 9: Một số nhà cung cấp Public cloud 12 1.3.2. Đám mây riêng (Private cloud) 12 Hình 10: Mô hình Private Cloud 13 1.3.3. Đám mây lai (Hybrid cloud) 13 Hình 11: Mô hình Hybrid Cloud 14 1.4. Lợi ích và hạn chế của ĐTĐM 14 1.4.1. Lợi ích của ĐTĐM 14 1.4.1.1. Miễn phí 14 1.4.1.2. Dễ tiếp cận 15 1.4.1.4. Di động 15 1.4.1.5 . Linh hoạt 15 1.4.1.6 . Tài nguyên dùng chung 15 iv 1.4.1.7. Khả năng liên kết 16 1.4.1.8 . Khả năng tự động hoá 16 1.4.1.9 . Khả năng nhận biết thiết bị đầu cuối 16 1.4.1.10 . Khả năng co giãn 16 1.4.1.11. Yên tâm tuyệt đối 17 Hình 12: Những ưu điểm và khuyết điểm của ĐTĐM 17 1.4.2. Một số hạn chế 17 1.4.2.1. Vấn đề bảo mật 18 1.4.2.2. Mất kiểm soát và phụ thuộc 19 CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ ẢO HÓA 20 2.1. Các công nghệ ảo hóa hiện nay 22 2.1.1. Máy chủ ảo (Server virtualization) 22 Hình 13: Server Vitualization 22 2.1.2. Ứng dụng ảo (Application virtualization) 23 2.1.3. Ảo hóa trình diễn (Presentation virtualization) 23 Hình 14: Presentation Virtualization 23 2.1.4. Profile virtualization 24 Hình 15: Profile Virtualization 24 2.2. Ảo hóa máy chủ với Hyper-V 25 2.2.1. Tổng quan, kiến trúc 25 26 Hình 16: Kiến trúc Hyper-V 26 2.2.2. Các tính năng 26 Hình 17: Live Migration 29 2.2.3 . Lợi ích khi triển khai Hyper -V 29 2.2.4 Triển khai 32 Hình 18: Cài đặt Hyper-V 32 Hình 19: Lựa chọn Card mạng trên máy chủ ảo 33 Hình 20: Máy ảo được khởi tạo 33 Hình 21: Snapshot máy ảo 34 CHƯƠNG III: AN NINH TRÊN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 35 3.1 . Một số thách thức trong việc bảo mật với ĐTĐM 35 3.2. Bảo mật cho SaaS 35 3.2.1. Quản lý độ mạo hiểm 36 3.2.2. Đánh giá độ mạo hiểm 36 3.2.3. Chu trình phát triển phần mềm an toàn 37 3.2.4. Giám sát bảo mật và đối phó với các tình huống bất ngờ 38 3.2.5. Thiết kế cấu trúc bảo mật 38 3.3 . An toàn vật lý 38 Kết luận Chương III 39 v CHƯƠNG IV: NHỮNG CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 40 4.1. Công nghệ ĐTĐM của IBM 40 Hình 22: IBM Blue Cloud 41 Hình 23: Cơ sở hạ tầng ĐTĐM của IBM 42 4.2. Công nghệ ĐTĐM của Amazone 42 4.2.1. Dịch vụ Amazon Simple Storage Service (S3) 42 Hình 24: Amazon Simple Storage Services 43 4.2.2. Dịch vụ Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) 44 4.2.3. Dịch vụ Amazon SimpleDB (SDB) 45 4.3. Công nghệ ĐTĐM của Google 46 Google Apps là tập hợp các ứng dụng được truy cập duy nhất qua 1 tài khoản (SSO - single sign on): 46 4.3.1.2. Google Docs 47 4.3.1.3. Google Calendar 47 4.3.1.4. Google Talk 47 4.3.1.5. Google Sites 47 4.3.1.6. Google Video 48 4.3.3. Dịch vụ và hình thức thanh toán Google App Engine 49 Hình 25: thể hiện các gói dịch vụ của google app engine 49 4.3.4.3. Cách sử dụng thư viện mã nguồn trên Google Apps Engine 52 3.4. Công nghệ ĐTĐM của Microsoft 53 Hình 27: Nền tảng Windows Azure hỗ trợ ứng dụng, 54 dữ liệu và hạ tầng trên đám mây 54 Hình 28: Windows Azure cung cấp dịch vụ tính toán 55 và lưu trữ cho ứng dụng đám mây 55 Hình 29: SQL Azure cung cấp các dịch vụ định hướng dữ liệu trong đám mây 56 Hình 30: Windows Azure Platform AppFabric cung cấp cơ sở hạ tầng dựa trên đám mây 58 được sử dụng bởi ứng dụng đám mây và ứng dụng On-Premise 58 Hình 31: Tổng quan Windows Azure Platform 59 4.4.5. Mô hình của một ứng dụng trên Windows Azure 60 Hình 32: Các thành phần của một ứng dụng Windows Azure 60 CHƯƠNG V: ỨNG DỤNG TRÊN NỀN TẢNG AZURE 62 VÀ GOOGLE APP ENGINE 62 5.1. Xây dựng ứng dụng web chạy trên nền tảng Windows Azure. 62 5.1.1. Nội dung 62 5.1.2. Công cụ thực hiện 62 5.1.3. Cài đặt và sử dụng Windows Azure SDK 62 5.1.3.1. Giới thiệu về Windows Azure SDK 62 vi cài đặt: 64 Hình 33: Cài đặt Windows Azure SDK 64 5.1.3.3. Cấu hình sử dụng: 64 Hình 34: Cấu hình Webrole 65 Hình 35: Cấu hình dịch vụ thông qua Giao diện 66 Hình 36: Thông số chi tiết về cấu hình máy ảo 67 5.1.4. Tiến trình thực hiện 69 Hình 37: Giao diện khởi động Visual Studio 2010 70 Hình 38: Khởi tạo Cloud Project 71 Hình 39: ASP.NET Web Role 71 Hình 40: Project mặc định được khởi tạo 72 Hình 41: Giao diện chính website được thiết kế 73 Hình 42: Debug chương trình 73 Hình 43: Giao diện website được thực thi trên localhost 74 Hình 44: Môi trường giả lập tính toán thực thi 74 Hình 45: Giao diện môi trường giả lập và sự hoạt động 75 Hình 46: Publish Project 76 Hình 47: Thư mục chứa dịch vụ được tạo ra từ Project 77 5.2.1. Nội dung 77 5.2.2. Công cụ sử dụng 77 5.2.3 Cài đặt Plugin cho Eclipse 78 Hình 48: Những Plugin cần thiết cài đặt thêm vào Eclipse 78 Hình 49: Đồng ý chính sách sử dụng và cài đặt của Google 79 5.2.4 Triển khai ứng dụng 79 Hình 50: Khởi tạo Web Application Project 79 Hình 51: Khởi tạo Project và sử dụng Web toolkit và App Engine. 80 Hình 52: Cấu trúc của một ứng dụng App Engine 80 81 Hình 53: Nội dung tập tin Appengine-web.xml 81 Hình 54: Thực thi Project trên localhost 82 Hình 55: Giao diện website khi thực thi trên localhost 83 Hình 56: Chu trình phát triển ứng dụng web với Google App Engine 84 Hình 57: Khởi tạo thành công Application trên Google App Engine 85 Hình 58: Thay đổi nội dung file Appengine-web.xml 85 Hình 59: Triển khai ứng dụng trên Internet 85 Hình 60: Lựa chọn Application ID và phiên bản 86 Hình 61:Trang quản trị và báo cáo thông tin sử dụng dịch vụ 87 vii Hình 62: Khả năng co giãn về tài nguyên cho ứng dụng của Google 88 PHẦN KẾT LUẬN 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỤC LỤC iv DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ xiii PHẦN MỞ ĐẦU 1 1.Lý do chọn đề tài 1 2.Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 1 2.1 Mục đích 1 2.2 Nhiệm vụ 2 3.Những kết quả đạt được 2 PHẦN NỘI DUNG 3 GIỚI THIỆU 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 4 1.1. Khái niệm và cách nhìn nhận về ĐTĐM 4 Hình 1: Minh họa mô hình ĐTĐM 4 1.2. Các dịch vụ của ĐTĐM 5 Hình 2: Kiến trúc của ĐTĐM 5 1.2.1. Applications as a Services – SaaS 5 Hình 3: Tài nguyên đi thuê của Software as a Service 6 Hình 4: Một số nhà cung cấp Softwares as a Service 7 1.2.2. Platforms as a Service – Paas 7 Hình 5: Tài nguyên đi thuê của Platforms as a Service 8 Hình 6: Một số nhà cung cấp dịch vụ Paas 9 1.2.3. Infrastructures as a Service – IaaS 9 viii Hình 7: Tài nguyên đi thuê của Infrastructures as a Service 10 1.3. Các mô hình triển khai ĐTĐM 10 1.3.1. Đám mây công cộng (Public Cloud) 11 Hình 8: Mô hình Public cloud 11 Hình 9: Một số nhà cung cấp Public cloud 12 1.3.2. Đám mây riêng (Private cloud) 12 Hình 10: Mô hình Private Cloud 13 1.3.3. Đám mây lai (Hybrid cloud) 13 Hình 11: Mô hình Hybrid Cloud 14 1.4. Lợi ích và hạn chế của ĐTĐM 14 1.4.1. Lợi ích của ĐTĐM 14 1.4.1.1. Miễn phí 14 1.4.1.2. Dễ tiếp cận 15 1.4.1.4. Di động 15 1.4.1.5 . Linh hoạt 15 1.4.1.6 . Tài nguyên dùng chung 15 1.4.1.7. Khả năng liên kết 16 1.4.1.8 . Khả năng tự động hoá 16 1.4.1.9 . Khả năng nhận biết thiết bị đầu cuối 16 1.4.1.10 . Khả năng co giãn 16 1.4.1.11. Yên tâm tuyệt đối 17 Hình 12: Những ưu điểm và khuyết điểm của ĐTĐM 17 1.4.2. Một số hạn chế 17 1.4.2.1. Vấn đề bảo mật 18 1.4.2.2. Mất kiểm soát và phụ thuộc 19 CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ ẢO HÓA 20 2.1. Các công nghệ ảo hóa hiện nay 22 2.1.1. Máy chủ ảo (Server virtualization) 22 Hình 13: Server Vitualization 22 2.1.2. Ứng dụng ảo (Application virtualization) 23 2.1.3. Ảo hóa trình diễn (Presentation virtualization) 23 Hình 14: Presentation Virtualization 23 2.1.4. Profile virtualization 24 Hình 15: Profile Virtualization 24 2.2. Ảo hóa máy chủ với Hyper-V 25 2.2.1. Tổng quan, kiến trúc 25 26 Hình 16: Kiến trúc Hyper-V 26 2.2.2. Các tính năng 26 Hình 17: Live Migration 29 2.2.3 . Lợi ích khi triển khai Hyper -V 29 ix 2.2.4 Triển khai 32 Hình 18: Cài đặt Hyper-V 32 Hình 19: Lựa chọn Card mạng trên máy chủ ảo 33 Hình 20: Máy ảo được khởi tạo 33 Hình 21: Snapshot máy ảo 34 CHƯƠNG III: AN NINH TRÊN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 35 3.1 . Một số thách thức trong việc bảo mật với ĐTĐM 35 3.2. Bảo mật cho SaaS 35 3.2.1. Quản lý độ mạo hiểm 36 3.2.2. Đánh giá độ mạo hiểm 36 3.2.3. Chu trình phát triển phần mềm an toàn 37 3.2.4. Giám sát bảo mật và đối phó với các tình huống bất ngờ 38 3.2.5. Thiết kế cấu trúc bảo mật 38 3.3 . An toàn vật lý 38 Kết luận Chương III 39 CHƯƠNG IV: NHỮNG CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 40 4.1. Công nghệ ĐTĐM của IBM 40 Hình 22: IBM Blue Cloud 41 Hình 23: Cơ sở hạ tầng ĐTĐM của IBM 42 4.2. Công nghệ ĐTĐM của Amazone 42 4.2.1. Dịch vụ Amazon Simple Storage Service (S3) 42 Hình 24: Amazon Simple Storage Services 43 4.2.2. Dịch vụ Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) 44 4.2.3. Dịch vụ Amazon SimpleDB (SDB) 45 4.3. Công nghệ ĐTĐM của Google 46 Google Apps là tập hợp các ứng dụng được truy cập duy nhất qua 1 tài khoản (SSO - single sign on): 46 4.3.1.2. Google Docs 47 4.3.1.3. Google Calendar 47 4.3.1.4. Google Talk 47 4.3.1.5. Google Sites 47 4.3.1.6. Google Video 48 4.3.3. Dịch vụ và hình thức thanh toán Google App Engine 49 Hình 25: thể hiện các gói dịch vụ của google app engine 49 4.3.4.3. Cách sử dụng thư viện mã nguồn trên Google Apps Engine 52 3.4. Công nghệ ĐTĐM của Microsoft 53 Hình 27: Nền tảng Windows Azure hỗ trợ ứng dụng, 54 dữ liệu và hạ tầng trên đám mây 54 Hình 28: Windows Azure cung cấp dịch vụ tính toán 55 và lưu trữ cho ứng dụng đám mây 55 x [...]... hình n y cũng phù hợp với những tổ chức đủ lớn để ch y một trug tâm ĐTĐM có hiệu quả 1.3.3 Đám m y lai (Hybrid cloud) Là một sự kết hợp của các đám m y công cộng và riêng Những đám m y n y thường do các tổ chức tạo ra, trách nhiệm quản lý sẽ được phân chia giữa các tổ chức và nhà cung cấp đám m y công cộng Đám m y lai sử dụng các dịch vụ có trong cả không gian công cộng và riêng Đối với đám m y công... điện và giải pháp tỏa nhiệt trong trung tâm dữ liệu Ngoài ra, việc giảm thời gian thiết lập m y chủ, kiểm tra phần mềm trước khi đưa vào hoạt động cũng là một trong những mục đích chính khi ảo hóa m y chủ Công nghệ mới n y sẽ tạo ra những điều mới mẻ trong tư duy của các nhà quản lý CNTT về tài nguyên m y tính Khi việc quản lí các m y riêng lẻ trở nên dễ dàng hơn, trọng tâm của CNTT có thể chuyển từ công... hiệu quả Với ảo hóa m y chủ cho phép dùng hết 10/10 khả năng m y vật lý lúc n y m y vật lý sẽ kiêm nhiều nhiệm vụ hơn như DNS, FTP và các ứng dụng khác, tăng cao tính hiệu quả và Hyper-V trên Windows Server 2008 sử dụng nền tảng công nghệ hypervisor là một minh chứng hiệu quả nó đem lại khả năng ch y nhiều hệ điều hành m y khách thường gọi là Partition (phân vùng) trên một m y chủ đơn lẻ Khả năng phân... đối tác Mỗi ứng dụng hay phần mềm ch y trên m y tính thì đều nhất thiết phải gắn liền với Hệ điều hành hay nói cách khác là chúng ta cần phải có hệ điều hành để ch y các ứng dụng của mình Các hệ điều hành ở đ y được triển khai trên các m y ảo (tạo nên bản chất của ĐTĐM) và hệ điều hành được tải lên các m y ảo của nhà 9 cung cấp dịch vụ nơi mà chúng ta có thể sử dụng các tài nguyên lưu trữ, tính toán... đ y thì điều đó ng y càng được cụ thể hóa Công nghệ mỗi ng y lại ghi nhận những bước tiến bộ vượt bậc, với đà đi lên đó làm cho cấu hình phần cứng của các thiết bị công nghệ không ngừng được cải thiện và nâng cao Nếu cho rằng trước đ y phần đa người dùng sử dụng m y tính để bàn (destop) thì ng y nay được thay thế bằng các thiết bị tin học công nghệ cao, gọn nhẹ VD như Laptop, Smartphone v.v Điều n y. .. hình n y cũng giải phóng người dùng khỏi việc quản lý tài nguyên bên dưới bao gồm cả Mạng, thiết bị lưu trữ, hệ điều hành, m y chủ, công cụ lưu trữ, môi trường phát triển ứng dụng 6 Hình 4: Một số nhà cung cấp Softwares as a Service 1.2.2 Platforms as a Service – Paas Các dịch vụ ở đ y được dành để hỗ trợ cho các ứng dụng Các ứng dụng n y có thể đang ch y trong đám m y và chúng có thể đang ch y trong... nhân tố khác, sự thay đổi của công nghệ nhanh chóng mặt Từ đó, y u cầu của các tổ chức n y cũng không kém phần gia tăng, các tổ chức buộc ch y theo công nghệ, các thiết bị vật lý trở thành gánh nặng trong việc mở rộng hạ tầng điện 20 toán của đơn vị Suy nghĩ về sự phát triển sẽ đem đến sự dễ dàng trong quản lý tan biến mà thay vào đó là sự phức tạp, rối rắm của hệ thống đối với người quản trị Sự phát... nay 2.1.1 M y chủ ảo (Server virtualization) Hình 13: Server Vitualization Mục đích chính của việc ảo hóa m y chủ chính là tách rời mối liên hệ luồng công việc của m y chủ Do đó, từ m y chủ vật lý để từ đó có khả năng phân thành nhiều luồng công việc hơn đem đến sự hiệu quả đáng kể trong đơn vị Ví dụ, đơn cử trung bình với một m y vật lý dùng làm DHCP chỉ sử dụng hết 3/10 khả năng của m y vật lý v y. .. một ứng dụng trên trên cả đám m y công cộng và đám m y riêng mà nó vẫn có thể kết nối và trao đổi dữ liệu một cách có hiệu quả và xuyên suốt Một đám m y lai được x y dựng tốt có thể phục vụ các quy trình nhiệm vụ an toàn, tiết kiệm được kinh phí cho tổ chức Song mặt hạn chế của mô hình triển khai n y gặp khó khăn trong việc quản lý có hiệu quả từ một giải pháp như v y 1.4 Lợi ích và hạn chế của ĐTĐM... trì thiết bị hay khấu hao tài nguyên qua thời gian sử dụng Việc phát triển ứng dụng trên IaaS tôi th y là sát với thực tế chúng ta triển khai nhất Đó là, với việc thiết lập cấu hình mạng m y tính, nền tảng hệ điều hành, môi trường ch y ứng dụng, tất cả điều đó hoàn toàn là do chúng ta thay đổi hoặc t y chỉnh Còn công việc của nhà cung cấp đó là triển khai phần cứng, cung cấp tài nguyên phần cứng cho . đề tài 1 2.1 Mục đích 1 2.2 Nhiệm vụ 2 3.Những kết quả đạt được 2 PHẦN NỘI DUNG 3 GIỚI THIỆU 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 4 1.1. Khái niệm. 62 5.1. Xây dựng ứng dụng web chạy trên nền tảng Windows Azure. 62 5.1.1. Nội dung 62 5.1.2. Công cụ thực hiện 62 5.1.3. Cài đặt và sử dụng Windows Azure