ĐIỆN TOÁN PHÂN TÁN, ĐIỆN TOÁN LƯỚI, ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG

17 834 1
ĐIỆN TOÁN PHÂN TÁN, ĐIỆN TOÁN LƯỚI, ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

1 ðẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ðẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI THU HOẠCH CHUYÊN ðỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU NÂNG CAO TÊN ðỀ TÀI ðIỆN TOÁN PHÂN TÁN, ðIỆN TOÁN LƯỚI, ðIỆN TOÁN ðÁM MÂY VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG GIẢNG VIÊN: PGS.TS. ðỖ PHÚC HỌC VIÊN: TRẦN NGỌC THUẬN Mà SỐ HỌC VIÊN: CH1101141 KHÓA: 6 Tp. Hồ Chí Minh – 08/ 2012 LỜI MỞ ðẦU Ngày nay với sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ ñặc biệt là trong lĩnh vực công nghệ thông tin. ðiện toán phân tán là vấn ñề ñáng ñược quan tâm hiện nay. ðiện toán lưới và ñiện toán ñám mây là những công nghệ hàng ñầu trong việc tính toán, cung cấp các dịch vụ, chia sẻ thông tin. Bài báo cáo trình bày những nội dung cơ bản của ðiện toán phân tán (Distributed Computing), ðiện toán lưới (Grid Computing), ðiện toán ñám mây (Cloud Computing), so sánh giữa ðiện toán lưới và ñiện toán ñám mây, những ảnh hưởng của ñiện toán ñám mây ñối với ngành CNTT truyền thống. Tôi xin chân thành cám ơn PGS.TS. ðỗ Phúc ñã cung cấp những kiến thức cơ bản trong chuyên ñề Cơ sở dữ liệu nâng cao, cám ơn sự hướng dẫn nhiệt tình của Thầy trong chuyên ñề. MỤC LỤC A. ðiện toán phân tán (Distributed computing(DC)) Trang 1 B. Tổng quan về các mô hình ñiện toán Trang 3 I. Sự tiến hóa của mô hình ñiện toán Trang 3 II. ðiện toán lưới Trang 4 III. ðiện toán ñám mây Trang 6 1. Khái niệm Trang 6 2. Lợi ích của ñiện toán ñám mây Trang 7 3. Mô hình lớp dữ liệu CC Trang 8 IV. So sánh ñiện toán lưới và ñiện toán ñám mây Trang 10 V. Ảnh hưởng của ñiện toán ñám mây ñến nền CNTT Trang 11 1. Những ưu ñiểm giúp ñiện toán ñám mây trở thành nền tảng trong tương lai Trang 11 2. Những câu hỏi còn bỏ ngỏ về ñiện toán ñám mây Trang 12 3. Những ảnh hưởng của ðiện toán ñám mây ñến ngành CNTT truyền thống Trang 12 1 A. ðiện toán phân tán (Distributed Computing(DC)) Với sự phát triển nhanh của mạng truyền thông, sự tăng cường về sức mạnh của máy tính, sự phát triển của Internet ñã làm thay ñổi cách quản lý thông tin và dịch vụ về thông tin. Tài nguyên phân tán về mặt ñịa lý như: thiết bị lưu trữ (storage devices), tài nguyên dữ liệu (data sources) và những siêu máy tính (supercomputers) sẽ ñược tương tác và sử dụng của người dùng trên toàn thế giới như là một hệ thống ñơn, tài nguyên dùng chung. Hệ thống này sẽ cung cấp các tài nguyên dùng chung, các dịch vụ, … cho người dùng với tính chính xác cao, an toàn, và chi phí là thấp nhất. Kiến trúc lớp trong ñiện toán phân tán (Distributed computing) Thành tựu ñáng kể nhất của ðiện toán phân tán bao gồm: ñiện toán lưới (Grid Computing) và ñiện toán ñám mây (Cloud Computing). Không chỉ ñược cải tiến về thành phần kỹ thuật máy tính mà còn ñược cải tiến về giao thức giao tiếp. Kết nối mạng trên nền SNA (Systems Network Architecture), ñưa ra bởi IBM năm 1974 và trên ITU-T’s X.25 tháng 3/1976. Những giao thức trên từng bước ñược thay thế bởi giao thức hiệu quả hơn, ñơn giản hơn là TCP/IP. Clients (e.g, web browser, and other locally installed software, devices) Middleware services (e.g, for load balancing, scheduling, billing) Resource entity 1 (e.g., application server) Resource entity 2 (e.g., virtual system) Resource entity 1 (e.g.,database, storages) Resource entity n Resource interconnecter Shared resource 2 Bảng các mẫu DC, các dịch vụ mới và các thành phần mới của DC New Computing Paradigms New Services New or enhanced Features - Cloud computing - Edge computing - Grid computing - Utility computing - Software as a Service (SaaS) - Infrastructure as a Service (IaaS) - Platform as a Service (PaaS) - Service-Oriented Architecture (SOA) - Ubiqiuious access - Reliability - Scalability - Virtualization - Exchangeability/ Location Independence - Cost-effectiveness ðích ñến của hệ thống ñiện toán phân tán (Distributed Computing System(DCS)) là kết nối người dùng với tài nguyên một cách trong suốt, mở, hiệu quả, chính xác, ña dạng. Tài nguyên ñược chia sẻ trong lưới (Grid), mây (Cloud) và hệ thống DCS khác bao gồm: - Tài nguyên vật lý o Nguồn thiết bị máy tính o Thiết bị lưu trữ o Phương tiện kết nối - Tài nguyên ảo, có thể ñược thay ñổi và ñộc lập về vị trí vật lý, giống như bộ nhớ ảo (virtual memory) o Hệ ñiều hành o Phần mềm và bản quyền o Tác vụ và ứng dụng o Dịch vụ 3 B. Tổng quan về các mô hình ñiện toán I. Sự tiến hóa của mô hình ñiện toán Mô hình ñiện toán tiến hóa qua các thời kì lịch sử khác nhau do sự phát triển của máy tính và hạ tầng mạng truyền thông. Từ thế hệ máy tính thứ nhất ñến thế hệ thứ ba, máy tính vẫn là các máy tính cồng kềnh, ñắt ñỏ; các chương trình ứng dụng ñược phát triển với chi phí rất cao do sự thiếu thân thiện của ngôn ngữ lập trình cũng như ñiều kiện vận hành và sử dụng hệ thống khắt khe. Thế hệ thứ 4 của máy tính xuất hiện những năm 70 ñến nay với sự xuất hiện của vi xử lí với các ngôn ngữ lập trình thân thiện, phù hợp hơn cho từng lĩnh vực ứng dụng ñặc thù. Với việc cho ra ñời máy tính cá nhân ñầu những năm 80 của IBM và Apple, ñiện toán ñã ñược tiếp cận rộng rãi và trở nên phổ thông. Bước sang những năm 80 nhất là những năm 90 công nghệ và hạ tầng mạng. Truyền thông ñã có những bước phát triển vượt bậc, với sự ra ñời của mạng Internet kết nối toàn cầu và sự bùng nổ của ứng dụng Web. Ngày nay, những năm ñầu thế kỷ 21, hạ tầng máy tính, viễn thông ñã hội tụ trên nền công nghệ số. Công nghệ kết nối có dây, không dây qua cáp ñồng, cáp quang, vệ tinh, wifi, mạng 3G, 4G,… cho phép kết nối mạng toàn cầu, vươn tới cả vùng sâu, vùng xa nghèo khó. Với hạ tầng ICT phát triển như vậy, các thiết bị tính toán cũng hết sức ña dạng từ các siêu máy tính, máy chủ lớn, tới các máy tính cá nhân, máy tính xách tay, các thiết bị di ñộng thông minh hay các ñiện thoại di ñộng giá rẻ ñều có thể kết nối với nhau – một thế giới ñã kết nối. Khi thế giới ñiện toán ñã kết nối, làm thế nào ñể khai thác ñược tối ña năng lực ñiện toán ñó với chi phí thấp nhất và nhanh nhất? Làm thế nào ñể một doanh nghiệp có hệ thông ứng dụng ERP trong vòng 24 giờ? Làm thế nào ñể dự án phần mềm có môi trường phát triển với công cụ quản lý dự án sẵn sàng trong vòng 4 giờ? Làm thế nào ñể cô giáo hiệu trưởng ở vùng cao có thể có ứng dụng quản lí hồ sơ, giáo án tức thì mà không phải tìm hiểu các bước “cài ñặt” hoặc 4 “sao lưu dữ liệu”? Không thể kể hết các nhu cầu tương tự, nhưng có thể nói ñiện toán ñám mây là mô hình ñược kỳ vọng ñáp ứng các nhu cầu ñó, ñem sản phẩm và dịch vụ công nghệ thông tin chất lượng cao ñến mọi ñối tượng theo nhu cầu, với thời gian nhanh hơn và chi phí rẻ hơn. II. ðiện toán lưới. ðịnh nghĩa: Khái niệm ñiện toán lưới ñã bắt ñầu xuất hiện vào ñầu thập niên 90 với nghĩa ẩn dụ là làm cho việc sử dụng sức mạnh của máy tính dễ dàng như là việc sử dụng ñiện năng. Ngày nay có rất nhiều ñịnh nghĩa về tính toán lưới. Một ñịnh nghĩa về Grid khá hoàn chỉnh ñược ñưa ra bởi tiến sĩ Ian Foster như sau: “Grid là một hệ thống song song, phân tán cho phép chia sẻ, lựa chọn, kết hợp các tài nguyên phân tán theo ñịa lý, thuộc nhiều tổ chức khác nhau dựa trên tính sẵn sang, khả năng, chi phí của chúng và yêu cầu về chất lượng dịch vụ (QoS) của người dùng ñể giải quyết bài các bài toán ứng dụng có quy mô lớn trong khoa học, kỹ thuật và thương mại. Từ ñó hình thành nên các “tổ chức ảo” (Virtual Organization (VO)), các liên minh tạm thời giữa các tổ chức và tập ñoàn, liên kết với nhau ñể chia sẻ tài nguyên và kỹ năng nhằm ñáp ứng tốt hơn các cơ hội kinh doanh hoặc các dự án có nhu cầu lớn về tính toán và dữ liệu, toàn bộ việc liên minh này dựa trên các mạng máy tính”. Một hệ thống Grid có 3 ñặc ñiểm chính: - Có sự kết hợp, chia sẻ tài nguyên không ñược quản lý tập trung. - Sử dụng các giao diện và giao thức chuẩn, mang tính mở, ña dụng. - ðáp ứng yêu cầu cao về chất lượng dịch vụ Hệ thống bao gồm phần cứng, phần mềm,, ñường truyền và hàng bào nhiêu thiết bị khác… trong những gian thích hợp tạo một môi trường tính toasn gọi là môi trường lưới. Môi trường lưới có thể phân chia thành 3 lớp: Lớp ứng dụng (Grid Application), lớp cơ sở hạ tầng (Grid Infrastructures) và lớp giữa (Grid Middleware). Lớp ứng dụng rất phong phú, chẳng hạn từ việc truy xuất dữ liệu qua ñiện thoại di ñộng ñến những hệ mô phỏng xử lý một lượng dữ liệu lớn ñể có thể quan sát quá trình diễn biến của một thí nghiệm khoa học nào ñó. Lớp hạ tầng cơ sở gồm hệ thống máy tính, siêu máy tính, các hệ lưu trữ, hạ tầng truyền dẫn và Internet. Còn lớp giữa cung cấp cho lớp ứng dụng và lớp cơ sở hạ tầng những giao thức ñược chuẩn hóa, tạo khả năng truy cập lưới dễ dàng, thuận tiện. 5 Có thể xem lớp giữa là một hệ phần mềm hệ thống nằm giữa lớp phần mềm ứng dụng và hệ ñiều hành, nhằm cung cấp các dịch vụ cho các ứng dụng như dịch vụ khám phá tài nguyên, lưu trữ thực thi, thông tin (Information), theo dõi tài nguyên (Resource Monitoring), kiểm lỗi và phục hồi (Failure Detector and Recovery)… ðây là những dịch vụ cốt lõi ñể cho người dùng tham gia vào môi trường lưới. Tùy theo yêu cầu của người dùng, lớp ứng dụng sẽ tạo ra cho người dùng một nền tảng ứng dụng(Platform) thích hợp. Kiến trúc hệ thống tính toán lưới ðiện toán lưới là một dạng của ñiện toán phân tán, trong ñó tồn tại một siêu máy tính ảo, là sự bao gồm một tập hợp các máy tính ñơn liên kết với nhau và hoạt ñộng phối hợp ñể thực hiện các tác vụ cực lớn, tác vụ này có thể ñược chia nhỏ ñể thực hiện song song trên những máy tính ñơn của tập hợp máy tính ñó. 6 III. ðiện toán ñám mây 1. Khái niệm: Có rất nhiều khái niệm về “ðiện toán ñám mây” (Cloud Computing). Theo tác giả thấy rằng ñịnh nghĩa của NIST là rõ ràng với cách nhìn bao quát: “CC là mô hình ñiện toán cho phép truy cập qua mạng ñể lựa chọn và sử dụng tài nguyên tính toán (Ví dụ: mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng và dịch vụ) theo nhu cầu một cách thuận tiện và nhanh chóng, ñồng thời cho phép kết thúc sử dụng dịch vụ, giải phóng tài nguyên dễ dàng, giảm thiểu các giao tiếp với nhà cung cấp”. 7 Mô hình ñiện toán ñám mây Theo ñó, mô hình chính là cho phép sử dụng dịch vụ theo yêu cầu (on-deman service); cung cấp khả năng truy cập dịch vụ qua mạng rộng rãi từ máy tính ñể bàn, máy tính xách tay tới thiết bị di ñộng (broad - network access); với tài nguyên tính toán ñộng, phục vụ nhiều người (resource pooling for multi- tenanci), năng lực tính toán phần mềm dẻo, ñáp ứng nhanh với nhu cầu thấp tới cao (rapid elasticity). Mô hình CC cũng ñảm bảo việc sử dụng các tài nguyên ñược “ño” ñể nhà cung cấp dịch vụ quản trị và tối ưu ñược tài nguyên, ñồng thời người dùng chỉ phải trả chi phí cho phần tài nguyên ñã sử dụng (pay - by - use). 2. Lợi ích của ñiện toán ñám mây a. Giảm chi phí Mô hình ñiện toán ñám mây có chi phí thấp hơn so với mô hình sử dụng hạ tầng công nghệ thông tin truyền thống vì phí sử dụng ñược trả theo dịch vụ và thời gian, mà khách hàng không phải ñầu tư quá nhiều vào cơ sở hạ tầng và giảm ñược chi phí vận hành và bảo trì. b. Tăng khả năng lưu trữ Với cơ sở hạ tầng quy mô lớn do nhà cung cấp mang lại, việc lưu trữ và bảo trì khối lượng lớn dữ liệu có thể ñược tiến hành dễ dàng. Việc tăng ñột ngột khối lượng công việc cũng ñược xử lý hiệu quả vì các ñám mây có thể ñược mở rộng một cách dễ dàng và linh hoạt. Người dùng cũng không phải quan tâm ñến các thay ñổi trong công nghệ lưu trữ, ñiều mà trước kia có thể gây ra vấn ñề khi có [...]... Online c a Microsoft hay Google Docs c a Google 9 IV So sánh ði n toán lư i và ði n toán ñám mây ði n toán ñám mây th t ra là phát tri n t ñi n toán lư i, k t h p t t c các d ch v , cơ s h t ng, … thành 3 l p và cung c p cho ngư i dùng C hai ñ u d a trên n n t ng là ñi n toán phân tán (Distributed computing) S khác nhau V mô hình - Mô hình ñi n toán lư i hư ng ñ n các d án nghiên c u trong môi trư ng h c... Các ng d ng c a ñi n toán ñám mây d dàng ñ s a ch a hơn b i l chúng không ñư c cài ñ t c ñ nh trên m t máy tính nào Chúng cũng d dàng h tr và c i thi n v tính năng - Tài nguyên s d ng c a ñi n toán ñám mây luôn ñư c qu n lý và th ng kê trên t ng khách hàng và ng d ng, theo t ng ngày, t ng tu n, t ng tháng ði u này ñ m b o cho vi c ñ nh lư ng giá c c a m i d ch v do ñi n toán ñám mây cung c p ñ ngư i... giúp ñi n toán ñám mây tr thành n n t ng trong tương lai - T c ñ x lý nhanh, cung c p cho ngư i dùng nh ng d ch v nhanh chóng và giá thành r d a trên n n t ng cơ s h t ng t p trung (ñám mây) - Chi phí ñ u tư ban ñ u v cơ s h t ng, máy móc và ngu n nhân l c c a ngư i s d ng ñi n toán ñám mây ñư c gi m ñ n m c th p nh t - Không còn ph thu c vào thi t b và v trí ñ a lý, cho phép ngư i dùng truy c p và s d... PaaS ði n toán ñám mây thư ng ñư c xem như là m t ñám mây tính toán và lưu tr có th ñư c truy c p thông qua các giao th c chu n và qua m t giao ti p tr u tư ng Ưu vi t c a công ngh tính toán mây so v i nh ng công ngh có trư c là nó cho phép ngư i dùng m t kh năng khai thác l n v i chi phí th p, ngư i dùng ch tr chi phí cho nhà cung c p nh ng gì ñã khai thác 10 V nh hư ng c a ñi n toán ñám mây ñ n n... n toán ñám mây - Tính riêng tư: Các thông tin ngư i dùng và d li u ñư c ch a trên ñi n toán ñám mây li u có ñ m b o ñư c tính riêng tư và li u các thông tin ñó có b s d ng vì m t m c ñích nào khác? - Tính ch ñ ng: Li u các d ch v ñám mây có b treo b t ng , khi n cho ngư i dùng không th truy c p các d ch v và d li u c a mình trong nh ng kho ng th i gian nào ñó khi n nh hư ng ñ n công vi c? - D li u và. .. v ñám mây này sang d ch v c a ñám mây khác? Ho c trong trư ng h p không mu n ti p t c s d ng d ch v cung cáp t ñám mây, li u ngư i dùng có th sao lưu toàn b d li u c a h t ñám mây? Và làm cách nào ñ ngư i dùng có th ch c ch n r ng các d ch v ñám mây s không h y toàn b d li u c a h trong trư ng h p d ch v ng ng ho t ñ ng - Tính b o m t: ðây là m i lo chính c a ngư i s d ng d ch v ñi n toán ñám mây Khi... v CC r t ña d ng và bao g m t t c các l p d ch v ñi n toán t cung c p năng l c tính toán trên máy ch v i hi u su t cao hay các máy ch o, không gian lưu tr d li u, hay m t h ñi u hành, m t công c l p trình, hay m t ng d ng k toán Các d ch v ñư c phân lo i khá ña d ng, nhưng các mô hình d ch v CC ph bi n nh t có th ñư c phân thành 3 nhóm: D ch v h t ng (IaaS), D ch v n n t ng (PaaS) và D ch v ph n m... lý h th ng Kh năng khai thác và hi u su t ñư c cài thi n hơn 10-20% so v i h th ng máy tính cá nhân thông thư ng - V i ñ tin c y cao, không ch giành cho ngư i dùng ph thông, ñi n toán ñám mây phù h p v i các yêu c u cao và liên t c c a các công ty kinh doanh và các nghiên c u khoa h c 11 - Kh năng m r ng ñư c, giúp c i thi n ch t lư ng các d ch v ñư c cung c p trên ñám mây - Kh năng b o m t ñư c cài... m t l n hơn v i chi phí phù h p V ki n trúc - ði n toán lư i t p trung trên vi c tích h p các tài nguyên s n có g m c ph n c ng, h ñi u hành, cơ s h t ng an ninh c a các h th ng ði n toán lư i ñ nh nghĩa và cung c p m t t p các giao th c chu n, ph n m m cơ s (middleware), b công c và các d ch v ñư c xây d ng trên t p giao th c này - ði n toán ñám mây hư ng ñ n các c p ñ khác nhau c a d ch v nh m ñáp... t o ra các tùy bi n: chúng giúp các hang 12 CNTT d n lo i b ñư c nh ng chi phí v n khá t n kém t cơ s h t ng ñ n các ph n m m ti p c n khách hàng và nh ng v n ñ trung gian khác Và h qu là, ñi n toán ñám mây ñang làm thay ñ i hoàn toàn b m t c a các d ch v CNTT truy n th ng - M i ñe d a ñ i v i d ch v CNTT truy n th ng: các th a thu n d ch v truy n th ng v i s chú tr ng ch y u và tài s n không th bi . THU HOẠCH CHUYÊN ðỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU NÂNG CAO TÊN ðỀ TÀI ðIỆN TOÁN PHÂN TÁN, ðIỆN TOÁN LƯỚI, ðIỆN TOÁN ðÁM MÂY VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG GIẢNG VIÊN: PGS.TS. ðỖ PHÚC HỌC VIÊN: TRẦN NGỌC. ñiện toán ñám mây Trang 12 3. Những ảnh hưởng của ðiện toán ñám mây ñến ngành CNTT truyền thống Trang 12 1 A. ðiện toán phân tán (Distributed Computing(DC)) Với sự phát triển nhanh của. Online của Microsoft hay Google Docs của Google. 10 IV. So sánh ðiện toán lưới và ðiện toán ñám mây ðiện toán ñám mây thật ra là phát triển từ ñiện toán lưới,

Ngày đăng: 10/04/2015, 14:34

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan