ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KHOA HỌC & KỸ THUẬT MÁY TÍNH BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY DI ĐỘNG: KIẾN TRÚC, ỨNG DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN GVHD : TS Phạm Trần Vũ -o0o - HVTH 1: Phùng Quang Chánh – 10071115 HVTH 2: Cao Trọng Thân – 10070497 Tp HCM, Tháng 05/2012 Trang i   MỤC LỤC   MỤC LỤC  .ii  I GIỚI THIỆU   1  II TỔNG QUAN VỀ MCC (Mobile Cloud Computing)  . 2  A MCC ?   2  B Kiến trúc MCC  . 6  C Các ưu điểm củaMCC   8  III.ỨNG DỤNG CỦA MCC  . 11  A Thương mại di động (Mobile Commerce)   11  B Học tập di động (Mobile learning)  . 12  C Chăm sóc sức khỏe di động (Mobile healthcare)  . 13  D Trò chơi di động (Mobile Gaming)   15  E Các ứng dụng thực tế khác   16  IV CÁC VẤN ĐỀ VÀ PHƯƠNG PHÁP CỦA MCC  . 18  A Các vấn đề truyền thông di động.  . 18  B Các vấn đề phía tính toán.  . 21  V CÁC VẤN ĐỀ MỞ VÀ CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI   28  A.  Băng thông thấp (Low Bandwidth)  28  B.  Quản lý cập mạng (Network Access Management)   29  C Chất lượng dịch vụ  . 29  D Giá cả   31  E Giao diện chuẩn   31  F Hội tụ dịch vụ   31  VI KẾT LUẬN   32  TÀI LIỆU THAM KHẢO   33  Trang ii   Báo cáo tập lớn tính toán lưới ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY DI ĐỘNG: KIẾN TRÚC, ỨNG DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN Cùng với bùng nổ ứng dụng di động lên khái niệm điện toán đám mây, MCC (Mobile Cloud Computing) giới thiệu công nghệ tiềm cho dịch vụ di động MCC tích hợp điện toán đám mây vào môi trường di động vượt qua trở ngại liên quan đến hiệu suất(ví dụ như, tuổi thọ pin,lưu trữ băng thông), môi trường(ví dụ, tính không đồng nhất, khả mở rộng, tính sẵn có), an ninh(ví dụ độ tin cậy,và riêng tư) thảo luận điện toán di động Bài viết đưa khảo sát MCC, giúp có nhìn tổng quan MCC, bao gồm định nghĩa, kiến trúc, ứng dụng Cácvấn đề, giải pháp có phương pháp tiếp cận trình bày Ngoài ra, hướng nghiên cứu tương lai MCC thảo luận I GIỚI THIỆU Các thiết di động (ví dụ điện thoại thông minh, máy tính bảng, ) ngày trở thành phần thiết yếu sống người công cụ truyền thông hiệu thuận tiện nhất, không giới hạn thời gian địa điểm Người dùng di động tận hưởng trải nghiệm phong phú dịch vụ khác từ ứng dụng (các ứng dụng iPhone, Google…), chạy thiết bị / máy chủ từ xa thông qua mạng không dây Các tiến nhanh chóng điện toán di động (MC) [1] trở thành xu mạnh mẽ phát triển công nghệ thông tin kinh doanh công nghiệp Tuy nhiên, thiết bị phải đối mặt với nhiều thách thức vấn đề tài nguyên (tuổi thọ pin, lưu trữ băng thông) truyền thông (di động bảo mật) [2] Các nguồn lực hạn chế đáng kể cản trở việc cải thiện chất lượng dịch vụ Điện toán đám mây (CC) công nhận rộng rãi sở hạ tầng máy tính hệ CC cung cấp số lợi ích cách cho phép người dùng sử dụng hạ tầng (máy chủ, mạng, Trang   Báo cáo tập lớn tính toán lưới lưu trữ), tảng (dịch vụ trung gian hệ điều hành), phần mềm (chương trình ứng dụng) cung cấp nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây (ví dụ, Google, Amazon, Salesforce) với chi phí thấp Ngoài ra, CC cho phép người dùng sử dụng nguồn tài nguyên thời trang theo yêu cầu Kết là, ứng dụng di động cung cấp phát hành cách nhanh chóng với nỗ lực quản lý tối thiểu Với bùng nổ ứng dụng hỗ trợ CC cho loạt dịch vụ cho người sử dụng , điện thoại di động (MCC) giới thiệu tích hợp điện toán đám mây vào môi trường di động MCC mang đến dịch vụ tiện ích cho người sử dụng điện thoại di động để có đầy đủ lợi điện toán đám mây Bài trình bày khảo sát toàn diện MCC Phần II cung cấp tóm tắt tổng quan MCC bao gồm định nghĩa, kiến trúc, lợi Phần III thảo luận việc sử dụng MCC ứng dụng khác Sau đó, Mục IV trình bày số vấn đề phát sinh MCC phương pháp tiếp cận để giải vấn đề Tiếp theo, hướng nghiên cứu tương lai nêu Mục V Cuối cùng, tóm tắt kết luận mục VI Danh sách từ viết tắt báo đưa bảng II TỔNG QUAN VỀ MCC (Mobile Cloud Computing) Thuật ngữ "điện toán đám mây di động" giới thiệu không lâu sau khái niệm "điện toán đám mây" mắt vào năm 2007 Nó thu hút ý doanh nhân lựa chọn kinh doanh có lợi nhuận, làm giảm chi phí phát triển chạy ứng dụng di động, người sử dụng di động công nghệ để trải nghiệm loạt dịch vụ di động với chi phí thấp, nhà nghiên cứu hứa hẹn cho giải pháp IT xanh [3] Phần cung cấp nhìn tổng quan MCC,bao gồm định nghĩa, kiến trúc, lợi MCC A MCC ? Diễn đàn MCC xác định MCC sau [4]: "MCC đề cập đến sở hạ tầng lưu trữ xử lý liệu xảy bên thiết bị di động Ứng dụng đám mây di động di chuyển sức mạnh tính toán lưu trữ liệu từ điện thoại di động vào đám mây, ứng dụng tính toán di động Trang   Báo cáo tập lớn tính toán lưới người dùng điện thoại thông minh mà phạm vi rộng nhiều thuê bao di động " Aepona [5] mô tả MCC mô hình cho ứng dụng di động, theo việc xử lý liệu lưu trữ chuyển từ thiết bị di động vào tảng mạnh mẽ tập trung đặt đám mây Các ứng dụng sau truy cập qua kết nối không dây dựa trình duyệt web thiết bị di động Ngoài ra, MCC định nghĩa kết hợp web di động điện toán đám mây [6], [7], công cụ phổ biến cho người sử dụng di động để truy cập vào ứng dụng dịch vụ Internet Tóm lại, MCC cung cấp cho người sử dụng di động với việc xử lý liệu dịch vụ lưu trữ đám mây Các thiết bị di động không cần cấu hình mạnh mẽ (ví dụ, CPU tốc độ dung lượng nhớ) tất mô-đun tính toán phức tạp xử lý đám mây Trang   Báo cáoo tập lớn ớn tính toán lưới Trang   Báo cáoo tập lớn ớn tính toán lưới Bảng g Các từ viết tắt Trang   Báo cáoo tập lớn ớn tính toán lưới B Kiến trúc c MCC Hình Kiến trrúc MCC Từ kháái niệm củủa MCC, kiến k trúc chung c củaa MCC cóó thể đượcc hiển thị t hìnhh Tronng hình 1, thiếtt bị di độn ng kếết nối với mạngg di động thông quaa trạạm (ví dụ,, sở trạạm thu phát (BTS), điểm truyy cập (acccess point)), vệệ tinh) đ thiết lập kiểểm soát kết nốii giao diện d chứcc giữ ữamạng vàà thiiết bị di độộng Yêu cầu c nggười dùngg di động v thông ttin (ví dụ n ID vàà vị trí) truyyền đến cáác vi xử x lý trungg tâm đượ ợc kết nốii với máy chủ cungg n khai thhác mạng di động ccó thể cungg cấp dịchh cấp dịcch vụ mạnng di độngg Ở đây, nhà vụ chho người sử dụng di độngg AAA A (authenntication, authorizaation, andd accounnting) dựaa home aggent(HA) vvà liệuu thuêê bao đượ ợc lưu trữ ữ c sở liệu l Sau đó, đ yêu cầầu thuuê bao đượ ợc chuyểnn giao cho o đám m mây thông t quaa Internet Trong đám đ mâyy, điều khiiển điện toán đám m mây(clloud contrroller) xử lý yêêu cầu để cung cấpp cho ngườ ời sử dụnng di độngg với dịch vụ đám mây y tương ứnng Những dịch vụụ đượcc phát triểển với cácc n tiện ích í tính tooán, ảo hóóa kiếnn trúc hướ ớng dịch vvụ (ví dụ web, ứngg khái niệm dụng, v máy chhủ sở d liệu) Trang   Báo cáoo tập lớn ớn tính toán lưới Kiến trrúc chi tiếết điệnn toán đám m mây t khác n trongg ngữ cảnh khácc Ví V dụ, kiếến trúc bốn lớp (4-llayers) giải thích [8] để so sánh điệnn toán đám mây vvới điện to oán lưới (ggrid compputing) Ngoài N ra, m kiến trrúc hướngg v ggọi Aneeka, giới thiệuu phép nhà phátt triển xâyy dịch vụ, dựng ứng ứ dụng NET với hỗ trợ giao diện d lập trrình ứng ddụng (API) nhiềuu mô hìn nh lập trìnnh [9] [10] trình bàyy kiếnn trúc để tạo t đám mây hướng thịị trườngg (market-oriented) Trong bàài báo này, chúng tôôi tập trung vào mộtt kiến trúcc phân p lớp (layered architectur a re) điiện toán đám đ đám mây (Hìn nh 2).Kiếnn trúc nàày thường sử dụng d để chứng c minnh hiệu mô hình điệnn toán đám m mây trrong việc đđáp ứng yêu y cầu củaa người sử dụng [122] H Hình Kiến K trúc điiện toán đđám mây hướng h dịchh vụ Nói chhung, điệnn toán đám m mây m hệ thốống mạng phân bố qquy mô lớn n dựa trênn sốố lượng máy m chủ tạii trungg tâm liệu l Dịchh vụ đám m mây phân loạii dựa trêên khái niệm lớp(H Hình 2) Trrong tầầng c sở hhạ tầng nàày,hạ tầngg m Dịch vvụ (IaaS), tảng n dịch d vụ (P PaaS), P Phần mềm m mộtt dịch vụ ụ (SaaS) đ xếp chồng c lên • Lớp trungg tâm liệu: l Lớp n cung cấp thhiết bị phầần cứng vàà sở hạạ tầng cho đám mây m Tron ng lớp truung tâm ữ liệu, mộột số máy chủ đượcc v mạạng tốc độộ cao để cung c cấp c dịch vvụ cho kh hách hàng liên kết với Thông thư ường, trung tâm m liệu xây dựng nnhững nơi dân cư,, hiệu năngg cao ổnn định có nguyy thiên tai • Cơ sở hạ tầng dịch vụ (IaaS):: IaaS đượ ợc xây dựnng đỉn nh lớpp m liệu IaaS cho phépcungg cấp dunng lượng llưu trữ, ph hần cứng,, trung tâm Trang   Báo cáo tập lớn tính toán lưới máy chủ thành phần mạng Khách hàng thường trả tiền cho lần sử dụng Như vậy, khách hàng tiết kiệm chi phí toán dựa nguồn tài nguyên họthực sử dụng Cơ sở hạ tầng mở rộng thu nhỏ tự động cần thiết Các ví dụ IaaS Amazon EC2 (Elastic Cloud Computing) S3 (Simple Storage Service) • Nền tảng dịch vụ (PaaS): PaaS cung cấp môi trường tích hợp nâng cao cho việc xây dựng, kiểm tra triển khai ứng dụng Các ví dụ PaaS Google App Engine, Microsoft Azure, Amazon Map Reduce/Simple Storage Service • Phần mềm dịch vụ (SaaS): SaaS hỗ trợ phân phối phần mềm với yêu cầu cụ thể Trong lớp này, người dùng truy cập ứng dụng thông tin từ xa thông qua Internet trả tiền cho thứ họ sử dụng Salesforce người tiên phong việc cung cấp mô hình dịch vụ Microsoft ™ s Live Mesh cho phép chia sẻ tập tin thư mục nhiều thiết bị lúc Mặc dù kiến trúc điện toán đám mây chia thành bốn lớp hình 2, nókhông có nghĩa lớp phải xây dựng lớp trực tiếp bên Ví dụ, ứng dụng SaaScó thể triển khai trực tiếp IaaS, thay PaaS Ngoài ra, số dịch vụ coi phần củanhiều lớp Ví dụ, dịch vụ lưu trữ liệu xem IaaS PaaS Vì vậy, người dùng sử dụng dịch vụ linh hoạt hiệu C Các ưu điểm củaMCC Điện toán đám mây biết đến giải pháp đầy hứa hẹn cho điện toán di động nhiều lý (ví dụ, khả thông tin liên lạc, tính di động [13]) Sau đây, mô tả đám mây sử dụng để vượt qua trở ngại tính toán di động, từ lợi MCC 1) Mở rộng đời pin: Pin mối quan tâm cho thiết bị di động Một số giải pháp đề xuất để nâng cao hiệu suất CPU [14], [15] để quản lý đĩa hìnhmột cách thông minh [16], [17] để giảm tiêu thụ điện Tuy nhiên, giải pháp yêu cầu thay đổitrong cấu trúc thiết bị di động, họ yêu cầu phần cứng mà kết làm gia tăng chi phívà không khả thi cho tất thiết bị di Trang   Báo cáo tập lớn tính toán lưới đám mây để lợi máy tính nguồn lực cho việc trì hồ sơ người dùng Cách tiếp cận thích hợp cho người dùng chia sẻ giới hạn băng thông, cân thỏa hiệp lợi ích hỗ trợ chi phí lượng Tính sẵn sàng: Dịch vụ sẵn có trở thành vấn đề quan trọng MCC điện toán đám với mạng có dây Người dùng di động kết nối với đám mây để có dịch vụ tắc nghẽn giao thông , mạng , bị tắc tín hiệu Đề xuất giải pháp để giúp người dùng di động trường hợp ngắt kết nối từ đám mây, tác giả mô tả chế phát để tìm nút vùng lân cận người sử dụng có liên kết đến điện toán đám mây giá trị Sau phát nút gần chế độ ổn định , nhà cung cấp mục tiêu cho ứng dụng thay đổi Bằng cách , thay có liên kết trực tiếp đến đám mây , người dùng điện thoại di động kết nối với đám mây thông qua nút lân cận cách đặc biệt Tuy nhiên , không xem xét đến tính linh động, khả thiết bị , bảo mật nút lân cận Bên cạnh , nhóm tác giả xem xét vấn đề bảo mật dành cho điện thoại di động khách hàng họ chia sẻ thông tin cách sử dụng thông tin tài khoản ( để xác thực mã hóa nội dung tin ) , người bạn quan trọng ( để đảm bảo kênh hai người bạn ) , nội dung quan trọng (để bảo mật điều khiển truy cập ) ứng dụng giới thiệu, tức , WiFace WiMarket hai đồng vị trí mạng xã hội Phương pháp tiếp cận hiệu nhiều so với hệ thống mạng xã hội , đặc biệt ase kiện ngắt kết nối Tính không đồng nhất: MCC sử dụng mạng không đồng Các nút di động khác truy cập đến đám mây thông qua công nghệ truy cập vô tuyến khác WCDMA , GPRS , WiMAX, CDMA2000 , WLAN Kết là, vấn đề làm để xử lý kết nối không dây đáp ứng yêu cầu MCC phát sinh (ví dụ, luôn giữ kết nối, theo yêu cầu khả mở rộng kết nối không dây, hiệu lượng thiết bị di động) Trang 19   Báo cáo tập lớn tính toán lưới Đề xuất kiến trúc để cung cấp chiến lược truy cập mạng thông minh cho người sử dụng điện thoại di động đáp ứng yêu cầu ứng dụng Kiến trúc xây dựng dựa khái niệm Intelligent Radio Network Access (IRNA) IRNA mô hình hiệu để đối phó với biến đổi động tính không đồng khả truy xuất mạng Để áp dụng IRNA môi trường MCC, tác giả đề xuất ngữ cảnh quản lý kiến trúc (CMA) với mục đích để có giành được, quản lý, phân phối thông tin ngữ cảnh Như hình.3, kiến trúc bao gồm ba thành phần chính: ngữ cảnh nhà cung cấp, ngữ cảnh môi giới, ngữ cảnh người tiêu dùng Tuy nhiên, ngữ cảnh tạo chất lượng yêu cầu để tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động thành phần khác Trong kiến trúc này, người tiêu dùng muốn giao tiếp với nhà cung cấp, người tiêu dùng yêu cầu URI (Uniform Resource Identifier) nhà cung cấp nhà môi giới Sử dụng URI này, người tiêu dùng giao tiếp trực tiếp với nhà cung cấp yêu cầu liệu Do đó, trình làm tăng tốc độ phân phối liệu Hình Giới thiệu kiến trúc quản lý ngữ cảnh Trang 20   Báo cáo tập lớn tính toán lưới B Các vấn đề phía tính toán Giảm tải tính toán: Như giải thích phần trước, giảm tải tính MCC để cải thiện tuổi thọ pin cho thiết bị di động để tăng hiệu suất ứng dụng.Tuy nhiên, có nhiều vấn đề liên quan bao gồm giảm tải hiệu linh động môi trường thay đổi a Giảm tải môi trường tỉnh: Các thí nghiệm cho thấy giảm tải cách hiệu để tiết kiệm lượng Đối với trình biên dịch mã, giảm tải tiêu thụ nhiều lượng sử lý địa phương kích thước đoạn mã nhỏ Ví dụ, kích thước đoạn mã thay đổi sau biên dịch 500KB, giảm tải tiêu thụ khoảng 5% pin thiết bị để giao tiếp nội bộ, sử lý địa phương tiêu thụ khoảng 10% pin cho việc tính toán Trong trường hợp này, giảm tải tiết kiệm pin lên đến 50%.Tuy nhiên, kích thước mã thay đổi thành 250KB, hiệu giảm xuống 30% Khi kích thước mã thay đổi nhỏ, giảm tải tiêu thụ pin nhiều so với sử lý địa phương Về hiệu lượng, chi phí giảm tải cao cho ma trận nhỏ (ví dụ, kích thước nhỏ 500x500) chi phí tiết kiệm lên đến 45% cho ma trận lớn Vì vậy, điều vấn đề quan trọng cho thiết bị di động để xác định xem có nên giảm tải phần mã ứng dụng cần giảm tải Ngoài ra, công nghệ truy cập không dây khác tiêu thụ số lượng lượng khác hỗ trợ tốc độ truyền tải liệu khác Những yếu tố phải đưa vào tài khoản Các tác giả đề xuất chương trình phân vùng dựa ước tính tiêu thụ lượng (năng lượng truyền thông lượng tính toán) trước thực chương trình Chương trình tối ưu phân vùng cho giảm tải tính toán dựa cân chi phí kết nối tính toán Chi phí kết nối phụ thuộc vào kích thước liệu truyền băng thông mạng, chi phí tính toán bị ảnh hưởng thời gian tính toán Tuy nhiên, thông tin yêu cầu kết nối / khối lượng công việc tính toán thay đổi trường hợp thực khác Do đó, định tối ưu phân vùng chương trình phải tính toán động thời gian chạy Trang 21   Báo cáo tập lớn tính toán lưới Một số giải pháp đề xuất để tìm định tối ưu cho ứng dụng phân vùng trước giảm tải Các tác giả trình bày mô hình phân vùng để giảm tải công việc tính toán thiết bị di động Mô hình dựa thông tin hồ sơ thời gian tính toán chia sẻ liệu cấp độ gọi Chương trình xây đồ thị chi phí Sau áp dụng giải thuật nhánh cận(branch-andbound algorithm) cho đồ thị chi với mục tiêu giảm thiểu tiêu thụ lượng tính toán tổng chi phí truyền liệu Ý tưởng thuật toán cắt tỉa bớt không tìm kiếm để có lời giải xấp xỉ Tuy nhiên, tác giả không cho kết thí nghiệm môi trường thay đổi động ngắt kết nối mạng thay đổi băng (băng thông thấp) Các tác giả trình bày cách tiếp cận để định thành phần chương trình Java nên giảm tải Cách tiếp cận lần phân chia chương trình Java thành phương thức sử dụng thông số đầu vào (ví dụ kích thước phương thức) để tính toán chi phí thực cho phương thức Sau đó, phương pháp so sánh chi phí thực phương pháp địa phương với chi phí thực từ xa ước tính dựa trạng thái điều kiện kênh truyền không dây để tạo định thực thi tối ưu Các tác giả trình bày hệ thống tự động phân vùng phân phối (ADPS) gọi Coign, mà tự động chuyển đổi chương trình vào ứng dụng phân phối mà không cần truy cập vào mã nguồn Như hình.4, Coign xây dựng mô hình đồ thị thông tin liên lạc thành phần ứng dụng thông qua hồ sơ dựa kịch (ví dụ liệu mạng) để tìm phân phối tốt Trang 22   Báo cáo tập lớn tính toán lưới Hình - ADPS Coign: Một ứng dụng chuyển đổi thành ứng dụng phân phối cách chèn thời gian chạy Coign Hầu hết phương pháp tiếp cận sử dụng kích thước liệu thời gian thực tính toán để tìm phân vùng chương trình tối ưu để giảm tải giả định thông tin biết đến trước thực hiện.Tuy nhiên, khó để có thời gian thực xác tính toán có khác thời gian lần tính toán, kết thông tin không xác việc thực giảm tải không hiệu Do tác giả có đề xuất phương pháp giảm tải mà không yêu cầu ước lượng thời gian thực cho trường hợp tính toán Thống kê trực tuyến thời gian tính toán sử dụng để tính toán thời gian chờ tối ưu tính toán không hoàn thành sau thời gian chờ, tính toán chuyển tới máy chủ Thông qua thí nghiệm, phương pháp không giải thiếu xác việc ước tính thời gian thực tính toán mà tiết kiệm lượng nhiều 17% so với phương pháp tiếp cận có Trang 23   Báo cáo tập lớn tính toán lưới b Giảm tải môi trường động Phần giới thiệu vài phương pháp tiếp cận để đối phó với giảm tải môi trường mạng động (ví dụ thay đổi trạng thái kết nối băng thông) Những thay đổi môi trường gây thêm nhiều vấn đề khác Ví dụ, việc truyền liệu đạt đến đích, liệu thực máy chủ bị trả lại cho người gửi Phân tích hiệu suất hệ thống giảm tải hoạt động môi trường không dây.Trong công việc này, tác giả đưa vào ba trường hợp thực ứng dụng, qua ước tính hiệu giảm tải Đó trường hợp ứng dụng thực địa phương (mà không giảm tải), ứng dụng thực hệ thống giảm tải lý tưởng(không có thất bại), ứng dụng thực với giảm tải trình khôi phục lại thất bại Trong trường hợp cuối cùng, thất bại xảy ra, ứng dụng giảm tải trở lại Cách tiếp cận giảm tải lại cho tác vụ bị thất bại, qua cải thiện thời gian thực Tuy nhiên, giải pháp có số hạn chế Đó là, môi trường di động xem mạng không dây(tức không hỗ trợ kết nối băng thông rộng) Ngoài ra, trình thực giảm tải, ngắt kết nối thiết bị di động coi thất bại Xem xét thay đổi phổ biến môi trường thể Bảng III giải thích giải pháp phù hợp để giảm tải môi trường khác nhau.Ví dụ, trường hợp tình trạng kết nối (ví dụ ngắt kết nối trình thực chương trình) thay đổi, máy chủ định kỳ kiểm tra tình trạng kết nối với khách hàng trì thông tin tác vụ đặc biệt hoạt động Khi ngắt kết nối giải quyết, máy chủ gửi kết thực cho khách hàng Nếu máy chủ kết nối trở lại với khách hàng, máy chủ đợi khoảng thời gian xác định trước tác vụ bị xóa Tuy nhiên, hạn chế phương pháp tiếp cận chúng giải pháp chung họ không đề cập đến phương pháp chi tiết để giải vấn đề phân vùng động, tức làm để phân vùng ứng dụng Trang 24   Báo cáo tập lớn tính toán lưới Bảo mật Bảo vệ riêng tư cho người sử dụng liệu / ứng dụng khỏi kẻ công chìa khóa để thiết lập trì lòng tin người tiêu dùng tảng điện thoại di động, đặc biệt MCC Trong phần sau đây, vấn đề liên quan đến bảo mật MCC giới thiệu hai loại: bảo mật cho người sử dụng điện thoại di động bảo mật cho liệu Ngoài ra, xem xét số giải pháp để giải vấn đề a Bảo mật cho người sử dụng di động Các thiết bị di động điện thoại di động, PDA, điện thoại thông minh tiếp xúc với nhiều mối đe dọa bảo mật mã độc hại (ví dụ virus, Trojan) Ngoài ra, điện thoại di động tích hợp hệ thống định vị toàn cầu (GPS) gây vấn đề riêng tư cho thuê bao Hai vấn đề sau: Bảo mật cho ứng dụng di động: Cài đặt chạy phần mềm bảo mật Kaspersky, McAfee AVG chương trình chống virus thiết bị di động cách đơn giản để phát mối đe dọa an ninh (ví dụ virus, mã độc hại) thiết bị Tính riêng tư: Với lợi thiết bị định vị GPS, số lượng người sử dụng điện thoại di động cách sử dụng dịch vụ dựa địa điểm Location based services (LBS) tăng Tuy nhiên, LBS phải đối mặt với vấn đề riêng tư người sử dụng điện thoại di động cung cấp thông tin cá nhân vị trí họ Vấn đề trở nên tồi tệ đối thủ biết thông tin quan trọng Trang 25   Báo cáo tập lớn tính toán lưới người sử dụng Vị trí máy chủ đáng tin cậy (LTS) trình bày để giải vấn đề Như hình.5, sau nhận yêu cầu từ người sử dụng di động, LTS tập hợp thông tin vị trí họ khu vực định che giấu thông tin gọi "khu vực che giấu" để che giấu thông tin người sử dụng "khu vực che giấu" gửi đến LBS, LBS biết thông tin chung người sử dụng xác định chúng Hình Kiến trúc tổng thể không gian che dấu b Bảo mật data Clouds Mặc dù người sử dụng điện thoại di động nhà phát triển ứng dụng hưởng lợi từ việc lưu trữ số lượng lớn liệu / ứng dụng đám mây, họ nên cẩn thận đối phó với liệu / ứng dụng tính toàn vẹn, chứng thực họ, chữ ký điện tử Nâng cao hiệu truy cập liệu: Với số lượng ngày tăng dịch vụ đám mây, nhu cầu truy cập vào tài nguyên liệu (ví dụ hình ảnh, tập tin, văn bản) tăng lên Kết là, phương pháp để đối phó với nghĩa là, lưu trữ, quản lý, truy cập tài nguyên liệu đám mây trở thành thách thức đáng kể Tuy nhiên, xử lý nguồn tài nguyên liệu đám mây vấn đề dễ dàng băng thông thấp, di động, giới hạn khả nguồn tài nguyên thiết bị di động Trang 26   Báo cáo tập lớn tính toán lưới Nhận biết ngữ cảnh dịch vụ mobile cloud Điều quan trọng nhà cung cấp dịch vụ để đáp ứng hài lòng người sử dụng điện thoại di động cách theo dõi sở thích họ cung cấp dịch vụ phù hợp với người sử dụng.Rất nhiều công việc nghiên cứu cố gắng sử dụng bối cảnh địa phương (ví dụ, kiểu liệu, trạng thái mạng, thiết bị môi trường, sở thích người sử dụng) để cải thiện chất lượng dịch vụ (QoS) Trang 27   Báo cáo tập lớn tính toán lưới V CÁC VẤN ĐỀ MỞ VÀ CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI Một số công trình nghiên cứu đóng góp vào phát triển MCC nhằm giải vấn đề trình bày phần trước Tuy nhiên, số vấn đề cần giải Phần trình bày số vấn đề hướng nghiên cứu có phát triển MCC A Băng thông thấp (Low Bandwidth) Mặc dù nhiều nhà nghiên cứu đề xuất cách tối ưu hiệu phân bổ băng thông, băng thông hạn chế mối quan tâm lớn số lượng người sử dụng di động điện toán đám mây tăng lên đáng kể Chúng xem xét mạng 4G Femtocell lên công nghệ hứa hẹn khắc phục hạn chế mang lại cách mạng việc cải thiện băng thông 1) Mạng 4G : mạng 4G công nghệ đáng kể làm tăng khả băng thông cho thuê bao Mạng 4G có khả cung cấp lên đến 100 Mbit/s (cho LTE nâng cao) 128 Mbit/s (cho "WirelessMAN-Advanced") cho người sử dụng di động, mạng 3G hỗ trợ tối đa 14,4 Mbit / s Hơn nữa, mạng 4G hứa hẹn lợi khác mở rộng vùng phủ sóng di động, dịch vụ đa dạng, vv [109] Tuy nhiên, mạng lưới không dây 4G tồn số vấn đề liên quan đến kiến trúc mạng, giao thức truy cập, chất lượng dịch vụ [110] 2) Femtocell: Femtocell [111] trạm gốc di động (small cellular base station), sử dụng khu vực nhỏ.HSL [112] phát triển dịch vụ kết hợp Femtocell điện toán đám mây để cung cấp mạng lưới kinh tế cao,khả mở rộng an toàn cho nhà khai thác di động Điều cho phép nguồn lực sử dụng việc cung cấp dịch vụ di độngqua mạng Femtocell để mở rộng hợp đồng theo nhu cầu người sử dụng cho dịch vụ tăng giảm.Tài nguyên bổ sung tự động thêm vào cần thiết để đáp ứng nhu cầu Tài nguyên dư thừa tự độngloại bỏ Kết mạng lưới Femtocell kinh tế cao với có đủ nguồn lực Trang 28   Báo cáo tập lớn tính toán lưới sử dụngtại điểm nào, mà không ảnh hưởng đến khả mở rộng để đáp ứng nhu cầu Trong mô hình này,các femtocell nằm nhà văn phòng người sử dụng, kết nối thông qua Internet để đám mây để truy cậpnhà điều hành mạng họ Nhà khai thác di động kết nối với điện toán đám mây thông qua tiêu chuẩn A Gb giao diện liên kết, cho phép thuê bao họ truy cập vào mạng họ sử dụng Femtocell kết nối với đám mây Tuy nhiên, [112] cho thấy Femtocell thực tế hữu ích sử dụng với đám mây B Quản lý cập mạng (Network Access Management) Việc quản lý truy cập hiệu không cải thiện hiệu suất liên kết cho người sử dụng di động mà tối ưu hóa băng thông sử dụng Cognitive radio dự kiến giải pháp để tạo quản lý truy cập mạng không dây môi trường thông tin di động [113] Cognitive radio làm tăng hiệu việc sử dụng phổ đáng kể, cách cho phép người sử dụng giấy phép (unlicensed users) truy cập phổ tần phân bổ cho người sử dụng phép Khi kỹ thuật tích hợp vào MCC, quang phổ sử dụng hiệu quả, khan phổ tần giải hàng triệu đô la cho nhà cung cấp mạng tiết kiệm [114] Tuy nhiên, Cognitive radio định nghĩa công nghệ truyền thông không dây, nút giao tiếp thông qua hệ thống không dây tối ưu (optimal wireless system) dựa nhận biết sóng vô tuyến môi trường thông tin liên lạc không dây không đồng Vì vậy, người sử dụng di động MCC phải có khả phát nguồn tài nguyên vô tuyến (thông qua cảm biến quang phổ - spectrum sensing) đảm bảo dịch vụ truyền thống không bị can thiệp C Chất lượng dịch vụ Trong MCC, người dùng di động cần phải truy cập vào máy chủ đặt đám mây yêu cầu dịch vụ nguồn lực đám mây Tuy nhiên, người sử dụng di động phải đối mặt với số vấn đề tắc nghẽn hạn chế băng thông không dây, ngắt kết nối mạng, suy giảm tín hiệu gây điện thoại di động người sử dụng di động Chúng gây chậm trễ người dùng muốn giao tiếp với đám mây, Trang 29   Báo cáo tập lớn tính toán lưới đó, chất lượng dịch vụ bị giảm đáng kể Hai hướng nghiên cứu CloneCloud Cloudlets dự kiến giảm chậm trễ 1) CloneCloud: CloneCloud mang sức mạnh điện toán đám mây điện vào điện thoại thông minh bạn [115] CloneCloud sử dụng máy tính gần trung tâm liệu để tăng tốc độ chạy ứng dụng điện thoại thông minh Ý tưởng để lưu toàn liệu ứng dụng từ điện thoại thông minh vào đám mây để chọn lọc thực số hoạt động đó, tích hợp lại kết trở lại vào điện thoại thông minh Ta có nhiều cho điện thoại thông minh, “giả vờ” điện thoại thông minh mạnh mẽ Một hạn chế liên quan đến CloneCloud không ảo hóa truy cập vào nguồn tài nguyên gốc (native) chưa ảo hóa sẵn clone 2) Cloudlets: cloudlet máy tính đáng tin cậy phong phú tài nguyên cụm máy tính kết nối tốtvới Internet sử dụng thiết bị di động gần Vì vậy, thiết bị di động không muốn chuyển tải cho đám mây (có thể để trì hoãn, chi phí, vv), họ tìm thấy cloudlet gần Theo cách này, người sử dụng di động đáp ứng nhu cầu cho tác vụ tương tác thời gian thực độ trễ thấp, one-hop, băng thông truy cập không dây cao vào cloudlet Nếu cloudlet sẵn gần đó, thiết bị di động tham khảo chế độ mặc định gửi yêu cầu đến đám mây xa, trường hợp tồi tệ hơn, dựa vào nguồn lực [116] xây dựng kiến trúc thông qua khai thác công nghệ máy ảo để nhanh chóng khởi tạo phần mềm tùy chỉnh dịch vụ cloudlet gần sau sử dụng dịch vụ mạng LAN không dây Công nghệ giúp người sử dụng di động vượt qua giới hạn điện toán đám mây độ trễ WANvà băng thông thấp Tuy nhiên, có số cân nhắc cần phải giải trước ý tưởng có thểđược áp dụng rộng rãi hệ thống thực tế Ví dụ, làm để phân phối chế biến, lưu trữ, kết nối mạngnăng lực cho cloudlet? Làm để quản lý sách cho nhà cung cấp cloudlet để tối đa hóa trải nghiệm người dùngtrong giảm thiểu chi phí? Ngoài ra, tin tưởng an ninh cho cloudlet vấn đề khác việc thực ý tưởng đối thủ tạo cloudlet giả để ăn cắp thông tin người sử dụng Trang 30   Báo cáo tập lớn tính toán lưới D Giá Sử dụng dịch vụ MCC liên quan đến với nhà cung cấp dịch vụ di động (MSP) nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây (CSP) Tuy nhiên, MSP CSP có dịch vụ quản lý khác nhau, quản lý khách hàng, phương pháp toán giá Vì vậy, điều dẫn đến nhiều vấn đề, tức là, làm để thiết lập giá, làm giá chia thực thể khác nhau, làm khách hàng trả tiền Ví dụ, người sử dụng điện thoại di động chạy ứng dụng chơi game di động đám mây, điều liên quan đến việc cung cấp dịch vụ trò chơi (cung cấp trò chơi có quyền), nhà cung cấp dịch vụ di động (truy cập vào liệu thông qua trạm sở), nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây (chạy công cụ trò chơi trung tâm liệu) Giá toán người chơi trò chơi chia cho ba thực thể mà tất hài lòng Rõ ràng mô hình kinh doanh bao gồm giá chia sẻ doanh thu phải tính toán cẩn thận phát triển cho MCC E Giao diện chuẩn Khả cộng tác (interoperability) trở thành vấn đề quan trọng người dùng di động cần phải tương tác giao tiếp với đám mây Các giao diện người sử dụng di động điện toán đám mây chủ yếu dựa giao diện web Tuy nhiên, sử dụng giao diện web không lựa chọn tốt Đầu tiên, giao diện web không thiết kế đặc biệtcho thiết bị di động Do đó, giao diện web có chi phí nhiều Ngoài ra, tính tương thích thiết bịcho giao diện web vấn đề Trong trường hợp này, giao thức tiêu chuẩn (standard protocol), tín hiệu, giao diện cho tương tác người sử dụng di động điện toán đám mây yêu cầu để đảm bảo dịch vụ liền mạch.Trong tương lai, HTML5 kỹ thuật đầy hứa hẹn để giải vấn đề WebSockets HTML5 cung cấp giao diện Tuy nhiên, đánh giá hiệu mở rộng nghiên cứu khả thi phải thực để đảm bảo làm việc MCC hiệu F Hội tụ dịch vụ Sự phát triển cạnh tranh nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây dẫn đến thực tế tương lai gần dịch vụ phân biệt theo loại, tính sẵn có, chi phí chất lượng Hơn nữa, số trường hợp, Trang 31   Báo cáo tập lớn tính toán lưới đám mây không đủ để đáp ứng nhu cầu người sử dụng di động Vì vậy, đề án cần thiết, người sử dụng điện thoại di động sử dụng nhiều điện toán đám mây theo cách thống Trong trường hợp này, đề án tự động phát soạn thảo dịch vụ cho người sử dụng Một giải pháp tiềm cho vấn đề điện toán bầu trời (sky computing), mà bước điện toán đám mây Điện toán bầu trời mô hình tính toán nguồn lực từ nhiều nhà cung cấp dịch vụ đám mây thừa hưởng để tạo quy mô lớn phân phối sở hạ tầng [117] Tương tự vậy, điện toán bầu trời di động, cho phép nhà cung cấp hỗ trợ thông tin liên lạc xuyên mây (cross-cloud communication) qua điện toán đám mây cho phép người dùng thực dịch vụ ứng dụng di động Tuy nhiên, đểcung cấp dịch vụ cho người sử dụng di động cách thống nhất, tích hợp dịch vụ (tức là, hội tụ) cần phảiđược khám phá VI KẾT LUẬN Điện toán đám mây di động xu hướng công nghệ di động tương lai kết hợp lợi điện toán di động điện toán đám mây, cung cấp dịch vụ tối ưu dành cho người sử dụng di động Theo nghiên cứu gần ABI Research, công ty trụ sở New York, 240 triệu doanh nghiệp sử dụng dịch vụ đám mây thông qua thiết bị di động vào năm 2015 Đó lực kéo đẩy doanh thu điện toán đám mây di động đạt 5,2 tỷ USD Với tầm quan trọng đó, viết cung cấp nhìn tổng quan điện toán đám mây di động, định nghĩa, kiến trúc, lợi trình bày Các ứng dụng hỗ trợ điện toán đám mây di động bao gồm thương mại di động, học tập di động, chăm sóc sức khỏe di động thảo luận rõ ràng cho thấy khả ứng dụng điện toán đám mây di động vào loạt dịch vụ di động Sau đó, vấn đề phương pháp tiếp cận liên quan đến điện toán đám mây di động(tức là, từ phía truyền thông máy tính) thảo luận Cuối cùng, hướng nghiên cứu tương lai phác thảo Trang 32   Báo cáo tập lớn tính toán lưới TÀI LIỆU THAM KHẢO  [1] Hoang T Dinh, Chonho Lee, Dusit Niyato, and Ping Wang A Survey of Mobile Cloud Computing:Architecture, Applications, and Approaches Accepted in Wireless Communications and Mobile Computing – Wiley [2] http://www.mobilecloudcomputingforum.com/ [3] White Paper, “Mobile Cloud Computing Solution Brief,” AEPONA, November 2010 Trang 33