Điện toán đám mây - Hội tụ về công nghệ

TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Tống Hùng Anh 
42 
ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY - HỘI TỤ VỀ CÔNG NGHỆ 
CLOUD COMPUTING - A CONVERGENCE OF TECHNOLOGIES 
TỐNG HÙNG ANH 
 ThS. Trường Đại học Văn Lang, Email: tonghunganh@vanlanguni.edu.vn 
TÓM TẮT: Điện toán đám mây là mô hình mới về phân phối và sử dụng các dịch vụ công 
nghệ thông tin dựa trên Internet. Chúng tôi sẽ trình bày từ định nghĩa cho đến các phần 
giới thiệu về các mô hình dịch vụ cơ bản của điện toán đám mây. Chúng tôi sẽ giới thiệu 
IaaS của mã nguồn mở Ubuntu Enterprise Cloud là một bộ phần mềm gồm nhiều thành 
phần để tạo nên các điện toán đám mây riêng (Private Cloud) dựa trên hạ tầng sẵn có của 
các phòng máy chủ (Server Farm), chúng liên kết với nhau bởi các loại mạng LAN, WAN. 
Từ khóa: Điện toán đám mây đang tạo ra một sự thay đổi cơ bản trong kiến trúc máy tính, 
phát triển phần mềm và cả trong cách chúng ta lưu trữ, phân phối và sử dụng thông tin. 
ABSTRACT: Cloud computing is a new model of distribution and use of the services of 
information technology based on the Internet.We will present its definition together with 
the introduction to the basic service model of cloud computing. We will introduce IaaS of 
the open source code Urbuntun Enterprise Cloud, being a set of software which comprises 
many compositions so as to create the private cloud based on the available infrastructure 
of the service farm, which is linked to various networks such LAN, WAN, etc. 
Key words: cloud computing, computer architecture, software development, storage, 
distribution, and use of information. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Với sự ra đời của điện toán đám mây, 
điều cấp thiết với tất cả chúng ta là sẵn 
sàng cho cuộc cách mạng này. Điện toán 
đám mây đang tạo ra một sự thay đổi cơ 
bản trong kiến trúc máy tính, phát triển 
phần mềm, ngay cả trong cách chúng ta lưu 
trữ, phân phối và sử dụng thông tin. Mục 
đích của bài viết này là trình bày một cách 
cơ bản về các vấn đề thay đổi trên và cũng 
hướng đến việc triển khai một hệ thống 
điện toán đám mây riêng (Private Cloud), 
phù hợp với các độc giả muốn nắm bắt 
công nghệ mới về điện toán đám mây trong 
lĩnh vực công nghệ thông tin trên thế giới, 
cũng phù hợp với các độc giả muốn nghiên 
cứu và triển khai một hệ thống điện toán 
đám cho riêng mình. 
Bài viết hướng đến mục đích demo 
(Training Cloud): một hệ thống điện toán 
đám mây riêng (Private Cloud) phục vụ 
nhu cầu đào tạo, trình diễn với các ứng 
dụng, học liệu cho giảng viên và học viên. 
Hệ thống điện toán đám mây này cho phép 
tạo môi trường đào tạo và thực hành cho 
học viên nhanh chóng và thu hồi tài nguyên 
lập tức theo yêu cầu. Giải pháp phù hợp 
cho các đơn vị có nhu cầu tổ chức đào tạo 
thường xuyên, liên tục cần tạo mới môi 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Số 02 / 2017 
43 
trường đào tạo và sau đó lại thu hồi tài 
nguyên cho môi trường đào tạo mới. 
2. NỘI DUNG 
2.1. Định nghĩa của NIST về điện toán 
đám mây 
2.1.1. Định nghĩa 
Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Mỹ 
(the U.S. National Institute of Standards 
and Technology viết tắt NIST), đã phát 
hành hai ấn phẩm liên quan đến điện toán 
đám mây. Đó là bản lộ trình công nghệ 
điện toán đám mây của chính phủ Mỹ “US 
Government Cloud Computing Technology 
Roadmap” và bản tài liệu tham khảo về 
kiến trúc điện toán đám mây NIST “The 
NIST Cloud Computing Reference 
Architecture”. 
Vào tháng 09/2011 NIST đã định 
nghĩa về điện toán đám mây như sau: 
“Cloud computing is a model for enabling 
ubiquitous, convenient, on-demand network 
access to a shared pool of configurable 
computing resources (e.g., networks, 
servers, storage, applications, and 
services) that can be rapidly provisioned 
and released with minimal management 
effort or service provider interaction. This 
cloud model is composed of five essential 
characteristics, three service models, and 
four deployment models”. (“Điện toán 
đám mây là một mô hình phổ biến, thuận 
tiện, cho phép truy cập qua mạng máy tính 
đến các tài nguyên theo yêu cầu về máy 
tính có thể đã được cấu hình (ví dụ: mạng 
máy tính, các máy chủ, thiết bị lưu trữ, các 
ứng dụng và các dịch vụ) chúng có thể 
nhanh chóng được cung cấp và giải phóng 
với sự quản lý hoặc tương tác của nhà cung 
cấp dịch vụ. Mô hình đám mây này bao 
gồm năm đặc điểm cơ bản, ba mô hình dịch 
vụ và bốn mô hình triển khai”). 
2.1.2. Tóm lược về định nghĩa 
Hình 1. Minh họa về sự hội tụ công nghệ về điện 
toán đám mây 
(Nguồn  
Ghi chú: Hardware/Software of the date center 
implements the Cloud: phần cứng/phần mềm của 
trung tâm dữ liệu triển khái điện toán đám mây; The 
Cloud Computing Stack organizes the 
hardware/software into various service layers: ngăn 
xếp điện toán đám mây tổ chức phần cứng/phần 
mềm trong các lớp dịch vụ khác nhau; The various 
types of Clouds all have a Cloud Computing Stack 
backed by a data center: một trung tâm dữ liệu với 
các kiểu dịch vụ khác nhau. 
NIST định nghĩa về điện toán đám mây 
và cũng đưa ra năm đặc điểm thiết yếu 
(Essential Characteristics) của điện toán 
đám mây. Đây là tính hợp lý để đánh giá về 
một dịch vụ điện toán đám mây, có nghĩa là 
một dịch vụ thiếu bất kỳ một trong năm đặc 
điểm này thì dịch vụ đó không thể được coi 
là điện toán đám mây. 
Tiếp theo, NIST định nghĩa ba mô hình 
dịch vụ (Service Models) Điện toán đám 
mây, độc giả có thể tìm thấy hình ảnh 
minh họa và thảo luận thêm về các mô hình 
dịch vụ trong các loại đám mây điện tử ở 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Tống Hùng Anh 
44 
liên kết Cloud Computing Categories ở 
phần Tham khảo. 
Cuối cùng, NIST liệt kê bốn mô hình 
triển khai (Deployment Models), như các 
mô hình dịch vụ. (Độc giả có thể tìm thấy 
hình ảnh minh họa và thảo luận thêm về 
các mô hình triển khai trong các loại đám 
mây điện tử ở liên kết Types of Clouds in 
Cloud Computing trong phần Tài liệu tham 
khảo. 
2.2. Một hội tụ của công nghệ trong 
ngành Công nghệ thông tin 
2.2.1. Hội tụ về công nghệ 
Điện toán đám mây ra đời với sự hội tụ 
về công nghệ trong ngành Công nghệ thông 
tin (A Convergence of Technologies - 
Information Technology). Điện toán đám 
mây được thực hiện thông qua ngăn xếp 
điện toán đám mây (The Cloud Computing 
Stack). Ngăn xếp điện toán đám mây được 
tổ chức bao gồm các phần cứng và phần 
mềm trong một trung tâm dữ liệu (Data 
Center) với các kiểu dịch vụ khác nhau 
(Types of Clouds). 
2.2.2. Ngăn xếp điện toán đám mây 
(Cloud Computing stack) 
Hình 2 minh họa các mối quan hệ của 
các Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ (IaaS), 
Nền tảng như một dịch vụ (PaaS), và Phần 
mềm như một dịch vụ (SaaS) trong Ngăn 
xếp điện toán đám mây. Từng loại hình 
cung cấp dịch vụ đám mây, độc giả có thể 
xem ở các liên kết sau ở phần tham khảo: 
- Phần mềm như một dịch vụ (SaaS) 
- Nền tảng như một dịch vụ (PaaS) 
- Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ (IaaS) 
2.3. Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ 
(IaaS) 
2.3.1. Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ 
(IaaS) 
Từ hình minh họa số 2 biểu thị các mối 
quan hệ của các Cơ sở hạ tầng như một 
dịch vụ chúng ta thấy Cơ sở hạ tầng như 
một dịch vụ (IaaS) là bước kế tiếp xuống từ 
Nền tảng như một dịch vụ (PaaS) và hai 
bước kế tiếp xuống từ Phần mềm như một 
dịch vụ (SaaS) trong Ngăn xếp điện toán 
đám mây. 
IaaS cung cấp các hệ điều hành 
(Operating System), mạng máy tính 
(Networking), bảo mật (Security) và các 
máy chủ (Servers) các dịch vụ (Services) là 
cơ sở hạ tầng cho việc triển khai các công 
cụ phát triển (Developments of Tool) và cơ 
sở dữ liệu (Database Management) và để 
phát triển các ứng dụng (Applications). 
Hình 2. Minh họa các mối quan hệ của các cơ sở hạ 
tầng như một dịch vụ (Nguồn: 
architecture.com/) 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Số 02 / 2017 
45 
Ghi chú: Hosted Applications Suites of Service: 
dịch vụ các ứng dụng; Development Tools and 
Database Management: các công cụ phát triển vá 
quản lý dữ liệu; Operating System: hệ điều hành; 
Virtualization: ảo hóa; Server and Storage: máy chủ 
và lưu trữ; Networking Firewalls/Security: tường 
lữa/ bảo mật; Data Center Physical Plant/Building: 
trung tâm dữ liệu. 
2.3.2. Ưu điểm Cơ sở hạ tầng như một 
dịch vụ (IaaS) 
Mô hình điện toán đám mây có một số 
ưu điểm sau: 
1) Cung cấp cho người sử dụng lựa 
chọn các dịch vụ của nó nhanh chóng với 
giá thành tương ứng các dịch vụ được chọn 
theo nhu cầu sử dụng dựa trên nền tảng cơ 
sở hạ tầng tập trung của điện toán đám 
mây. 
2) Chi phí đầu tư ban đầu về cơ sở hạ 
tầng có thể chọn ở mức thấp nhất. 
3) Không c n phụ thuộc vào thiết bị và 
vị trí địa lý của thiết bị đang sử dụng, cho 
phép người sử dụng truy cập và sử dụng hệ 
thống trên bất kỳ thiết bị nào mà họ đang 
sử dụng (ch ng hạn máy tính cá nhân hoặc 
điện thoại thông minh ) thông qua một 
trình duyệt web và ở bất kỳ đâu có kết nối 
Internet trực tuyến. 
4) Chia s tài nguyên trên một phạm vi 
địa lý rộng lớn, điều này mang lại nhiều lợi 
ích cho người sử dụng, nhất là đối với 
người sử dụng có đặc tính phân tán. 
5) Có khả năng mở rộng dễ dàng, lựa 
chọn chất lượng tương thích của các dịch 
vụ được cung cấp trên điện toán đám mây. 
6) Có khả năng bảo mật mang đặc tính 
tập trung tốt hơn do sự tập trung về ứng 
dụng và dữ liệu trên điện toán đám mây. 
7) Các ứng dụng của điện toán đám 
mây dễ dàng cập nhật và nâng cấp mang 
đặc tính “một lần” và thống nhất về tính 
năng bởi l chúng không được cài đặt cố 
định trên một máy tính nào. 
2.3.3. Nhược điểm Cơ sở hạ tầng như một 
dịch vụ (IaaS) 
Tuy có một số ưu điểm được trình bày 
ở phần mục 2.3.2, mô hình điện toán đám 
mây vẫn c n một số nhược điểm sau: 
1) Tính riêng tư có đảm bảo không 
Liệu các thông tin người sử dụng và dữ liệu 
của họ được chứa trên điện toán đám mây 
có đảm bảo được riêng tư 
2) Tính sẵn sàng sử dụng: Liệu các 
dịch vụ đám mây có bị gián đoạn bất ngờ 
Điều này s ảnh hưởng đến công việc của 
người sử dụng. 
3) Mất dữ liệu: Khi một vài dịch vụ 
lưu trữ dữ liệu trực tuyến trên đám mây 
không tiếp tục cung cấp dịch vụ, khiến cho 
người dùng phải sao lưu dữ liệu của họ từ 
điện toán đám mây về máy tính cá nhân có 
khả năng mất dữ liệu. 
4) Khả năng bảo mật: Khi các đám 
mây bị tấn công hoặc đột nhập, toàn bộ dữ 
liệu của người sử dụng s bị chiếm dụng. 
2.4. Triển khai cơ sở hạ tầng như một 
dịch vụ (IaaS) 
Đám mây điện toán Ubuntu 
Dưới góc nhìn của người sử dụng thì 
toàn bộ điện toán đám mây như một nơi 
cung cấp nhiều loại dịch vụ: kho dữ liệu 
(tin tức, âm nhạc, phim ảnh ...), nơi có thể 
thuê máy tính để chạy ứng dụng,... Người 
sử dụng chỉ việc mở trình duyệt web, gõ 
địa chỉ trang web là có được dịch vụ mình 
cần (yêu cầu). 
Hiện tại, các hướng phát triển công 
nghệ điện toán đám mây của Ubuntu gồm 
ba thành phần: 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Tống Hùng Anh 
46 
1) Hệ điều hành máy chủ Ubuntu trong 
điện toán đám mây Amazon EC2. 
2) Điện toán đám mây Ubuntu dùng 
cho các tổ chức (Ubuntu Enterprise Cloud) 
3) Dịch vụ UbuntuOne là một dịch vụ 
phần mềm (Software as a Service – SaaS. 
Hai mục 1 và 2 đi theo hướng IaaS 
(Infrastructure as a Service – dịch vụ hạ 
tầng). 
Amazon EC2 là một dịch vụ cho thuê 
máy chủ ảo trên Internet hiện đang hoạt 
động. Khách hàng thông qua một giao diện 
web, tự tạo và khởi động các máy chủ ảo có 
cấu hình theo yêu cầu, cài đặt các phần 
mềm mình cần, chạy các ứng dụng rồi tắt 
máy và trả tiền thuê theo giờ. 
Để làm được như vậy, các hệ điều 
hành máy chủ trong đám mây phải hỗ trợ 
một loạt các tính năng từ cụm máy chủ 
(cluster) cho đến phần mềm ảo hóa. Hệ 
điều hành Ubuntu Server Edition được xây 
dựng theo hướng đó để chạy trên các máy 
chủ của Amazon EC2. 
Hình 3. Minh họa điện toán đám mây Ubuntu 
(Nguồn: https://docs.hpcloud.com/eucalyptus) 
Ghi chú: Users: người sử dụng; Cloud Controller: 
bộ điều khiển đám mây; Wallrus Storage Controller: 
ballrus Storage Contr; Elastic Block Storage 
Controller: bộ điều khiển các thiết bị lưu trữ ảo; 
Cluster Controller: bộ điều khiển các cụm máy chủ; 
Node Controller: bộ điều khiển máy chủ vật lý. 
(Ngue C https://docs.hpcloud.com/eucalyptus/). 
Hình 3 minh họa điện toán đám mây 
Ubuntu gồm các máy chủ liên kết với nhau 
bằng các loại mạng thông thường (LAN, 
WAN, VPN và cả Internet). Người sử dụng 
(Users) thông qua một giao diện web của 
phần mềm điều khiển đám mây (Cloud 
Controller – CLC) để sử dụng các dịch vụ 
do điện toán đám mây Ubuntu cung cấp. 
Ubuntu Enterprise Cloud là một bộ 
phần mềm gồm nhiều thành phần để tạo 
nên các điện toán đám mây riêng (Private 
Cloud). Nếu như hiện nay, hạ tầng của các 
tổ chức gồm các ph ng máy chủ (Server 
Farm) liên kết với nhau bằng các loại mạng 
LAN, WAN, thì Ubuntu Enterprise 
Cloud vẫn giữ nguyên hạ tầng đó nhưng 
biến chúng thành một điện toán đám mây. 
Điện toán đám mây Ubuntu là một điện 
toán đám mây của riêng từng tổ chức, hoạt 
động sau tường lửa, khác với điện toán đám 
mây công cộng Amazon hoạt động trên 
Internet (Public Cloud). Nhưng khi cần, 
điện toán đám mây Ubuntu có thể mở rộng 
ra sử dụng cả các đám mây công cộng tạo 
thành một đám mây hỗn hợp (Hybrid 
Cloud). 
Kiến trúc điện toán đám mây của 
Ubuntu dựa trên kiến trúc phần mềm nguồn 
mở Eucalyptus gồm năm thành phần chính 
sau: 
1) Bộ điều khiển đám mây (Cloud 
Controller): người sử dụng dùng phần mềm 
này để giao tiếp với điện toán đám mây của 
Ubuntu và sử dụng các dịch vụ của nó. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Số 02 / 2017 
47 
2) Bộ điều khiển lưu trữ (Wallrus 
Storage Controller): nơi lưu ảnh các máy ảo 
có thể khởi tạo và lưu dữ liệu. 
3) Bộ điều khiển các thiết bị lưu trữ ảo 
(Elastic Block Storage Controller): để tạo 
các partition của ổ cứng ảo, sau đó format, 
mount vào một thư mục nào đó để sử dụng. 
4) Bộ điều khiển các cụm máy chủ 
(Cluster Controller): khi người sử dụng ra 
lệnh khởi tạo một máy chủ ảo, Cluster 
Controller s quyết định cho tạo máy chủ 
ảo trên máy nào và chuyển lệnh cho bộ 
quản lý máy chủ đó (Node Controller). 
Cluster Controller cũng quản lý các liên kết 
mạng với máy chủ ảo. 
Khi có lệnh từ Cluster Controller khởi 
tạo máy chủ ảo, Node Controller s : Xác 
thực người sử dụng; Tải tập tin ảnh máy 
chủ ảo từ Wallrus Storage Controller về; 
Tạo các card mạng ảo cần thiết; Khởi tạo 
máy ảo theo yêu cầu. 
5) Bộ điều khiển máy chủ vật lý (Node 
Controller): bộ điều khiển này chạy trên 
từng máy chủ vật lý trong điện toán đám 
mây của Ubuntu. Nó quản lý các thông tin 
phần cứng và phần mềm của máy chủ vật 
lý đó (số lượng các bộ vi xử lý, bộ nhớ, 
dung lượng ổ cứng, ). 
3. KẾT LUẬN 
Trong bài viết này, chúng tôi đã trình 
bày từ định nghĩa cho đến các phần giới 
thiệu về các mô hình dịch vụ cơ bản của 
điện toán đám mây cũng như giới thiệu 
IaaS của mã nguồn mở Ubuntu Enterprise 
Cloud là một bộ phần mềm gồm nhiều 
thành phần để tạo nên các điện toán đám 
mây riêng (Private Cloud) và có thể mở 
rộng sử dụng cả các đám mây công cộng 
(Public Cloud) tạo thành một đám mây hỗn 
hợp (Hybrid Cloud) trong một tình huống 
dựa trên hạ tầng của các ph ng máy chủ 
(Server Farm) liên kết với nhau bằng các 
loại mạng LAN, WAN, sẵn có, phù hợp 
cho việc nắm bắt công nghệ mới về điện 
toán đám mây trong lĩnh vực công nghệ 
thông tin trên thế giới; chúng tôi cũng đã 
trình bày kiến trúc điện toán đám mây của 
Ubuntu dựa trên kiến trúc phần mềm nguồn 
mở Eucalyptus phù hợp cho các độc giả 
muốn nghiên cứu và triển khai điện toán 
đám mây riêng (Private Cloud) dựa trên hạ 
tầng sẵn có của các ph ng máy chủ. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. NIST (2011). US Government Cloud Computing Technology Roadmap. 
https://www.nist.gov/sites/default/files/documents/itl/cloud/SP_500_293_volumeI-2.pdf. 
2. NIST (2011). The NIST Cloud Computing Reference Architecture. 
3. NIST (2011). The NIST Definition of Cloud Computing. 
4. NIST (2011). Bản lộ trình công nghệ điện toán đám mây của chính phủ Mỹ - NIST, Tập 
1, phiên bản 1.0 (Dự thảo). Bản dịch của Lê Trung Nghĩa. 
5. NIST (2011). KiST (2011). ropbox.com/s/80ne28qvbsxab8r/US-
CloudComputingRoadMap-2011-Vi-14112011.pdf14112011.pdf" .pdf" .html" n ng. 
6. Douglas K Barry (2017). Web Services, Service-Oriented Architectures, and Cloud 
Computing. Xuất bản bởi Barry và Associates, Inc. 
Ngày nhận bài: 07/11/2016. Ngày biên tập xong: 15/02/2017. Duyệt đăng: 20/3/2017