20-11

Chia sẻ thông tin bằng công nghệ điện toán đám mây

1. Tổng quan điện toán đám mây 

 1.1 Bối cảnh ra đời

 Trong gần hết kỷ nguyên máy tính cá nhân (PC), những nội dung mà con người cần để làm việc được lưu giữ trong ổ cứng (hard disk) của PC hay trong các ổ cứng gắn ngoài và USB. Trước khi có internet, các thông tin, dữ liệu trong mỗi chiếc máy tính PC sử dụng độc lập, không liên kết nhau. Mạng internet ra đời đã gắn kết các hệ thống máy tính với nhau, các thông tin được dùng chung một cách có hiệu quả hơn, tuy nhiên chi phí hoạt động còn rất cao. Nhờ sự phát triển của các mạng di động, mạng viễn thông, đặc biệt là mạng thông tin băng rộng và sự xuất hiện của “các phần mềm mô phỏng” đã  tập trung được năng lực tính toán và năng lực lưu trữ  của các máy tính lại với nhau thành một thể thống nhất và đưa vào “mạng". Khi cần khai thác sử dụng thì lại thông qua “mạng" mà lấy ra, từ đó đã thúc đẩy sự ra đời của điện toán đám mây. Công nghệ điện toán đám mây là một thành tựu khoa học tương đương thành tựu của các công nghệ tính toán nhưng nó khác ở chỗ : công nghệ đám mây còn là mô hình dịch vụ mới. Điện toán đám mây cung cấp phương tiện để chia sẻ phần cứng, phần mềm cơ sở hạ tầng lưu trữ, theo một gói phần mềm tiện dụng và phổ biến. Chúng ta có thể truy cập và sử dụng đến các dịch vụ CNTT tồn tại trong "đám mây”. Cấu trúc bên trong các “đám mây” là những cơ sở hạ tầng như phần cứng, phần mềm, mạng, phương thức lưu trữ, bảo trì, backup, v..v.. ,  được duy trì để cung cấp các dịch vụ  đảm bảo khả năng sẵn sàng cao. Đó là các “trang trại server” (server farm) lớn do Amazon, Google và các công ty khác quản lý, nơi một lượng dữ liệu cực lớn được tồn trữ để người dùng có thể lấy về tại bất cứ nơi nào trên thế giới. 

 1.2. Điện toán đám mây

Wikipedia định nghĩa Điện toán đám mây (ĐTĐM) là mô hình điện toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng internet. Ở mô hình điện toán này, mọi khả năng liên quan đến CNTT 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 [3]. Đây là định nghĩa một cách khái quát và 03 kiểu dịch vụ điện toán đám mây chính được cung cấp trên thị trường như sau:

a. Phần mềm như một dịch vụ (SaaS): đó là phần mềm được phát triển và hoạt động trên nền tảng web được quản lý bởi nhà cung cấp và cho phép người dùng truy cập từ xa. Không giống như phần mềm đóng gói truyền thống người sử dụng thường phải cài đặt vào hệ thống máy tính hoặc các máy chủ của họ, nhà cung cấp phần mềm dịch vụ SaaS làm chủ sở hữu phần mềm này và chạy phần mềm đó trên hệ thống máy tính ở trên trung tâm cơ sở dữ liệu. Khách hàng không sở hữu phần mềm này nhưng họ có thể thuê nó để tiết kiệm chi phí, thường thì khách hàng sẽ trả phí thuê theo tháng. Việc triển khai SaaS mang lại những lợi điểm:

-       Triển khai SaaS tốn ít thời gian hơn việc triển khai các phần mềm cài đặt tại chỗ đơn giản là do người dùng sẽ không phải cài đặt phần mềm trên từng máy tính.

-       Quản lý rủi ro tốt hơn do nhà cung cấp có chính sách đầu tư bảo vệ dữ liệu tốt, cũng như hệ thống sao lưu theo tiêu chuẩn để đảm bảo khi có thảm họa xảy ra với trung tâm máy tính đang lưu giữ dữ liệu, thì dữ liệu cũng không thể bị mất.

-       Truy cập từ bất kỳ địa điểm nào có kết nối Internet. Dù đang ở công ty, ở nhà hay thậm chí đang đi trên đường, người dùng đều có thể truy cập vào dữ liệu và hoàn thành công việc.

-       An toàn và tin cậy hơn bằng những biện pháp an ninh bao gồm bức tường lửa, kỹ thuật mã hoá, tính năng bảo mật socket, hệ thống phát hiện sự xâm nhập và các tính năng bảo vệ khác mà nhà cung cấp này đã tích hợp trên hệ thống máy chủ của họ

-       An toàn khỏi virus do các ứng dụng dựa trên Internet tạo nên một giao dịch giữa người sử dụng và dữ liệu của họ.

-       Nâng cấp và bảo trì dịch vụ dễ dàng hơn do phần mềm được phát triển và hoạt động tập trung trên máy chủ của nhà cung cấp.

-       Tiết kiệm chi phí cho cả nhà cung cấp và người sử dụng do phát triển phần mềm 1 lần nhưng cung cấp cho đồng thời nhiều khách hàng sử dụng.

Ví dụ về SaaS là: các ứng dụng Web như Zoho (xử lý văn bản, bảng tính), Salesforce (CRM-Quản lý quan hệ khách hàng), Google Search (tìm kiếm), Yahoo! Weather (Dự báo thời tiết) … là những ứng dụng tuyệt vời của điện toán đám mây, nhưng chúng có thể không có ích cho một doanh nghiệp đang muốn sở hữu một điện toán đám mây riêng với lý do họ không trực tiếp được quản lý dữ liệu của mình trong hệ thống của nhà cung cấp SaaS.

b. Nền tảng như một dịch vụ (PaaS): là dịch vụ mà nhà cung cấp cho thuê một tập hợp các tài nguyên yêu cầu để người phát triển có thể thực hiện được toàn bộ việc phát triển và triển khai các ứng dụng mà không cần bất kì thao tác tải hay cài đặt phần mềm nào. Người phát triển không sở hữu tập hợp các tài nguyên này nhưng có thể thuê nó để tiết kiệm chi phí, thường phí thuê trả theo tháng, năm. Các lợi ích do PaaS mang lại:

-       Chi phí về phần mềm: là chi phí ban đầu cần thiết để sở hữu một phần mềm. Đối với PaaS, chi phí ban đầu mua phần mềm được phân phối cho nhiều người thuê. Do đó, người sử dụng không cần đầu tư nhiều về phần mềm, phần cứng, các thiết bị mạng, các phần mềm và thiết bị trung gian (middleware), cơ sở hạ tầng.

-       Chi phí vận hành phần mềm: bao gồm các chi phí về nâng cấp phần cứng và phần mềm, sự thích hợp của các gói. Với PaaS, những chi phí trên được giảm thiếu hoặc người sử dụng chỉ chi trả trong thời gian dài thông qua hình thức sử dụng.

-       Tính ổn định: PaaS cung cấp nhiều mức độ phát triển phần mềm khác nhau. Mỗi mức độ đều có sự đảm bảo an toàn về thiết bị, và các cam kết theo các tiêu chuẩn sử dụng thường trực.

-       Chi phí quản lý: các hệ thống được hỗ trợ và do đó người sử dụng không cần quan tâm nhiều đến việc cập nhật và bảo trì phần mềm nền.

-       Mang lại lợi thế chiến lược: PaaS cung cấp chính là chiến lược phát triển dựa trên tiềm lực của từng doanh nghiệp, từng đơn vị.

-       Giảm thiểu rủi ro: việc đầu tư CNTT là một đầu tư có rủi ro cao về sự lạc hậu của công nghệ phần cứng và phần mềm. Với PaaS, càng nhiều người sử dụng dịch vụ chứng tỏ dịch vụ theo kịp thời đại.

Một số ví dụ về các nền tảng như một dịch vụ (PaaS) bao gồm: Google App Engine, AppJet, Etelos, Qrimp, và Force.com đó là môi trường phát triển chính thức cho Salesforce.com. Tuy nhiên PaaS của các nhà cung cấp dịch vụ cũng tồn tại một số hạn chế, bất lợi chính là nó có thể khóa người dùng khi sử dụng tài nguyên. Do đó người sử dụng phải gắn bó với nền tảng của nhà cung cấp và nếu muốn thay đổi ứng dụng thì sẽ phải viết lại.

c. Hạ tầng như một dịch vụ (IaaS): đó là việc nhà cung cấp cho thuê phần cứng máy tính (máy chủ, công nghệ mạng, lưu trữ và không gian dữ liệu) như một dịch vụ, nó cũng có thể bao gồm việc cung cấp các hệ thống điều hành và các công nghệ ảo hóa quản lý tài nguyên. Với IaaS, người sử dụng thuê tài nguyên thay vì việc mua và cài đặt dữ liệu vào trung tâm dữ liệu của nhà cung cấp. Dịch vụ thường được trả tiền theo sử dụng, có thể mở rộng quy mô nếu người sử dụng có nhu cầu sử dụng nhiều tài nguyên hơn so với dự kiến, cũng như thu hẹp tùy theo yêu cầu của ứng dụng.

-       Toàn quyền quản lý: người phát triển toàn quyền giám sát, cấu hình và triển khai các máy chủ ảo trên phần cứng các máy chủ, kho dữ liệu, thiết bị networking … theo bản hợp đồng mức dịch vụ với nhà cung cấp.

-       Cơ sở hạ tầng động: người sử dụng có thể điều chỉnh các tài nguyên theo yêu cầu sử dụng của bạn. IAAS trong cloud sẽ đáp ứng nhanh chóng việc tăng hay giảm tài nguyên một cách dễ dàng.

Amazon, IBM, Vmware, Microsoft là những nhà cung cấp dịch vụ IaaS song hành cùng với dịch vụ PaaS và SaaS. Đối với việc triển khai vận hành Chính phủ điện tử và lưu trữ dữ liệu quốc gia rất quan trọng cần phải đầu tư làm chủ hạ tầng và có quy trình quản lý riêng chặt chẽ, không thể giao phó, thuê như dịch vụ và lưu trữ dữ liệu nằm ngoài lãnh thổ quốc gia.

 2. Ứng dụng điện toán đám mây trong giáo dục và chia sẻ thông tin

 2.1 Lợi thế

 Trong ngành giáo dục thường xuyên phải sử dụng nhiều đến các cơ sở dữ liệu cùng với các phép tính toán với chi phí không nhỏ. Điện toán đám mây có thể cung cấp cho các cơ sở giáo dục một phương pháp  nhằm giúp người học một công cụ tính toán đầy tiềm năng. Thông qua điện toán đám mây, các cơ sở giáo dục  giải quyết được bài toán về xây dựng cơ sở hạ tầng, phần mềm, và lưu trữ dữ liệu. Nhờ điện toán đám mây có thể xây dựng dịch vụ sử dụng một lần và sau đó sử dụng nhiều lần bởi đông đảo người dùng theo nhu cầu của họ. Điện toán đám mây  là một lựa chọn tốt cho các cơ sở  giáo dục sử dụng hiệu quả. Nó sẽ không chỉ làm lợi cho người học còn giúp các trường xây dựng cơ sở hạ tầng đa năng tính toán thường xuyên. Dịch vụ điện toán đám mây thực hiện theo các mô hình dịch vụ khác nhau như nền tảng như một dịch vụ (PaaS), lưu trữ như một dịch vụ hoặc phần mềm như một dịch vụ (SaaS), cơ sở hạ tầng như một dịch vụ (IaaS). SaaS được sử dụng trong các đám mây riêng để cung cấp  các phần mềm hỗ trợ cho người học khai thác các phần mềm đắt giá khó tìm trên mạng. Điều này không chỉ cung cấp cho họ những phần mềm chất lượng mà còn giải phóng người học khỏi gánh nặng chi phí các phần mềm bản quyền. IaaS và PaaS được sử dụng để đáp ứng các nhu cầu cơ sở hạ tầng của sinh viên, giảng viên, học giả nghiên cứu với một số cấu hình phần cứng cụ thể cho các nhiệm vụ cụ thể.

Trong các lĩnh vực công nghệ cao như trí tuệ nhân tạo, khai phá dữ liệu .. . . rất cần lưu  trữ khối lượng tài nguyên lớn và yêu cầu  tốc độ tính toán nhanh. Để thực hiện cả 2 chức năng lưu trữ và tốc độ tính toán cần phải xây dựng và triển khai các dự án lớn. Nhưng khi hoàn thành, các kết quả và sản phẩm của dự án này không được sử dụng tiếp cho các dự án tương tự, đây là sự lãng phí lớn. Triển khai điện toán đám mây riêng, các cơ sở giáo dục không phải xây dựng cơ sở hạ tầng khác nhau cho các dự án khác nhau bởi vì mọi kết quả nghiên cứu phát triển  của các dự án đều được quản lý để tái sử dụng cho dự án sau. 

Sử dụng hệ thống đăng nhập đơn giản, sinh viên, các học giả nghiên cứu, giáo viên dễ dàng đưa ra yêu cầu và có thể sử dụng cơ sở hạ tầng hầu như không giới hạn. Vì thế mạnh nhất của điện toán đám mây là  mô hình dịch vụ lưu trữ quy mô lớn thông tin. Dữ liệu có liên quan với công việc nghiên cứu khác nhau, dự án hoặc thông tin có thể tái sử dụng,  có thể được giao cho các đám mây lưu trữ quản lý và có thể được truy cập theo yêu cầu. Các cơ sở giáo dục hợp tác  với nhau để xây dựng một kho lưu trữ thông tin theo mô hình lưu trữ tập trung ảo. Đây là cơ chế hoạt động có hiệu quả nhằm giảm chi phí lưu trữ để duy trì kho dữ liệu giáo dục theo điện toám đám mây.

 2.2. Điện toán đám mây làm thay đổi bản chất quá trình biến thông tin thành tri thức 

 Hiện nay, khối lượng thông tin trong “biển” internet là vô cùng tận, tuy nhiên các thông tin này phân bố hỗn độn do nhiều nhà cung cấp. Do vậy để biến thông tin đó thành tri thức là bài toán  hoàn toàn không đơn giản. Quá trình biến thông tin thành tri thức là một quá trình xử lý thông tin phức tạp có điều khiển. Cốt lõi của điện toán đám mây  là làm cho toàn bộ môi trường tính toán và tri thức ngày càng rẻ hơn. Tri thức có thể được tập trung xử lý và trong quá trình tập trung xử lý đem các dữ liệu biến đổi thành thông tin. Quá trình này đã làm cho việc phổ cập tri thức và năng suất lao động được nâng cao rõ rệt. 

 2.3. Tình hình ứng dụng dịch vụ  điện toán đám mây trong giáo dục 

 Một số nước  trên toàn thế giới đã có sáng kiến sử dụng  điện toán đám mây để phục vụ cho giảng viên, sinh viên và các nhà nghiên cứu. Tiêu biểu là  sáng kiến của  Malaysia trong việc đẩy mạnh hợp tác giữa các ngành công nghiệp, các cơ sở giáo dục,  các tổ chức chính phủ, tổ chức tài chính . . .  để nghiên cứu  :  điện toán đám mây quy mô Internet cho giáo dục. Malaysia đã phát triển một nền tảng điện toán đám mây quốc gia để triển khai dịch vụ trên toàn quốc  nhằm kích hoạt và thử nghiệm dịch vụ thông qua các phần mềm,  điện thoại di động tương tác, các công cụ và phương pháp điện toán đám mây mới. North Carolina State University (NCSU) đã  sử dụng điện toán đám mây trước khi thuật ngữ này được đưa vào sử dụng phổ biến từ năm 2003 và bắt đầu cung cấp dịch vụ đám mây trong năm 2004. NCSU  đã thực hiện một giao diện web mà học sinh có thể sử dụng để truy cập bằng hình ảnh. Những hình ảnh này là các gói phần mềm phục vụ phương pháp truy cập. Họ đã xây dựng một phòng thí nghiệm ảo để các sinh viên, giảng viên từ bên ngoài khuôn viên trường có thể truy cập được. Phòng thí nghiệm ảo này đã bắt đầu cung cấp dịch vụ theo yêu cầu tính toán như : cơ sở hạ tầng như một dịch vụ, nền tảng như một dịch vụ, phần mềm  như một dịch vụ và dịch vụ điện toán hiệu năng cao cho các cơ sở giáo dục. Từ năm 2009, phòng thí nghiệm ảo này đã được phục vụ hơn 30.000 giảng viên, sinh viên và đội ngũ nhân viên truy cập thông qua một giao diện web. 

 3. Mô hình kiến trúc điện toán đám mây trong giáo dục

 

 

                              Hình 1                                                         Hình 2

Chú thích trên hình vẽ: Researcher : nghiên cứu viên; processer : xử lý; Software : phần mềm; Infrastructure : hạ tầng ; private cloud : đám mây riêng ; educational cloud : đám mây giáo dục

 

 Tài liệu tham khảo

Ứng dụng điện toán đám mây trong Giáo dục – Xu thế tất yếu PGS.TS.  Ngô Tứ Thành - Đại học Bách Khoa Hà Nội

http://infreemation.net/cloud-computing-linear-utility-or-complex-ecosystem/

http://labs.yahoo.com/Cloud_Computing

http://en.wikipedia.org/wiki/Cloud_computing

http://en.wikipedia.org/wiki/E-Government

 

 

Thêm ý kiến


Security code
Làm mới