Nội dung bài viết sẽ phân tích ứng dụng điện toán đám mây trong việc lưu trữ và quản lý tài liệu, văn bản. Điện toán đám mây là xu hướng chung của việc triển khai ứng dụng công nghệ thông tin. Phần đầu tiên của bài viết sẽ giới thiệu tổng quan về điện toán đám mây, những đặc điểm cơ bản, các mô hình dịch vụ, các mô hình hạ tầng của điện toán đám mây, qua đó, ta có thể triển khai các ứng dụng, phần mềm trên nền tảng điện toán đám mây để lưu trữ và quản lý tài liệu, văn bản.

1. Tổng quan về điện toán đám mây

Hình 1. Tổng quan về điện toán đám mây

Điện toán đám mây không phải là một công nghệ mới xuất hiện mà nó bao gồm tập hợp các công nghệ và cách thức triển khai công nghệ thông tin. Mặc dù khái niệm điện toán đám mây được nhắc đến rộng rãi nhưng không có một định nghĩa cụ thể. Có rất nhiều định nghĩa về điện toán đám mây, một số tổ chức đã định nghĩa điện toán đám mây như sau:

* Theo Bách khoa toàn thư mở Wikipedia: Điện toán đám mây là điện toán trên cơ sở Internet, theo đó, các tài nguyên, phần mềm và thông tin được chia sẻ và cung cấp cho các máy tính và các thiết bị khác theo yêu cầu giống như các tiện tích công cộng.

* Theo Tập đoàn công nghệ máy tính đa quốc gia (IBM - International Business Machines): Điện toán đám mây là việc phân phối các tài nguyên điện toán theo yêu cầu từ các ứng dụng đến các trung tâm dữ liệu qua Internet trên cơ sở trả tiền để sử dụng.

* Theo Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ quốc gia Mỹ (NIST - National Institute of Standards & Technology): Điện toán đám mây là một mô hình có tính phổ biến, thuận tiện và truy cập qua mạng theo yêu cầu để chia sẻ nguồn tài nguyên tính toán bao gồm: mạng, máy chủ và lưu trữ. Những tài nguyên này được cung cấp hoặc được thu hồi nhanh chóng đòi hỏi sự can thiệp ở mức tối thiểu về quản lý và sự tương tác với nhà cung cấp dịch vụ.

* Theo Cơ quan bảo mật thông tin và mạng lưới Châu Âu (ENISA - European Union Agency for Network and Information Security): Điện toán đám mây là mô hình cung cấp dịch vụ theo yêu cầu, thường được triển khai trên công nghệ ảo hóa và công nghệ điện toán phân tán.

* Theo hãng Gartner: Điện toán đám mây là một kiểu tính toán, trong đó các năng lực công nghệ thông tin có khả năng mở rộng rất lớn được cung cấp dưới dạng dịch vụ qua mạng Internet đến nhiều khách hàng bên ngoài.

* Theo hãng Forrester Research (Công ty hàng đầu về nghiên cứu và đánh giá công nghệ thông tin): Điện toán đám mây được coi là nguồn lực công nghệ thông tin được chuẩn hóa (dịch vụ, phần mềm hoặc cơ sở hạ tầng) được phân phối qua Internet theo hình thức tự phục vụ (self-service) và dùng bao nhiêu trả phí bấy nhiêu (pay-per-use)

* Theo Tập đoàn công nghệ Cisco: Điện toán đám mây là các tài nguyên công nghệ thông tin và các dịch vụ mà nó được trừu tượng hóa trên nền tảng cơ sở hạ tầng và được cung cấp theo nhu cầu “on-demand” và linh động “at-scale” trong một môi trường nhiều khách hàng sử dụng “Multitenant environment”.

Trên đây là một số khái niệm về điện toán đám mây. Tuy nhiên, định nghĩa về điện toán đám mây không có một chuẩn cụ thể và thống nhất, tùy thuộc vào nhận định của mỗi tổ chức, cá nhân mà có những khái niệm về điện toán đám mây khác nhau. Nhưng qua các khái niệm trên, chúng ta có thể định nghĩa điện toán đám mây cho riêng mình. Theo quan điểm của chúng tôi khi nghiên cứu về điện toán đám mây thì chúng tôi định nghĩa:

Điện toán đám mây là một xu hướng, mô hình tổ chức ứng dụng công nghệ thông tin theo hướng dịch vụ giúp khai thác tối đa hiệu quả nguồn lực công nghệ thông tin được đầu tư xây dựng.

2. Các đặc điểm cơ bản của điện toán đám mây

a. Tự phục vụ theo yêu cầu (On-demand self-service): Đặc tính kỹ thuật của điện toán đám mây cho phép khách hàng đơn phương thiết lập yêu cầu nguồn lực nhằm đáp ứng các yêu cầu của hệ thống như: thời gian sử dụng máy chủ, dung lượng lưu trữ cũng như khả năng đáp ứng các tương tác lớn của hệ thống ra bên ngoài.

b. Truy cập mạng diện rộng (Broad network access): Điện toán đám mây cung cấp các dịch vụ chạy trên môi trường Internet, vì vậy, khách hành chỉ cần kết nối với Internet là có thể sử dụng được dịch vụ.

c. Dùng chung tài nguyên và độc lập vị trí (Location independent resource pooling): Tài nguyên của nhà cung cấp dịch vụ được dùng chung, phục vụ cho nhiều người dùng dựa trên mô hình đa người dùng (multi-tenant). Mô hình này cho phép tài nguyên phần cứng và tài nguyên ảo hóa được cấp phát tự động dựa vào nhu cầu của người dùng. Tài nguyên được cung cấp bao gồm: tài nguyên lưu trữ, xử lý, bộ nhớ, băng thông mạng và máy ảo.

d. Khả năng co giãn nhanh chóng (Rapid elasticity): Khả năng này cho phép tự mở rộng hoặc thu nhỏ hệ thống một cách nhanh chóng tùy thuộc vào nhu cầu của người sử dụng. Khả năng co giãn cũng giúp cho nhà cung cấp sử dụng tài nguyên hiệu quả, tận dụng triệt để tài nguyên dư thừa, phục vụ được nhiều khách hàng. Đối với người sử dụng dịch vụ, thì khả năng co giãn cũng giúp họ giảm chi phí khi sử dụng.

đ. Chi trả theo thực dùng (Pay per use): Nhiều dịch vụ điện toán đám mây sử dụng mô hình điện toán theo nhu cầu. Khả năng này được thanh toán bằng cách sử dụng mô hình lập hoá đơn theo quảng cáo, phí dịch vụ, hay việc đo đạc để thúc đẩy việc tối ưu hoá việc sử dụng tài nguyên. Điện toán đám mây cho phép giới hạn dung lượng lưu trữ, băng thông, tài nguyên máy tính và số lượng người dùng kích hoạt theo từng tháng.

e. Điều tiết dịch vụ (Measured service): Các hệ thống điện toán đám mây có khả năng tự điều khiển và tinh chỉnh tài nguyên sử dụng bằng cách áp dụng các biện pháp đo lường ở các cấp độ khác nhau cho từng loại dịch vụ. Tài nguyên sử dụng có thể được giám sát, đo lường và khách hàng thường sẽ chỉ trả phí cho lượng tài nguyên họ sử dụng.

Ngoài các đặc điểm chính đã được mô tả ở trên, điện toán đám mây còn cung cấp các đặc điểm như: độ tin cậy, hiệu suất và khả năng chịu đựng.

3. Phân loại điện toán đám mây

Điện toán đám mây được phân chia thành 3 lớp dịch vụ và 2 loại triển khai chính. Các lớp dịch vụ của điện toán đám mây phụ thuộc vào mức độ trừu tượng hóa và khả năng cung cấp, mô hình dịch vụ của nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây. Ba lớp dịch vụ là: hạ tầng hướng dịch vụ, nền tảng hướng dịch vụ và phần mềm hướng dịch vụ. Các mức độ trừu tượng hóa này cũng có thể được hiển thị như các lớp trong tầng kiến trúc dịch vụ, trong đó, các lớp cao hơn được tổ chức từ các lớp thấp hơn.

a. Phân loại theo dịch vụ

* Cơ sở hạ tầng như dịch vụ (IaaS - Infrastructure-as-a-Service): Điện toán đám mây cung cấp cơ sở hạ tầng như dịch vụ trên cơ sở mô hình chi trả theo mức độ sử dụng và nhu cầu sử dụng. Hình thức cung cấp dịch vụ của điện toán đám mây này được gọi là cơ sở hạ tầng như dịch vụ IaaS. Các tài nguyên ảo được cung cấp bao gồm khả năng tính toán, lưu trữ và mạng. Để cung cấp các dịch vụ tính toán của đám mây thì yêu cầu cần thiết là tài nguyên phải được duy trì và vận hành trong một trung tâm dữ liệu. Tuy nhiên, việc cung cấp các tài nguyên cho số lượng lớn khách hàng cũng đòi hỏi một số lượng lớn các máy chủ vật lý theo phương thức truyền thống sẽ gặp nhiều khó khăn, mức độ an toàn thấp và tốn nhiều chi phí và thời gian. Vì vậy, để có hình thức cung cấp dịch vụ theo mô hình điện toán đám mây thì cần triển khai công nghệ ảo hóa hạ tầng để tách biệt giữa sử dụng tài nguyên và cung cấp tài nguyên, làm cho quá trình phân phối tài nguyên cho khách hàng linh hoạt hơn.

* Nền tảng như dịch vụ (PaaS - Platform as a Service): Đám mây cơ sở hạ tầng cung cấp khả năng tính toán, lưu trữ cơ bản. Một dạng điện toán đám mây khác được triển khai trên cơ sở hạ tầng cung cấp mức độ trừu tượng hóa cao hơn, tạo nên một đám mây giúp việc lập trình, xây dựng các ứng dụng dễ dàng hơn đó là nền tảng hướng dịch vụ PaaS. Một đám mây nền tảng cung cấp một môi trường để lập trình viên tạo và triển khai các ứng dụng trên đó mà không cần quan tâm đến có bao nhiêu bộ xử lý, bao nhiêu bộ nhớ mà ứng dụng có thể được sử dụng. Ngoài ra, nhiều chương trình, dịch vụ đặc biệt như truy cập dữ liệu, bảo mật và dịch vụ khác như cơ chế thanh toán đối với những hệ thống thanh toán trực tuyến được cung cấp sẵn và tích hợp vào các ứng dụng mới. Nền tảng hướng dịch vụ cũng được triển khai như một môi trường cho các ứng dụng vận hành như môi trường triển khai các ứng dụng web (hosting), các cổng thông tin điện tử (portal).

* Phần mềm như dịch vụ (SaaS - Software as a Service): Ứng dụng là lớp trên cùng của kiến trúc hệ thống công nghệ thông tin. Dịch vụ được cung cấp bởi lớp này sẽ phục vụ cho người dùng cuối qua giao diện web. Do đó, người dùng thay đổi sử dụng dịch vụ từ việc cài đặt các máy nội bộ sang sử dụng các ứng dụng trực tuyến trên mạng với cùng chức năng. Các ứng dụng desktop (máy tính để bàn) truyền thống như soạn thảo văn bản, bảng tính có thể được truy cập và sử dụng thông qua các ứng dụng web trực tuyến, mô hình này có tên là SaaS.

Một số tập đoàn cung cấp dịch vụ lớn như Google, Microsoft cung cấp các phần mềm như dịch vụ với các sản phẩm là Google Doc của Google hay Office 360 của Microsoft cho phép người dùng có thể soạn thảo văn bản, bảng tính hay trình diễn trực tiếp trên môi trường web mà người dùng không cần phải cài đặt phần mềm trên máy tính cá nhân khi sử dụng.

OS (Operating System): Hệ điều hành

Hình 2. Các mô hình dịch vụ của điện toán đám mây

Phân biệt giữa 3 lớp điện toán đám mây nhiều khi không rõ ràng. Trong một số trường hợp, ranh giới sự dịch chuyển từ cơ sở hạ tầng hướng dịch vụ sang nền tảng hướng dịch vụ bị xóa nhòa. Tuy nhiên, sự nhận biết các loại điện toán đám mây có thể hình dung như sau:

- SaaS nhằm mục đích đơn giản hóa quá trình cung cấp các dịch vụ xử lý nghiệp vụ khách hàng.

- PaaS cung cấp môi trường cho việc phát triển và vận hành phần mềm giúp phát triển nhanh chóng các ứng dụng mới, vận hành phần mềm đơn giản hơn mà không cần quan tâm đến đầu tư cơ sở hạ tầng.

- IaaS cung cấp môi trường để triển khai các ứng dụng đã tồn tại và các dịch vụ sao lưu, vận hành mang lại lợi ích, giảm giá thành, không cần quan tâm đến đầu tư các thiết bị máy móc vật lý.

Ngoài 3 lớp trên, trong một số mục đích sử dụng người ta còn bổ sung thêm một số lớp khác như: Lưu trữ như dịch vụ (Storage as a Service); Môi trường làm việc như dịch vụ (Desktop as a Service) cung cấp môi trường làm việc trong các trình duyệt web hoặc thiết bị đầu cuối như là dịch vụ.

b. Phân loại theo cách thức triển khai

Các loại đám mây được phân chia theo cách thức triển khai điện toán đám mây theo mô hình ứng dụng. Có hai loại đám mây là đám mây chung, đám mây riêng. Tuy nhiên, do sự kết hợp và ranh giới giữa các đám mây không rõ ràng, do đó, một số loại đám mây đã ra đời trên cơ sở hai loại đám mây này.

Phân loại theo cách thức triển khai công nghệ đám mây có những loại đám mây sau đây:

Hình 3. Phân loại điện toán đám mây theo cách thức triển khai

* Đám mây chung hay còn gọi là đám mây công cộng:

- Đám mây công cộng được cung cấp rộng rãi như dịch vụ bởi các hãng công nghệ như Google, Amazon… Đám mây công cộng được xem như là độc lập và được sở hữu bởi nhà cung cấp dịch vụ. Khách hàng thuê dịch vụ của các nhà cung cấp dịch vụ để sử dụng vào các mục đích riêng. Do đó, các ứng dụng của khách hàng sẽ được sử dụng đồng thời và chia sẻ trên cùng một cơ sở hạ tầng.

- Đám mây công cộng triển khai trên cơ sở hạ tầng Internet, sử dụng Internet làm môi trường cung cấp các dịch vụ công nghệ thông tin đến khách hàng. Đám mây công cộng không giới hạn phạm vi khách hàng sử dụng. Bất cứ khách hàng nào có nhu cầu cũng có thể thuê và sử dụng dịch vụ.

Hình 4. Đám mây công cộng

* Đám mây riêng:

- Đám mây riêng được thiết kế, xây dựng và quản lý bởi bộ phân tin học trong một tổ chức, doanh nghiệp. Đám mây riêng có đặc điểm là được thiết kế chuyên biệt cho các mục đích riêng đặc trưng của tổ chức và sử dụng nội bộ trong tổ chức đó. Vì vậy, nó có thể được triển khai cùng với các trung tâm dữ liệu theo phương thức khác hoặc trong một trung tâm dữ liệu đã tồn tại trước đó.

- Đám mây riêng có phạm vi giới hạn, có thể triển khai trên mạng Internet hoặc một mạng diện rộng WAN. Cung cấp dịch vụ cho một loại khách hàng nhất định. Chỉ có khách hàng thuộc phạm vi xác định mới có thể đăng ký và sử dụng dịch vụ.

* Đám mây lai:

- Đám mây lai là một sự kết hợp của đám mây chung và riêng. Những đám mây này thường do doanh nghiệp tạo ra và trách nhiệm quản lý được phân chia giữa doanh nghiệp và nhà cung cấp đám mây chung. Đám mây lai sử dụng các dịch vụ có trong cả không gian chung và riêng. Đám mây lai được xây dựng tốt có thể phục vụ các quy trình nhiệm vụ đến hạn như xử lý bảng lương, các nhiệm vụ cần thanh toán...

Như vậy, chúng ta thấy rằng tùy vào mục đích triển khai ứng dụng công nghệ thông tin và đặc tính kỹ thuật của điện toán đám mây mà người ta phân loại điện toán đám mây khác nhau. Ranh giới của sự phân loại không rõ ràng và cùng với sự phát triển ứng dụng của điện toán đám mây sẽ phát sinh ra các loại, lớp mới để đáp ứng nhu cầu ứng dụng công nghệ thông tin trong các trường hợp cụ thể.

4. Kết luận

Vì điện toán đám mây được hiểu như một mô hình điện toán mà trong đó, các công việc sẽ được giao cho một tập hợp các kết nối, dịch vụ và phần mềm có thể truy cập được thông qua Internet. Tập hợp các kết nối, dịch vụ và phần mềm được xây dựng dựa trên một mạng máy tính, được định vị trên thế giới và được gọi là “đám mây”. Thao tác công việc từ xa trên đám mây dịch vụ cho phép người sử dụng truy cập vào những trung tâm điện toán sở hữu những máy tính có cấu hình cao. Chỉ cần sử dụng mạng máy tính có cấu hình thấp hay thiết bị PDA (Thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân - Personal Digital Assistant), người sử dụng có thể truy cập tới những kho dữ liệu và trung tâm điện toán với những dịch vụ cần thiết cho công việc.

Trước năm 2000, người sử dụng muốn dùng dịch vụ gì đều phải mua bản quyền, đĩa CD để cài lên máy tính cá nhân như phần mềm kế toán, phần mềm quản lý văn bản quy phạm pháp luật, phần mềm quản lý văn bản và điều hành... Trong đó, tất cả các dữ liệu đều được lưu trữ trên máy tính cá nhân, vì thế, hạn chế việc di chuyển của những dịch vụ này. Ngày nay, chỉ cần một thiết bị PDA hay một máy tính cá nhân có kết nối Internet, người dùng có thể tìm kiếm những thông tin cần thiết được lưu trữ trên mạng Internet. Có rất nhiều dịch vụ về quản lý thông tin cá nhân, thư điện tử trên Internet mà người dùng có thể khai thác như Yahoo mail, Gmail, Facebook, Sky... các cơ quan, tổ chức, cá nhân không còn phải mua bản quyền các phần mềm về quản lý nhân viên, quản lý tài chính... không còn phải đầu tư những máy tính có cấu hình cao để làm máy chủ chứa dữ liệu của cơ quan, tổ chức. Bởi vì, tất cả các phần mềm về quản lý nhân viên, quản lý tài chính đã được một nhà cung cấp dịch vụ cài đặt tại một trung tâm điện toán nào đó nên các cơ quan, tổ chức chỉ cần trả tiền sử dụng dịch vụ.

Sức mạnh tính toán của điện toán đám mây được triển khai thông qua các hệ thống tính toán phân tán, kết hợp với công nghệ ảo hóa máy tính và song song. Trái ngược với mô hình tính toán truyền thống trên máy tính cá nhân, nơi mà tài nguyên máy tính cá nhân được dùng để xử lý các công việc từ đầu đến cuối và trả kết quả cho người sử dụng, mô hình điện toán đám mây chỉ sử dụng máy tính cá nhân của người dùng như giao diện giữa người sử dụng và các trung tâm dữ liệu và điện toán. Nói cách khác, máy tính cá nhân chỉ là nơi để soạn thảo yêu cầu và gửi yêu cầu đến trung tâm điện toán thông qua một giao diện nào đó như Web.

Công nghệ điện toán đám mây đang phát triển nhanh chóng và trở thành một nền tảng được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng phức tạp và hình thành cụm lưu trữ dữ liệu. Những đặc điểm cơ bản, các mô hình dịch vụ, các mô hình hạ tầng của điện toán đám mây là phần mở đầu cho bài viết nghiên cứu về “ứng dụng điện toán đám mây trong việc lưu trữ tài liệu, văn bản”. Dựa trên cơ sở lý thuyết đó, phần sau sẽ trình bày cụ thể về nội dung triển khai các ứng dụng, phần mềm trên nền tảng điện toán đám mây để lưu trữ và quản lý tài liệu, văn bản.

5. Tài liệu tham khảo:

1. Cloud Computing:

https://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90i%E1%BB%87n_to%C3%A1n_%C4%91%C3%A1m_m%C3%A2y

2. Cloud Computing: Architecting a Microsoft Private Cloud. Fazio, David Ziembicki and Adam.

3. Cisco. Cisco Cloud Computing Data Center Strategy, Architecture and Solutions.

4. Micro, Trend. Cloud Computing Sercurity: A Trend Micro White Paper, August 2009.

5. P. Mell, T. Grance, “The NIST Definition of Cloud Computing”, 2011. Available at: http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-145/SP800-145.pdf.

6. Các dịch vụ lưu trữ trên điện toán đám mây:

- https://onedrive.live.com

- https://www.dropbox.com

- https://www.drive.google.com

Lê Thị Thùy Trang