Cơ sở lý luận về kiến trúc ICT | Môn Kiến trúc - Đại học Xây Dựng Hà Nội

lOMoAR cPSD| 58970315
CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ KIẾN TRÚC ICT 1.1.1 Khái niệm
Kiến trúc ICT là sự tổ chức và sắp xếp các thành phần hệ thống công
nghệ thông tin và truyền thông theo một cấu trúc hợp lý, tối ưu và đồng
bộ. Mục tiêu chính của kiến trúc ICT là:
+ Đảm bảo sự tương thích giữa các thành phần trong hệ thống.
+ Đảm bảo tính mở để có thể tích hợp, mở rộng và nâng cấp hệ thống một cách linh hoạt.
+ Đảm bảo tính bảo mật và an toàn thông tin.
+ Tối ưu hóa hiệu quả sử dụng tài nguyên và quản lý chi phí.
+ Hỗ trợ tính đổi mới sáng tạo trong ứng dụng công nghệ mới.
Một kiến trúc ICT điển hình thường bao gồm các thành phần cơ bản sau:
+ Phần cứng (Hardware): Các thiết bị máy tính, mạng, thiết bị đầu cuối, trung tâm dữ liệu.
+ Phần mềm (Software): Các hệ điều hành, phần mềm ứng dụng, phần
mềm quản lý và điều hành hệ thống.
+ Mạng và giao thức truyền thông (Networking and Communication
Protocols): Các phương tiện kết nối, mạng nội bộ (LAN), mạng diện
rộng (WAN), các giao thức như TCP/IP, HTTP, FTP, v.v.
+ Dữ liệu (Data): Cơ sở dữ liệu, kho dữ liệu, hệ thống lưu trữ thông tin.
+ Bảo mật (Security): Các biện pháp bảo mật từ phần cứng, phần mềm
đến các giao thức truyền thông. lOMoAR cPSD| 58970315
+ Quản lý và giám sát (Management and Monitoring): Các công cụ và
phần mềm dùng để quản lý, giám sát hiệu suất và tình trạng của hệ thống ICT. Nguồn :
https://thuvienphapluat.vn/van-ban/Xay-dung-Do-
thi/Quyetdinh-829-QD-BTTTT-2019-Khung-tham-chieu-ICT-phat-
trien-dothi-thong-minh-phien-ban-1-0-422873.aspx?
1.1.2 Kiến trúc ICT đảm bảo nguyên tắc gì ?
* Các nguyên tắc quan trọng của kiến trúc ICT bao gồm:
1. Tính mở (Openness)
+ Kiến trúc ICT phải đảm bảo tính mở, nghĩa là các thành phần trong
hệ thống có thể tích hợp và kết nối dễ dàng với các hệ thống hoặc công
nghệ khác, không bị ràng buộc bởi các yếu tố đóng kín hoặc độc quyền.
Điều này giúp giảm chi phí và tăng khả năng phát triển hệ thống trong tương lai.
2. Khả năng mở rộng (Scalability)
+ Kiến trúc ICT phải có khả năng mở rộng linh hoạt để đáp ứng sự thay
đổi về nhu cầu sử dụng, người dùng, dữ liệu, hoặc yêu cầu phần mềm
mà không làm gián đoạn hoạt động của hệ thống. Các hệ thống phải có
khả năng mở rộng cả về mặt phần cứng lẫn phần mềm khi có nhu cầu tăng trưởng.
3. Tính linh hoạt (Flexibility)
+ Kiến trúc ICT cần phải linh hoạt để có thể thay đổi, điều chỉnh và
nâng cấp khi có sự thay đổi về công nghệ hoặc yêu cầu kinh doanh.
Điều này giúp hệ thống dễ dàng thích ứng với môi trường thay đổi
nhanh chóng mà không gặp phải vấn đề về tính tương thích. lOMoAR cPSD| 58970315
4. Tính bảo mật (Security)
+ Đảm bảo an toàn và bảo mật cho tất cả các thành phần trong kiến trúc
ICT là nguyên tắc vô cùng quan trọng. Kiến trúc phải bao gồm các biện
pháp bảo vệ dữ liệu, ngăn chặn truy cập trái phép, bảo vệ hệ thống khỏi
các mối đe dọa bên ngoài và bên trong, đồng thời đảm bảo tính toàn
vẹn của dữ liệu và dịch vụ.
5. Tính khả dụng (Availability)
+ Hệ thống ICT cần phải có khả năng duy trì hoạt động liên tục, không
bị gián đoạn. Điều này bao gồm việc thiết kế các cơ chế sao lưu, phục
hồi, dự phòng và đảm bảo hiệu suất tối ưu ngay cả khi gặp phải sự cố.
6. Tính hiệu quả (Efficiency)
+ Kiến trúc ICT phải đảm bảo sử dụng tài nguyên một cách tối ưu. Điều
này bao gồm việc tối thiểu hóa chi phí phần cứng, phần mềm và bảo
trì, đồng thời đảm bảo rằng các tài nguyên mạng và lưu trữ được sử
dụng một cách hợp lý và hiệu quả. lOMoAR cPSD| 58970315
1.1.3 Xây dựng và sử dụng kiến trúc ICT như thế nào ?
Dưới đây là một số bước cơ bản và phương pháp để xây dựng và sử
dụng kiến trúc ICT một cách hiệu quả:
1. Xác định mục tiêu và yêu cầu hệ thống
Trước khi xây dựng kiến trúc ICT, cần phải xác định rõ mục tiêu và yêu
cầu của hệ thống. Các yếu tố cần xem xét bao gồm:
+ Nhu cầu kinh doanh: Hệ thống ICT cần hỗ trợ gì cho doanh nghiệp?
Cần phục vụ cho những mục đích cụ thể nào (ví dụ: quản lý dữ liệu,
giao tiếp nội bộ, dịch vụ khách hàng, v.v.)?
+ Yêu cầu về bảo mật: Cần đảm bảo mức độ bảo mật nào cho các dữ liệu và giao dịch?
+ Yêu cầu về khả năng mở rộng và linh hoạt: Hệ thống cần phải có
khả năng mở rộng như thế nào khi lượng người dùng hoặc dữ liệu tăng lên?
+ Khả năng tương thích: Hệ thống có cần tích hợp với các hệ thống
khác trong tổ chức không? Cần phải đảm bảo tính tương thích giữa các
phần mềm, phần cứng và mạng.
2. Thiết kế kiến trúc ICT
Khi yêu cầu đã rõ ràng, quá trình thiết kế kiến trúc ICT bắt đầu. Các
bước cơ bản trong thiết kế bao gồm:
+ Chọn lựa mô hình kiến trúc: Xác định mô hình kiến trúc phù hợp
(ví dụ: kiến trúc lớp, SOA, đám mây, mạng).
+ Lựa chọn phần cứng và phần mềm: Quyết định các thiết bị phần
cứng, hệ điều hành, phần mềm ứng dụng và các công cụ cần thiết. Cần
cân nhắc các yếu tố như hiệu suất, độ tin cậy, chi phí, khả năng bảo trì và hỗ trợ. lOMoAR cPSD| 58970315
+ Thiết kế mạng: Xây dựng sơ đồ mạng, lựa chọn các công nghệ mạng
(Wi-Fi, Ethernet, VPN, v.v.), quyết định về các thiết bị mạng như bộ
định tuyến, công tắc, và các giao thức bảo mật.
+ Xây dựng cơ sở dữ liệu: Thiết kế cơ sở dữ liệu sao cho hiệu quả, dễ
dàng truy xuất và đảm bảo tính nhất quán, bảo mật và khả năng phục hồi khi gặp sự cố.
+ Bảo mật hệ thống: Đảm bảo hệ thống có các biện pháp bảo mật từ
đầu, như mã hóa, xác thực người dùng, kiểm soát truy cập, bảo vệ dữ
liệu và chống lại các cuộc tấn công.
3. Lựa chọn nền tảng và công nghệ
Tùy vào yêu cầu và khả năng của tổ chức, việc lựa chọn nền tảng và
công nghệ phù hợp là rất quan trọng. Các yếu tố cần cân nhắc:
+ Điện toán đám mây (Cloud computing): Nếu tổ chức muốn giảm
chi phí đầu tư vào phần cứng, có thể sử dụng các dịch vụ đám mây
(AWS, Azure, Google Cloud) để lưu trữ và tính toán.
+ Hạ tầng mạng (Network Infrastructure): Cần đảm bảo rằng các
thiết bị mạng như router, switch, firewall đáp ứng được nhu cầu về tốc độ và bảo mật.
+ Phần mềm và ứng dụng: Chọn các phần mềm ứng dụng giúp tối ưu
hóa công việc, từ hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) đến phần mềm phân
tích, quản lý tài nguyên.
4. Triển khai và tích hợp hệ thống
Sau khi thiết kế hoàn tất, quá trình triển khai và tích hợp bắt đầu:
+ Cài đặt phần cứng và phần mềm: Triển khai các máy chủ, thiết bị
mạng, máy tính, và phần mềm cần thiết.
+ Tích hợp các hệ thống và dịch vụ: Đảm bảo rằng các thành phần
khác nhau trong hệ thống (phần cứng, phần mềm, mạng) tương tác và lOMoAR cPSD| 58970315
hoạt động hài hòa với nhau. Nếu cần, thực hiện các tích hợp với hệ thống bên ngoài.
+ Kiểm thử và hiệu chỉnh: Tiến hành kiểm thử hệ thống trong môi
trường thử nghiệm để đảm bảo tất cả các thành phần hoạt động đúng
như thiết kế và yêu cầu.
5. Đảm bảo hiệu suất và bảo trì hệ thống
Sau khi hệ thống được triển khai, việc duy trì và tối ưu hóa hệ thống là rất quan trọng:
+ Giám sát hiệu suất: Sử dụng các công cụ giám sát để theo dõi hoạt
động của hệ thống (sử dụng tài nguyên, tốc độ truyền dữ liệu, lỗi hệ thống, v.v.).
+ Bảo trì và sửa chữa: Đảm bảo rằng phần cứng và phần mềm được
bảo trì định kỳ, bao gồm cập nhật phần mềm, sửa lỗi, thay thế thiết bị bị hỏng.
+ Dự phòng và phục hồi: Thiết lập các chiến lược sao lưu và phục hồi
dữ liệu để đảm bảo tính liên tục trong trường hợp hệ thống gặp sự cố.
Nguồn : https://ictvietnam.vn/ung-dung-ict-trong-xay-dung-thanhpho- thong-minh-54060.html?
1.2 Cơ sở lý luận về đô thị thông minh
1. Khái niệm đô thị thông minh
Đô thị thông minh là một đô thị sử dụng công nghệ và các giải pháp
thông minh để tối ưu hóa các dịch vụ và quản lý hạ tầng đô thị, từ đó
nâng cao chất lượng sống của cư dân và hiệu quả hoạt động của các
dịch vụ công cộng. Các thành phố thông minh sử dụng các công nghệ
như Internet of Things (IoT), dữ liệu lớn (Big Data), trí tuệ nhân tạo
(AI), hệ thống cảm biến và kết nối mạng để thu thập, phân tích và xử
lý dữ liệu nhằm hỗ trợ việc ra quyết định và cải thiện chất lượng môi trường sống. lOMoAR cPSD| 58970315
Nguồn : https://vn.savills.com.vn/blog/article/208278/vietnam-viet/do-
thithong-minh-yeu-to-tao-nen-do-thi-thong-minh.aspx?
2. Các yếu tố cơ bản của đô thị thông minh
Đô thị thông minh không chỉ xoay quanh công nghệ mà còn bao gồm
các yếu tố về môi trường, xã hội và quản lý. Dưới đây là các yếu tố
chính cấu thành đô thị thông minh:
+ Công nghệ thông tin và truyền thông (ICT): Các công nghệ tiên
tiến như mạng di động, cảm biến, dữ liệu lớn, trí tuệ nhân tạo, và các
nền tảng đám mây đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập, phân
tích và xử lý dữ liệu từ các thiết bị và hệ thống trong thành phố.
+ Giao thông thông minh: Hệ thống giao thông thông minh sử dụng
các công nghệ để tối ưu hóa việc di chuyển của người dân, giảm tắc
nghẽn và tai nạn giao thông, đồng thời thúc đẩy giao thông công cộng
và các phương tiện xanh như xe điện, xe đạp.
+ Môi trường và bền vững: Đô thị thông minh tập trung vào việc bảo
vệ môi trường thông qua việc sử dụng năng lượng tái tạo, giảm thiểu
khí thải, xử lý nước thải hiệu quả và nâng cao chất lượng không khí.
+ Quản lý đô thị thông minh: Sử dụng công nghệ để giám sát và quản
lý các cơ sở hạ tầng như cấp nước, điện, hệ thống thoát nước, quản lý lOMoAR cPSD| 58970315
chất thải, và các dịch vụ công cộng khác. Điều này giúp nâng cao hiệu
quả và giảm chi phí trong việc vận hành thành phố.
+ Công dân thông minh: Cư dân của đô thị thông minh được khuyến
khích tham gia vào các hoạt động xã hội, tương tác với chính quyền
qua các nền tảng kỹ thuật số và cung cấp phản hồi về các dịch vụ thành
phố. Đào tạo và nâng cao nhận thức về công nghệ cho người dân là một yếu tố quan trọng.
Hình ảnh 1: Helsinki (Phần Lan) đang nỗ lực sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo và
giảm ô nhiễm môi trường lOMoAR cPSD| 58970315
Hình ảnh 2 : Zurich (Thụy Sĩ) là thành phố tiên phong trong lĩnh vực giao thông
Nguồn : https://baonghean.vn/nhung-yeu-to-cot-loi-de-xay-dung-
vaphat-trien-thanh-pho-thong-minh-10271360.html
3. Các nguyên lý và tiêu chí của đô thị thông minh
Để xây dựng một đô thị thông minh, cần phải tuân thủ một số nguyên lý cơ bản:
1.Lấy người dân làm trung tâm: Mọi giải pháp và dịch vụ trong đô
thị thông minh phải hướng đến việc nâng cao chất lượng cuộc sống của
người dân, đáp ứng nhu cầu thực tế và đảm bảo sự tham gia tích cực của cộng đồng.
2. Phát triển bền vững: Đô thị thông minh phải đảm bảo sự cân bằng
giữa phát triển kinh tế, bảo vệ môi trường và tiến bộ xã hội, hướng đến
sự phát triển lâu dài và ổn định. 3
.Ứng dụng công nghệ tiên tiến: Sử dụng các công nghệ hiện đại
như Internet vạn vật (IoT), trí tuệ nhân tạo (AI) và dữ liệu lớn (Big
Data) để quản lý hiệu quả các nguồn lực và dịch vụ đô thị. lOMoAR cPSD| 58970315 4
.Quản lý và tổ chức hiệu quả: Áp dụng các giải pháp công nghệ
trong quản lý hành chính và dịch vụ công, xây dựng chính quyền điện
tử minh bạch và hiệu quả.
* Các tiêu chí của đô thị thông minh
- Bộ tiêu chí đô thị thông minh bền vững – Phiên bản 1.0 do Bộ Xây
dựng ban hành gồm 17 nhóm tiêu chí, chia thành 60 tiêu chí cụ thể,
được phân thành 4 cấp độ phát triển. Các nhóm tiêu chí chính bao gồm: 1
Quy hoạch và quản lý xây dựng đô thị: Đảm bảo quy hoạch đô
thị thông minh, linh hoạt và phù hợp với nhu cầu phát triển. 2
Giao thông thông minh: Phát triển hệ thống giao thông công
cộng hiệu quả, ứng dụng công nghệ để giảm ùn tắc và tai nạn giao thông. 3
Năng lượng và môi trường: Sử dụng năng lượng tái tạo, quản lý
tài nguyên hiệu quả và bảo vệ môi trường. 4
Y tế và giáo dục: Cung cấp dịch vụ y tế và giáo dục chất lượng
cao, ứng dụng công nghệ trong quản lý và giảng dạy. 5
An ninh và an toàn: Đảm bảo an ninh trật tự, ứng phó kịp thời
với các rủi ro và thiên tai. 6
Kinh tế và tài chính: Thúc đẩy đổi mới sáng tạo, phát triển kinh
tế số và quản lý tài chính minh bạch. lOMoAR cPSD| 58970315 Nguồn : 1.
https://tapchixaydung.vn/huong-dan-ap-dung-bo-tieu-chi-do-
thithong-minh-ben-vung--20201224000027537.html? 2.
https://iso9000.vn/nguyen-tac-chung-trong-xay-dung-do-thi- thongminh-o-viet-nam?
4. Các lĩnh vực ứng dụng trong đô thị thông minh
Đô thị thông minh bao gồm nhiều lĩnh vực ứng dụng, mỗi lĩnh vực có
những công nghệ và giải pháp riêng biệt:
+ Quản lý giao thông thông minh: Sử dụng các cảm biến và dữ liệu
lớn để giám sát và điều khiển giao thông, giảm tắc nghẽn và tối ưu hóa
các lộ trình di chuyển. Ví dụ: hệ thống đèn giao thông thông minh, xe tự lái, xe điện.
+ Quản lý năng lượng: Ứng dụng các công nghệ tiết kiệm năng lượng
và năng lượng tái tạo trong các tòa nhà, khu vực công cộng và toàn lOMoAR cPSD| 58970315
thành phố. Hệ thống điện thông minh (Smart Grid) giúp quản lý và
phân phối điện hiệu quả hơn.
+ Giám sát môi trường: Sử dụng các cảm biến để theo dõi chất lượng
không khí, nguồn nước, tiếng ồn và các yếu tố môi trường khác. Dữ
liệu thu thập được sẽ giúp chính quyền thành phố đưa ra các biện pháp
giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
+ Y tế thông minh: Các hệ thống y tế thông minh sử dụng công nghệ
để cung cấp các dịch vụ chăm sóc sức khỏe từ xa, theo dõi tình trạng
sức khỏe của người dân và cung cấp dữ liệu cho các cơ sở y tế.
+ Giáo dục thông minh: Ứng dụng công nghệ để cải thiện hệ thống
giáo dục, tạo ra các lớp học ảo, giáo trình trực tuyến và các công cụ hỗ trợ học tập từ xa.
+ Quản lý chất thải và cấp nước: Sử dụng các công nghệ để tối ưu
hóa việc thu gom và xử lý chất thải, quản lý nguồn nước hiệu quả, tiết
kiệm và bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên. Nguồn :
https://ictvietnam.vn/5-ung-dung-iot-trong-thanh-pho- thongminh-53995.html?
https://digital.fpt.com/linh-vuc/dich-vu-cong-do-thi-dang-song.html?
5. Lợi ích và thách thức của đô thị thông minh + Lợi ích:
+ Cải thiện hiệu quả quản lý: Việc sử dụng công nghệ giúp tăng
cường hiệu quả trong việc quản lý đô thị, giảm thiểu chi phí và tối ưu hóa tài nguyên.
+ Nâng cao chất lượng cuộc sống: Cư dân có thể hưởng lợi từ các
dịch vụ công cộng nhanh chóng và hiệu quả hơn, từ đó cải thiện chất lượng sống.
+ Bảo vệ môi trường: Đô thị thông minh giúp giảm ô nhiễm và sử
dụng năng lượng tái tạo, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên. lOMoAR cPSD| 58970315 + Thách thức:
+ Chi phí đầu tư: Việc xây dựng đô thị thông minh đòi hỏi chi phí đầu
tư ban đầu lớn, từ cơ sở hạ tầng đến công nghệ.
+ Vấn đề bảo mật và quyền riêng tư: Với việc thu thập và xử lý một
lượng lớn dữ liệu cá nhân, việc bảo vệ dữ liệu và quyền riêng tư của
công dân là một vấn đề quan trọng.
+ Đảm bảo tính công bằng: Cần đảm bảo rằng mọi tầng lớp xã hội
đều được hưởng lợi từ các tiện ích của đô thị thông minh, tránh tình
trạng phân biệt và tăng cường sự chênh lệch giữa các nhóm dân cư. Nguồn :
https://tayaulandscape.com/thach-thuc-va-co-hoi-phat-
triendo-thi-sinh-thai-thong-minh/
6. Xu hướng và tương lai của đô thị thông minh
+ Đô thị thông minh đang phát triển mạnh mẽ, và trong tương lai, xu
hướng phát triển sẽ tập trung vào việc tích hợp các công nghệ mới như
5G, AI, và IoT, cùng với việc thúc đẩy sự tham gia của người dân vào
quá trình ra quyết định và quản lý đô thị. Các đô thị sẽ ngày càng trở
nên thông minh hơn trong việc sử dụng dữ liệu và công nghệ để giải
quyết các vấn đề về giao thông, môi trường, năng lượng và chất lượng sống. lOMoAR cPSD| 58970315
Nguồn : https://www.elcom.com.vn/do-thi-thong-minh-xu-huongphat- trien-trong-tuong-lai?
1.3 Mối quan hệ giữa Kiến trúc ICT và đô thị thông minh
1.Nền tảng công nghệ cho đô thị thông minh: Kiến trúc ICT cung
cấp cơ sở hạ tầng kỹ thuật số, bao gồm mạng lưới kết nối, hệ thống lưu
trữ và xử lý dữ liệu, cùng các ứng dụng thông minh. Những thành phần
này cho phép thu thập, truyền tải và phân tích dữ liệu từ các hoạt động
đô thị, hỗ trợ quản lý hiệu quả và cung cấp dịch vụ chất lượng cao cho người dân.
2.Tích hợp và liên kết các hệ thống: Một kiến trúc ICT được thiết kế
tốt sẽ đảm bảo sự liên thông và tích hợp giữa các hệ thống khác nhau
trong đô thị, như giao thông, y tế, giáo dục và năng lượng. Sự kết nối
này tạo điều kiện cho việc chia sẻ thông tin và phối hợp hoạt động giữa
các lĩnh vực, nâng cao hiệu quả quản lý và đáp ứng nhanh chóng nhu cầu của cộng đồng.
3.Hỗ trợ ra quyết định và quản lý thông minh: Thông qua việc thu
thập và phân tích dữ liệu từ các nguồn khác nhau, kiến trúc ICT cung
cấp thông tin chính xác và kịp thời cho các nhà quản lý đô thị. Điều này lOMoAR cPSD| 58970315
giúp họ đưa ra các quyết định dựa trên dữ liệu thực tế, cải thiện chất
lượng dịch vụ và phát triển các chính sách phù hợp với nhu cầu của người dân.
4.Đảm bảo an toàn và bảo mật thông tin: Trong bối cảnh số hóa, việc
bảo vệ dữ liệu và đảm bảo an ninh mạng là yếu tố quan trọng. Kiến trúc
ICT thiết lập các biện pháp bảo mật, giám sát và ứng phó với sự cố,
đảm bảo an toàn cho hệ thống và thông tin cá nhân của cư dân đô thị. Nguồn :
https://thuvienphapluat.vn/van-ban/Cong-nghe-thong-
tin/Quyet-dinh791-QD-UBND-2024-Kien-truc-ICT-phat-trien-Do-thi-
thong-minhHa-Giang-615730.aspx
https://nghean.gov.vn/chuyen-trang-chuyen-doi-so/phe-duyet-
kientruc-ict-phat-trien-do-thi-thong-minh-tinh-phien-ban-1-0-628042