Tìm hiểu, triển khai và tối ưu hóa chi phí sử dụng nền tảng điện toán đám mây | Báo cáo học phần Điện toán đám mây năm học 2023

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHENIKAA KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN --- --- BÁO CÁO
Tìm hiểu, triển khai và tối ưu hóa chi phí sử dụng
nền tảng điện toán đám mây Sinh viên nhóm 11 Đỗ Minh Quân MSV: 20010879 Vũ Thành Long MSV: 20010874
Nguyễn Văn Minh MSV: 20010876
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thành Trung
Khoa: Công nghệ thông tin --- --- Hà Nội, Tháng 5/2023 Lời cam kết
Họ và tên nhóm sinh viên: - Đỗ Minh Quân - 20010879
- Nguyễn Văn Minh - 20010876 - Vũ Thành Long - 20010874
Điện thoại liên lạc: 0396181976 Email: 20010879@st.phenikaa-uni.edu.vn
Lớp: Điện toán đám mây-1-2-22(N04) Hệ đào tạo: Chính quy
Tôi/Chúng tôi cam kết Bài tập lớn (BTL) là công trình nghiên cứu của bản
thân/nhóm tôi. Các kết quả nêu trong BTL là trung thực, là thành quả của riêng tôi,
không sao chép theo bất kỳ công trình nào khác. Tất cả những tham khảo trong
BTL – bao gồm hình ảnh, bảng biểu, số liệu, và các câu từ trích dẫn – đều được ghi
rõ ràng và đầy đủ nguồn gốc trong danh mục tài liệu tham khảo. Tôi/chúng tôi xin
hoàn toàn chịu trách nhiệm với dù chỉ một sao chép vi phạm quy chế của nhà trường.
Hà Nội, ngày 8 tháng 5 năm 2023
Tác giả/nhóm 11 tác giả BTL
Họ và tên sinh viên Đỗ Minh Quân Mục Lục
Lời cam kết...............................................................................................2
Tóm Tắt..................................................................................................4
Chương 1: Giới thiệu đề tài....................................................................5
1. Đặt vấn đề:......................................................................................5
2.Mục tiêu và phạm vi đề tài:..............................................................5
a. Mục tiêu:..........................................................................................5
b. Phạm vi đề tài:.................................................................................6
3. Định hướng giải pháp......................................................................6
Chương 2: Giới thiệu về điện toán đám mây.........................................7
1. Điện toán đám mây là gì ?...............................................................7
2. Lịch sử điện toán đám mây.............................................................8
3. Ứng dụng của công nghệ điện toán đám mây...............................10
4. Các mô hình trong điện toán đám mây.........................................14
Public Cloud (Đám mây “công
cộng”).............................................14 Private Cloud (Đám mây
“doanh nghiệp”).......................................16
Hybrid Cloud (Đám mây “lai”).........................................................17
Community Cloud (Đám mây cộng đồng)........................................18
So sánh các mô hình triển khai đám mây hàng đầu..........................19
Chương 3: Tối ưu hóa chi phí sử dụng nền tảng điện toán đám mây. .20
I. Phân tích chi phí sử dụng nền tảng điện toán đám mây.................20
1. Các yếu tố cần được xem xét chi phí tính toán:............................20
2, Các giải pháp tối ưu hóa chi phí sử dụng nền tảng điện toán đám
mây gồm:...........................................................................................22
3, So sánh và đánh giá hiệu quả của các giải pháp tối ưu hóa..........24
II. Triển khai thực nghiệm.................................................................25
1, Môi trường AWS...........................................................................25
2. Triển khai giải pháp tối ưu hóa chi phí sử dụng nền tảng điện toán
đám mây............................................................................................27
3. Các bước thực hiện tối ưu hóa AWS bằng VPC Endpoint............29
Tài liệu tham khảo................................................................................35 Tóm Tắt
Trong thời đại số hóa và ứng dụng công nghệ thông tin ngày càng phổ
biến, việc sử dụng nền tảng điện toán đám mây đã trở thành một xu
hướng không thể thiếu của các doanh nghiệp và tổ chức. Việc sử dụng
điện toán đám mây giúp cho các doanh nghiệp và tổ chức có thể tiết
kiệm được chi phí về cơ sở hạ tầng, phần cứng và phần mềm, đồng thời
cải thiện khả năng tương tác và chia sẻ thông tin giữa các thành viên trong tổ chức.
Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn của việc sử dụng nền tảng
điện toán đám mây là chi phí sử dụng nền tảng này, đặc biệt là khi các
doanh nghiệp và tổ chức không có kinh nghiệm và hiểu biết đầy đủ về
cách tối ưu hóa chi phí.
Báo cáo này sẽ giới thiệu về điện toán đám mây, tầm quan trọng của việc
tối ưu hóa chi phí sử dụng nền tảng này, cùng những chiến lược, công cụ
và dịch vụ hỗ trợ để giúp các doanh nghiệp và tổ chức tối ưu hóa chi phí
sử dụng nền tảng điện toán đám mây. Bên cạnh đó, báo cáo cũng sẽ cung
cấp những ví dụ cụ thể về việc tối ưu hóa chi phí sử dụng nền tảng điện
toán đám mây của các doanh nghiệp, từ đó giúp các doanh nghiệp có thể
áp dụng những chiến lược hiệu quả và tiết kiệm chi phí trong quá trình
sử dụng nền tảng điện toán đám mây của mình.
Chương 1: Giới thiệu đề tài 1. Đặt vấn đề:
Trong thời đại số hóa và ứng dụng công nghệ thông tin ngày càng phổ
biến, việc sử dụng nền tảng điện toán đám mây đã trở thành một xu
hướng không thể thiếu của các doanh nghiệp và tổ chức. Tuy nhiên, việc
sử dụng nền tảng điện toán đám mây cũng đặt ra một thách thức về chi phí.
Trong quá trình sử dụng nền tảng điện toán đám mây, các doanh nghiệp
và tổ chức thường phải trả phí cho nhà cung cấp dịch vụ đám mây để sử
dụng tài nguyên và dịch vụ của họ. Chi phí này bao gồm chi phí thuê
máy chủ, lưu trữ, băng thông, dịch vụ phần mềm, quản trị hệ thống và
các chi phí khác. Việc chi trả chi phí này sẽ đặt áp lực đáng kể lên ngân
sách của doanh nghiệp và tổ chức, đặc biệt là trong bối cảnh kinh tế khó khăn.
Do đó, việc tối ưu hóa chi phí sử dụng nền tảng điện toán đám mây là vô
cùng quan trọng. Tối ưu hóa chi phí giúp các doanh nghiệp và tổ chức
tiết kiệm được chi phí và tăng cường hiệu quả hoạt động, đồng thời cải
thiện khả năng cạnh tranh trên thị trường. Tuy nhiên, tối ưu hóa chi phí
sử dụng nền tảng điện toán đám mây cũng đòi hỏi các doanh nghiệp và
tổ chức có kiến thức và kinh nghiệm đầy đủ để đưa ra quyết định hợp lý
về việc sử dụng tài nguyên đám mây, từ đó giảm thiểu chi phí và tăng
cường hiệu quả hoạt động.
2.Mục tiêu và phạm vi đề tài: a. Mục tiêu:
1. Nghiên cứu về các loại dịch vụ đám mây và phân tích chi phí của
từng loại dịch vụ đó.
2. Xây dựng mô hình chi phí sử dụng nền tảng điện toán đám mây.
3. Tìm hiểu các phương pháp tối ưu hóa chi phí sử dụng nền tảng
điện toán đám mây, bao gồm các cách giảm thiểu chi phí cho máy
chủ, băng thông, lưu trữ và các dịch vụ phần mềm.
4. Thực hiện triển khai và áp dụng các phương pháp tối ưu hóa chi
phí sử dụng nền tảng điện toán đám mây vào một số dịch vụ đám mây cụ thể.
5. Đánh giá kết quả và hiệu quả của việc tối ưu hóa chi phí sử dụng
nền tảng điện toán đám mây.
b. Phạm vi đề tài:
Phạm vi của đề tài sẽ tập trung vào việc nghiên cứu, triển khai và áp
dụng các phương pháp tối ưu hóa chi phí sử dụng nền tảng điện toán
đám mây, không đi sâu vào các vấn đề kỹ thuật chi tiết về cơ sở hạ tầng,
hệ thống và quản trị mạng.
3. Định hướng giải pháp
Có một số giải pháp tối ưu hóa chi phí sử dụng nền tảng điện toán đám
mây có thể được áp dụng để giảm thiểu chi phí và tối ưu hóa hiệu quả sử
dụng tài nguyên đám mây. Dưới đây là một số định hướng giải pháp mà
nhóm chúng em đề cập đến:
1. Tối ưu hóa sử dụng máy chủ: Tối ưu hóa sử dụng máy chủ có thể
được thực hiện bằng cách sử dụng các công cụ quản lý tài nguyên
để đảm bảo máy chủ được sử dụng hiệu quả. Ví dụ, việc tổ chức
các ứng dụng trên một số máy chủ có thể giảm thiểu số lượng máy
chủ cần sử dụng và giảm chi phí.
2. Tối ưu hóa sử dụng băng thông: Sử dụng băng thông một cách
hiệuquả là một giải pháp quan trọng để giảm chi phí. Các công cụ
quản lý băng thông có thể giúp tối ưu hóa sử dụng băng thông và giảm chi phí.
3. Tối ưu hóa sử dụng lưu trữ: Tối ưu hóa sử dụng lưu trữ bằng cách
sử dụng các công cụ quản lý lưu trữ có thể giúp giảm chi phí lưu
trữ và tăng tính khả dụng của dữ liệu.
4. Sử dụng các dịch vụ điện toán đám mây giá rẻ: Các dịch vụ đám
mây giá rẻ có thể giúp giảm chi phí. Tuy nhiên, cần phải đánh giá
kỹ các dịch vụ này để đảm bảo tính ổn định và độ an toàn của dữ liệu.
5. Tối ưu hóa sử dụng các dịch vụ phần mềm: Sử dụng các dịch vụ
phần mềm giúp tối ưu hóa sử dụng tài nguyên và giảm chi phí. Ví
dụ, sử dụng các công cụ quản lý tài nguyên cloud có thể giúp tối
ưu hóa sử dụng tài nguyên và giảm chi phí.
Chương 2: Giới thiệu về điện toán đám mây
1. Điện toán đám mây là gì ?
Điện toán đám mây (Cloud Computing) là mô hình cung cấp các tài
nguyên máy tính cho người dùng thông qua internet. Nguồn tài nguyên
này bao gồm rất nhiều thứ liên quan đến điện toán và máy tính. Ví dụ
như: phần mềm, dịch vụ, phần cứng,… và sẽ nằm tại các máy chủ ảo
(đám mây) trên mạng. Người dùng có thể truy cập vào bất cứ tài nguyên
nào trên đám mây. Vào bất kỳ thời điểm nào và ở bất kỳ đâu, chỉ cần kết
nối với hệ thống internet.
Trong điện toán đám mây, thuật ngữ “điện toán” mô tả các khái niệm và
đối tượng liên quan đến thao tác điện toán phần mềm. Thuật ngữ tổng
quát này được sử dụng để tham chiếu công suất xử lý, bộ nhớ, kết nối
mạng, lưu trữ và các tài nguyên khác cần thiết để bất kỳ chương trình
nào cũng có thể thao tác điện toán thành công.
Ví dụ: các ứng dụng chạy thuật toán máy học hoặc chức năng kết xuất
đồ họa 3D cần nhiều gigabyte RAM cũng như nhiều CPU để chạy thành
công. Trong trường hợp này, các CPU, RAM và Bộ xử lý đồ họa cần
thiết sẽ được gọi là tài nguyên điện toán, đồng thời, các ứng dụng sẽ là
ứng dụng nặng về điện toán.
2. Lịch sử điện toán đám mây
Thông thường, các ứng dụng web được lưu trữ trên những máy chủ vật
lý cố định. Công suất điện toán cần thiết cho ứng dụng bị giới hạn ở máy
chủ mà ứng dụng đang chạy. Chủ sở hữu trang web có thể mua nhiều
máy chủ hoặc không gian chỉ trong một máy chủ duy nhất; tuy nhiên, họ
phải thanh toán một mức giá cố định, bất kể mức sử dụng. Họ cũng phải
quản lý và bảo trì cơ sở hạ tầng máy chủ trên máy tính của riêng mình.
Hiện nay, các ứng dụng có thể sử dụng tài nguyên điện toán của nhiều
thiết bị vật lý khác nhau một cách linh hoạt. Các nhà cung cấp đám mây
sở hữu những nguồn tài nguyên điện toán đồ sộ, bao gồm cả máy chủ và
trung tâm dữ liệu vật lý. Các doanh nghiệp có thể lưu trữ ứng dụng và
truy cập những tài nguyên điện toán này từ nguồn đó. Nhà cung cấp toàn
quyền quản lý và tối ưu hóa các tài nguyên để mang lại khả năng linh
hoạt, mở rộng quy mô và hiệu quả cho người dùng. Người dùng chỉ cần
bảo trì các ứng dụng của mình; nhà cung cấp đám mây sẽ thực hiện quản
lý cơ sở hạ tầng điện toán.
3. Ứng dụng của công nghệ điện toán đám mây
Cơ sở dữ liệu đám mây
Công nghệ điện toán đám mây đem đến cho đội ngũ IT một cơ sở dữ
liệu hoạt động mạnh mẽ mà không cần công ty phải thật sự sở hữu cơ sở
hạ tầng (các server). Nhà cung cấp dịch vụ cho bạn không chỉ hỗ trợ mà
còn chịu trách nhiệm tất cả các hoạt động bảo trì và vận hành của hệ
thống cơ sở dữ liệu, trách nhiệm duy nhất của bạn là xử lý dữ liệu của chính bạn.
Thử nghiệm và phát triển web
Kiểm tra và thử nghiệm để phát triển là những bước quan trọng để đảm
bảo ứng dụng của bạn có thể chạy trơn tru, không có lỗi và có thể đưa
vào sử dụng. Để thử nghiệm thành công ứng dụng của bạn, bạn cần một
môi trường mô phỏng có khả năng tái tạo các hoạt động kinh doanh thực
tế để xác nhận những kết quả thu được sau quá trình mô phỏng.Tận dụng
nguồn lực sẵn có của hệ thống điện toán đám mây, bạn sẽ không mất
thời gian và công sức để tự tay xây dựng môi trường mô phỏng.
Phân tích các dữ liệu lớn, phức tạp
Việc đưa dữ liệu của bạn lưu trữ trên hệ thống điện toán đám mây có thể
không thu gọn kích thước dữ liệu nhưng chắc chắn nó sẽ giúp việc quản
lý dữ liệu trở nên dễ dàng, dễ tiếp cận hơn và khi kết hợp với quá trình
phân tích, doanh nghiệp có thể rút ra những thông tin giá trị để khai thác và sử dụng.
Lưu trữ dữ liệu cho website
Lưu trữ website của bạn trên đám mây là điều cần thiết nếu hệ thống
hiện tại không thể đáp ứng với sự tăng trưởng liên tục của doanh nghiệp.
Nếu bạn đã xây dựng một trang web ổn định, bạn sẽ biết rằng việc lưu
trữ trang web chiếm phần lớn các nguồn lực CNTT. Lưu trữ trang web
của bạn trên nền tảng đám mây cung cấp cho công ty khả năng mở rộng.
Trong trường hợp có vấn đề, trang web công ty bạn đơn giản chỉ cần
chuyển sang máy chủ có sẵn gần nhất, hoặc nhiều máy chủ khác có thể
được thêm vào trong trường hợp nhu cầu của bạn thay đổi.
Lưu trữ, chia sẻ dữ liệu thông qua các nền tảng như Google Drive,
Dropbox, Shutterstock,…
Đây là một trong những hình thức cơ bản nhất của hệ thống điện toán
đám mây. Các dữ liệu được lưu trữ trong đám mây khiến việc chia sẻ,
truy xuất và lưu trữ trở nên cực kỳ dễ dàng.
Ứng dụng quản lý doanh nghiệp
Hiện nay có rất nhiều ứng dụng được thiết kế trên nền tảng đám mây sở
hữu một giao diện trực quan, dễ sử dụng và phù hợp với từng ngành cụ thể.
Ứng dụng của điện toán đám mây trong lĩnh vực nhà thông minh Smart home
Nhà thông minh Smart Home là ứng dụng của IOT được tìm kiếm và
nhắc tới nhiều trong thời gian gần đây. Lượng dữ liệu khổng lồ mà các
ứng dụng IoT tạo ra có nghĩa là nhiều công ty sẽ chọn xử lý dữ liệu của
họ trên đám mây thay vì xây dựng một lượng lớn công suất nội bộ. IOT
sử dụng các sensor thu thập dữ liệu, gửi dữ liệu lên điện toán đám mây
để thực hiện việc tính toán, xử lý dữ liệu và đưa ra một hành động cụ thể.
4. Các mô hình trong điện toán đám mây
Hiện nay, có 4 mô hình triển khai điện toán đám mây chính đang được
sử dụng phổ biến. Đó là: Public Cloud, Private Cloud, Hybrid Cloud và Community Cloud.
Public Cloud (Đám mây “công cộng”)
Định nghĩa: Là các dịch vụ được bên thứ 3 (người bán) cung cấp. Chúng
tồn tại ngoài tường lửa của công ty và được nhà cung cấp đám mây quản
lý. Nó được xây dựng nhằm phục vụ cho mục đích sử dụng công cộng,
người dùng sẽ đăng ký với nhà cung cấp và trả phí sử dụng dựa theo
chính sách giá của nhà cung cấp. Public cloud là mô hình triển khai
được sử dụng phổ biến nhất hiện nay của cloud computing.
Đối tượng sử dụng: Bao gồm người dùng bên ngoài internet. Đối tượng
quản lý là nhà cung cấp dịch vụ. Ưu điểm:
• Phục vụ được nhiều người dùng hơn, không bị giới hạn bởi không gian và thời gian.
• Tiết kiệm hệ thống máy chủ, điện năng và nhân công cho doanh nghiệp.
Nhược điểm:
• Các doanh nghiệp phụ thuộc vào nhà cung cấp không có toàn quyền quản lý.
• Gặp khó khăn trong việc lưu trữ các văn bản, thông tin nội bộ.
• Vấn đề mất kiểm soát về dữ liệu và vấn đề an toàn dữ liệu. Trong
mô hình này mọi dữ liệu đều nằm trên dịch vụ Cloud, do nhà cung
cấp dịch vụ Cloud đó bảo vệ và quản lý. Chính điều này khiến cho
khách hàng, nhất là các công ty lớn cảm thấy không an toàn đối
với những dữ liệu quan trọng của mình khi sử dụng dịch vụ Cloud.
Private Cloud (Đám mây “doanh nghiệp”)
Định nghĩa: Private cloud là các dịch vụ điện toán đám mây được cung
cấp trong các doanh nghiệp. Những “đám mây” này tồn tại bên trong
tường lửa của công ty và được các doanh nghiệp trực tiếp quản lý. Đây
là xu hướng tất yếu cho các doanh nghiệp nhằm tối ưu hóa hạ tầng công nghệ thông tin.
Đối tượng sử dụng: Nội bộ doanh nghiệp sử dụng và quản lý.
Ưu điểm: Chủ động sử dụng, nâng cấp, quản lý, giảm chi phí, bảo mật
tốt,… Nhược điểm:
• Khó khăn về công nghệ khi triển khai và chi phí xây dựng, duy trì hệ thống.
• Hạn chế sử dụng trong nội bộ doanh nghiệp, người dùng ở ngoài không thể sử dụng.
Hybrid Cloud (Đám mây “lai”)
Định nghĩa: Là sự kết hợp của private cloud và public cloud. Cho phép
ta khai thác điểm mạnh của từng mô hình cũng như đưa ra phương thức
sử dụng tối ưu cho người sử dụng. Những “đám mây” này thường do
doanh nghiệp tạo ra và việc quản lý sẽ được phân chia giữa doanh
nghiệp và nhà cung cấp điện toán đám mây công cộng.
Đối tượng sử dụng: Doanh nghiệp và nhà cung cấp quản lý theo sự thỏa
thuận. Người sử dụng có thể sử dụng các dịch vụ của nhà cung cấp và
dịch vụ riêng của doanh nghiệp.
Ưu điểm: Doanh nghiệp một lúc có thể sử dụng được nhiều dịch vụ mà không bị giới hạn.
Nhược điểm: Khó khăn trong việc triển khai và quản lý. Tốn nhiều chi phí.
Community Cloud (Đám mây cộng đồng)
Định nghĩa: Là các dịch vụ trên nền tảng điện toán đám mây do các công
ty cùng hợp tác xây dựng và cung cấp các dịch vụ cho cộng đồng.
Những đơn vị hoặc tổ chức xây dựng dịch vụ đám mấy cộng đồng này
thường có chung một mục tiêu, nhiệm vụ hay sức mệnh,… Và không để
tổ chức nào độc quyền đám mây cộng đồng này, các tổ chức, đơn vị
thường uỷ thác cho 1 bên thứ 3 để quản lý.
Đối tượng sử dụng: Các loại đám mây cộng đồng này chủ yếu phục vụ
riêng cho các doanh nghiệp tạo nên đám mây này. Các doanh nghiệp
cùng chia sẻ các lợi ích từ các cơ sở hạ tầng mà họ đầu tư.
Ưu điểm: Riêng tư, bảo mật và an ninh tốt.
Nhược điểm: Chi phí tốn kém khi tham gia.
So sánh các mô hình triển khai đám mây hàng đầu
Chương 3: Tối ưu hóa chi phí sử dụng nền tảng điện toán đám mây
I. Phân tích chi phí sử dụng nền tảng điện toán đám mây
Trong thực tế, việc tính toán và phân tích chi phí sử dụng nền tảng
điện toán đám mây là rất quan trọng, đặc biệt là khi sử dụng các dịch vụ
điện toán đám mây của những nhà cung cấp lớn như AWS, Microsoft
Azure hay Google Cloud Platform. Việc phân tích chi phí giúp cho các
tổ chức và doanh nghiệp có thể tối ưu hóa ngân sách cho hoạt động của
mình, tránh việc sử dụng dịch vụ một cách vô tội vạ, dẫn đến chi phí
phát sinh không cần thiết.