Cloud Computing (CC) là mô hình diện toán cho phép truy cập qua mạng để lựa chọn và sử dụng tài nguyên tính toán theo nhu cầu một cách thuận tiện và nhanh chóng, đồng thời cho phép kết thúc sử dụng dịch vụ, giải phóng tài nguyên dễ dàng, giảm thiểu các giao tiếp với nhà cung cấp.

Sự tiến hóa của mô hình điện toán

Mô hình điện toán tiến hóa qua các thời kì lịch sử khác nhau do sự phát triển của máy tính và hạ tầng mạng truyền thông. Từ thế hệ máy tính thứ nhất đến thế hệ thứ ba, máy tính vẫn là các máy tính cồng kềnh, đắt đỏ; các chương trình ứng dụng được phát triển với chi phí rất cao do sự thiếu thân thiện của ngôn ngữ lập trình cũng như điều kiện vận hành và sử dụng hệ thống khắt khe.

Thế hệ thứ 4 của máy tính xuất hiện những năm 70 đến nay với sự xuất hiện của vi xử lí với các ngôn ngữ lập trình thân thiện, phù hợp hơn cho từng lĩnh vực ứng dụng đặc thù. Với việc cho ra đời máy tính cá nhân đầu những năm 80 của IBM và Apple, điện toán đã được tiếp cận rộng rãi và trở nên phổ thông. Bước sang những năm 80 nhất là những năm 90 công nghệ và hạ tầng mạng. Truyền thông đã có những bước phát triển vượt bậc, với sự ra đời của mạng Internet kết nối toàn cầu và sự bùng nổ của ứng dụng Web.

Ngày nay, những năm đầu thế kỷ 21, hạ tầng máy tính, viễn thông đã hội tụ trên nền công nghệ số. Công nghệ kết nối có dây, không dây qua cáp đồng, cáp quang, vệ tinh, wifi, mạng 3G, 4G,... cho phép kết nối mạng toàn cầu, vươn tới cả vùng sâu, vùng xa nghèo khó. Với hạ tầng ICT phát triển như vậy, các thiết bị tính toán cũng hết sức đa dạng từ các siêu máy tính, máy chủ lớn, tới các máy tính cá nhân, máy tính xách tay, các thiết bị di động thông minh hay các điện thoại di động giá rẻ đều có thể kết nối với nhau – một thế giới đã kết nối.

Khi thế giới điện toán đã kết nối, làm thế nào để khai thác được tối đa năng lực điện toán đó với chi phí thấp nhất và nhanh nhất? Làm thế nào để một doanh nghiệp có hệ thông ứng dụng ERP trong vòng 24 giờ? Làm thế nào để dự án phần mềm có môi trường phát triển với công cụ quản lý dự án sẵn sàng trong vòng 4 giờ? Làm thế nào để cô giáo hiệu trưởng ở vùng cao có thể có ứng dụng quản lí hồ sơ, giáo án tức thì mà không phải tìm hiểu các bước "cài đặt" hoặc "sao lưu dữ liệu"? Không thể kể hết các nhu cầu tương tự, nhưng có thể nói điện toán đám mây là mô hình được kỳ vọng đáp ứng các nhu cầu đó, đem sản phẩm và dịch vụ công nghệ thông tin chất lượng cao đến mọi đối tượng theo nhu cầu, với thời gian nhanh hơn và chi phí rẻ hơn.

Khái niệm Cloud Computing

"Cloud Computing" (CC) có lẽ là thuật ngữ "thời sự" nhất trong giới công nghệ thông tin trên thế giới hiện nay và được Gartner xếp đầu bảng trong các công nghệ chiến lược từ năm 2010. Dẫu vậy, CC vẫn là một mô hình đang tiến tới hoàn chỉnh, các hãng công nghệ cũng như các tổ chức tiêu chuẩn trên thế giới đang đưa ra các định nghĩa và cách nhìn của riêng mình.

Tác giả thấy rằng định nghĩa của NIST là rõ ràng với cách nhìn bao quát: "CC là mô hình diện toán cho phép truy cập qua mạng để lựa chọn và sử dụng tài nguyên tính toán (ví dụ: mạng, máy chủ, lưu trữ, ứng dụng và dịch vụ) theo nhu cầu một cách thuận tiện và nhanh chóng, đồng thời cho phép kết thúc sử dụng dịch vụ, giải phóng tài nguyên dễ dàng, giảm thiểu các giao tiếp với nhà cung cấp".

Theo đó, mô hình chính là cho phép sử dụng dịch vụ theo yêu cầu (on-demam service); cung cấp khả năng truy cập dịch vụ qua mạng rộng rãi từ máy tính để bàn, máy tính xách tay tới thiết bị di động (broad net-work access); với tài nguyên tính toán động, phục vụ nhiều người (resource pooling for multi-tenanci), năng lực tính toán phần mềm dẻo, đáp ứng nhanh với nhu cầu thấp tới cao (rapid elasticity). Mô hình CC cũng đảm bảo việc sử dụng các tài nguyên được "đo" để nah fucng cấp dịch vụ quản trị và tối ưu được tài nguyên, đồng thời người dùng chỉ phải trả chi phí cho phần tài nguyên đã sử dụng (pay-by-use).

Mô hình các lớp dịch vụ

Dịch vụ CC rất đa dạng và bao gồm tất cả các lớp dịch vụ điện toán từ cung cấp năng lực tính toán trên dưới máy chủ hiệu suất cao hay các máy chủ ảo, không gian lưu trữ dữ liệu, hay một hệ điều hành, một công cụ lập trình, hay một ứng dụng kế toán ... Các dịch vụ cũng được phân loại khá da dạng, nhưng các mô hình dịch vụ CC phổ biến nhất có thể được phân thành 3 nhóm: Dịch vụ hạ tầng (IaaS), Dịch vụ nền tảng (PaaS) và Dịch vụ phần mềm (SaaS).

Dịch vụ hạ tầng IaaS (Infrastructure as a Service)

Dịch vụ IaaS cung cấp dịch vụ cơ bản bao gồm năng lực tính toán, không gian lưu trữ, kết nối mạng tới khách hàng. Khách hàng (cá nhân hoặc tổ chức) có thể sử dụng tài nguyên hạ tầng này để đáp ứng nhu cầu tính toán hoặc cài đặt ứng dụng riêng cho người sử dụng. Với dịch vụ này khách hàng làm chủ hệ điều hành, lưu trữ và các ứng dụng do khách hàng cài đặt. Khách hàng điển hình của dịch vụ IaaS có thể là mọi đối tượng cần tới một máy tính và tự cài đặt ứng dụng của mình.

Ví dụ điển hình về dịch vụ này là dịch vụ EC2 của Amazon. Khách hàng có thể đăng ký sử dụng một máy tính ảo trê dịch vụ của Amazon và lựa chọn một hệ thống điều hành (ví dụ, Windows hoặc Linux) và tự cài đặt ứng dụng của mình.

Dịch vụ nền tảng PaaS (Platform as a Service)

Dịch vụ PaaS cung cấp nền tảng điện toán cho phép khách hàng phát triển các phần mềm, phục vụ nhu cầu tính toán hoặc xây dựng thành dịch vụ trên nền tảng Cloud dó. Dịch vụ PaaS có thể được cung cấp dưới dạng các ứng dụng lớp giữa (middleware), các ứng dụng chủ (application server) cùng các công cụ lập trình với ngôn ngữ lập trình nhất định để xây dựng ứng dụng. Dịch vụ PaaS cũng có thể được xây dựng riêng và cung cấp cho khách hàng thông qua một API riêng. Khách hàng xây dựng ứng dụng và tương tác với hạ tầng CC thông qua API đó. Ở mức PaaS, khách hàng không quản lý nền tảng Cloud hay các tài nguyên lớp như hệ điều hành, lưu giữ ở lớp dưới. Khách hàng điển hình của dịch vụ PaaS chính là các nhà phát triển ứng dụng (ISV).

Dịch vụ App Engine của Google là một dịch vụ PaaS điển hình, cho phép khách hàng xây dựng các ứng dụng web với môi trường chạy ứng dụng và phát triển dựa trên ngôn ngữ lập trình Java hoặc Python.

Dịch vụ phần mềm SaaS (Software as a Service)

Dịch vụ SaaS cung cấp các ưng dụng hoàn chỉnh như một dịch vụ theo yêu cầu cho nhiều khách hàng với chỉ một phiên bản cài đặt. Khách hàng lựa chọn ứng dụng phù hợp với nhu cầu và sử dụng mà không quan tâm tói hay bỏ công sức quản lý tài nguyên tính toán bên dưới.

Dịch vụ SaaS nổi tiếng nhất phải kể đến Register / Login với các ứng dụng cho doanh nghiệp mà nổi bật nhất là CRM. Các ứng dụng SaaS cho người dùng cuối phổ biến là các ứng dụng office Online của Microsoft hay Google Docs của Google.

Mô hình triển khai

Từ "đám mây" (cloud) xuất phát từ hình ảnh minh họa mạng Internet đã được sử dụng rộng rãi trong các hình vẽ về hệ thống mạng máy tính của giới CNTT. Một cách nôm na, điện toán đám mây là mô hình điện toán Internet. Tuy nhiên, khi mô hình Cc dần định hình, các ưu điểm của nó đã được vận dụng để áp dụng trong các môi trường có quy mô và phạm vi riêng, hình thành các mô hình triển khai khác nhau.

Đám mây "công cộng"

Mô hình đầu tiên được nói đến khi đề cập tới CC chính là mô hình Public Cloud. Đây là mô hình mà hạ tầng CC được một tổ chức sỡ hữu và cung cấp dịch vụ rộng rãi cho tất cả các khách hàng thông qua hạ tầng mạng Internet hoặc các mạng công cộng diện rộng. Các ứng dụng khác nhau chia sẻ chung tài nguyên tính toán, mạng và lưu trữ. Do vậy, hạ tầng CC được tiết kế để đảm bảo cô lập về dữ liệu giữa các khách hàng và tách biệt về truy cập.

Các dịch vụ Public Cloud hướng tới số lượng khách hàng lớn nên thường có năng lực về hạ tầng cao, đáp ứng nhu cầu tính toán linh hoạt, đem lại chi phí thấp cho khách hàng. Do đó khách hàng của dịch vụ trên Public Cloud sẽ bao gồm tất cả các tầng lớp mà khách hàng cá nhân và doanh nghiệp nhỏ sẽ được lợi thế trong việc dễ dàng tiếp cận các ứng dụng công nghệ cap, chất lượng mà không phải đầu tư ban đầu, chi phí sử dụng thấp, linh hoạt.

Đám mây "doanh nghiệp"

Đám mây doanh nghiệp (Private Cloud) là mô hình trong đó hạ tầng đám mây được sở hữu bởi một tổ chức và phục vụ cho người dùng của tôt chức đó. Private Cloud có thể được vận hành bởi một bên thứ ba và hạ tầng đám mây có thể được đặt bên trong hoặc bên ngoài tổ chức sở hữu (tại bên thứ ba kiêm vận hành hoặc thậm chí là một bên thứ tư).

Private Cloud được các tổ chức, doanh nghiệp lớn xây dựng cho mình nhằm khai thác ưu điểm được các tổ chức, doanh nghiệp lớn xây dựng cho mình nhằm khai thác ưu điểm về công nghệ và khả năng quản trị của CC. Với Private Cloud, các doanh nghiệp tối ưu được hạ tầng IT của mình, nâng cao hiệu quả sử dụng, quản lý trong cấp phát và thu hồi tài nguyên, qua đó giảm thời gian đưa sản phẩm sản xuất, kinh doanh ra thị trường.

Đám mây "chung"

Đám mây chung (Community Cloud) là mô hình trong đó hạ tầng đám mây được chia sẻ bởi một số tổ chức cho cộng đồng người dùng trong các tổ chức đó. Các tổ chức này do đặc thù không tiếp cận với các dịch vụ Public Cloud và chia sẻ chung một hạ tầng CC để nâng cao hiệu quả đầu tư và sử dụng.

Đám mây "lai"

Mô hình đám mây lai (Hybrid Cloud) là mô hình bao gồm hai hoặc nhiều hơn các đám mây trên tích hợp với nhau. Mô hình Hybrid Cloud cho phép chia sẻ hạ tầng hoặc đáp ứng nhu cầu trao đổi dữ liệu.

Lời kết

Mô hình điện toán đám mây là mô hình mới, chính xác hơn là mô hình ứng dụng và khai thác điện toán mới, được đánh giá là rất tiềm năng và mang lại hiệu quả cao. Hy vọng trong tương lai gần, khác hàng và doanh nghiệp sẽ quen với việc sử dụng các phần mềm và lưu dữ liệu ở ngoài ngôi nhà, văn phòng của mình, ở trên  "mây".