Cloud Computing là gì? Điện toán đám mây trong công nghiệp

Cloud Computing là gì?

Cloud Computing hay còn gọi là “điện toán đám mây”, 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.

Phương thức hoạt động của điện toán đám mây

Điện toán đám mây hoạt động theo cách thức hoàn toàn khác với phần cứng vật lý. Cloud Computing cho phép người dùng quyền truy cập vào máy chủ, dữ liệu và những dịch vụ bằng internet. Nhà cung cấp dịch vụ đám mây sẽ sở hữu, quản lý phần cứng và duy trì kết nối mạng. Trong khi đó, user sẽ được cung cấp và sử dụng những gì mà họ thông qua nền tảng web.

Mô hình 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

Public Cloud (Điện toán đám mây cộng đồng) là mô hình triển khai điện toán đám mây sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Các dịch vụ, ứng dụng trên Public Cloud đều nằm trên cùng một hệ thống Cloud. Tức là tất cả người dùng sẽ dùng chung tài nguyên. Nhà cung cấp dịch vụ sẽ trực tiếp quản lý và bảo vệ dữ liệu trên đám mây.

Ưu điểm Public Cloud

• Phục vụ được nhiều đối tượng người dùng, không bị giới hạn về không gian, thời gian.
• Đặc biệt Public Cloud có chi phí đầu tư thấp. Tiết kiệm được hệ thống máy chủ, giảm gánh nặng quản lý, cơ sở hạ tầng.
• Đám mây công cộng còn có thể co giãn theo nhu cầu thực tế của người sử dụng.

Nhược điểm Public Cloud

• Bị phụ thuộc vào nhà cung cấp và không có toàn quyền quản lý. Bên cạnh đó, bạn còn không thể kiểm soát chặt chẽ dữ liệu và không đảm bảo được an toàn, bảo mật.

Private Cloud

Private Cloud (Điện toán đám mây riêng) là dịch vụ điện toán đám mây riêng thường được cung cấp cho các doanh nghiệp để đảm bảo an toàn dữ liệu. Private cloud sẽ được bảo vệ bên trong tường lửa của công ty và doanh nghiệp trực tiếp quản lý.

Ưu điểm Private Cloud

• Chủ động hơn trong việc sử dụng và quản lý dữ liệu
• Bảo mật thông tin tốt hơn

Nhược điểm Private Cloud

• Gặp khó khăn trong việc triển khai công nghệ
• Tốn chi phí để xây dựng, duy trì hệ thống
• Chỉ phục vụ trong nội bộ doanh nghiệp. Những người dùng khác bên ngoài không thể tiếp cận và sử dụng.

Hybrid Cloud

Hybrid Cloud (Điện toán đám mây lai) là sự kết hợp giữa đám mây công cộng và đám mây riêng. Nó cho phép người dùng khai thác được điểm mạnh của 2 mô hình trên. Và đồng thời hạn chế được điểm yếu của 2 mô hình đó.

Đám mây lai thường sẽ do doanh nghiệp tạo ra và việc quản lý thông tin. Dữ liệu sẽ được phân chia giữa doanh nghiệp và nhà cung cấp Public Cloud.

Ưu điểm Hybrid Cloud

• Đảm bảo được an toàn cho các dữ liệu quan trọng
• Sử dụng được nhiều dịch vụ điện toán đám mây mà không bị giới hạn

Nhược điểm Hybrid Cloud

• Khó khăn khi triển khai và quản lý hệ thống
• Tốn nhiều chi phí để xây dựng cơ sở hạ tầng

Community Cloud

Community Cloud (Điện toán đám mây cộng đồng) được xây dựng nhằm mục đích chia sẻ hạ tầng, dữ liệu cho nhiều tổ chức, người dùng khác nhau. Ví dụ, các doanh nghiệp cùng hoạt động trong ngành giáo dục có thể chia sẻ chung một đám mây để trao đổi dữ liệu cho nhau.

Ưu điểm Community Cloud

• Các tổ chức/doanh nghiệp/cá nhân chung lĩnh vực hoạt động có thể chia sẻ dữ liệu, thông tin dễ dàng để phục vụ cho công việc của chính họ.
• Đảm bảo sự riêng tư, an ninh và tuân thủ các chính sách tốt hơn.

Nhược điểm Community Cloud

• Việc điều hành, quản lý tương đối khó khăn.
• Cần tốn nhiều chi phí để xây dựng, triển khai.

Các mô hình cung cấp điện toán đám mây

Hiện nay, có 3 mô hình cung cấp điện toán đám mây cơ bản. Chúng là: Infrasructure as a service (Iaas), Platform as a service (Paas) và Software as a service (Saas).

Infrasructure as a service (Iaas)

Iaas (Dịch vụ cơ sở hạ tầng) là mô hình dịch vụ pay-per-use (tức là trả tiền cho những gì sử dụng). Chi phí sử dụng dịch vụ này được tính dựa trên chức năng và lượng tài nguyên mà khách hàng dùng. Theo Amazon thì đây là mức độ cơ bản nhất của điện toán đám mây.

Nhà cung cấp dịch vụ Iaas sẽ bán cho khách hàng các server (máy chủ), thiết bị mạng, bộ nhớ, CPU, storage (không gian lưu trữ), máy tính (có thể máy thật hoặc máy ảo, tùy nhu cầu), trang thiết bị trung tâm dữ liệu và một số tính năng bảo vệ an ninh nâng cao.

Với hạ tầng mà Iaas tạo ra, bạn cần vào đó và thiết lập. Và cài thêm những phần mềm cần thiết khác như web server, database,… Iaas không được tạo ra để phục vụ cho người dùng cuối. Mà nó để cho các công ty, đơn vị phát hành web sử dụng với mục đích triển khai phần mềm.

Platform as a service (Paas)

Paas (Dịch vụ nền tảng) là mô hình dịch vụ giúp các developer có thể phát triển. Nó cho phép triển khai các ứng dụng, website trên đám mây. Paas về cơ bản cũng khá giống với Iaas nhưng cấp độ cao hơn một chút. Paas được trang bị thêm các công cụ phát triển doanh nghiệp thông minh (BI), middleware và nhiều tool khác. Với Paas, bạn sẽ có một nền tảng (Platform) được cài đặt sẵn để phù hợp cho việc phát triển ứng dụng.

Software as a service (Saas)

Saas (Dịch vụ phần mềm) là một mô hình dịch vụ điện toán đám mây cao nhất hiện nay. Cho phép người dùng sử dụng được các ứng dụng dễ dàng trên nền tảng đám mây thông qua internet. Đơn giản hơn, Saas sẽ cung cấp phần mềm/ứng dụng chạy trên internet. Từ đó người dùng cuối (end-user) có thể sử dụng ngay. Nhà cung cấp dịch vụ Saas có thể lưu trữ trên server của họ. Hoặc cho phép người dùng tải xuống và vô hiệu hóa nó khi hết hạn.

Ví dụ điển hình cho mô hình dịch vụ này là Microsoft Office 365. Đôi khi các web email (Gmail, Outlook, Yahoo Mail,..) cũng dùng dịch vụ này. Đây đều là các sản phẩm hoàn chỉnh. Người dùng có thể sử dụng ngay lập tức mà không cần phải thiết lập server để quản lý.

Tương tự, OneDrive, Dropbox cũng là mô hình điện toán đám mây kiểu Saas. Các trang web (phần mềm) này cung cấp không gian lữu trữ cần thiết để bạn có thể upload/download dữ liệu thông qua internet.

Lợi ích của điện toán đám mây

#1. Tiết kiệm chi phí

Thay vì phải bỏ chi phí đầu tư cả một hệ thống máy chủ để lưu trữ dữ liệu, chịu các chi phi vận hành hay bảo dưỡng hàng năm thì bạn chỉ cần phải dành một khoản tiền nhỏ để duy trì chúng. Bạn sẽ tập trung hơn vào công việc cuả mình thay vì phải lo lắng đến những việc như bảo dưỡng hay vận hành hệ thống.

#2. Khả năng mở rộng linh hoạt

Bạn sẽ được phân phối đúng lượng tài nguyên cần thiết với nhu cầu sử dụng của mình. Bạn có thể bổ sung tài nguyên bất cứ khi nào phát sinh nhu cầu và tại đúng vị trí địa lý mà bạn mong muốn.

#3. Hiệu năng

Các dịch vụ điện toán đám mây lớn nhất chạy trên mạng lưới trung tâm dữ liệu an toàn trên toàn thế giới. Và đương nhiên chúng được nâng cấp thường xuyên để tăng hiệu quả và mức độ bảo mật.

#4. Bảo mật

Nhiều nhà cung cấp dịch vụ đám mây cung cấp một loạt các chính sách, công nghệ và kiểm soát nhằm củng cố tính bảo mật của bạn. Qua đó nó giúp bảo vệ dữ liệu, ứng dụng và cơ sở hạ tầng của bạn khỏi các mối đe dọa tiềm ẩn hay các cuộc tấn công mạng vẫn thường xuyên xảy ra.

#5. Tốc độ

Hầu hết các dịch vụ Cloud Computing hiện nay đều được cung cấp dịch vụ theo yêu cầu. Nghĩa là bạn cần bao nhiêu thì có bấy nhiêu. Thậm chí ngay cả một lượng lớn tài nguyên máy tính cũng có thể được cung cấp chỉ trong vài phút. Như vậy bạn sẽ không cần phải quá áp lực trong việc lên kế hoạch tính toán công suất cho phù hợp nữa. Thay vào đó bạn có thể sử dụng bình thường, khi cần có thể bổ sung ngay tức thì chỉ với một vài cú nhấp chuột.

#6. Năng suất

Đối với Cloud Computing, bạn sẽ không phải dành chi phí cũng như cắt cử nhân viên cho các tác vụ quản lý, bảo dưỡng và duy trì hệ thống công nghệ thông tin. Như vậy bạn có thể tập trung đội ngũ cho những việc chuyên môn phục vụ cho kinh doanh của mình nhiều hơn.

#7. Độ tin cậy

Các đơn vị trung gian chuyên cung cấp các dịch vụ về Cloud, Máy chủ,… luôn có các biện pháp giúp người dùng sao lưu và bảo vệ dữ liệu. Thậm chí họ còn có các trung tâm DC/DR giúp khôi phục dữ liệu khi bị tấn công mạng và duy trì hoạt động liên tục của hệ thống.

Những thử thách của điện toán đám mây

#1. An ninh và bảo mật thông tin

Vì quản lý dữ liệu và quản lý cơ sở hạ tầng được cung cấp bởi bên thứ ba nên nó là rủi ro để giao những thông tin nhạy cảm cho nhà cung cấp. Mặc dù người bán dịch vụ điện toán đám mây cố gắng để bảo vệ an toàn hơn cho mật khẩu tài khoản người dùng, bất kỳ dấu hiệu vi phạm an ninh sẽ dẫn đến tổn thất cho khách hàng và doanh nghiệp.

#2. Phụ thuộc, thiếu cơ động

Rất khó cho khách hàng để chuyển từ một nhà cung cấp dịch vụ đám mây này sang một nhà cung cấp dịch vụ đám mây khác. Kết quả là khách hàng bị phụ thuộc vào một nhà cung cấp dịch vụ đám mây cụ thể.

#3. Phân tách tài nguyên thất bại

Rủi ro này xuất phát từ thất bại trong việc cô lập tài nguyên để tách riêng rẽ lưu trữ, bộ nhớ và định tuyến giữa những người thuê khác nhau.

#4. Không xóa được dữ liệu

Có thể xảy ra tình trạng dữ liệu cần xóa lại không xóa được hết. Đó là trường hợp có một bản sao dữ liệu nhưng không truy cập được, hoặc đĩa cần hủy nhưng lại vướng dữ liệu của người thuê khác.

#5. Giao diện quản lý là kẻ đồng lõa, có sự thỏa hiệp

Trong trường hợp đám mây công cộng, giao diện quản lý khách hàng có thể truy cập được qua Internet. Đám mây riêng, một mặt nó mất đi nhiều lợi ích chung của điện toán đám mây; mặt khác cho dù nó là dạng đám mây an toàn nhất, kể cả khi dịch vụ thuê là cơ sở hạ tầng để tăng quyền kiểm soát, người thuê cũng chỉ có thể kiểm soát tài nguyên một cách hạn chế, bao gồm cả tường lửa. Những thứ mà khách hàng có thể làm là cung cấp các lệnh quản trị tới máy ảo trong đám mây.

#6. Đám mây không phải là tất cả

Đám mây chỉ dùng được khi có kết nối Internet. Ngay cả khi có Internet, có thể nó không có phần mềm mà bạn cần.

#7. Tốc độ thực hiện

Những ứng dụng mạnh trên đám mây yêu cầu băng thông cao, dẫn đến chi phí cao.

Ứng dụng của điện toán đám mây

Đơn giản mà nói, điện toán đám mây sẽ giúp bạn truy cập dữ liệu dễ dàng thông qua internet. Có rất nhiều ứng dụng mà cloud computing có thể thực hiện được, ví dụ như:

• Cơ sở dữ liệu đám mây
• Thử nghiệm và phát triển web, ứng dụng
• Phân tích big data
• Lưu trữ dữ liệu cho website (còn gọi là cloud server)
• Lưu trữ, chia sẻ dữ liệu thông qua các nền tảng như: Google Drive, Dropbox, Shutterstock,…
• Ứng dụng quản lý doanh nghiệp

Ứng dụng của điện toán đám mây trong công nghiệp 4.0

Với sự vượt trội mà điện toán đám mây mang lại, kèm theo sự phát triển của IIoT thì nó đã được các nhà sản xuất thiết bị và phát triển phần mềm công nghiệp đặc biệt quan tâm đến và sau một thời gian phát triển đã cho ra mắt các sản phẩm và dịch vụ dựa trên nền tảng đám mây (IIoT Cloud Platform). Các sản phẩm công nghệ mới đã tạo bước ngoặt lớn cho IIoT, đặc biệt là trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp có thể kể đến như: Cloud PLC (PLC with built-in cloud services), Cloud SCADA (Cloud based SCADA).

Cloud PLC

Ví dụ điển hình là vào cuối năm 2020, đầu năm 2021 thì Unitronics đã cho ra mắt UniCloud:

UniCloud là một sản phẩm IIoT hoàn chỉnh dựa trên nền tảng đám mây (Cloud). UniCloud có thể mở rộng và rất an toàn, cho phép dễ dàng xây dựng các trang tổng quan có thể tùy chỉnh nhằm thu thập, phân tích, tận dụng và lưu trữ dữ liệu hiệu quả.

Cùng thời điểm đó, Unitronics cho ra mắt Cloud PLC (tích hợp sẵn dịch vụ đám mây miễn phí với gói đăng ký 5 năm trả trước, bảo mật và truy cập từ xa miễn phí lên tới 1 GB lưu lượng hàng tháng (có thể nâng cấp)).

UniCloud với nền tảng SaaS: không cần cài đặt các phần mềm, dịch vụ quản lý cơ sở dữ liệu hoặc phần cứng. Dữ liệu được mã hóa REST và Transit, API REST được mã hóa qua TLS. Chứng nhận MQTT X.509, bảo mật WAF. AWS được kiểm tra bởi CloudTail và có khả năng chống vi rút. UniCloud được giám sát 24/7 bởi NOC/SOC.

Cloud SCADA

Hầu hết các nhà phát triển phần mềm SCADA đều đã cho ra mắt các phiên bản Cloud Based SCADA (SCADA dựa trên nền tảng đám mây) của riêng họ hoặc nâng cấp các phiên bản SCADA truyền thống lên phiên bản SCADA hỗ trợ Cloud bên thứ 3 (Các bên thứ 3 cung cấp Cloud Services uy tín như: Microsoft Azure, Amazon Web Services, Google Cloud Platform). Chúng ta có thể kể đến các phần mềm SCADA hỗ trợ Cloud như:

1. Wonderware Online InStudio của Schneider Electric (đang được AVEVA phát triển)
2. WinCC + MindSphere của Siemens
3. FactoryTalk Edge Gateway của Rockwell Automation
4. Experion Elevate của Honeywell
5. iFIX của GE
6. FAST/TOOLS của Yokogawa
7. InduSoft Web Studio (đang được AVEVA phát triển)
8. Cimon SCADA

Sau khi bạn đã tìm hiểu về Cloud SCADA (Cloud Based SCADA), bạn có so sánh với Web Based SCADA, Web HMI và Web Server của PLC không? Nếu bạn có kiến thức về nó thì đừng ngần ngại và hãy chia sẻ với cộng đồng ha. Chúng tôi sẽ tìm hiểu, tổng hợp, phân tích và chia sẻ cho các bạn thông qua các chủ đề tiếp theo nhé!