Quản trị dữ liệu lớn trong hệ thống IoT với công nghệ điện toán đám mây, sương mù, biên

Bài viết "Quản trị dữ liệu lớn trong hệ thống IoT với công nghệ điện toán đám mây, sương mù, biên" trình bày tổng quan về Mạng lưới vạn vật kết nối Internet và các công nghệ quản trị dữ liệu lớn: điện toán đám mây, điện toán sương mù và điện toán biên; giới thiệu một số ứng dụng trong hệ thống IoT vận hành với ba công nghệ quản trị dữ liệu lớn đã trình bày. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Quản trị dữ liệu lớn trong hệ thống IoT với công nghệ điện toán đám mây, sương mù, biên QUẢN TRỊ DỮ LIỆU LỚN TRONG HỆ THỐNG IoT1 VỚI CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY, SƯƠNG MÙ, BIÊN Trần Trọng Hiếu Khoa Công nghệ Thông tin. Trường Đại học Tài chính – Marketing Email: tt.hieu@ufm.edu.vn Tóm tắt: Công nghệ 4.0 hiện nay đang được phát triển và ứng dụng rộng rãi, trong đó mạng lưới vạn vật kết nối Internet (IoT - Internet of Things) đang được nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Trong đó việc quản trị và xử lý dữ liệu lớn một cách thông minh trong hệ thống IoT là một vấn đề đang được quan tâm nghiên cứu. Bài tham luận này trình bày: tổng quan về Mạng lưới vạn vật kết nói Internet và các công nghệ quản trị dữ liệu lớn: điện toán đám mây, điện toán sương mù và điện toán biên; giới thiệu một số ứng dụng trong hệ thống IoT vận hành với ba công nghệ quản trị dữ liệu lớn đã trình bày. Với cách diễn giải – tổng hợp thông tin, minh hoạ ứng dụng có liên quan các công nghệ đã trình bày; bài tham luận mong có thể là rõ hơn cách quản trị dữ liệu của ba công nghệ trong hệ thống IoT đã và đang được phát triển trên thế giới hiện nay. Từ khóa: Mạng lưới vạn vật, Điện toán đám mây, Điện toán sương mù, Điện toán biên 1. TỔNG QUAN 1.1. Mạng lưới vạn vật kết nối Internet Năm 2013, tổ chức Global Standards Initiative on Internet of Things (IoT-GSI) đã định nghĩa IoT (Internet of Things - Mạng lưới vạn vật kết nối Internet) là 'hạ tầng cơ sở toàn cầu phục vụ cho xã hội thông tin, hỗ trợ các dịch vụ thông qua điện toán xử lý chuyên sâu thông qua các vật thể (cả thực lẫn ảo) được kết nối với nhau nhờ vào công nghệ thông tin và truyền thông hiện hữu được tích hợp,' và với mục đích ấy một 'vật' là 'một thứ trong thế giới thực (vật thực) hoặc thế giới thông tin (vật ảo), mà vật đó có thể được nhận dạng và được tích hợp vào một mạng lưới truyền thông'. (Nguồn: wikipedia) Như vậy mạng lưới vạn vật kết nối Internet, được hiểu như là mạng lưới nhiều thiết bị kết nối Internet trong các liên mạng. Trong đó các thiết bị được sử dụng hàng ngày, các phương tiện, các phòng-nhà,… được xem là những 'thiết bị kết nối' và được xử lý và vận hành như là các 'thiết bị thông minh'. Các thiết bị này được thiết kế “nhúng” với các bộ 1 Internet of Things 123 phận điện tử, phần mềm, cảm biến, cơ cấu tự vận hành cùng với khả năng kết nối mạng máy tính điều khiển giúp cho các thiết bị này có thể thu thập và truyền tải dữ liệu, tất cả các nối kết đó được xem như là hệ thống IoT. Theo đó, trong hệ thống IoT cho phép các vật thể sử dụng sẽ được cảm nhận hoặc được điều khiển từ xa thông qua hạ tầng mạng hiện hữu, tạo cơ hội cho thế giới thực được tích hợp trực tiếp hơn vào hệ thống điện toán, hệ quả là hiệu năng, độ tin cậy và lợi ích kinh tế được tăng cường bên cạnh việc giảm thiểu sự can dự của con người. Khi hệ thống IoT được trang bị thêm cảm biến và cơ cấu tự động chấp hành, thì hệ thống vận hành theo công nghệ này trở thành một dạng thức của hệ thống ảo - thực; hay được hiểu tự động tương tác giữa hệ thống máy tính điều khiển đến các thiết bị. Khi đó, tính tổng quát tự động hoá hoạt động sẽ được ứng dụng công nghệ trong các hoạt động trong xã hội, bao gồm: điện lưới thông minh, nhà máy điện ảo, nhà thông minh, vận tải thông minh và thành phố thông minh,.v.v. Trong ngữ cảnh đó, Mỗi vật được nhận dạng riêng biệt trong hệ thống điện toán nhúng và có khả năng phối hợp với nhau trong cùng hạ tầng liên mạng Internet. Việc kết nối liên mạng trên thực tế hiện nay đã được phát triển qua nhiều công nghệ, có thể thực hiện qua hệ thống Wi-Fi, mạng viễn thông băng rộng tốc độ nhanh (*G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại… Theo các chuyên gia dự báo tính đến năm 2020, hệ thống IoT sẽ bao gồm khoảng chừng trên 30 tỉ vật thể: thiết bị, phương tiện, cơ sở vật chất,… Khi tự động hóa có kết nối internet được triển khai đại trà ra nhiều lãnh vực, hệ thống IoT được dự báo sẽ tạo ra lượng dữ liệu lớn (Big Data) từ đa dạng nguồn, kéo theo sự cần thiết cho việc: kết tập dữ liệu nhanh, gia tăng nhu cầu đánh chỉ mục, lưu trữ, Hình 1: Mô hình Mạng lưới vạn vật kết nối Internet - IoT (nguồn: wikipedia) và xử lý các dữ liệu này hiệu quả hơn. 1.2. Công nghệ Điện toán Đám mây – Cloud Computing Công nghệ điện toán đám mây là vấn đề thiết yếu đặt ra theo yêu cầu về các tài nguyên cho hệ thống máy tính; đặc biệt là khả năng lưu trữ trên đám mây dữ liệu (iCloud) và đồng thời là khả năng tính toán tự động xử lý dữ liệu mà không cần sự quản lý chủ động trực tiếp 124 của người dùng. Hiện nay, điện toán đám mây được mô tả như là các trung tâm dữ liệu, với vai trò sẵn sàng phục vụ cho nhiều người dùng thông qua mạng lưới Internet. Hiện nay, đám mây dữ liệu với sức chứa cực lớn, đang dần chiếm ưu thế trong việc lưu trữ dữ liệu, với chức năng phân phối đến nhiều vị trí từ các máy chủ trung tâm. Trên thực tế, các đám mây dữ liệu có thể được giới hạn và cung cấp sẵn có cho nhiều cấp độ cần sử dụng: đám mây dữ liệu riêng cho doanh nghiệp, đám mây phổ quát cho công cộng. Điều này mang đến nhiều ưu điểm: giảm thiểu chi phí đầu tư cho việc lưu trữ; cho phép người dùng chạy các ứng dụng tương tác dữ liệu với tốc độ nhanh hơn; việc quản lý dữ liệu quản lý đối với người dùng sẽ dễ dàng - bảo trì tốt hơn; hệ quả kéo theo là việc đầu tư cho một máy tính sẽ rẻ hơn-khi không còn chi phí cho thiết bị lưu trữ riêng lẻ. Khi điện toán đám mây được ứng dụng rộng rãi, các đám mây dữ liệu sẽ được quản trị một cách chuyên nghiệp hơn, mang tính ...