Mô hình, giải pháp xây dựng điện toán đám mây cho chuyển đổi số ngành Tài nguyên và Môi trường đến năm 2030

03/01/2024

TN&MTChương trình chuyển đổi số (CĐS) của Bộ TN&MT đã đưa ra tầm nhìn đến năm 2030 “Ngành TN&MT quản lý, điều hành cơ bản trên phương thức, quy trình, mô hình của công nghệ số và kết quả phân tích, xử lý dữ liệu số; áp dụng khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và nhân lực chất lượng cao. Tạo thế chủ động, hiệu lực, hiệu quả trong: quản lý, khai thác, sử dụng hiệu quả, bền vững tài nguyên thiên nhiên; bảo vệ môi trường; bảo tồn, phát triển đa dạng sinh học; chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu, nước biển dâng; phòng chống và giảm nhẹ thiên tai; xây dựng nền kinh tế xanh, kinh tế tuần hoàn, thân thiện với môi trường.”. Đồng thời, nêu ra 8 nhiệm vụ cụ thể để thực hiện tầm nhìn trên, trong đó có nhiệm vụ “Phát triển hạ tầng số” đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp hạ tầng số để phục vụ cho mục tiêu CĐS của ngành. Trong bài báo này, nhóm tác giả đề xuất mô hình, giải pháp xây dựng điện toán đám mây (ĐTĐM) cho CĐS của ngành TN&MT định hướng đến năm 2030.

Đặt vấn đề 

Trong quá trình CĐS, công nghệ ĐTĐM đã trở thành một trong những yếu tố quan trọng thúc đẩy và định hình cách thức thực hiện quá trình CĐS đối với quốc gia nói chung và từng lĩnh vực trong đời sống KT-XH nói riêng. Theo Chương trình CĐS đến năm 2025, định hướng đến năm 2030, Bộ TN&MT đặt ra mục tiêu đến năm 2030, ngành TN&MT quản lý, điều hành cơ bản trên phương thức, quy trình, mô hình của công nghệ số và kết quả phân tích, xử lý dữ liệu số; áp dụng khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và nhân lực chất lượng cao. Để thực hiện được mục tiêu nêu trên, việc xây dựng, hoàn thiện, phát triển hạ tầng số, Trung tâm dữ liệu của Bộ theo tiêu chí hiện đại, thông minh, kế thừa, sử dụng hiệu quả, đồng bộ, quy mô quốc gia, bảo đảm an toàn, an ninh mạng, kết hợp giữa mô hình tập trung và phân tán, trên công nghệ ĐTĐM kết nối với Hệ thống đám mây của Chính phủ, địa phương, bộ, ngành; cung cấp hiệu quả hạ tầng cho thu nhận dữ liệu trên nền tảng IoT, quản lý lưu trữ trên nền tảng dữ liệu lớn, xử lý tính toán bằng công nghệ AI và chia sẻ dữ liệu theo thời gian thực là một nhiệm vụ quan trọng, cấp thiết.

Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là mô hình ĐTĐM phù hợp với nhu cầu CĐS của ngành TN&MT. Để đạt được mục tiêu trên cần có những nghiên cứu và đánh giá về: Nhiệm vụ trọng tâm về phát triển hạ tầng số và bảo đảm ATTT; hiện trạng và nhu cầu đối với hạ tầng số tại các Trung tâm dữ liệu của Bộ TN&MT; đề xuất mô hình, giải pháp xây dựng hạ tầng số dựa trên công nghệ ĐTĐM phù hợp với CĐS ngành TN&MT; kết quả triển khai thử nghiệm đám mây riêng trên nền tảng mã mở - OpenStack.

Kết quả và bàn luận

Nhiệm vụ trọng tâm về phát triển hạ tầng số và bảo đảm ATTT

Quyết định 417/QĐ-BTNMT xác định nhiệm vụ về phát triển hạ tầng số của ngành TN&MT có nội dung chính như sau: Hoàn thiện hạ tầng số, Trung tâm dữ liệu (TTDL) phục vụ CĐS với tiêu chí hiện đại, thông minh, kế thừa, sử dụng hiệu quả, đồng bộ, quy mô quốc gia, có tốc độ cao, an toàn, an ninh mạng, kết hợp giữa mô hình tập trung và phân tán, trên công nghệ ĐTĐM (cloud computing) kết nối với Hệ thống đám mây của Chính phủ, địa phương, bộ, ngành; có tích hợp với dịch vụ đám mây của các nhà cung cấp (trong nước và quốc tế); bảo đảm kết nối, tự động hóa thu nhận dữ liệu trên nền tảng loT; cung cấp khả năng quản lý, lưu trữ trên nền tảng dữ liệu lớn; cung cấp năng lực phân tích, xử lý, tính toán bằng công nghệ AI; bảo đảm cung cấp và chia sẻ dữ liệu, thông tin về TN&MT theo thời gian thực.

Hiện trạng và nhu cầu đối với hạ tầng số tại các TTDL của Bộ TN&MT

Các TTDL của Bộ TN&MT

Hình 1. Mô hình kết nối các TTDL của Bộ TN&MT
Mô hình, giải pháp xây dựng điện toán đám mây cho chuyển đổi số ngành Tài nguyên và Môi trường đến năm 2030

Bộ TN&MT đã được đầu tư và đưa vào sử dụng 05 TTDL, trong đó: 03 TTDL dùng chung của Bộ đảm bảo phân tải, dự phòng cho các hệ thống CNTT của Bộ và do Cục CĐS và Thông tin dữ liệu tài nguyên môi trường quản lý, vận hành; 01 TTDL tại Cần Thơ (đang trong quá trình xây dựng); 01 TTDL chuyên ngành về KTTV do Tổng Cục KTTV quản lý vận hành.

Đánh giá về hiện trạng hạ tầng số tại các TTDL dùng chung

Về TTDL dùng chung

Hiện tại, các hệ thống thông tin trọng yếu của Bộ TN&MT được tập trung tại 02 TTDL dùng chung đặt tại Hà Nội đảm bảo tính sẵn sàng cao, dự phòng cho các dịch vụ trọng yếu của Bộ. Các TTDL dùng chung đều được đầu tư đường truyền internet tốc độ cao (từ 2 nhà cung cấp dịch vụ); sử dụng dải IPv4, IPv6 được đăng ký từ VNNIC có thể sử dụng cùng lúc trên kênh truyền của nhiều nhà cung cấp.

Công nghệ ảo hóa, ĐTĐM đang sử dụng

Các TTDL dùng chung của Bộ đều sử dụng công nghệ ĐTĐM mà cốt lõi là công nghệ ảo hóa. Giải pháp ảo hóa, ĐTĐM đang sử dụng là giải pháp VMWare Vsphere. Đây là giải pháp được sử dụng tại Bộ từ những năm 2012 đến nay. Các thành phần chính gồm: Hypervisor: sử dụng ESXi, giúp tối ưu hóa tài nguyên phần cứng, tăng cường hiệu suất và tính sẵn sàng cao. Các phiên bản ESXi đang được sử dụng tại các TTDL dùng chung của Bộ gồm: 5.5, 6.7, 7.0.3; VMware vCenter Server: Cho phép quản lý tập trung môi trường ảo hóa (quản lý tài nguyên tính toán, lưu trữ, cung cấp tính năng sẵn sàng cao, chịu lỗi,... Phiên bản vCenter đang sử dụng tại các TTDL dùng chung của Bộ: 5.5, 7.0.3.

Đánh giá về công nghệ ảo hóa, ĐTĐM đang sử dụng

VMWare vSphere là một giải pháp có hiệu năng và độ ổn định cao; Khả năng tương thích rộng với các hệ điều hành và giải pháp lưu trữ. Hiện tại, các hệ điều hành máy chủ phổ biến được sử dụng tại các TTDL dùng chung là: Windows Server (phiên bản 2012, 2016, 2019, 2022); Ubuntu (phiên bản 18, 20, 22); Debian (phiên bản 10, 11); Centos (Phiên bản 7).

Hiệu năng tốt và khả năng quản lý tài nguyên tốt: Có cộng đồng sử dụng lớn; Giải pháp VMWare vSphere đã đáp ứng tốt và ổn định trong việc cung cấp hạ tầng CNTT cho Bộ.

Các vấn đề tồn tại đối với hạ tầng số

Hạn chế của nền tảng ảo hóa, ĐTĐM đang sử dụng: Chi phí bản quyền lớn: thường chiếm ~15% chi phí của máy chủ vật lý (với thời gian subcription 1 năm); chi phí gia hạn bản quyền để có thể hỗ trợ các OS mới nhất cao. TTDL tại Cục CĐS&TTDLTNMT có: 38 máy chủ vật lý chạy hypervisor ESXi 5 (đã hết vòng đời; hệ điều hành tối đa hỗ trợ mới nhất là: Windows Server 2012 R2, Centos 6, Debian 6); 20 máy chủ vật lý chạy ESXi 7, 8.

Đối với các dự án có đầu tư máy chủ vật lý - có kinh phí hạn chế, việc chỉ có lựa chọn sử dụng giải pháp ảo hóa, ĐTĐM thương mại VMWare vSphere gây nhiều khó khăn.

Khó khăn trong xác định chính xác được nhu cầu hạ tầng CNTT để phục vụ cho CĐS ngành TN&MT định hướng đến năm 2030.

Đề xuất mô hình, giải pháp xây dựng ĐTĐM cho CĐS ngành TN&MT

Đề xuất mô hình đám mây lai - hybrid

Căn cứ vào các yêu cầu về quản lý và cung cấp tài nguyên phục vụ cho hạ tầng CNTT cho CĐS của ngành TNMT, lựa chọn mô hình triển khai ĐTĐM lai (hybrid cloud) để triển khai cho nền tảng ĐTĐM của Bộ TN&MT. Trong giai đoạn trước, mắt ưu tiên vào hạ tầng đám mây riêng; trong các giai đoạn tiếp theo, tùy theo yêu cầu và nhu cầu tiếp tục mở rộng hạ tầng đám mây công cộng để hoàn thiện mô hình đám mây lai.

Hình 2. Đề xuất mô hình ĐTĐM cho CĐS ngành TN&MT
Mô hình, giải pháp xây dựng điện toán đám mây cho chuyển đổi số ngành Tài nguyên và Môi trường đến năm 2030

Trong đó:

Mô hình ĐTĐM cho CĐS ngành TN&MT cần đảm bảo được yêu cầu đã đưa ra trong Quyết định 417/QĐ-BTNMT ngày 10 tháng 3 năm 2021 về “Phê duyệt chương trình CĐS TN&MT đến năm 2025, định hướng đến năm 2030”, nhiệm vụ “Phát triển hạ tầng số”.

Đám mây riêng của ngành TN&MT được xây dựng và kết nối thông suốt với nhau thông qua hạ tầng mạng Internet giữa các TTDL của Bộ. 

Đám mây riêng của ngành TN&MT có khả năng kết nối đến các nhà cung cấp dịch vụ đám mây trong và ngoài nước. Qua đó, nâng cao hiệu quả sử dụng kinh phí đối với các nhu cầu về hạ tầng CNTT phát sinh ngoài kế hoạch,...

Đám mây riêng của ngành TN&MT sẵn sàng để có thể kết nối đến đám mây của Chính phủ.

Đề xuất giải pháp xây dựng đám mây riêng kết hợp giữa giải pháp thương mại và mã mở

Để giải quyết những hạn chế nêu trên của nền tảng ảo hóa, ĐTĐM đang sử dụng tại các TTDL dùng chung của Bộ, nhóm thực hiện đề tài đề xuất: Thử nghiệm ứng dụng nền tảng đám mây mã mở OpenStack trong xây dựng đám mây riêng của ngành TN&MT để đánh giá tính khả thi về công nghệ; xây dựng nguồn nhân lực tại chỗ có khả quản trị, vận hành. OpenStack là nền tảng được sử dụng bởi nhiều nhà cung cấp dịch vụ đám tại Việt Nam: Viettel, VNPT, FPT, CMC,..); Đề xuất sử dụng nền tảng đám mây mã mở OpenStack trên hạ tầng máy chủ mà giải pháp VMWare được đầu tư đã hết vòng đời để có thể kế thừa tiếp tục sử dụng các máy chủ này. Đánh giá tính khả thi, hiệu quả trong quá trình triển khai; ối với các dự án có đầu tư hạ tầng CNTT trong tương lai, có thể xem xét triển khai, ứng dụng nền tảng đám mây mã mở OpenStack.

Đề xuất mô hình ĐTĐM riêng

Hình 3. Đề xuất mô hình đám mây riêng của ngành TN&MT
Mô hình, giải pháp xây dựng điện toán đám mây cho chuyển đổi số ngành Tài nguyên và Môi trường đến năm 2030

Trong đó: Hạ tầng vật lý: bao gồm các máy chủ vật lý, thiết bị lưu trữ, thiết bị mạng, ... Trong đó, các máy chủ vật lý được cài đặt hypervisor của VMWare – ESXi hoặc KVM dựa trên hiện trạng và khả năng kế thừa các máy chủ vật lý; Ảo hóa: bao gồm các tài nguyên được ảo hóa từ hạ tầng vật lý, như: máy chủ ảo (VM), máy chủ ảo cho container (VC), mạng ảo hóa, lưu trữ cho ảo hóa,...; Quản lý đám mây: đặt các giải pháp quản lý đám mây riêng, hướng đến cung cấp các dịch vụ đám mây như IaaS, PaaS, SaaS, CaaS. Hiện nay, nhu cầu về IaaS của Bộ TN&MT vẫn là chủ yếu. Hướng đến sử dụng các giải pháp quản lý thống nhất được nền tảng đám mây thương mại VMWare, mã mở OpenStack, đám mây công cộng phổ biến (AWS, Azure, Google, ...).

Người dùng: 1) Nhóm người dùng sử dụng dịch đám mây; 2) Người quản trị

Về an toàn thông tin: Hạ tầng ĐTĐM riêng được coi là hệ thống cơ sở hạ tầng thông tin, cung cấp các tài nguyên tính toán, lưu trữ, mạng cho các HTTT khác; do vậy, được bảo đảm ATTT theo cấp độ, được giám sát an toàn thông tin theo mô hình 4 lớp, đảm bảo chia sẻ thông tin giám sát đến Trung tâm Giám sát an toàn không gian mạng quốc gia - NCSC.

Kết quả triển khai thử nghiệm đám mây riêng trên nền tảng mã mở - OpenStack

Mô hình triển khai thử nghiệm

Hình 4. Mô hình triển khai thử nghiệm giải pháp đám mây mã mở OpenStack tại TTDL
Mô hình, giải pháp xây dựng điện toán đám mây cho chuyển đổi số ngành Tài nguyên và Môi trường đến năm 2030

Thông tin cấu hình Openstack: Compute 1, 2: host quản lý và lưu trữ máy ảo; Controller1: máy chủ triển khai môi trường và quản lý các node nhu: keystone, glance, Neutron, Nova...; Controller2: máy chủ chạy HAproxy (cân bằng tải) và quản lý các node như: keystone, glance, Neutron, Nova...; Block Storage: được mount xuống 02 node compute thông NFS (10GE) server để phục vụ lưu trữ.

Một số hình ảnh của hệ thống thử nghiệm: Giao diện tổng quát cung cấp các thông số cơ bản của như: Compute, Network, Volume....; Giao diện quản lý Instances cung cấp các thông tin: máy ảo; thêm, sửa, xóa máy ảo....

Đánh giá kết quả thử nghiệm

Đã triển khai thành công giải pháp đám mây mã mở OpenStack (với cấu hình cơ bản) tại hạ tầng TTDL tại Cục CĐS&TTDLTNMT theo mô hình thử nghiệm và tích hợp vào hệ thống mạng của TTDL. Sẵn sàng cung cấp máy chủ ảo hóa (hỗ trợ hệ điều hành Linux, Windows) và public các dịch vụ ra internet.

Đã cung cấp máy chủ ảo hóa cho Dịch vụ lưu trữ đám mây (trên nền tảng mã mở NextCloud). Dịch vụ lưu trữ đám mây đã được cài đặt, tích hợp cho người dùng trên hệ thống AD của Bộ. Địa chỉ truy cập https://mcloud.monre.gov.vn.

Về đánh giá ban đầu sau quá trình triển khai, vận hành thử nghiệm giải pháp đám mây OpenStack: Việc cài đặt và vận hành đòi hỏi nhân lực chuyên môn cao; Có tính khả thi trong việc kế thừa, tận dụng hạ tầng CNTT cũ; và cũng có thể triển khai được trên hạ tầng mới.

Kết luận

Nhóm tác giả đã trình bày hiện trạng, vấn đề tồn tại, nhu cầu cần đáp ứng đối với hạ tầng số nhằm phục vụ chuyển đối số của ngành TN&MT đến năm 2030. Từ đó, có những nghiên cứu, đề xuất trong việc lựa chọn mô hình ĐTĐM cho chuyển đối số ngành TN&MT đảm bảo đáp ứng yêu cầu về Phát triển hạ tầng số trong Quyết định 417/QĐ-BTNMT ngày 10 tháng 3 năm 2021 về “Phê duyệt chương trình CĐS TN&MT đến năm 2025, định hướng đến năm 2030”. 

Nhóm cũng đề xuất phương án xây dựng đám mây riêng tại các TTDL dùng chung của ngành TN&MT sao cho đảm bảo khả năng kế thừa, tận dụng tối đa tài nguyên tính toán, lưu trữ, mạng tại TTDL. Theo đó, đề xuất xây dựng đám mây riêng trên đồng thời 02 nền tảng ĐTĐM: 1) VMWare (thương mại) 2) OpenStack (mã mở)

Tài liệu tham khảo 

1. Kết quả khảo sát, chuyên đề trong đề tài “Nghiên cứu đề xuất mô hình ĐTĐM cho CĐS ngành TN&MT đến năm 2030” - chủ nhiệm Ks. Trần Minh Thắng (đề tài đang trong quá trình thực hiện);

2. Quyết định 417/QĐ-BTNMT ngày 10 tháng 3 năm 2021 về “Phê duyệt chương trình CĐS TN&MT đến năm 2025, định hướng đến năm 2030”;

3. Thông tư 12/2022/TT-BTTTT ngày 12 tháng 8 năm 2022 về “Quy định chi tiết và hướng dẫn một số điều của nghị định số 85/2016/NĐ-CP ngày 01/7/2016 của chính phủ về bảo đảm an toàn HTTT theo cấp độ”;

4. Nghị định 53/2022/NĐ-CP “Quy định chi tiết một số điều của luật An ninh mạng”.

TRẦN MINH THẮNG1; NGUYỄN HUYỀN QUANG2

Cục Chuyển đổi số và Thông tin dữ liệu tài nguyên môi trường

Bộ Tài nguyên và Môi trường

Nguồn: Tạp chí Tài nguyên và Môi trường số 21 (Kỳ 1 tháng 10) năm 2023

Where you can buy Louis Vuitton Replica :

hermes pas cher louis vuitton neverfull replica louis vuitton scarf replica gucci backpack replica louis vuitton outlet nederland dior tasche replica replica chanel wallet louis vuitton duffle bag replica Replica chanel replica chanel wallet louis vuitton messenger bag replica dior tasche replica fake Louis Vuitton shoes replica gucci shoes van cleef replica chanel imitazioni replica celine Louis Vuitton Taschen replica hermes pas cher louis vuitton messenger bag replica LOUIS VUITTON sunglasses replica replica cartier love bracelet replica louis vuitton m40780 louis vuitton imitate kaufen fake louis vuitton tas kopen fake louis vuitton wallet louis vuitton scarf replica chanel imitazioni perfette replica louboutin replica celine replica Louis Vuitton shoes goyard replica cartier love imitazione fake Louis Vuitton shoes gucci scarf replica borse louis vuitton replica replica Louis Vuitton supreme Backpack Louis Vuitton replica replique Sac Louis Vuitton chanel replica louis vuitton keepall replica zaino louis vuitton falso replica Jordan 1 cartier love ring replica dior replica chanel replica fake louis vuitton shoes louis vuitton shoes replica replica louis vuitton wallet imitazioni louis vuitton

Tin tức

Thủ tướng: Không bao giờ quên những người làm nên 'cột mốc vàng' lịch sử Điện Biên Phủ

Tăng cường hợp tác với Úc về khí hậu - năng lượng - môi trường

Sớm hoàn thiện quy định về giá đất

Lãnh đạo Đảng, Nhà nước dâng hương tưởng niệm Tổng Bí thư Trần Phú

Tài nguyên

Cát biển - Vật liệu xây dựng trong tương lai

Ủy ban Khoa học, Công nghệ và Môi trường của Quốc hội thẩm tra Dự án Luật Địa chất và Khoáng sản

Xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực đất đai góp phần đưa công tác quản lý, sử dụng đất đi vào nền nếp

Hoàn thiện, đồng bộ chính sách, pháp luật về đất đai

Môi trường

Long An công bố khẩn cấp thiên tai xâm nhập mặn

Quảng Nam: Giải cứu thành công sơn dương quý hiếm bị mắc bẫy

Tận dụng rác thải nhựa: Tại sao không?

Hoàn thiện hành lang pháp lý về các công cụ kinh tế trong quản lý môi trường 

Video

Kỷ niệm 20 năm Tạp chí Tài nguyên và Môi trường và ra mắt kỷ ra mắt chuyên trang tiếng Anh

Tình yêu Môi trường

Thế giới lo sợ vì biến đổi khí hậu đã “Ngoài tầm kiểm soát” và kêu gọi hành động toàn cầu

Dự án Luật địa chất và khoáng sản sửa đổi khắc phục hạn chế để phát huy nguồn lực khoáng sản

Khoa học

Đánh giá tổng lượng nước trên mặt của khu vực vành đai kinh tế ven biển vịnh Bắc Bộ

Giải pháp phục hồi sông đô thị ở nước ta nhìn từ kinh nghiệm quốc tế

Đánh giá tổng lượng nước trên mặt lưu vực sông Lô Chảy

Ứng dụng mô hình mạng nơ-ron nhân tạo dự báo mực nước dưới đất trong các tầng chứa nước khe nứt lưu vực sông Nhuệ - Đáy

Chính sách

Bắc Giang: Một doanh nghiệp bị xử phạt về tài nguyên nước và khoáng sản

Hà Nội yêu cầu xe vận chuyển chất thải phải có camera hành trình, GPS

Thanh Hóa: Cao ốc đa chức năng 50 tầng sau hơn 2 năm tìm được chủ vẫn là bãi đất trống

Chính sách vượt trội “đẩy lui” ô nhiễm

Phát triển

Cần chính sách cho doanh nghiệp phát triển kinh tế tuần hoàn

Chợ đêm tại Phú Quốc có gì khiến phóng viên Hàn Quốc “phải lòng”?

Hội Văn nghệ sĩ - Nhà báo xứ Thanh tại Hà Nội: Gặp mặt đầu Xuân và khởi động chương trình 60 năm “ký ức Hàm Rồng”

Thúc đẩy thực hành giảm nhựa trong các siêu thị và nhà bán lẻ

Diễn dàn

Nâng cao năng lực dự báo, cảnh báo thiên tai trước tác động của biến đổi khí hậu

Thời tiết ngày 18/4: Miền Bắc sáng mưa dông, trưa chiều trời nắng

Thời tiết ngày 17/4: Nhiều tỉnh, thành phố nắng nóng đổ lửa

Thời tiết ngày 16/4: Miền Bắc gia tăng nắng nóng