Đề tài Tìm hiểu các nguyên lý sáng tạo và áp dụng giải thích quá trình phát của thiết bị mạng thông minh google - Meraki

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 1. ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  TIỂU LUẬN MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Tên đề tài: TÌM HIỂU CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO VÀ ÁP DỤNG GIẢI THÍCH QUÁ TRÌNH PHÁT CỦA THIẾT BỊ MẠNG THÔNG MINH GOOGLE -MERAKI Giáo viên HD : GS.TSKH. Hoàng Văn Kiếm Họ tên học viên : Nguyễn Trọng Ngân Mã số học viên : CH1101107 Cao học : Khóa 6 Chuyên ngành : Khoa học máy tính - Mã số: 60.48.01 Tháng 04/2012 LỜI CÁM ƠN THIẾT BỊ MẠNG THÔNG MINH – MERAKI i LỜI CÁM ƠN Trong quá trình thực hiện bài tiểu luận, với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Hoàng Văn Kiếm và những ý kiến đóng góp của bạn bè, đối tác đã cho em nguồn động viên lớn để hoàn thành nhiệm vụ của bài tiểu luận. Qua đó, bản thân đã đạt được nhiều tiến bộ về kiến thức cũng như những kĩ năng làm việc bổ ích, phục vụ tốt hơn trong công việc nói riêng và trong công tác nghiên cứu khoa học nói chung. Em chân thành cám ơn quý Thầy Cô trong khoa Khoa học máy tính, phòng đào tạo sau đại học, trường đại học Công nghệ thông tin – đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện cho em thực hiện tiểu luận này. Mặc dù rất cố gắng, song tiểu luận vẫn còn nhiều thiếu sót. Em mong nhận được nhiều sự thông cảm và góp ý của thầy Hoàng Văn Kiếm. Xin chân thành gửi lời cám ơn sâu sắc đến quý thầy. Tp.HCM, ngày / / 2012 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN THIẾT BỊ MẠNG THÔNG MINH – MERAKI ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... MỤC LỤC THIẾT BỊ MẠNG THÔNG MINH – MERAKI iii MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN ...................................................................................................... i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN ....................................................................... ii MỤC LỤC ......................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................. iv 1. CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................. 1 1.1. Thông tin chung về môn học ..................................................................... 1 1.2. Giới thiệu về đề tài tiểu luận và lý do chọn đề tài ...................................... 1 2. CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................... 1 2.1. Phương pháp nghiên cứu khoa học và các nguyên lý sáng tạo ................... 1 2.1.1. 40 nguyên lý sáng tạo ........................................................................ 1 3. CHƯƠNG 3 – MERAKI CÁC SẢN PHẨM ................................................... 7 3.1. Giới thiệu về Meraki và Digital Work Network ........................................ 7 3.1.1. Meraki [L-1] ......................................................................................... 7 3.1.2. Digital Works Network[L-2] ................................................................ 8 3.2. Điện toán đám mây và kiến trúc nền của Meraki ....................................... 8 3.2.1. Điện toán đám mây ............................................................................ 8 3.2.2. Kiến trúc nền của Meraki ................................................................. 10 3.3. Các dòng sản phẩm của Meraki-Google .................................................. 13 3.3.1. Access Switch .................................................................................. 13 3.3.2. Wireless LAN .................................................................................. 13 3.3.3. Security Appliances ......................................................................... 14 3.4. Các dự án đã triển khai công nghệ của Meraki ........................................ 14 3.5. Thuyết minh các nguyên lý áp dụng cho việc phát triển các dòng sản phẩm của Meraki ............................................................................................................. 15 4. CHƯƠNG 4 – TỔNG KẾT ........................................................................... 16 4.1. Tóm tắt kết quả đạt được ......................................................................... 16 4.2. Xu hướng phát triển của kiến trúc Cloud Managed ................................. 17 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 18 DANH MỤC CÁC HÌNH THIẾT BỊ MẠNG THÔNG MINH – MERAKI iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3-1 Các giải thưởng đạt được của Meraki ........................................................ 8 Hình 3-2 Mô hình kiến trúc điện toán đám mây cho các thiết bị của Meraki ........... 10 Hình 3-3 Mô hình hoạt động tổng quán của hệ thống Meraki ................................. 11 Hình 3-4 Mô hình hoạt động của hệ thống controller tại chổ .................................. 11 Hình 3-5 Quy trình triển khai/mở rộng hệ thống Meraki ......................................... 12 Hình 3-6 Màn hình điều khiển tập trung (dashboard) .............................................. 12 Hình 3-7 Thiết bị Access Switch ............................................................................ 13 Hình 3-8 Thiết bị Wireless ..................................................................................... 14 Hình 3-9 Thiết bị bảo mật....................................................................................... 14 Hình 3-10 Mô hình quản lý tập trung tại khu Đh Quốc gia Tp HCM ...................... 15 TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT BỊ MẠNG THÔNG MINH – MERAKI 1 2. CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 2.1. Thông tin chung về môn học Môn học “Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học” là một môn học bắt buộc trong chương trình đào tạo cao học tại đại học Công nghệ thông tin. Môn học được bố trí giảng dạy trong giai đoạn 1 của quá trình đào tạo nhằm cung cấp cho học viên các kiến thức tổng quát về nghiên cứu khoa học, các cách tiếp cập và giải quyết vấn đề… để làm cơ sở cho việc phát triển tư duy nghiên cứu phục, vụ cho việc học các môn học tiếp theo và thực hiện Luận văn tốt nghiệp. Đồng thời, môn học còn là hành trang xuyên suốt trong sự nghiệp nghiên cứu khoa học cho các học viên cao học trong tương lai. 2.2. Giới thiệu về đề tài tiểu luận và lý do chọn đề tài Trong quá trình công tác, em đã có dịp tiếp xúc trực tiếp với Richard D. Warren, đại diện của Công ty Meraki tại Việt Nam. Qua đó, được tìm hiểu và giới thiệu về các sản phẩm của Meraki. Các sản phẩm này hoạt động dựa vào một cơ chế mới dựa trên nền tảng công nghệ điện toán đám mây. Đây là một xu hướng khá mới mẻ tại Việt Nam. Do đó, bài tiểu luận của em sẽ tập trung giới thiệu và phân tích các nguyên lý trong việc phát triển các sản phẩm Meraki. Để thực hiện được bài tiểu luận, bản thân em cần trang bị các kiến thức về phương pháp nghiên cứu khoa học đã được thầy Hoàng Văn Kiếm tận tình giảng dạy. Bên cạnh đó, để tìm hiểu được sản phẩm của Meraki, ngoài các tài liệu do trực tiếp Meraki cung cấp, em đã tìm hiểu thêm các tài liệu liên quan thông qua internet. 3. CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1. Phương pháp nghiên cứu khoa học và các nguyên lý sáng tạo 3.1.1. 40 nguyên lý sáng tạo 3.1.1.1 Phân chia nhỏ. a. Chia đối tượng thành những phần độc lập. b. Tạo một đối tượng lắp ghép. c. Tăng mức độ phân chia của đối tượng. TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT BỊ MẠNG THÔNG MINH – MERAKI 2 3.1.1.2 Tách khỏi. a. Trích bỏ hoặc tách khỏi các thành phần hoặc tính chất gây nhiễu ra khỏi đối tượng hoặc b. Chỉ trích các thành phần hoặc tính chất cần thiết. 3.1.1.3 Chất lượng cục bộ. a. Chuyển cấu trúc (của đối tượng hoặc môi trường/tác động bên ngoài) từ đồng nhất sang không đồng nhất (để khai thác tối đa hiệu suất từng phần tử) b. Làm cho những bộ phận khác nhau thực hiện những chức năng khác nhau c. Đặt mỗi bộ phận của đối tượng dưới các điều kiện thích hợp cho các họat động của đối tượng. 3.1.1.4 Bất đối xứng a. Thay một hình đối xứng thành một hình không đối xứng b. Nếu đối tượng đã bất đối xứng rồi thì tăng độ bất đối xứng 3.1.1.5 Kết hợp a. Kết hợp về không gian những đối tượng đồng nhất hoặc những đối tượng có những thao tác kề nhau. b. Kết hợp về thời gian những thao tác đồng nhất hoặc kề nhau 3.1.1.6 Đa năng. Cho một đối tượng hoạt động đa chức năng do đó có thể loại bỏ một số đối tượng khác 3.1.1.7 Lồng nhau a. Để một đối tượng trong lòng một đối tượng khác, đối tượng khác này lại để trong lòng một đối tượng thứ ba b. Đưa một đối tượng qua một khoảng trống của một đối tượng khác 3.1.1.8 Đối trọng a. Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách nối với một đối tượng khác có sức đẩy b. Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường có sức đẩy khí hoặc thủy động lực TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT BỊ MẠNG THÔNG MINH – MERAKI 3 3.1.1.9 Thực hiện một số thao tác ngược truớc a. Thực hiện phản hoạt động trước tiên b. Nếu vật thể chịu áp lực thì cung cấp cung cấp một phản áp lực trước đó 3.1.1.10 Thực hiện một số thao tác trước a. Thực hiện tất cả hoặc một phần các thao tác cần thiết trước khi thực hiện b. Sắp xếp các đối tượng sao cho chúng có thể đi vào hoạt động trong một khoảng thời gian hợp lí và từ một vị trí thích hợp 3.1.1.11 Đề phòng Dự trù cho tính không tin cậy của đối tượng bằng biện pháp phòng chống. 3.1.1.12 Đẳng thế Thay đổi điều kiện làm việc sao cho không phải nâng lên hoặc hạ xuống 3.1.1.13 Đảo ngược a. Thay cho một hành động được chỉ định trước, áp dụng một hành động ngược lại b. Làm cho phần chuyển động của đối tượng hoặc môi trường bên ngoài của đối tượng trở nên bất động và những phần bất động trở thành chuyển động c. Lật úp đối tượng 3.1.1.14 Chuyển động tròn a. Thay những đối tượng thẳng hoặc bề mặt bằng phẳng thành những mặt cong ; thay thể hình lập phương thành hình cầu b. Sử dụng con lăn, vật hình xoắn ốc c. Thay thế chuyển động thẳng bằng chuyển động quay ; tận dụng lực li tâm 3.1.1.15 Kinh động a. Làm cho đối tượng hay môi trường của nó tự động điều chỉnh tới chế độ tối ưu tại mỗi trạng thái hoạt động. b. Chia vật thể thành những phần nhỏ mà có thể thay đổi vị trí tương đối với nhau c. Nếu vật thể bất động thì làm cho nó chuyển động và có thể trao đổi được 3.1.1.16 Hành động một phần hoặc quá mức. Nếu khó có thể đạt 100% hiệu quả mong muốn thì cố đạt đến cái đơn giản nhất TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT BỊ MẠNG THÔNG MINH – MERAKI 4 3.1.1.17 Chuyển sang chiều mới a. Loại bỏ các bài toán bằng cách dịch chuyển một đối tượng trong một chuyển động hai chiều (tức là dọc theo mặt phẳng) b. Sắp xếp các đối tượng trên nhiều lớp thay cho một lớp c. Làm nghiêng đối tượng hoặc quay nó lên cạnh của nó 3.1.1.18 Rung động cơ học a. Đặt đối tượng vào thế rung động b. Nếu đã rung động rồi thì tăng tần số, thậm chí đến tận tần số sóng siêu âm c. Sử dụng tần số cộng hưởng d. Thay áp rung cho rung cơ học e. Dùng rung động siêu âm với từ trường 3.1.1.19 Hành động tuần hoàn a. Thay một hành động liên tục thành một hành động tuần hoàn (xung). b. Nếu một hành động đã tuần hoàn rồi thì thay đổi tần số c. Sử dụng xung giữa các xung lực để cung cấp hành động bổ xung 3.1.1.20 Thực hiện liên tục các họat động có hiệu quả cao. a. Thực hiện một hành động liên tục (không nghỉ) trong đó tất cả các phần của đối tượng hoạt động hết công suất. b. Loại bỏ các hành động không hiệu quả và trung gian 3.1.1.21 Vượt nhanh Thực hành các thao tác có hại hoặc mạo hiểm với tốc độ thật nhanh 3.1.1.22 Chuyển thiệt thành lợi a. Sử dụng những yếu tố có hại hoặc các tác động môi trường để thu những hiệu quả tích cực b. Loại bỏ những yếu tố có hại bằng việc kết hợp nó với một yếu tố có hại khác c. Tăng tác động có hại đến khi nó tự triệt tiêu tính có hại của nó 3.1.1.23 Thông tin phản hồi a. Sử dụng thông tin phản hồi TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT BỊ MẠNG THÔNG MINH – MERAKI 5 b. Nếu đã có thông tin phản hồi thì đảo ngược nó. 3.1.1.24 Dùng vật môi giới a. Dùng một vật thể trung gian để truyền hay thực hiện một hành động. b. Tạm thời nối một vật thể với một vật thể khác mà nó dễ dàng được tháo bỏ đi. 3.1.1.25 Tự phục vụ a. Làm cho vật thể tự phục vụ và thực hiện những thao tác bổ sung và sửa chữa b. Tận dụng vật liệu và năng lượng bỏ đi 3.1.1.26 Sao chép a. Dùng một bản sao đơn giản và rẻ tiền thay cho một vật thể phức tạp, đắt tiền, dễ vỡ hay bất tiện b. Thay thế một vật thể bằng bản sao hoặc hình ảnh của nó, có thể dùng thước để tăng hoặc giảm kích thước c. Nếu các bản sao quang học đã được dùng, thay chúng bằng những bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại 3.1.1.27 Dùng vật rẻ tiền, tuổi thọ ngắn thay cho vật đắt tiền, tuổi thọ dài. Thay một vật thể đắt tiền bằng nhiều những vật thể rẻ tiền có ít ưu điểm hơn (ví dụ tuổi thọ kém đi) 3.1.1.28 Thay thế hệ thống cơ học. a.Thay thế hệ cơ học bằng hệ quang, âm hoặc khứu giác (mùi) b.Dùng điện, từ, điện từ trường để tương tác với vật thể c.Thay thế các trường - Trường tĩnh bằng các trường động - Trường cố định bằng trường thay đổi theo thời gian - Trường ngẫu nhiên bằng trường cấu trúc - Dùng một trường kết hợp với các hạt sắt từ TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT BỊ MẠNG THÔNG MINH – MERAKI 6 3.1.1.29 Dùng khí hoặc thủy lực học. Thay thế các phần cứng rắn của đối tượng bằng khí hoặc chất lỏng. Các phần này có thể dùng không khí hoặc nước để phồng lên, hoặc dùng đệm hơi hay đệm thủy tĩnh 3.1.1.30 Màng linh động hoặc màng mỏng a. Thay cấu trúc truyền thống bằng cấu trúc làm từ màng linh động hoặc màng mỏng b. Cô lập đối tượng ra khỏi môi trường xung quanh bằng cách sử dụng màng linh động hoặc màng mỏng 3.1.1.31 Dùng vật liệu xốp a. Dùng vật thể xốp hoặc các yếu tố xốp (chèn, phủ, …) b. Nếu một vật thể đã xốp thì làm đầy các lỗ chân lông trước bằng một vài chất liệu 3.1.1.32 Đổi màu a. Đổi màu của đối tượng hoặc những thứ quanh nó. b. Đổi độ trong suốt của đối tượng hoặc quá trình mà khó có quan sát. c. Dùng bổ sung màu để quan sát các đối tượng hoặc quá trình khó quan sát. d. Nếu đã dùng bổ sung màu thì dùng các yếu tố khác để theo dõi. 3.1.1.33 Tính đồng nhất Làm các vật thể tương tác với vật thể đầu tiên bằng cùng loại vật liệu hoặc vật liệu rất gần với vật thể đầu tiên đó 3.1.1.34 Loại bỏ và tái sử dụng. a. Một yếu tố của đối tượng sau khi hoàn thành chức năng hoặc trở nên vô dụng thì hãy loại bỏ hoặc thay đổi nó (vứt bỏ, phân hủy, làm bay hơi, …). b. Loại bỏ ngay lập tức những phần của đối tượng không còn tác dụng. 3.1.1.35 Chuyển pha lí hóa của đối tượng. Thay đổi trạng thái kết tập, phân bố mật độ, độ linh động, nhiệt độ của đối tượng. 3.1.1.36 Chuyển pha Ứng dụng các hiệu ứng trong quá trình chuyển pha của vật liệu. Ví dụ trong khi thay đổi thể tích, bậc tự do hay hấp thụ nhiệt TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT BỊ MẠNG THÔNG MINH – MERAKI 7 3.1.1.37 Giãn nở nhiệt a. Dùng vật liệu có thể co giãn theo nhiệt độ b. Sử dụng các vật liệu khác nhau với các hệ số giãn nở nhiệt khác nhau 3.1.1.38 Sử dụng chất ô xi hóa mạnh a. Thay không khí thường bằng môi trường nhiều không khí b. Thay môi trường giàu không khí bằng ô xi c. Xử lí vật thể trong môi trường giàu không khí hoặc ô xi bằng phóng xạ ion hóa d. Sử dụng ô xi ion hóa 3.1.1.39 Môi trường khí trơ a. Thay môi trường thường bằng môi trường khí trơ b. Thực hiện quá trình trong chân không 3.1.1.40 Vật liệu composite Thay vật liệu đồng nhất bằng vật liệu composite 4. CHƯƠNG 3 – MERAKI CÁC SẢN PHẨM 4.1. Giới thiệu về Meraki và Digital Work Network 4.1.1. Meraki [L-1] Meraki là một công ty chuyên cung cấp các sản phẩm về mạng. Meraki có trụ sở chính đặt tại San Francisco, California - USA. Công ty được thành lập trên cơ sở nguồn vốn đầu tư của hai tập đoàn Google và Sequoia Capital. Tên gọi “Meraki” được bắt nguồn từ một từ Hi Lạp (may-rad-kee) với ý nghĩa là “Làm việc gì đó bằng cả tâm hồn, sự sáng tạo và tình yêu”. Các sản phẩm của Meraki tập trung vào việc phát triển các thiết bị mạng với nền tảng công nghệ điện toán đám mây (sẽ được trình bày chi tiết hơn trong phần sau). Các giải thưởng về công nghệ đã đạt được: TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THIẾT BỊ MẠNG THÔNG MINH – MERAKI 8 Hình 4-1 Các giải thưởng đạt được của Meraki 4.1.2. Digital Works Network[L-2] Công ty TNHH Digital Works Network là đại diện của Meraki tại Việt Nam nhằm du nhập công nghệ “Cloud Managed” cho các thiết bị mạng. Meraki đã lựa chọn Việt Nam cho việc phát triển các công nghệ này tại khu vực Châu Á. 4.2. Điện toán đám mây và kiến trúc nền của Meraki 4.2.1. Điện toán đám mây 4.2.1.1 Giới thiệu Điện toán đám mây[L-3 ] (cloud computing), còn gọi là điện toán máy chủ ảo, là mô hình điện toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng Internet. Thuật ngữ "đám mây" ở đây là lối nói ẩn dụ chỉ mạng Internet (dựa vào cách được bố trí của nó trong sơ đồ mạng máy tính) và như một l