1

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là tìm hiểu và nghiên cứu của riêng tôi .

Các số liệu nêu trong luận văn là trung thực và có cơ sở lý thuyết tham khảo.

Kết quả đạt được trong luận văn là chưa từng nơi nào công bố.

Tác giả

Nguyễn Hữu Tú

2

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................ 7

1.1 Sự cần thiết của đề tài .............................................................................. 7

1.2 Mục tiêu ý nghĩa nghiên cứu: .................................................................. 8

1.3 Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 8

1.4 Cấu trúc luận văn ..................................................................................... 9

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ CÔNG

NGHỆ ẢO HÓA .................................................................................................. 10

2.1 ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ...................................................................... 10

2.1.1 Khái niệm ....................................................................................... 10

2.1.2 Các thành phần của điện toán đám mây .................................... 10

2.1.3 Cơ sở hạ tầng ................................................................................. 11

2.1.4 Những lợi ích của điện toán đám mây ........................................ 12

2.1.5 Các mô hình điện toán đám mây ................................................. 14

2.2 CÔNG NGHỆ ẢO HÓA ........................................................................ 20

2.2.1 Khái niệm ....................................................................................... 21

2.2.2 Lịch sử ảo hóa ................................................................................ 23

2.2.3 Tại sao phải ảo hóa? ...................................................................... 24

2.2.4 Ảo hóa hoạt động như thế nào? ................................................... 28

2.2.5 Phân loại ảo hóa ............................................................................ 29

CHƯƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP ẢO HÓA ....................................................... 40

3.1 Giải pháp IBM VMware ........................................................................ 40

3

3.1.1 Tính năng đa xử lý ( Symmetric multi-Processing- SMP) ........ 45

3.1.2 Tính năng di chuyển máy ảo ( VMware Vmotion) : .................. 45

3.1.3 Tính năng chuyển dổi tài nguyên ( Distributed resource

scheduler- DRS) ........................................................................................... 46

3.1.4 Tính năng cân bằng tải ( High Availability -HA) ..................... 47

3.1.5 Tính năng chuyển đổi máy thật thành máy ảo (VMware

convert): ....................................................................................................... 48

3.2 Giải pháp ảo hóa mà nguồn mở KVM ................................................. 49

3.2.1 Các tầng siêu giám sát (Hypervisor) ........................................... 49

3.2.2 Mô phỏng thiết bị ( Quick emulator –QEMU) ........................... 50

3.2.3 Ảo hóa mạng (Virtual networking) ............................................. 51

3.2.4 Công cụ và công nghệ ảo hóa ( VM tools and Technologies) .... 52

3.2.5 Quán lý máy ảo ( Local management) ........................................ 52

3.3 Giải pháp ảo hóa của Citrix XEN ......................................................... 52

3.3.1 Giới thiệu Citrix ............................................................................ 52

3.3.2 Công nghệ ảo hóa Citrix ............................................................... 53

3.4 Giải pháp ảo hóa của Microsoft Hyper V ............................................ 55

3.4.1 Lợi ích của ảo hoá Hyper-V ......................................................... 55

3.4.2 Kiến trúc của Hyper-V ................................................................. 57

CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH ẢO HÓA HẠ TẦNG TÍNH TOÁN TRƯỜNG ĐẠI

HỌC ...................................................................................................................... 61

4.1 Hạ tầng công nghệ thông tin trong trường đại học Quốc Gia Hà Nội

61

4.2 Đề xuất mô hình ảo hóa trong trường Đại học Quốc gia Hà Nội ....... 65

4

KẾT LUẬN .......................................................................................................... 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 74

5

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt (nếu có)

STT Phần viết tắt Phần viết đầy đủ

1 Clients Máy trạm

2 Cluster Cụm máy chủ

3 Server Máy chủ

4 Information Technology(IT) Công nghệ thông tin

5 Datacenter Trung tâm dữ liệu

6 Direct Attached Storage(DAS) Lưu trữ qua thiết bị gắn trực tiếp

7 Distributed server Máy chủ phân tán

8 Fullvirtualization Ảo hóa hoàn toàn

9 Infrastrucure as a Service (IaaS) Giải pháp hạ tầng như là một dịch vụ

10 Paravirtualization Ảo hóa một phần

11 Platform as a Service(PaaS) Giải pháp nền tảng như là một dịch

vụ

12 Network Attached Storage(NAS) Lưu trữ qua mạng ip

13 Infrastrucure as a Service (IaaS) Giải pháp hạ tầng như là một dịch vụ

14 Service Level Agreement(SLA) Thảo thuận mức độ dịch vụ

15 Software as a Service(SaaS) Giải pháp dịch vụ như là dịch vụ

16 Storage Lưu trữ

17 Storage Area Network (SAN) Lưu trữ qua mạng chuyên dụng

18 Virtualization Ảo hóa

6

Danh mục các hình ảnh, đồ thị.

nh nh C c mô h nh điện to n đ m mây ................................................... 15

nh iải pháp hạ tầng như một dịch vụ ........................................................ 20

nh h i niệm ảo hóa máy chủ trong doanh nghiệp –Theo [3] ................... 22

nh iểu đồ khảo sát mục đích ảo hóa? Theo [3] ......................................... 26

nh ết quả khảo sát 300 CIO về động lực sử dụng ảo hóa ......................... 27

nh hảo s t động lực để áp dụng ảo hóa ................................................... 28

nh Ảo hóa hoạt động như thế nào. .............................................................. 28

nh iải ph p lưu trữ truyền thống - DAS ................................................... 31

nh Ảo hóa mạng ........................................................................................ 37

nh Ảo hóa ứng dụng .................................................................................. 38

nh Kiến trúc cơ sở hạ tầng của trung tâm dữ liệu ....................................... 40

nh ết nối hệ thống cơ sở dư liệu .............................................................. 41

nh iến trúc mạng trong hệ thống VMware ............................................. 42

nh M y chủ quản lý tập trung ................................................................... 43

nh iến trúc ảo hóa trung tâm dữ liệu......................................................... 44

nh M ar motion .................................................................................. 46

nh M ar ......................................................................................... 47

nh 8 VMware Hight Availability ................................................................... 48

nh iến trúc của KVM .............................................................................. 49

nh C c phần lõi của thiết bị ...................................................................... 50

nh : Ảo hóa mạng trong KVM ................................................................... 51

nh Cấu trúc ảo hóa Hypervisor ................................................................ 58

nh ảng giá của các phiên bản Windows Server 2008 ............................. 59

nh o s nh c c giải pháp ảo hóa ............................................................... 60

nh Mô h nh ảo hóa và giải pháp ảo hóa ..................................................... 66

7

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Sự cần thiết của đề tài

Từ nhiều năm trở lại đây môi trường phát triển các ứng dụng CNTT đã

chuyển từ d sktop sang môi trường Client – Server hoặc Web based Client

Server. Vì vậy mỗi nghiên cứu, mỗi ứng dụng CNTT phát sinh lại đòi hỏi phải có

những rv r tương ứng.

Trong công tác nghiên cứu của mình mỗi nhóm nghiên cứu hoặc mỗi cán

bộ sinh viên luôn có nhu cầu về những server – thiết bị tính toán xử lý thông tin

mạnh, chúng có thể được đòi hỏi kết nối trực tuyến vào Internet / VinaREN hoặc

không. Trong thời gian nghiên cứu thử nghiệm và đào tạo cán bộ, sinh viên cũng

cần có những s rv r riêng để thực hiện những đề tài của mình.

Trong công tác quản lý, tiến tới xây dựng một đại học theo mô hình số hóa,

việc tin học hóa toàn diện các nghiệp vụ quản lý của nhà trường và cung cấp các

biểu bảng thống kê tổng hợp cũng đòi hỏi phải xây dựng hàng loạt các ứng dụng

và c c s rv r để chạy các ứng dụng cũng như cơ sở dữ liệu liên quan. Nhu cầu về

việc đầu tư mua sắm các server cho các nhóm nghiên cứu, c c s rv r đ p ứng nhu

cầu phát sinh từ công t c đào tạo và các server chạy các ứng dụng quản lý là rõ

ràng và rất lớn. Thực tế trong những năm qua, dù gặp khó khăn về kinh phí khiến

nhà trường không thể đầu tư mua sắm bổ sung thay thế các server của hệ thống

mạng nhưng vẫn phải đầu tư rải rác mua sắm các server trang bị cho c c đơn vị

nghiên cứu đào tạo (c c trường và Trung tâm nghiên cứu).

Tuy nhiên, vì những yêu cầu về cấu hình, tài nguyên tính toán xử lý thông

tin của mỗi nhóm nghiên cứu hay cá nhân là rất khác nhau và thời gian sử dụng

c c tài nguyên này cũng kh c nhau và không phải luôn luôn sử dụng các tài

nguyên này ở mức tối đa nên về tổng thể, c c s rv r này không được tổ chức sử

dụng một cách tối ưu iệc tổ chức khai thác tối ưu tài nguyên trong hệ thống

thiết bị phân tán, rải rác trong nhiều đơn vị khác nhau theo hướng chia sẻ tài

8

nguyên đòi hỏi những giải pháp công nghệ phức tạp và đối mặt với nhiều khó

khăn trong quản lý, cấu h nh cũng như gây tốn kém về năng lượng vận hành duy

trì (nguồn điện cấp cho server, thiết bị liên quan và hệ thống làm mát).

Hiện tại, khi hệ thống truyền thông đến người dùng cuối đã được đảm bảo

liên tục với băng thông tốc độ cao, giải ph p đang có tính thời sự và được tất cả

các nhà cung cấp dành nhiều công sức phát triển và phổ cập là xây dựng các hệ

thống tích hợp tính toán xử lý dữ liệu tập trung, tiến hành ảo hóa toàn bộ tài

nguyên và tổ chức chia sẻ tài nguyên cho người dùng (các server ảo với số lượng

CPU, AM, dung lượng lưu trữ ngoài x c định theo từng nhu cầu cụ thể của từng

người dùng ở từng giai đoạn khác nhau). Thậm chí, nắm bắt nhu cầu thị trường và

dựa trên nền tảng của giải ph p này, đã xuất hiện những dịch vụ cung cấp các tài

nguyên ảo về tính toán xử lý thông tin, th o đó những đơn vị không có đặc thù

riêng nào đó có thể thuê bao các tài nguyên ảo và trả phí định kỳ.

Chính vì vậy tôi đã quyết định thực hiện đề tài “Mô hình ảo hóa và giải

pháp ảo hóa hạ tầng tính toán trong các trường Đại học”

1.2 Mục tiêu ý nghĩa nghiên cứu:

Nghiên cứu này đề xuất xây dựng hệ thống tính toán xử lý thông tin của

nhà trường th o định hướng đầu tư tập trung các server, tích hợp chúng trong một

môi trường ảo hóa và tổ chức chia sẻ một cách tối ưu cho người dùng theo nhu

cầu ở từng giai đoạn cụ thể.

1.3 Phạm vi nghiên cứu

Công nghệ ảo hóa, các giải pháp ảo hóa mã nguồn mở, giải pháp ảo hóa

phải trả phí.

Không gian: Khảo sát cụ thể hạ tầng công nghệ thông tin trong trường Đại

học Quốc gia Hà Nội. Từ đó đề xuất mô hình ảo hóa và giải pháp ảo hóa hạ tầng

tính toán.

Thời gian: Trong thời gian từ th ng năm đến bây giờ

9

1.4 Cấu trúc luận văn

Cấu trúc luận văn bao gồm Chương

Chương 1: Đặt vấn đề

Chương này tập trung xây dựng tính cấp thiết của việc thực hiện nghiêncứu

cũng như phạm vi và thời gian nghiên cứu và những kết quả mong muốn đạt được

của đề tài.

Chương 2: Tổng quan về điện toán đám mây và công nghệ ảo hóa

Trong chương này giới thiệu lý thuyết về điện to n đ m mây và công nghệ ảo

hóa. Tại sao phải ảo hóa?

Chương 3: Các giải pháp ảo hóa

Tìm hiểu các giải pháp của các hãng lớn và c c đặc điểm ưu thế của từng loại giải

pháp từ đó ta sẽ lựa chọn giải pháp áp dụng.

Chương 4: Đề xuất mô hình ảo hóa hạ tầng tính toán

Dựa vào những nghiên cứu, tìm hiểu về các giải pháp và khảo sát hạ tầng tính

to n trong trường Đại học Quốc gia Hà Nội để đưa ra mô h nh ảo hóa, và áp

dụng công nghệ ảo hóa nhằm tối ưu hóa tài nguyên hệ thống,

10

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ CÔNG

NGHỆ ẢO HÓA

2.1 ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

2.1.1 Khái niệm

Theo [1] “Điện toán đám mây là một dạng hệ thống song song phân tán bao

gồm tập hợp các máy chủ ảo kết nối với nhau, các máy chủ ảo này được

cấp phát tự động và thể hiện như một hay nhiều tài nguyên tính toán độc lập

dựa trên sự đồng thuận ở mức dịch vụ được thiết lập thông qua quá trình đàm

phán giữa người sử dụng và nhà cung cấp.”

Th o [ ] “Điện toán đám mây (cloud computing) là một mô hình điện toán có

khả năng co giãn (scalable) linh động và các tài nguyên thường được ảo hóa và

được cung cấp như một dịch vụ trên mạng Internet”.

2.1.2 Các thành phần của điện toán đám mây

Một c ch đơn giản, giải ph p điện to n đ m mây được cấu tạo từ nhiều

thành phần bao gồm: những máy client, trung tâm dữ liệu (datacenter) và các máy

chủ phân tán (distributed servers). Các thành phần này tạo nên ba phần của giải

ph p điện to n đ m mây Mỗi phần có mục đích và vai trò cụ thể trong việc cung

cấp ứng dụng chức năng đ m mây

Máy trạm (Clients): Thông thường, Clients là những m y tính để bàn, nhưng

Cli nts cũng có thể là những laptop, tablet, hay các thiết bị di dộng.

Trung tâm dữ liệu (Datacenter): Trung tâm dữ liệu là tập hợp các máy chủ nơi

mà các ứng dụng của khách hàng đăng kí được lưu trữ Xu hướng phát triển của

công nghệ hiện nay là ảo hóa máy chủ Nghĩa là, phần mềm cho phép cài đặt

nhiều thể hiện máy chủ ảo để sử dụng. Theo cách này, ta có thể có hàng chục máy

chủ ảo trên một máy chủ thực.

11

Máy chủ phân tán (Distributed Servers): Các máy chủ không đặt cùng một

vị trí mà các máy chủ này được đặt ở nhiều vị trí kh c nhau Phương ph p này sẽ

cũng cấp các dịch vụ một cách linh hoạt hơn trong việc lựa chọn và bảo mật

2.1.3 Cơ sở hạ tầng

Cơ sở hạ tầng được triển khải theo nhiều cách và sẽ phụ thuộc vào các ứng

dụng và cách lựa chọn để xây dựng giải ph p đ m mây Đây chính là một trong

những ưu điểm chính khi sử dụng đ m mây Nhu cầu của bạn là cần một số lượng

lớn máy chủ vượt xa sự mong muốn hoặc chi phí cho việc chạy chúng. Ngoài ra,

ta rất có thể chỉ cần một bộ xử lí mạnh, do đó ta không muốn mua và chạy một

server chuyên dụng. Giải phải đ m mây đ p ứng cả 2 nhu cầu đó

- Điện to n lưới (Grid Computing ) Điện to n lưới thường bị nhầm lần với

điện to n đ m mây, nhưng chúng kh kh c nhau Điện to n lưới ghép tài nguyên

của nhiều m y tính để giải quyết một vấn đề trong cùng một thời gian.

Ưu điểm :

Đây là phương ph p hiệu quả về phí tổn để sử dụng một số lượng tài

nguyên máy tính.

Là c c để giải quyết các vấn đề khi cần một số lượng lớn toán phức tạp.

Tài nguyên nhiều máy tính có thể hợp tác chia sẻ, mà không có một máy

tính nào quản lí.

- Ảo hóa hoàn toàn ( Fullvirtualization) là một kĩ thuật mà trong đó cài đặt

đầy đủ một máy chạy trên một máy khác. Kết quả là một hệ thống sẽ có tất cả

phần mềm đang chạy trên s rv r đều chạy trong một máy ảo.

Mục đích :

Chia sẻ một hệ thống máy tính giữa nhiều người dùng.

Cô lập những người sử dụng với nhau và cô lập những người sử

dụng với chương tr nh điều khiển.

Mô phỏng phần cứng trên thiết bị khác

12

- Ảo hóa một phần (Paravirtualization) Ảo hóa một phần cho phép nhiều hệ

điều hành chạy trên một thiết bị phần cứng tại cùng một thời điểm và hiệu quả

hơn cho việc sử dụng tài nguyên hệ thống, như vi xử lý và bộ nhớ. Ảo hóa một

phần làm việc tốt nhất với các dạng triển khai như

Khôi phục sự cố (Disaster recovery) trong trường hợp một sự cố xảy ra,

đối tượng khách hàng có thể chuyển tới phần cứng kh c cho đến khi thiết bị có

thể được sử chữa.

Khả năng dịch chuyển (Magration) : Chuyển tới một hệ thống mới dễ hơn

và nhanh hơn bởi đối tượng khách hàng có thể được gỡ bỏ từ phần cứng cơ bản.

Quản lý dung lượng lưu trữ (Capacity management) : bởi vì magration dễ

dàng, quản lý dung lượng lưu trữ đơn giản hơn cho việc thực thi. Dễ dàng thêm

nhiều khả năng xử lí hoặc dung lượng ổ cứng trong môi trường ảo.

2.1.4 Những lợi ích của điện toán đám mây

Một định nghĩa cho điện to n đ m mây có thể được đưa ra như là một mô

hình máy tính mới mà ở đó dữ liệu và các dịch vụ được đặt tại các trung tâm dữ

liệu có thể mở rộng trong c c đ m mây và có thể được truy cập từ bất kỳ thiết bị

nào qua internet.

Cung cấp các dịch vụ khác nhau trên các máy ảo được cấp phát trong một

tập hợp các máy tính vật lý lớn nằm trong đám mây Điện to n đ m mây trở nên

tập trung chỉ khi chúng ta suy nghĩ về c i mà CNTT đã luôn luôn mong muốn -

một c ch để tăng năng lực hoặc thêm các khả năng kh c nhau vào thiết lập hiện

tại mà không cần đầu tư vào cơ sở hạ tầng mới, đào tạo nhân viên mới hoặc cấp

giấy phép mới phần mềm à đ m mây điện to n đã cung cấp một giải pháp tốt

hơn

Khả năng tính toán lớn và khả năng lưu trữ ở trong môi trường phân tán

của đám mây Điện to n đ m mây phải làm thế nào để khai thác khả năng của các

tài nguyên và làm cho các tài nguyên sẵn sẵn sàng như một thực thể duy nhất mà

13

có thể được thay đổi để đ p ứng các nhu cầu hiện tại của người dùng Cơ sở của

Điện to n đ m mây là tạo ra một tập các máy chủ ảo rộng lớn và khách hàng sẽ

truy cập chúng. Bất thiết bị truy cập b nào cũng có thể được sử dụng để truy

cập vào các nguồn tài nguyên thông qua các máy chủ ảo Căn cứ vào tính toán

nhu cầu của khách hàng, cơ sở hạ tầng được phân bổ cho khách hàng có thể được

tăng lên hoặc hạ xuống.

Từ quan điểm kinh doanh điện toán đám mây là một phương pháp để giải

quyết khả năng mở rộng và những mối quan tâm cho các ứng dụng quy mô lớn,

trong đó bao gồm việc chi phí ít hơn. Bởi v tài nguyên được phân bổ cho khách

hàng có thể dựa trên nhu cầu khác nhau của khách hàng và có thể được thực hiện

mà không phiền phức nào, các nguyên cần thiết là rất ít.

Những đặc trưng của điện toán đám mây

Tự Sửa Chữa: Bất kỳ ứng dụng hoặc dịch vụ nào đang chạy trong một môi

trường điện to n đ m mây có một tính chất tự sửa chữa. Trong trường hợp ứng

dụng thất bại, luôn luôn có một dự phòng tức thời của ứng dụng sẵn sàng để cho

công việc không bị gi n đoạn. Có nhiều bản sao của cùng một ứng dụng - mỗi

bản cập nhật chính nó thường xuyên vì vậy ở những lần thất bại, có ít nhất một

bản sao của ứng dụng có thể lấy lên hoạt động mà thậm chí không cần thay đổi

nhỏ nào trong trạng thái chạy của nó.

Nhiều người sử dụng: Với điện to n đ m mây, bất kỳ ứng dụng nào cũng hỗ

trợ đa người dùng - đó là khái niệm dùng để chỉ nhiều người sử dụng đ m mây

trong cùng thời gian. Hệ thống cho phép một số khách hàng chia sẻ cơ sở hạ tầng

được phân bổ cho họ mà không ai trong họ nhận biết về sự chia sẻ này Điều này

được thực hiện bởi việc ảo hóa các máy chủ trong một dải c c m y tính và sau đó

cấp phát các máy chủ đến nhiều người sử dụng Điều này được thực hiện theo

c ch mà trong đó sự riêng tư của người sử dụng và bảo mật của dữ liệu của họ

không bị tổn hại.

Khả năng mở rộng tuyến tính: Dịch vụ điện to n đ m mây có khả năng mở

14

rộng tuyến tính. Hệ thống có khả năng phân chia các luồng công việc thành phần

nhỏ và phục vụ nó qua cơ sở hạ tầng. Một ý tưởng chính xác của khả năng mở

rộng tuyến tính có thể được lấy từ thực tế là nếu một máy chủ có thể xử lý

1000 giao dịch trong một giây, thì hai máy chủ có thể xử lý 2.000 giao dịch trong

một giây.

Hướng dịch vụ: Hệ thống Điện to n đ m mây là tất cả các dịch vụ th o định

hướng – những dịch vụ như vậy được tạo ra từ những dịch vụ rời rạc khác. Rất

nhiều dịch vụ rời rạc như vậy là sự kết hợp của nhiều dịch vụ độc lập khác với

nhau để tạo dịch vụ này Điều này cho phép việc tái sử dụng các dịch vụ khác

nhau sẵn có và đang được tạo ra. Bằng việc sử dụng các dịch vụ đã được tạo ra

trước đó, những dịch vụ khác có thể được tạo ra từ đó

Thỏa thuận số lượng dịch vụ(Service level agreement-SLA): Thông thường

các doanh nghiệp có thỏa thuận về số lượng dịch vụ. Khả năng mở rộng và các

vấn đề có sẵn có thể làm cho các thỏa thuận này bị phá vỡ. Tuy nhiên, các dịch vụ

điện to n đ m mây là hướng LA, như việc khi hệ thống có kinh nghiệm đạt đỉnh

của tải, nó sẽ tự động điều chỉnh chính nó để tuân thủ các thỏa thuận ở cấp độ

dịch vụ. Các dịch vụ sẽ tạo ra thêm những thực thể của ứng dụng trên nhiều máy

chủ để cho việc tải có thể dễ dàng quản lý.

Khả năng ảo hóa: Các ứng dụng trong điện to n đ m mây hoàn toàn t ch rời

khỏi phần cứng nằm bên dưới Môi trường điện to n đ m mây là một môi trường

ảo hóa đầy đủ.

Linh hoạt: Một tính năng kh c của các dịch vụ điện to n đ m mây là chúng

linh hoạt. Chúng có thể được dùng để phục vụ rất nhiều loại công việc có khối

lượng khác nhau từ tải nhỏ của một ứng dụng nhỏ cho đến tải rất nặng của một

ứng dụng thương mại.

2.1.5 Các mô hình điện toán đám mây

ưới đây là mô h nh chung của điện to n đ m mây

- Hệ thống giao tiếp phần cứng ( Commodity Hardware)

15

Hệ thống máy chủ

Hệ thống lưu trữ

Hệ thống mạng

- Nền tảng chạy dịch vụ ( Platform as a Service)

Các hệ điệu hành chạy trên máy chủ

Các nền tảng chạy ứng dụng trên hệ điều hành đó

- Ứng dụng ( Applications)

Bao gồm các ứng dụng

Các hệ thống quản lý

Hình .1 Hình Các mô hình điện toán đám mây

2.1.5.1 Giải pháp hạ tầng như một dịch vụ (Infrastrucure as a

Service -IaaS):

Giải pháp hạ tầng như một dịch vụ là một mô hình triển khai ứng dụng mà ở

đó người cung cấp cho phép người dùng sử dụng dịch vụ theo yêu cầu. Những

nhà cung cấp IaaS có thể lưu trữ ứng dụng trên máy chủ của họ hoặc tải ứng dụng

16

xuống thiết bị của khách hàng sẽ vô hiệu hóa sau khi kết thúc thời hạn. Một số

phần mềm được cung cấp như

Bùng nổ lên đ m mây (Cloudbursting)

Điện toán nhiều bên thuê (Multi-tenant computing).

Phân nhóm tài nguyên (Resource pooling).

Trình siêu giám sát (Hypervisor).

Một số lợi ích :

Đối với các doanh nghiệp, lợi ích lớn nhất của IaaS thể hiện qua một khái niệm

được gọi là cloudbursting — quá trình này giảm tải các tác vụ lên đ m mây nhiều

lần khi cần nhiều tài nguyên tính toán nhất. Tiềm năng để tiết kiệm vốn thông qua

việc bùng nổ lên đ m mây là rất lớn, vì các doanh nghiệp sẽ không cần phải đầu

tư thêm c c m y chủ thường chỉ chạy 70% công suất hai hoặc ba lần trong năm,

thời gian còn lại chỉ chạy 7-10% tải.

Tuy nhiên, đối với c c doanh nghiệp để lợi dụng Iaa th o khả năng này, c c bộ

phận CNTT phải có khả năng xây dựng và triển khai thực hiện phần mềm xử lý

có khả năng phân phối lại c c quy tr nh xử lý lên một đ m mây Iaa Có bốn lý

do quan trọng để xây dựng và triển khai thực hiện phần mềm có thể quản lý c c

quy tr nh phân phối lại:

iệc ph t triển cho một Iaa độc quyền của một nhà cung cấp cụ thể có thể

chứng tỏ là một sai lầm đắt gi nếu nhà cung cấp ngừng kinh doanh

Phần mềm phân phối tài nguyên tốt rất phức tạp và thường đòi hỏi c c tài

nguyên nhà ph t triển hàng đầu mà gi không hề rẻ ạn sẽ tiết kiệm cho m nh và

tổ chức của bạn rất nhiều thời gian và c c chi phí không dự tính trước được bằng

c ch dự kiến ngân s ch từ trước nhiều hơn để mua tài nguyên tốt nhất mà bạn có

thể t m thấy

17

ạn sẽ gửi đi những g để xử lý trong đ m mây? iệc gửi c c dữ liệu như

là thông tin nhận dạng c nhân, thông tin tài chính, dữ liệu chăm sóc sức khỏ sẽ

đ dọa vi phạm tuân thủ quy định bảo vệ dữ liệu của Đạo luật arban s-Oxley

( OX), của Công nghiệp thẻ thanh to n (PCI), hoặc của Đạo luật di chuyển và

tr ch nhiệm về bảo hiểm y tế ( IPAA) của Mỹ

Cần phải hiểu rõ c c mối nguy hiểm của việc gửi đi c c qu tr nh xử lý

quyết định hoạt động hàng ngày của doanh nghiệp Một ý tưởng tốt là bắt đầu

bằng c ch vẽ một bảng và đặt c c qu tr nh xử lý liên quan đến dữ liệu thiết yếu

phải tuân thủ quy định vào một cột, c c t c vụ thiết yếu cho kinh doanh vào cột

thứ hai, và c c t c vụ không thiết yếu vào cột thứ ba au đó, lập kế hoạch cho

phần mềm chỉ giảm tải c c mục trong cột thứ ba trong vòng lặp đầu tiên

2.1.5.2 Giải pháp nền tảng như là một dịch vụ (Platform as a serivce -

PaaS).

Tiếp bước SaaS, Giải pháp nền tảng như là một dịch vụ là một mô hình chuyển

giao ứng dụng khác. PaaS cung cấp tất c c tài nguyên được yêu cầu và dịch vụ

một c ch đầy đủ từ Internet, mà không phải tải xuống và cài đặt phần mềm.

Các đặc điểm :

Dịch vụ PaaS bao gồm các dịch vụ thiết kế, phát triển, kiểm tra, tạo trang

web, và quản lý ứng dụng.Web dựa trên giao diện người dùng và thường dựa trên

HTML và JavaScript.

Tích hợp ứng dụng b và cơ sở dữ liệu.

Hỗ trợ cho Simple Object Access Protocol (SOAP) và các giao diện

khác cho phép các dịch vụ PaaS tạo liên kết với dịch vụ web.

Hỗ trợ các kiến trúc để giúp loại bỏ những gì ảnh hưởng đến quá trình phát

triển ứng dụng bởi nhiều người sử dụng đồng thời Paa thường bao gồm các dịch

vụ quản lý đồng thời, khả năng mở rộng, tránh lỗi đồng thời và bảo mật.

PaaS mạng lại cho nhà cung cấp tận dụng tài nguyên vô hạn của một cơ sở hạ

tầng đ m mây Tất nhiên cáci vô hạn của c c tài nguyên điện to n đ m mây chỉ là

một ảo ảnh, ở đây giới hạn dựa th o kích thước của cơ sở hạ tầng.

18

PaaS cho các nhà phát triển là điện to n đ m mây chỉ áp dụng cho các nhà

quản trị mạng Nhưng sự hiểu lầm này bỏ qua nhiều khả năng mà điện toán

đ m mây mang lại cho các nhóm phát triển và bảo đảm chất lượng.

- Tiếp nhận và triển khai máy chủ

- Cài đặt hệ điều hành, c c môi trường thời gian chạy, kho lưu trữ kiểm

soát mã nguồn, và bất kỳ phần mềm trung gian cần thiết nào khác

- Cấu hình hệ điều hành, c c môi trường thời gian chạy, kho lưu trữ và

phần mềm trung gian bổ sung

- Di chuyển hoặc sao chép mã hiện có

- Kiểm tra và chạy mã chắc chắn mọi thứ đang hoạt động

Để minh họa hai "thành phần" này, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn vào c c

định nghĩa của chúng. Một nền tảng điện toán, dưới dạng đơn giản nhất, đề cập

đến một nơi mà phần mềm có thể được chạy một cách nhất quán miễn là mã đ p

ứng được các tiêu chuẩn của nền tảng đó Các ví dụ phổ biến của các nền tảng

gồm có Windo s™, Appl Mac O X, và Linux® cho c c hệ điều hành; Google

Android, Windo s Mobil ®, và Appl iO cho điện to n di động; và Adobe®

AI ™ hay Microsoft® NET Fram ork cho c c khung phần mềm Điều quan

trọng cần nhớ là không phải bạn đang nói về chính phần mềm mà là về nền tảng

mà phần mềm được xây dựng để chạy trên đó.

Mối quan hệ giữa c c nhóm điện to n đ m mây và c c phần tử của PaaS

19

2.1.5.3 Giải pháp dịch vụ như là một dịch vụ (Software as a Service -

SaaS).

C c đối tượng khách hàng thay vì phải mua các máy chủ, phần mềm và phải

trả tiền cho khu vực đặt máy chủ tại các trung tâm dữ liệu, thì họ có thể thuê của

các nhà cung cấp dịch vụ điện to n đ m mây và có thể chạy những thứ họ muốn.

SaaS cho phép ta thuê c c tài nguyên như

o Không gian máy chủ

o Thiết bị mạng

o Bộ nhớ

o CPU

o hông gian lưu trữ

SaaS khác với các công nghệ cũ, c c ứng dụng, dữ liệu, quy trình kinh doanh

sẽ được quản lý tập trung. Việc kết hợp của nhiều công nghệ và dịch vụ tốt nhất

sẽ được đưa đến người dùng.

Hiện nay nhiều công ty áp dụng mô hình triển khai SaaS. Ví dụ bạn hãy tưởng

tượng có một ứng dụng web bán ra ngoài thị trường, bạn thấy rõ những dấu hiệu

b o trước sự thua lỗ của ứng dụng đó, rất mất thời gian setup một web ứng dụng

cho một máy chủ đơn lẻ và nhận ra rằng mẫu hình Phần mềm là dịch vụ SaaS trên

một cơ sở hạ tầng đ m mây mà bạn đang hướng tới. Khi ứng dụng đã nằm trên hạ

tầng SaaS bạn rất dễ dàng cung cấp cho nhiều khách hàng.

Các yếu tố ảnh hướng đến việc chuyển đổi từ một ứng dụng web thành ứng

dụng SaaS bao gồm:

- Ứng dụng phải hỗ trợ nhiều bên thuê.

- Ứng dụng phải có một số mức tự đăng ký dịch vụ

- Phải có cơ chế thuê bao/ tính cước hiện hành

- Ứng dụng phải có khả năng mở rộng một cách hiệu quả

20

- Phải có các chức năng hiện hành để theo dõi, cấu hình và quản lý ứng

dụng và những bên thuê.

- Phải có cơ chế để hỗ trợ nhận dạng và xác thực người dùng duy nhất

Tương lai một doanh nghiệp có thể tất cả các dịch vụ quản lý ứng dụng sẽ

được tập trung vào nền tảng aa như E P, M, Accounting,…

Hình .2 Giải pháp hạ tầng như một dịch vụ

2.2 CÔNG NGHỆ ẢO HÓA

Như chúng ta đã biết ảo hóa đang là lĩnh vực nóng ở Việt Nam cũng như

toàn thế giới. Nhiều nền tảng ảo hóa mới xuất hiện có cả giải pháp phần mềm và

phần cứng.

Kỹ thuật “ ảo hóa” đã không còn xa lạ với thực tế đời thường kể từ khi

VMware giới thiệu sản phẩm M ar Workstaion đầu tiên vào năm ản

phẩm này ban đầu được thiết kế để hỗ trợ việc phát triển và kiểm tra phần mềm

và đã trở nên phổ biến nhờ khả năng tạo những m y tính “ảo” chạy đồng thời

21

nhiều hệ điều hành ( Đ ) kh c nhau trên cùng một m y tính “thực” ( kh c với

chế độ ” khởi động kép” – m y tính được cài nhiều Đ và có thể chọn lúc khởi

động nhưng mỗi lúc chỉ làm việc được với Đ )

M ar , được EMC ( hãng chuyên về lĩnh vực lưu trữ) mua lại vào tháng 12

năm , đã mở rộng lĩnh vực ảo hóa từ m y tính để bàn đến máy chủ (server)

và hiện hãng vẫn đang giữ vai trò thống lĩnh thị trường ảo hóa, tuy nhiên

M ar không “ độc tôn” mà phải cạnh tranh với nhiều hãng ảo hóa kh c như

XEN, Virtualization Engine của IBM, Hyper-V của Microsoft, Virtual Kernel

Manag m nt,… Và “ảo hóa” cũng không bó hẹp trong một lĩnh vực và mở rộng

cho toàn bộ hạ tầng công nghệ thông tin (CNTT), từ phần cứng như chip xử lý

cho đến hệ thống máy chủ và hệ thống mạng.

2.2.1 Khái niệm

Trước khi tiếp tục phân tích sâu thêm về ảo hóa, chúng ta hãy cùng xây dựng

một c ch nh n chung để giải đ p câu hỏi ảo hóa là g ? Có nhiều c ch tiếp cận

kh c nhau để giải thích kh i niệm ảo hóa và nhiều khi nhận thức của chính bộ

phận IT trong c c N về thế nào là ảo hóa cũng không hoàn toàn thống nhất

Trong cuộc thăm dò ý kiến do tổ chức trat gic Couns l thực hiện năm , c c

ý kiến đưa ra cho câu hỏi về kh i niệm ảo hóa m y chủ được tổng hợp như trong

hình 1.2.1. % số câu trả lời coi ảo hóa m y chủ đồng nghĩa với ảo hóa phần

cứng hoặc hệ điều hành (hard ar /O virtualization), % cho rằng ảo hóa là sự

phân chia t ch bạch m y chủ thành c c phần độc lập (hard partitioning), % cho

rằng c c giải ph p clust r cũng được coi là ảo hóa

22

Hình .3 Khái niệm ảo hóa máy chủ trong doanh nghiệp –Theo [3]

Theo [3] Độc lập với những ý kiến cụ thể như trên, chúng ta có thể hiểu

một cách khái quát và đơn giản khái niệm ảo hóa. Ảo hóa (virtualization), theo

đúng nghĩa của từ này, là làm cho một sự vật có bản chất A dường như trở thành

một sự vật khác có bản chất B từ góc nhìn của người sử dụng (NSD) sự vật đó.

Nói cách khác, NSD chỉ biết đến và chỉ nhìn thấy bản chất B của sự vật, đối với

họ bản chất A được ảo hóa thành bản chất B.

Áp dụng c ch tiếp cận kh i niệm ảo hóa như trên, trong trường hợp ảo hóa

phần cứng/m y chủ, N /c c ứng dụng nhận biết m y chủ ảo giống như một

m y vật lý độc lập có đủ c c tài nguyên cần thiết (bộ vi xử lý, bộ nhớ, kết nối

mạng…) Trong khi thực tế là c c m y chủ ảo không hề có những tài nguyên độc

lập như vậy M y ảo chỉ sử dụng c c tài nguyên đã được g n cho chúng từ m y

chủ vật lý gốc (thường được nhắc đến với thuật ngữ hosting s rv r hay hosting

machin ) Ở đây, bản chất A là m y ảo sử dụng c c tài nguyên của m y chủ gốc

ản chất là m y ảo có thể hoạt động như một m y vật lý độc lập Trong trường

23

hợp c c giải ph p clust r, N /c c ứng dụng nhận biết rằng ứng dụng dường như

đang chạy trên một m y chủ duy nhất ản chất A là ứng dụng đang được phân

tải về nhiều m y chủ vật lý kh c nhau trong clust r Điều đó được ảo hóa thành

bản chất là ứng dụng dường như chỉ chạy trên một nguồn tài nguyên vật lý duy

nhất

Ảo hóa là công nghệ được thiết kế để tạo ra tầng trung gian giữa hệ thống

phần cứng và phần mềm chạy trên nó Ý tưởng của công nghệ ảo hóa máy chủ là

từ một máy vật lý đơn lẻ có thể tạo thành nhiều máy ảo độc lập. Mỗi một máy ảo

đều có một thiết lập nguồn hệ thống riêng rẽ, hệ điều hành riêng và các ứng dụng

riêng.

2.2.2 Lịch sử ảo hóa

Giữa những năm , I M’s Cambridg ci ntific C nt r đã tiến hành

phát triển sản phẩm CP-40, sản phẩm đầu tiên của dòng CP/CM Nó được chính

thức đưa vào sản xuất vào tháng năm Ngay từ khi thiết kế CP-40 [3] được

đặt mục đích phải sử dụng được ảo hóa đầy đủ Để làm được yêu cầu này nó yêu

cầu phần cứng và c c đoạn mã của S/360-40 phải kết hợp hoàn chỉnh với nhau,

nó phải cung cấp cách truy cập xử lý c c địa chỉ vùng nhớ, tập lệnh CPU và các

tính năng ảo hóa.

CP/CMS bao gồm 2 thành phần: CP-Control program làm nhiệm vụ tạo

môi trường ảo hóa, thay v chia đều nguồn tài nguyên hệ thống ra cho mọi

người sử dụng như trong hệ thống mainfram trước đây, CP cung cấp cho mỗi

người dung một máy ảo System/360 với mỗi máy lại có khả năng chạy bất kỳ

phần mềm nào có trên máy chủ và hoạt động như một máy tính cá nhân.

CM Cambridg Monitor yst m ( sau này đổi là Conversational Monitor

System) chạy như một Guest OS trong máy ảo được tạo ra bởi CP. Nó hoạt động

bằng cách tạo ra nhiều bản copy của CMS bên trong CP virtual machines thay vì

chạy nhiều bản virtual machin , điều này giúp giảm tiêu hao về tài nguyên tốt

24

hơn CP/CM virtual machin đã trở thành nền tảng quan trọng cho những hệ

thống ảo hóa sau này.

Năm I M tung sản phẩm I M/ Nhưng điều khiến người dùng

thất vọng nhất về sản phẩm đó là nó không có tính năng virtual m mory

Năm , I M thay đổi hướng phát triển sản phẩm / có tính năng

virtual memory, và công bố một số hệ thống virtual storage operation systems

bao gồm VM/370.

Năm , M ar giới thiệu sản phẩm ảo hóa đầu tiên hoạt động trên

nền tảng x86, Vmware Virtual Platform.

Năm Phiên bản Destop Virtualization miễn phí ra đời

Năm Đây là năm ảo hóa có một bước tiến mới trong quá trình phát

triển , đó là sự ra đời của Application Virtualization và Application streaming.

Năm M ar giới thiệu sản phẩm VMware Workstation 6.5, sản

phẩm đầu tiên cho phép c c chương tr nh của Windows và Linux

2.2.3 Tại sao phải ảo hóa?

Tại sao nên p dụng ảo hóa? Một c ch kh i qu t, lợi ích của việc p dụng

c c công nghệ ảo hóa có thể tóm gọn trong những điểm chính như sau

Ảo hóa mở ra khả năng tận dụng một cách tối ưu nguồn tài nguyên hệ thống,

hay nói cách khác là tăng hiệu suất sử dụng của hệ thống iệc c c nguồn tài

nguyên vật lý riêng rẽ được hợp nhất thành một nguồn chung nhờ p dụng ảo hóa

cho phép sự phân bổ và chia sẻ linh hoạt tài nguyên cho c c đối tượng sử dụng

nguồn tài nguyên hợp nhất ự bất hợp lý về hiệu suất sử dụng (tức là trường hợp

một nguồn tài nguyên vật lý có hiệu suất thấp, trong khi một nguồn tài nguyên vật

lý kh c lại có tải qu cao) sẽ được giảm thiểu

Ảo hóa giúp giảm chi phí đầu tư và vận hành. ới việc p dụng công nghệ

ảo hóa, sẽ cần ít thiết bị phần cứng hơn, kéo th o giảm bớt diện tích sử dụng để

lưu chứa c c thiết bị phần cứng (phòng m y chủ, trung tâm dữ liệu), và như vậy

25

nhu cầu và chi phí năng lượng như nguồn điện, chi phí làm m t để bảo đảm điều

kiện hoạt động cho c c thiết bị phần cứng cũng sẽ giảm đi ơn thế nữa, trong

nhiều trường hợp, sử dụng c c m y (m y chủ) ảo có thể làm giảm số bản quyền

phần mềm cần mua so với khi dùng m y vật lý, tạo ra sự tiết kiệm chi phí bản

quyền Ảo hóa mở ra khả năng linh hoạt cao của hệ thống Ảo hóa cung cấp c c

môi trường độc lập cho thử nghiệm, ph t triển và ứng dụng c c công nghệ mới

C c m y chủ ảo có thể dùng làm môi trường thử nghiệm Điều này cho phép tận

dụng nguồn tài nguyên của c c thiết bị vật lý có sẵn mà vẫn không làm ảnh

hưởng đến môi trường hoạt động chính, v c c m y ảo được hoạt động một c ch

hoàn toàn độc lập

Ảo hóa góp phần tăng cường tính liên tục trong hoạt động (business

continuity) và bảo mật của hệ thống các ứng dụng. í dụ, việc sao lưu c c m y

ảo có thể thực hiện dễ dàng v thông thường m y chủ ảo là một tập tin (fil ) trên

m y chủ vật lý gốc, chỉ cần sao lưu tập tin này là đủ C c tính năng ưu việt của

c c phần mềm ảo hóa cũng cho phép thiết lập sự kết hợp c c m y ảo cài đặt trên

c c m y chủ vật lý kh c nhau Nếu một trong c c m y chủ vật lý gặp hỏng hóc,

m y chủ ảo trên m y vật lý còn tốt sẽ tự động bước vào hoạt động thay thế cho

máy chủ ảo nằm trên m y vật lý bị hỏng

Những lợi ích thu được khi p dụng ảo hóa đã thúc đẩy mạnh mẽ xu hướng

này trong c c hệ thống IT ết quả khảo s t từ nhiều tổ chức kh c nhau đều đã

x c nhận vị thế của xu hướng ảo hóa Th o khảo s t của InformationW k ,

khoảng % chuyên gia IT khẳng định rằng công ty của họ đã triển khai hoặc có

kế hoạch triển khai công nghệ ảo hóa

26

Hình .4 Biểu đồ khảo sát mục đích ảo hóa? Theo [3]

à câu trả lời tại sao ảo hóa được đưa vào sử dụng cho thấy % hướng tới

mục đích hợp nhất hệ thống m y chủ, % cho mục đích phục hồi thảm họa, %

cho mục đích thử nghiệm phần mềm, % cho mục đích quản trị hệ thống lưu trữ,

và % cho c c mục đích kh c

C c nhà doanh nghiệp vừa và nhỏ đang hướng tới việc ảo hóa tất cả dịch

vụ Tương lai sẽ là điện to n đ m mây Những con số thông kê về ảo hóa sẽ ngày

càng có xu hướng tăng dần th o thời gian Những lợi ích ảo hóa mang lại th qua

thực tế đã chứng minh rồi ấn đề còn lại là thời gian và kinh phí của từng doanh

nghiệp đầu tư cho hạ tầng công nghệ thông tin như thế nào à lúc này là thời

điểm nên p dụng công nghệ ảo hóa

Ta t m hiểu thêm một số lý do làm động lực ảo hóa được đẩy mạnh

- ề công nghệ thông tin với một doanh nghiệp p dụng công nghệ thông

tin mới nhất bao giờ cũng có hiệu quả cao iảm bớt được thời gian trao đổi

thông tin, cung cấp sản phẩm cho người dùng một c ch nhanh nhất

27

- Chi phí bỏ ra ban đầu có thể lớn nhưng bù lại th o thời gian th chi phí

vận hành sẽ giảm, tiết kiệm về nhân công về điện năng,…

- Ảo hóa giúp giảm rủi ro mất m t dữ liệu

-Tăng cường bảo mật và an toàn thông tin

Hình .5 Kết quả khảo sát 300 CIO về động lực sử dụng ảo hóa. Theo [3]

Một khảo s t kh c được Tạp chí CIO thực hiện với gần CIO (Chi f

Information Offic r) cũng cho kết quả tương tự Th o khảo s t này, động lực để

p dụng ảo hóa của c c N một lần nữa khẳng định những lợi ích đã phân tích

của ảo hóa % số câu trả lời hướng tới giảm thiểu chi phí nhờ vào sự hợp nhất

hệ thống m y chủ bằng công nghệ ảo hóa % hướng tới hoàn thiện c c giải

ph p sao lưu và phục hồi thảm họa qua c c giải ph p ảo hóa

28

Bảng 2.6: Khảo sát động lực để áp dụng ảo hóa . Theo[3]

2.2.4 Ảo hóa hoạt động như thế nào?

Hình .7 Ảo hóa hoạt động như thế nào.

Ảo hóa một máy tính vật lý chỉ là sự khởi đầu, hệ thống lưu trữ vật lý được

liên kết với nhau để tạo thành một hạ tầng ảo hóa toàn bộ. Bạn không cần gán cố

định các máy chủ, hệ thống lưu trữ, hay băng thông mạng cho mỗi ứng dụng.

Thay vào đó, c c tài nguyên phần cứng của bạn được cấp ph t động khi nào

29

chúng được cần Điều này có nghĩa là c c ứng dụng có mức độ ưu tiên cao nhất

của bạn sẽ luôn luôn có các tài nguyên mà chúng cần và không cần lãng phí chi

phí cho phần cứng phát sinh chỉ được cần cho các lần cao điểm

Nguyên lý làm việc của máy ảo PC cũng giống như m y ảo thời mainframe: là

một môi trường phần mềm bao gồm hệ điều hành ( Đ ) và c c ứng dụng hoàn

toàn chạy "bên trong" nó. Máy ảo cho phép bạn chạy một Đ nào đó trong một

Đ kh c trên cùng hệ thống PC chẳng hạn như chạy Linux trong máy ảo trên

PC chạy Windows 2000. Trong máy ảo, bạn có thể làm được hầu hết mọi thứ như

với PC thật Đặc biệt, máy ảo này có thể được "đóng gói" trong fil và có thể

chuyển từ PC này sang PC khác mà không phải bận tâm về việc tương thích phần

cứng. Các máy ảo là những thực thể cách ly với hệ thống "chủ” (chứa các máy

ảo) chạy trên máy thực.

2.2.5 Phân loại ảo hóa

2.2.5.1 Ảo hóa máy chủ

Một máy chủ riêng ảo tiếng anh Virtual Private Server hay máy chủ ảo hoá là

một phương ph p phân vùng một máy chủ vật lý thành máy tính nhiều máy chủ

ảo, mỗi máy chủ đã có khả năng của riêng của mình chạy trên máy tính dành

riêng. Mỗi máy chủ ảo riêng của nó có thể chạy full-fledged hệ điều hành, và mỗi

máy chủ độc lập có thể được khởi động lại..

Lợi thế của ảo hoá máy chủ :

• Tiết kiệm được chi phí đầu tư m y chủ ban đầu.

• oạt động hoàn toàn như một máy chủ riêng.

• Có thể dùng máy chủ ảo ho cài đặt các ứng dụng khác tùy theo nhu cầu

của doanh nghiệp

• ản trì sửa chữa nâng cấp nhanh chóng và dễ dàng.

• ễ dàng nâng cấp tài nguyên AM, , ăng thông khi cần thiết.

30

• Có thể cài lại hệ điều hành từ 5-10 phút.

• hông lãng phí tài nguyên

2.2.5.2 Ảo hóa lưu trữ

Hiện nay c c nhà lưu trữ cung cấp đã được cung cấp giải ph p lưu trữ hiệu

suất cao cho khách hàng của họ trong một thời gian dài. Trong hình thức cơ bản

nhất của nó, lưu trữ ảo hóa tồn tại trong việc ta lắp ráp ổ đĩa vật lý nhiều thành

một thực thể duy nhất được tr nh bày để các máy chủ lưu trữ và chạy hệ điều

hành chẳng hạn như triển khai AI Điều này có thể được coi là ảo bởi vì tất cả

các ổ đĩa được sử dụng và tương t c với như một ổ đĩa logic duy nhất, mặc dù

bao gồm hai hoặc nhiều ổ đĩa trong

Để lưu trữ dữ liệu người ta có thể dùng nhiều thiết bị kh c nhau, nhiều công

nghệ kh c nhau C c kho dữ liệu có thể là dùng đĩa cứng, dùng băng từ, dùng đĩa

quang Tuỳ th o yêu cầu cụ thể của bài to n đặt ra mà lựa chọn công nghệ và

thiết bị cho phù hợp Th o cơ chế lưu trữ, hiện nay có một số loại h nh lưu trữ dữ

liệu cơ bản như

A ( ir ct Attach d torag ) lưu trữ dữ liệu qua c c thiết bị gắn trực

tiếp

NA (N t ork Attach d torag ) lưu trữ dữ liệu vào thiết bị lưu trữ thông

qua mạng IP

AN ( torag Ar a N t ork) lưu trữ dữ liệu qua mạng lưu trữ chuyên

dụng riêng

Mỗi loại h nh lưu trữ dữ liệu có những ưu nhược điểm riêng và được dùng cho

những mục đích nhất định ưới đây là mô h nh lưu trữ dữ liệu tổng quát.

31

Hình .8 Giải pháp lưu trữ truyền thống - DAS

2.2.5.2.1 Giải pháp lưu trữ với thiết bị gắn trực tiếp vào máy chủ

(Direct attached storage –DAS)

DAS là cơ chế lưu trữ với thiết bị gắn trực tiếp vào m y chủ Đây được coi

là công nghệ lưu trữ truyền thống được nhiều doanh nghiệp sử dụng ới cơ chế

DAS, mỗi m y chủ sẽ có một hệ thống lưu trữ và phần mềm quản lý lưu trữ riêng

biệt

Ưu điểm : Khả năng dễ lắp đặt, chi phí thấp, hiệu năng cao

Nhược điểm : Khả năng mở rộng hạn chế Thực tế A làm việc rất tốt

với một s rv r nhưng khi dữ liệu tăng, số lượng m y chủ cũng tăng sẽ tạo nên

những vùng dữ liệu phân t n và gi n đoạn hi đó, nhà quản trị sẽ phải bổ sung

hay thiết lập lại dung lượng, và công việc bảo tr sẽ phải thực hiện trên từng

s rv r Điều đó sẽ làm tăng chi phí lưu trữ tổng thể cho doanh nghiệp và sẽ càng

khó khăn hơn khi muốn sao lưu hay bảo vệ một hệ thống kho lưu trữ dữ liệu đang

nằm rải r c và phân t n như vậy

2.2.5.2.2 Giải pháp lưu trữ qua mạng (Network Attached Storage –

NAS)

32

NAS là phương ph p lưu trữ dữ liệu sử dụng c c thiết bị lưu trữ đặc biệt

gắn trực tiếp vào mạng LAN như một thiết bị mạng b nh thường (tương tự m y

tính, s itch hay rout r) C c thiết bị NA cũng được g n c c địa chỉ IP cố định

và được người dùng truy nhập thông qua sự điều khiển của m y chủ Trong một

số trường hợp, NA có thể được truy cập trực tiếp không cần có sự quản lý của

m y chủ

Trong môi trường đa hệ điều hành với nhiều m y chủ kh c nhau, việc lưu

trữ dữ liệu, sao lưu và phục hồi dữ liệu, quản lý hay p dụng c c chính s ch bảo

mật đều được thực hiện tập trung

Ưu điểm của NAS

hả năng mở rộng khi người dùng cần thêm dung lượng lưu trữ, c c thiết

bị lưu trữ NA mới có thể được bổ sung và lắp đặt vào mạng

NA cũng tăng cường khả năng chống lại sự cố cho mạng Trong môi

trường A , khi một m y chủ chứa dữ liệu không hoạt động th toàn bộ dữ

liệu đó không thể sử dụng được Trong môi trường NA , dữ liệu vẫn hoàn

toàn có thể được truy nhập bởi người dùng C c biện ph p chống lỗi và dự

phòng tiên tiến được p dụng để đảm bảo NA luôn sẵn sàng cung cấp dữ

liệu cho người sử dụng

Nhược điểm của NAS

ới việc sử dụng chung hạ tầng mạng với c c ứng dụng kh c, việc lưu trữ

dữ liệu có thể ảnh hưởng đến hiệu năng của toàn hệ thống (làm chậm tốc

độ của LAN), điều này đặc biệt đ ng quan tâm khi cần lưu trữ thường

xuyên một lượng lớn dữ liệu

Trong môi trường có c c hệ cơ sở dữ liệu th NA không phải là giải ph p

tốt v c c hệ quản trị cơ sở dữ liệu thường lưu dữ liệu dưới dạng block chứ

không phải dưới dạng fil nên sử dụng NA sẽ không cho hiệu năng tốt

2.2.5.2.3 Giải pháp lưu trữ mạng riêng (Storage Area Network-SAN)

33

SAN là một mạng riêng tốc độ cao dùng cho việc truyền dữ liệu giữa c c

m y chủ tham gia vào hệ thống lưu trữ cũng như giữa c c thiết bị lưu trữ với

nhau AN cho phép thực hiện quản lý tập trung và cung cấp khả năng chia sẻ dữ

liệu và tài nguyên lưu trữ ầu hết mạng AN hiện nay dựa trên công nghệ kênh

c p quang, cung cấp cho người sử dụng khả năng mở rộng, hiệu năng và tính sẵn

sàng cao.

Hệ thống SAN được chia làm hai mức mức vật lý và logic

Mức vật lý mô tả sự liên kết c c thành phần của mạng tạo ra một hệ thống

lưu trữ đồng nhất và có thể sử dụng đồng thời cho nhiều ứng dụng và người

dùng

Mức logic bao gồm c c ứng dụng, c c công cụ quản lý và dịch vụ được

xây dựng trên nền tảng của c c thiết bị lớp vật lý, cung cấp khả năng quản

lý hệ thống AN

Ưu điểm của hệ thống SAN

Có khả năng sao lưu dữ liệu với dung lượng lớn và thường xuyên mà

không làm ảnh hưởng đến lưu lượng thông tin trên mạng

AN đặc biệt thích hợp với c c ứng dụng cần tốc độ và độ trễ nhỏ ví dụ

như c c ứng dụng xử lý giao dịch trong ngành ngân hàng, tài chính

ữ liệu luôn ở mức độ sẵn sàng cao

ữ liệu được lưu trữ thống nhất, tập trung và có khả năng quản lý cao Có

khả năng khôi phục dữ liệu nếu có xảy ra sự cố

ỗ trợ nhiều giao thức, chuẩn lưu trữ kh c nhau như i C I, FCIP,

DWDM...

Có khả năng mở rộng tốt trên cả phương diện số lượng thiết bị, dung lượng

hệ thống cũng như khoảng c ch vật lý

Mức độ an toàn cao do thực hiện quản lý tập trung cũng như sử dụng c c

công cụ hỗ trợ quản lý AN

34

o đó, AN thường được sử dụng ở những trung tâm dữ liệu lớn v mang một

số đặc điểm nổi bật như iảm thiểu rủi ro cho dữ liệu, khả năng chia sẻ tài

nguyên rất cao, khả năng ph t triển dễ dàng, thông lượng lớn, hỗ trợ nhiều loại

thiết bị, hỗ trợ và quản lý việc truyền dữ liệu lớn và tính an ninh dữ liệu cao

ơn nữa, AN tăng cường hiệu quả hoạt động của hệ thống bằng việc hỗ trợ

đồng thời nhiều hệ điều hành, m y chủ và c c ứng dụng, có khả năng đ p ứng

nhanh chóng với những thay đổi về yêu cầu hoạt động của một tổ chức cũng như

yêu cầu kỹ thuật của hệ thống mạng

Khái niệm ảo hóa hệ thống lưu trữ ( torag virtualization) ra đời. Ảo hóa hệ thống

lưu trữ, về cơ bản là sự mô phỏng, giả lập việc lưu trữ từ các thiết bị lưu trữ vật lý.Các

thiết bị này có thể là băng từ, ổ cứng hay kết hợp cả 2 loại.

Hình 2.9 Ảo hóa hệ thống lưu trữ

Ảo hóa hệ thống lưu trữ mang lại các ích lợi như việc tăng tốc khả năng truy xuất

dữ liệu, do việc trải rộng và phân chia các tác vụ đọc/viết trong mạng lưu trữ. Ngoài ra,

việc mô phỏng các thiết bị lưu trữ vật lý cho phép tiết kiệm thời gian hơn thay v phải

định vị xem máy chủ nào hoạt động trên ổ cứng nào để truy xuất.

2.2.5.2.4 Mô hình hoạt động

Ảo hóa hệ thống lưu trữ có thể được tổ chức theo ba dạng sau đây

35

Server kết nối trực tiếp (Host-based)

Server

Ổ đĩa vật lý

Driver của

thiết bị

Lớp ảo hóa

Hình 2.10 Host-based Storage Virtualization

Trong mô h nh này, ngăn c ch giữa lớp ảo hóa và ổ đĩa vật lý là driv r điều khiển

của các ổ đĩa Phần mềm ảo hóa sẽ truy xuất tài nguyên (các ổ cứng vật lý) thông qua sự

điều khiển và truy xuất của lớp Driver này.

Server

Phần mềm ảo

hóa được nhúng

vào ổ cứng vật lý

Hình 2.11 Storage-device based Storage Virtualization

Trong dạng này, phần mềm ảo hóa giao tiếp trực tiếp với ổ cứng. Ta có thể xem

như đây là dạng firm ar đặc biệt, được cài trực tiếp vào ổ cứng. Dạng này cho phép

truy xuất nhanh nhất tới ổ cứng, nhưng c c thiết lập thường khó khăn và phức tạp hơn

36

các mô hình khác. Dịch vụ ảo hóa được cung cấp cho các Server thông qua một thiết bị

điều khiển gọi là Primary Storage Controller.

Network-based

Hình 2.12 Network-based Storage Virtualization

Trong mô hình này, việc ảo hóa sẽ được thực thi trên một thiết bị mạng, ở đây có

thể là một thiết bị switch hay server. Các switch/server này kết nối với các trung tâm

lưu trữ (SAN). Từ switch/server này, các ứng dụng kết nối vào được giao tiếp với trung

tâm dữ liệu bằng c c “ổ cứng” mô phỏng do Switch/server tạo ra dựa trên trung tâm dữ

liệu thật Đây cũng là mô h nh hay gặp nhất trên thực tế.

2.2.5.4 Ảo hóa mạng

Các thành phần mạng trong cơ sở hạ tầng mạng như itch, Card mạng, được

ảo hoá một c ch linh động. Switch ảo cho phép các máy ảo trên cùng một máy

chủ có thể giao tiếp với nhau bằng cách sử dụng các giao thức tương tự mà như

trên thiết bị chuyển mạch vật lý mà không cần phần cứng bổ sung Chúng cũng

37

hỗ trợ LAN tương thích với việc triển khai VLAN theo tiêu chuẩn từ nhà cung

cấp khác, chẳng hạn như Cisco

Một máy ảo có thể có nhiều card mạng ảo, việc tạo các card mạng ảo nầy rất

đơn giản và không giới hạn số card mạng tạo ra.Ta có thể nối các máy ảo nầy lại

với nhau bằng một Switch ảo Điều đặc biệt quan trọng, tốc độ truyền giữa các

máy ảo với nhau thông qua các switch ảo được truyền với tốt độ rất cao theo

chuẩn I A ITE( ), đẫn đến việc đồng bộ giữa các máy ảo với nhau diễn ra

rất nhanh.

Hình .9 : Ảo hóa mạng

2.2.5.5 Ảo hóa ứng dụng

Ảo hóa ứng dụng là giải ph p tiến đến công nghệ "điện to n đ m mây" cho

phép bạn sử dụng phần mềm của công ty mà không cần phải cài vài phần mềm

này vào bất cứ m y tính con nào

38

Hình .10 Ảo hóa ứng dụng

iải ph p Ảo hóa ứng dụng cho bạn những lợi ích nổi trội sau

Tất cả c c m y tính đều có thể sử dụng phần mềm ảo như đang cài trên

máy tính của mình mà không phải lo về cấu hình (ví dụ chạy Photoshop trên máy

P4 chỉ có 512 MB RAM). Tốc độ phần mềm luôn ổn định và ko phụ thuộc vào

cấu hình từng máy.

Các máy tính con luôn ở trong tình trạng sạch và chạy nhanh hơn Lọai bỏ

hoàn toàn việc phải sửa lỗi phần mềm do virus, spyware hoặc do người dùng sơ

ý. Cho phép sử dụng phần mềm mà không phải quan tâm đến hệ điều hành bạn

đang sử dụng (ví dụ: bạn có thể dùng Microsoft Office 2007 ngay trong Linux,

Windows 98 hoặc MAC-OS)

Bạn có thể phân phối phần mềm một c ch linh động này đến một số cá

nhân hoặc nhóm có nhu cầu sử dụng thay vì cài vào tất cả mọi m y như c ch phổ

thông. Việc phân phối hoặc gỡ bỏ phần mềm ra các máy tính có thể diễn ra chỉ

trong vòng chỉ vài giây thay vì hàng tuần nếu như công ty c c bạn có hàng chục

máy tính.

Thông tin luôn luôn được lưu trữ an toàn ở server trung tâm thay vì có thể

phân tán ra từng máy con. Cho dù bạn ở bất cứ nơi nào (tại một máy tính khác,

39

tại nhà hay thậm chí ở internet cafe), việc truy nhập và sử dụng phần mềm của

doanh nghiệp trở nên dễ dàng qua 1 hệ thống bảo mật hiện đại nhất.

Ảo hóa ứng dụng là giải pháp cho phép sử dụng và quản lý phần mềm doanh

nghiệp 1 cách hiệu quả hệ thống. Tiết kiệm tối đa chi phí bảo trì, hỗ trợ kỹ thuật

và quản lý từng máy tính.

40

CHƯƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP ẢO HÓA

3.1 Giải pháp IBM VMware

M ar đưa ra giải pháp ảo hóa cơ sở hạ tầng như rv r, torag và

N t ork để tạo ra nơi lưu trữ luôn sẵn sàng của tài nguyên máy tính bằng cách áp

dụng các chính sách dịch vụ cho khách hàng.

Cơ sở hạ tầng VMware cung cấp ảo hóa toàn diện quản lý tối ưu hóa tài

nguyên, ứng dụng có sẵn và khả năng tự động hóa.

Mô hình vật lý cơ sở hạ tầng của trung tâm dữ liệu.

Hình .1 Kiến trúc cơ sở hạ tầng của trung tâm dữ liệu

Mô hình kiến trúc cơ sở hạ tầng của trung tâm dữ liệu, nó bao gồm các khối như

máy chủ x86 ( hoặc x64) ( computing server) , hệ thống lưu trữ ( storage), hạ tầng

41

mạng (networking), máy chủ quản lý các máy chủ ( vCenter) và máy trạm (

Destop client) .

- Máy chủ ( computing server).

Tất cả máy chủ x86 ( hoặc x ) đều được cài đặt VMware ESX server. Mỗi máy

chủ được ảo hóa đứng độc lập như một máy ảo. Số lượng các máy x86 và x64

được nhóm vào nhau theo một group có cùng dải mạng và kết nối đến storage.

Các máy này còn được gọi là Cluster.

- Hệ thống lưu trữ ( Storage networks and arrays)

Hệ thống hỗ trợ các công nghệ lưu trữ SAN, DAS và NAS. Việc chia sẻ dữ liệu

dùng chung giữa các máy chủ được nhóm lại thành từng group thông qua hệ

thống lưu trữ, nó cho phép các máy chủ có thể cùng trỏ tới một phân vùng nào đó

Hình .2 Kết nối hệ thống cơ sở dư liệu

Hệ thống dữ liệu ( Datastores) là hệ thống dữ liệu định dạng file VMFS

hoặc thư mục trên thiết bị NAS. Mỗi Datastores có thể có nhiều sub storages. Một

42

phân vùng VMFS có thể chứa một hoặc nhiều định dạng LUNs. Hệ thống VMFS

dùng lưu trữ và chia sẻ cho nhiều máy chủ vật lý để đọc và ghi trên cùng một

phân vùng.

- Hệ thống mạng ( Networking)

Mỗi máy chủ có thể được kết nối bởi nhiều card gigabit ( NICs) để đảm bảo băng

thông và kết nối giữa các server. ESX server còn hỗ trợ việc tạo các switch ảo để

kết nối với hạ tầng mạng của trung tâm dữ liệu.

Hình .3 : Kiến trúc mạng trong hệ thống VMware

Giống như m y chủ vật lý, mỗi máy ảo có thể tạo ra các vNics. Hệ diều hành và

ứng dụng sẽ giao tiếp thông qua vNics.

Với switch ảo tạo ra có thể gộp hai hoặc nhiều card mạng vật lý để chia sẻ băng

thông và khả năng dự phòng khi một card của máy chủ vật lý chết.

43

PortGroup là khái niệm chỉ có trong môi trường ảo hóa. Một Port roup là cơ chế

thiết lập các card mạng với nhau. Một switch ảo có thể có nhiều PortGroup nó

được tạo trên vSwitch, mỗi máy ảo có thể kết nối đến vNics hoặc PortGroup.

- Quản lý máy chủ ảo ( Managerment Virtual Server)

VMware sử dụng vC nt r Manag rm nt để quản lý tất cả các máy máy chủ vật lý

được ảo hóa. Quản lý tập trung chạy trên môi trường window server 2003 trở lên.

Việc quản lý tập trung tất cả các máy chủ có thể kiểm so t được việc sử dụng của

các máy chủ vật lý ảo hóa.

Hình 3.4 : Máy chủ quản lý tập trung

- Máy trạm ( Destop clients)

VMware cung cấp các giao diện cho trung tâm quản lý dữ liệu và truy cập vào

máy ảo Người quản trị có thể chọn giao diện phù hợp nhất với nhu cầu của họ, ảo

44

hóa cơ sở hạ tầng cli nt( I cli nt), đồng thời có thể truy cập thông qua trình

duyệt web, hoặc một thiết bị đầu cuối nào đó

- Kiến trúc ảo hóa trung tâm dữ liệu

VMware ảo hóa toàn bộ cơ sở hạ tầng CNTT bao gồm máy chủ, lưu trữ và mạng.

Nó tập hợp những tài nguyên không đồng nhất thành một hệ thống thống nhất,

đơn giản và thiết lập môi trường ảo hóa với VMware. Về mặt hạ tầng và nguồn

lực CNTT có thể quản lý chia sẻ tiện ích và tự động kinh doanh dịch vụ.

Hình 3.5 Kiến trúc ảo hóa trung tâm dữ liệu

Cơ sở hạ tầng hiện tại đơn giản chỉ là xây dựng các máy ảo tạo thành trung tâm

dữ liệu.

- Máy chủ và bộ nhớ tài nguyên ( Host, Cluster và Resource Pool)

- Dữ liệu (Datastores)

- Hệ thống mạng (Networks)

- Máy chủ ảo ( Virtual Machine)

C c đặc điểm riêng của VMware :

45

VMware Vmotion, VMware DRS và VMware HA là các dịch vụ cho phép tối ưu

hóa việc quản lý và tính sẵn sàng cao.

3.1.1 Tính năng đa xử lý ( Symmetric multi-Processing- SMP)

irtual MP là tính năng cho phép M ar E X s rv r có thể tận dụng đến

4 bộ vi xử lý vật lý đồng thời trên hệ thống Thêm vào đó việc xử lý các nhiệm vụ

sẽ được cân bằng CPU.

Khả năng ảo hóa CPU của các máy chủ giống nhau có thể sử dụng CPU của

máy chủ chưa sử dụng. Kết hợp với máy chủ đang sử dụng để cung cấp cho máy

ảo. Việc này tiếp kiệm tối ưu khả năng xử lý của CPU trên các máy chủ thật. Một

máy chủ có thể chạy nhiều máy chủ ứng dụng khác khi thừa RAM mà thiếu CPU.

3.1.2 Tính năng di chuyển máy ảo ( VMware Vmotion) :

Như ta đã biết các máy ảo chạy trên nền máy chủ vật lý thông qua ESX

server. Vmotion cho phép các máy ảo di chuyển từ một máy chủ vật lý này sang

một máy chủ vật lý kh c mà không làm gi n đoạn dịch vụ Điều này cho phép

máy ảo di chuyển từ một máy chủ chịu nhiều tải sang một máy chủ chạy ít tải

hơn Điều này mang lại hiệu quả tối đa với việc quản lý tài nguyên.

46

Hình 3.6 VMware Vmotion

3.1.3 Tính năng chuyển dổi tài nguyên ( Distributed resource

scheduler- DRS)

Để khả năng motion tiến thêm một bước xa hơn nữa, VMware DRS cho

phép hệ thống quản trị thiết lập chính sách chuyển đổi tài nguyên giữa các máy

chủ vật lý được ảo hóa. VMware sẽ tự động tính toán xem máy ảo đang chạy ở

máy này có bị quá tải không nếu nó sử dụng đến ngưỡng nào đó do m nh thiết lập

nó sẽ di chuyển máy ảo đó sang một máy chủ vật lý được ảo hóa khác.

Tính năng rất hữu dụng đối với doanh nghiệp, trong cùng thời điểm có giải

quyết được bài toán cao tải trong một thời gian ngắn mà không cần đầu tư thêm

máy chủ. Khả năng tận dụng tối đa tài nguyên hiện có, giúp doanh nghiệp tiết

kiệm được chi phí đang kể để duy trì hệ thống.

Một số giải ph p kh c cũng có tính năng tương tự như yp r của

Mircrosoft, C ntrix…

47

Hình 3.7 VMware DRS

3.1.4 Tính năng cân bằng tải ( High Availability -HA)

WMware HA cho phép khởi động nhanh lại các máy ảo trên cùng một máy

chủ vật lý. Tất cả ứng dụng trong máy ảo đều ở chế độ tính sẵn sàng cao ( high

availability), không chỉ riêng ứng dụng Cluster.

VMware tồn tại trong mỗi máy chủ vật lý , nó được gọi là “ h artb at chann l”

hi đường kết nối hearbeat bị mất nó sẽ tự động khởi động lại máy ảo ở một máy

vật lý khác.

Các máy chủ ứng dụng chạy th o cơ chế active-active hoặc active-standby

khả năng dự phòng có thể lên tới mức 1+3 mà không cần phải đầu tư thêm m y

chủ, các máy ảo có thể nằm trên các host quản lý kh c năng Tính A được

VMware khác thác triệt để và là tính năng không thể thiếu đối với các ứng dụng

ảo hóa yêu cầu tính real time cao.

48

Hình 3.8 VMware Hight Availability

3.1.5 Tính năng chuyển đổi máy thật thành máy ảo (VMware

convert):

Tính năng này cho phép chuyển đổi máy vật lý đang chạy ( bao gồm cả hệ

điều hành và dữ liệu trên máy vật lý tùy bạn muốn) thành máy ảo chạy trong

VMwareESX server . VMware convert hỗ trợ convert cả hệ điều hành Linux và

Windo Tính năng này miễn phí.

Đối với một doanh nghiệp đang có nhu cầu ảo hóa, việc vận hành những ứng

dụng đã sử dụng rất lâu, không còn support của nhà cung cấp Người quản trị

chưa kịp tìm hiểu cài đặt hệ thống mới th đây chính là giải pháp tốt nhất cho

quản trị. Công cụ giúp convert toàn bộ dữ liệu, OS của máy chủ vật lý trở thành

máy chủ ảo. Giữ nguyên cấu hình hệ thống chỉ cần cấu hình lại phần switching

trên máy ảo là có thể sử dụng.

Tuy nhiên vẫn còn hạn chế đối với những máy chủ có kết nối trực tiếp đến

storage, phân vùng dữ liệu quá lớn, tool này chưa đủ khả năng cov rt những máy

chủ như vậy.

49

3.2 Giải pháp ảo hóa mã nguồn mở KVM

Theo [5] Kernel Virtual Manager là giải phấp ảo hóa hỗ trợ hệ thống Linux

trên nền x86 thì nó chỉ hỗ trợ ảo hóa Intel VT và AMD-V. Nó bao gồm một mô-

dun nhân kmv.ko, cung cấp phần lõi hệ thống ảo hóa cơ sở hạ tầng và một mô

dun chính là kvm-intel.ko hoặc kvm-amd.ko.

KVM sử dụng QEMU khi có thể:

- KVM khởi động bên ngoài như QEMU cộng thêm một tr nh điều khiển

nhân tối thiểu:

- Nhân đã sẵn sàng hoạt động

- Thư viện qemu-kvm được sử dụng trong KVM

- Bao gồm tất cả những thứ chia sẻ thông qua qemu

KVM có thể chạy máy ảo vớ file ảnh Linux hoặc file ảnh Window. Mỗi

máy ảo có một phần cứng , mạng, ổ cứng, card dồ họa, ..

M như một máy Linux phát triển từ nhân 2.6.20

Hình 3.9 : Kiến trúc của KVM

3.2.1 Các tầng siêu giám sát (Hypervisor)

50

Hệ thống ảo hóa KVM, KVM sử dụng Linux như là hyp rvisor (hypervisor

có thể là phần cứng, phần mềm hoặc là một bản firm ar nào đó có thể chạy trực

tiếp trên một hệ thống máy tính, có chức năng cho nhiều máy ảo chạy trên nó)

Ngoài ra nó còn giải pháp khác chọn cách tiếp cận máy ảo khách (User-

mode Linux- UML) là cách tiếp cận để máy khách chạy trên hệ điều hành linux(

không có phần mở rộng hypervisor). Vì hầu hết người dùng muốn chạy hệ điều

hành chưa sửa đổi., vì vậy các giải pháp ảo hóa đầy đủ như M được nhiều

người ưa thích

3.2.2 Mô phỏng thiết bị ( Quick emulator –QEMU)

QEMU ( Quick EMUlator) được viết bởi Fabrice Bellard, nó có thể giả lập tất cả

mọi thứ bên trong PC hoặc kiến trúc m y tính kh c như bộ vi xử lý, bộ nhớ, ổ

cứng, vid o, …

Hình 3.10: Các phần lõi của thiết bị

Một tính năng kh c của QEMU là cung cấp mô phỏng ổ cứng( thông qua định

dạng QCOW) QEMU cung cấp c c tính năng kh c như ảnh chụp (snapshot) và di

chuyển máy ảo ( migration).

Kế thừa từ nhân 2.6.25, KVM sử dụng virtio như là một phương tiện để tối ưu

hóa hiệu năng ảo hóa của các thiết bị vào/ra. Virtio thực hiện bằng c c tr nh điểu

khiển ảo hóa, một phần trên tầng hypervisor kết nối từ m y kh ch để mang lại

51

hiệu năng cao C c tính năng làm việc th o đúng mục đích ta phải tùy chỉnh nhân

cho phù hợp.

Hiện nay virtio và QEMU hoạt động cùng với nhau để tối ưu hóa giữa máy khách

Linux và máy bộ mô phỏng QEMU trong vùng người sử dụng.

3.2.3 Ảo hóa mạng (Virtual networking)

Do các mạng ảo tích hợp vào máy chủ vật lý nên nhu cầu kết nối mạng của nền

tảng ảo hóa tăng lên Những thiết bị chuyển mạch (Switch) ảo sinh ra nhằm đ m

ứng nhu cầu trên. Các thiết bị chuyển mạch ảo hoạt động giống như thiết bị

chuyển mạch vật lý, nhưng được ảo hóa trong nền tảng KVM.

Hình 3.11: Ảo hóa mạng trong KVM

Trong hình trên các card ảo (Virtualized interfaces- IF) được cấp cho các máy ảo

thông qua thiết bị chuyển mạch ảo kết nối đến giao diện vật lý. (Physical

interface- PIF)

Giải pháp mà mà nguồn mở sử đụng được gọi là Open vSwitch. Ngoài việc cung

cấp chuyển mạch ảo cho các máy ảo, nó có thể tích hợp qua các nền tảng vậy lý

và cung cấp tính năng như một mạng riêng ảo ( VLAN).

52

Hiện tại Open vSwitch có sẵn trong nhân 2.6.15 và hỗ trợ hàng loạt các giải pháp

ảo hóa ( XEN, irtualbox, M,…)

3.2.4 Công cụ và công nghệ ảo hóa ( VM tools and Technologies)

Do các máy hoạt động độc lập nhiều hệ điều hành khác nhau nên cần một công

cụ để chuyển đổi máy thật thành máy ảo. Công cụ mã nguồn mở hay dùng đó là

Open Virtualization Format –O F , đây là công cụ ảo hóa linh hoạt , hiệu quả và

di động. OVF gói gọn một máy thành một gói XML

3.2.5 Quán lý máy ảo ( Local management)

Libvirt là iao diện quản lý m y được xây dựng bằng ngôn ngữ ( C,Python và

Ryby). Nó là một giải pháp quản lý cơ sở hạ tầng .

M được cải tiến từ Linux làm tăng hiệu suất hoạt động và nó miễn phí

KVM hỗ trợ ảo hóa phần cứng miễn phí: Lớn hơn T , lớn hơn > CPU, hỗ

trợ ổ cứng và phần điều khiển mạng, hỗ trợ chạy nhiều hệ điều hành.

3.3 Giải pháp ảo hóa của Citrix XEN

3.3.1 Giới thiệu Citrix

Citrix là một tập đoàn đa quốc gia được thành lập vào năm , chuyên cung

cấp các giải pháp về ảo hóa máy chủ và Desktop, mạng, Software-as-a-service

(SaaS), công nghệ điện to n đ m mây và cả các sản phẩm mã nguồn mở Xen.

Citrix hiện có khoảng , cơ sở trên toàn cầu, trụ sở chính đặt tại Fort

Lauderdale, Florida. Những sản phẩm chính của Citrix đó là Citrix X nApp,

Citrix XenDesktop, Citrix XenServer.

Năm , Citrix đã giới thiệu đến thê giới nền tảng ảo h o đầu tiên của

mình trên NT 3.5 WinFrame, một giải pháp ảo hóa ứng dụng au đó, họ đã nâng

cấp nền tảng ảo hóa của mình trên NT 4.0 Terminal, một giải pháp ảo hóa

Desktop. Là một trong những người đi tiên phong trong công nghệ ảo hóa, Citrix

là cung cấp các giải pháp ảo hóa đ ng tin cậy và được nhiều doanh nghiệp tin

dùng.

53

3.3.2 Công nghệ ảo hóa Citrix

XenServer: là giải pháp ảo hóa miễn phí phù hợp với các doanh nghiệp vừa

và nhỏ. XenServer cung cấp những tính năng cao cấp không trả phí, bao gồm:

Hỗ trợ số lượng máy chủ không giới hạn, máy ảo và bộ nhớ vật lý.

Cho phép chuyển đổi từ một máy chủ ảo thành một máy chủ vật lý và

ngược lại nếu cần (tính năng này có tính phí)

Chia sẻ hệ thống lưu trữ SAN và NAS giữa các máy chủ.

Quản lý dễ dàng các máy chủ ảo từ một nơi duy nhất.

Khi máy chủ vật lý bị lỗi, những máy ảo bị ảnh hưởng sẽ được tự động

khởi động trên một máy chủ vật lý khác.

Một thư viện máy ảo mẫu được cấu hình sẵn.

Quản lí tập trung việc cập nhật các bản vá lỗi cho máy chủ ảo.

Nhân bản dễ dàng các máy chủ ảo từ máy chủ vật lý này sang máy chủ vật

lý khác.

XenServer là mã nguồn mở nên có ưu thế là nhiều người cùng đóng góp và

xây dựng.

X n rv r tương thích hầu hết với phần cứng hiện tại

XenDesktop: là giải pháp ảo hóa Desktop của Citrix. XenDesktop sẽ phân

phối giao diện người dùng đến bất cứ đâu C c tính năng bao gồm:

Người dùng có thể truy cập vào giao diện người dùng của họ ở bất k đâu

và trên nhiều thiết bị hỗ trợ kh c nhau như PC, Mac, mart Phon ,

Được tối ưu hóa hiệu suất và bảo mật cho người dùng.

Tương thích với hầu hết hết thiết bị người dùng đầu cuối

XenApp: là giải pháp ảo hóa ứng dụng của Citrix, cho phép người dùng kết

nối trực tiếp đến ứng dụng Windows thông qua một máy Desktop hay một trình

duyệt web. Những tính năng bao gồm:

54

Truy cập ứng dụng Windows trên các thiết bị sử dụng hệ điều hành không

thuộc Windo s, có hơn hệ điều hành được hỗ trợ.

Giải pháp này yêu cầu chỉ một bản sao ảo của ứng dụng như là Offic được

cài đặt, trong khi nó cho phép số lượng không giới hạn người dùng truy cập

và sử dụng.

Ứng dụng có thể được truyền đi trực tiếp từ máy chủ đến người dùng đang

làm việc trong mạng cục bộ hay ở xa, cho phép người dùng tải và truy cập

ứng dụng trong khi đang Offlin

Tương thích với hầu hết thiết bị người dùng đầu cuối.

3.3.3 Kiến trúc

XenServer là sản phẩm của dự án phát triển mã nguồn mở X n được hãng

XenSource thực hiện từ năm Đến năm hãng Citrix mua lại XenSource

và vì thế sản phẩm này trở thành của Citrix. XenServer sử dụng công nghệ

“paravirtualization” cho phép hệ điều hành cuả máy ảo (hay còn g i là hệ điều

hànhguest OS) có thể tương t c với lớp ảo hóa để tăng hiệu quả và tốc độ máy ảo.

Sử dụng paravirtualization có thể mang lại tốc độ hoạt động nhanh hơn nhưng

yêu cầu hệ điều hành của máy ảo phải có hỗ trợ một số tính năng liên quan đến ảo

hóa.

Xen hỗ trợ các chức năng sau

- Máy ảo với hiệu suất gần với các phần cứng.

- Hỗ trợ nhiều máy ảo trên một máy vật lý.

Với chương tr nh ảo hóa Xen cho server hay giải pháp ảo hóa desktop một lớp

phần mềm “mỏng” (được biết đến như là X n yp rvisor) được cài đặt trực tiếp

lên các thiết bị phần cứng nó là công cụ giao tiếp giữa các thiết bị máy chủ và hệ

thống hệ điều hành thấp và dễ dàng cho người sử dụng đầu cuối.

3.3.4 Quản lý tài nguyên

55

XenServer chạy trực tiếp trên phần cứng đồng nghĩa với việc sẽ không có bất cứ

thứ gì nằm giữa phần cứng và X n rv r Nói c ch kh c, X n rv r đúng nghĩa

là một hệ điều hành. Nó sẽ giao tiếp trực tiếp với phần cứng, gồm cả card mạng

(NIC) và bộ điều khiển lưu trữ.

Chương tr nh yêu cầu CPU 64bit kích hoạt Intel VT hoặc AMD- Nhưng đây

chỉ là khuyến nghị từ nhà cung cấp. XenServer vẫn có thể được cài nếu CPU

không được kích hoạt Intel VT hay AMD-V. Tuy nhiên, các tiện ích và tính năng

sẽ bị hạn chế. XenServer là một chương tr nh ảo hóa một phần. Nó sử dụng kỹ

thuật ảo hóa một phần trong ảo hóa s rv r o đó, chương tr nh đòi hỏi bộ xử lý

trên server vật lý có khả năng thực hiện công nghệ ảo hóa để ta có thể tận dụng

hết khả năng của nó.

3.4 Giải pháp ảo hóa của Microsoft Hyper V

Microsoft là một hãng nổi tiếng thế giới về hệ điều hành m y chủ và cli nt

Microsoft hiểu rằng công việc ảo ho m y chủ để tối ưu ho hiệu suất sử dụng

m y chủ và hạ tầng mạng là công việc quan trọng Từ năm Microsoft đã đưa

ra Microsoft irtual PC cho dòng m y tính người dùng và Microsoft irtual

rv r cho c c dòng rv r sau đó ph t triển mạnh lên irtual PC P và

irtual rv r P được hỗ trợ đến năm

“ iện nay, trên toàn cầu, chưa đến % m y chủ có ứng dụng công nghệ ảo

hóa, trong khi đó chưa đến / m y chủ đang chạy chỉ ở % công suất Trong

tương lai, hơn một nửa m y chủ sẽ được ảo hóa”, Andr L s, phó chủ tịch

nhóm giải ph p và tiếp thị m y chủ và công cụ của Microsoft

3.4.1 Lợi ích của ảo hoá Hyper-V

Độ tin cậy: Hyper- cung cấp độ tin cậy tốt hơn và khả năng mở rộng

lớn hơn mà cho phép ảo hóa cơ sở hạ tầng Nó có một kiến trúc ảo nhân siêu nhỏ

mỏng với bề mặt tấn công tối thiểu yp rvisor không phụ thuộc vào bất k tr nh

điều khiển thiết bị nào của hãng thứ ba Nó thúc đẩy phần lớn c c tr nh điều khiển

56

thiết bị đó đã được xây dựng cho Windo s yp r- cũng có sẵn trên rv r

Core

Hợp nhất máy chủ: Ảo hóa cho phép khả năng sử dụng, quản lý c c tài

nguyên c c ứng dụng hiệu quả trên một m y chủ C c m y chủ ảo hóa có khả

năng làm công việc của m nh với sự linh hoạt cao, tận dụng khả năng phần cứng

tối đa, mà không có xung đột với c c m y chủ ảo hóa kh c yp r- kiểm so t

chặt chẽ c c nguồn tài nguyên phần cứng có sẵn cho mỗi m y ảo í dụ m y ảo

được cô lập hoặc tiếp xúc rất giới hạn với m y ảo kh c trên mạng hoặc trên cùng

một m y tính

Bảo mật: An ninh bảo mật là một th ch thức chính trong mọi giải ph p

m y chủ C c m y chủ ảo hóa ít tiếp xúc với c c chức năng m y chủ kh c trên

cùng một hệ thống chính í dụ khi triển khai nhiều chức năng m y chủ trên một

m y tính, mỗi m y chủ ảo hóa đảm nhận một chức năng, khi đó nếu một m y chủ

ảo hóa bị mất quyền kiểm so t, th vẫn đảm bảo kẻ tấn công khó có thể thể tiếp

xúc với c c m y ảo hóa kh c trên cùng một m y chủ vật lý Ảo hóa cung cấp một

cơ hội để tăng cường an ninh cho tất cả c c nền tảng m y chủ C c tính năng

Hyper- sử dụng để tăng cường an ninh bao gồm

ử dụng m y chủ ảo hóa để tận dụng c c tính năng, nâng cao mức độ bảo

mật phần cứng

Đảm bảo tiếp xúc chia sẻ của c c m y chủ ảo hóa với nhau một c ch

An ninh mạng tính năng cho phép tự động N t ork Addr ss Translation

(NAT), tường lửa, và Chính s ch bảo vệ truy cập mạng

iảm bề mặt tấn công thông qua một kiến trúc gọn nhẹ

Hiệu suất: Hyper- có thể ảo hóa khối lượng công việc đòi hỏi nhiều hơn

c c giải ph p ảo hóa trước đây và cung cấp khả năng ph t triển trong hệ thống

iệu suất bao gồm

Tốc độ cải tiến thông qua kiến trúc ảo hóa cốt lõi hyp rvisor

ỗ trợ đa luồng tăng đến bốn bộ vi xử lý trên m y chủ ảo hóa

57

Tăng cường hỗ trợ -bit, cho phép m y chủ ảo hóa chạy c c hệ điều hành

bit- và truy cập số lượng lớn bộ nhớ (lên đến mỗi M), cho phép xử lý

khối lượng công việc chuyên sâu cao hơn

iến trúc hyp rvisor cho phép chia cắt ra c c lớp thực thi và c c tr nh điều

khiển, làm việc chặt chẽ hơn với ảo hóa kiến trúc phần cứng

Nâng cao hiệu suất phần cứng Chia sẽ, tối ưu ho truyền dữ liệu giữa c c

phần cứng vật lý và m y ảo

3.4.2 Kiến trúc của Hyper-V

Hyper- chính là công nghệ ảo hóa thế hệ kế tiếp dựa trên hyp rvisor,

hyper-v khai th c phần cứng s rv r -bit thế hệ mới ( yp r- chỉ chạy trên nền

Đ s rv r -bit và CPU có hỗ trợ -bit có tính năng ảo ho ) và có nhiều cải

tiến quan trọng, là thành phần quan trọng trong Windo s rv r x và tích

hợp với c c công cụ quản lý s rv r qu n thuộc trên Windo s C c doanh nghiệp

có thể khai th c được tối ưu hiệu suất của hạ tầng s rv r x và cũng không cần

phải cần mua thêm nhiều bản quyền cho c c m y chủ ảo kh c nếu chọn lựa phiên

bản Windo s rv r x Ent rpris hoặc atac nt r

ới yp r- , Microsoft cung cấp một nền tảng ảo hóa mạnh và linh hoạt,

có thể đ p ứng nhu cầu ảo hóa mọi cấp độ cho môi trường doanh nghiệp ( N)

ới kiến trúc hoạt động mới của yp r- giúp xây dựng hệ thống rv r bảo mật

và khai th c tối ưu hiệu suất của rv r trong hệ thống mạng Trong cấu trúc của

Hyper- gồm phần chính

58

Hình 3.12: Cấu trúc ảo hóa Hypervisor theo[9]

Phân vùng cha( parent) là phân vùng chứa hệ điều hành m y chủ vật lý,

Phân vùng con(child) là phân vùng của c c hệ điều hành m y ảo, nó hỗ trợ

cả hệ điều hành linux, indo s, …

Lớp hypervisor Windo s yp rvisor là một bộ giao tiếp bằng phần mềm,

nó nằm giữa lớp phần cứng vật lý và một hay nhiều hệ điều hành yp rvisor

điều khiển việc truy cập đến phần nhân của phần cứng và định nghĩa ra c c môi

trường hoạt động độc lập t ch rời gọi là partition

Nhiệm vụ chính của lớp Windo s yp rvisor là đảm bảo sự t ch rời giữa

c c phân vùng và gi m s t việc sử dụng tài nguyên phần cứng giữa c c phân

vùng, bảo đảm cô lập để bảo mật giữa c c phân vùng hệ điều hành m y ảo

Windo s yp rvisor điều khiển phần cứng vật lý giống như advanc d

programmable interrupt controllers (APICs) trong việc ngắt quãng định tuyến, bộ

xử lý vật lý để lên kế hoạch xử lý một c ch logic việc truy cập của m y ảo, hàng

chờ, không gian bộ nhớ vật lý để điều khiển c c truy xuất đến am và bộ nhớ

59

thiết bị và c c phần cứng kh c Phân vùng cha quản lý việc phân phối am, bộ xử

lý và quản lý nguồn, Pci bus, c c thiết bi truy xuất thông qua c c tr nh điều khiển

thiết bị… có loại hệ điều hành sau hỗ trợ trên yp r- tốt nhất

Hyper-V Aware Windows Operrating Systems: là c c dòng hệ điều

hành của Microsoft hỗ trợ tốt nhất hiệu suất của yp r- Có khả năng dùng

Int gration rvic s để khởi tạo irtual rvic Cli nts trong việc liên lạc với

irtual rvic Provid rs ( Ps) đang chạy trên phân vùng chính thông qua

VMBus.

Hyper-V Aware Non Windows Operating Systems: là những dòng hệ

điều hành không phải của Microsoft nhưng lại tương thích với yp r-V.

Non Hyper-V Aware Operating System: là những dòng hệ điều hành

không phải của Microsoft và cũng chưa được kiểm duyệt là tương thích với

Hyper- , nên mất đi khả năng tích hợp dịch vụ v vậy hiệu suất khai th c phần

cứng của hệ điều hành này chưa cao

hẳ năng hỗ trợ của yp r- phiên bản Windo s rv r

Hỗ trợ bản quyền của các phiên bản Windows Server 008

Bảng 3.13 Bảng giá của các phiên bản Windows Server 2008

60

So sánh các giải pháp ảo hóa

Các giải pháp Citrix

XenServer

5.6.1

Microsoft

Window

Server 2008

Hyper-V R2

Red Hat

Enterprise

Virtualization

2.2

VMware

ESXi

vSphere

4.1

STT Tính năng

1 Hypervisor Có Có Có có

2 Kết nối storage Có Có Có có

3 Ảo hóa mạng Có Có Có có

4 Ảo hóa hệ điều hành Centos,

Debian,

Redhat, Suse,

Window

Redhat, Suse,

Window

Redhat,

Window

Hầu hết

những hệ

điều hành

phổ biễn

X86, X64

5 vCPU /host 512 512 512 512

6 vCPU /VM 8 window/32

linux

4 8 16

7 RAM/VM 32G 64GB 256GB 256GB

8 Live Migration Có Có Có có

9 Live storage

Migration

No No No yes

10 Snapshot Có Có Có Có

11 Shared resource

pools

Có Có Có có

Hình .14 So sánh các giải pháp ảo hóa

61

CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH ẢO HÓA HẠ TẦNG TÍNH TOÁN TRƯỜNG ĐẠI

HỌC

4.1 Hạ tầng công nghệ thông tin trong trường đại học Quốc Gia Hà

Nội

ài to n đặt ra với một trường đại học lớn như Đại học Quốc gia Hà Nội,

Hiện tại cơ cấu tổ chức gồm :

- C c trường thành viên Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Trường Đại

học Khoa học Xã hội và Nhân văn, Trường Đại học Ngoại ngữ, Trường Đại học

Công nghệ, Trường Đại học Kinh tế, Trường Đại học Giáo dục.

- Các Khoa trực thuộc: Khoa Luật, Khoa Quản trị kinh doanh, Khoa Quốc tế,

hoa au Đại học, Khoa Y- ược

- Các Viện nghiên cứu: Viện Công nghệ thông tin, Viện Đảm bảo chất

lượng, Viện Việt Nam học và khoa học phát triển, Viện Vi sinh vật và Công nghệ

sinh học, Viện tin học Pháp ngữ

- C c trung tâm đào tạo và nghiên cứu: 11 trung tâm

- C c đơn vị phục vụ đơn vị

Hiện tại hầu như mỗi trường, mỗi đơn vị đều có một trung tâm hoặc phòng

chuyên phụ trách về công nghệ thông tin. Mỗi trung tâm hoặc phòng quản lý hệ

thống máy chủ riêng biệt và Trung tâm Ứng dụng Công nghệ thông tin làm đầu

mối liên lạc và cung cấp mạng cho c c đơn vị.

Các dịch vụ trung tâm Ứng dụng cung cấp cho Đại học Quốc gia Hà Nội :

- Thư điện tử (@vnu.edu.vn)

- Web site tin tức ( www.vnu.edu.vn)

- Portal cán bộ

- Portal đào tạo

62

- Dịch vụ internet Proxy,..

Đ Q N có cơ sở hạ tầng mạng – truyền thông khá tốt triển khai theo topo

h nh sao nhưng với hệ thống kết nối ở core layer (từ cor s itch đến các

distribute switch) là các kết nối cáp quang dạng vòng bps đảm bảo tốc độ

truyền thông cao, liên tục dù có sự cố đứt 1 một cung trên c c vòng C c đường

kết nối thứ cấp (từ c c distribut s itch đến các thiết bị đầu cuối của người dùng)

dùng c p UTP băng thông Mbps

Hệ thống thiết bị kết nối mạng (rout , s itch, …) đến c c đơn vị được đầu tư

đồng bộ có cấu h nh đủ mạnh đ p ứng nhu cầu trao đổi dữ liệu trong toàn bộ hệ

thống, dù còn nhược điểm là chưa được thiết kế theo mô hình duplex – không có

thiết bị dự phòng đảm bảo hoạt động liên tục khi có một thiết bị gặp sự cố. Trong

tương lai, khi có điều kiện về kinh phí, cần phải xây dựng dự n đầu tư bổ sung.

Do tất cả c c distribut s itch đều là các switch hỗ trợ VLAN nên từng nhóm

máy tính của người dùng cuối tùy th o thưc tế đã được tổ chức thành những mạng

con hay VLAN riêng một cách mềm dẻo, đ p ứng nhu cầu của người dùng và

đảm bảo an ninh hệ thống.

Số lượng máy chủ hoạt động:

TT Phần cứng Số

lượng Cầu hình (CPU, RAM, HDD)

1 IBM 335 4 Xeon 2.4Ghz, RAM 2G,

HDD:60G

2 IBM 346 4 Xeon, 2CPUx3.6Ghz, RAM

(4->6G) HDD: 1.2T

3 IBM 346 6 Xeon, 2CPUx3.6GHz 2G-4G,

HDD, 600G

4 IBM 3650 M3 7 Xeon, 8CPUx2.53GHZ, RAM

8G, HDD 600G

63

5 IBM 3650 M4 6 Xeon, 12CPUx2.299, RAM

16G, HDD 1000G

6 IBM 232 2 Xeon, 2.2 GHZ, RAM 1G,

HDD 60G

7 Thiết bị lưu trữ chuyên

dụng SAN (IBM D3425) 01 ung lượng lưu trữ 13,2TB

Hạ tầng mạng LAN

ơ đồ mạng:

Danh sách thiết bị mạng

64

TT Tên thiết bị Số

lượng

1 Cisco Router 3925 01

2 Cisco Router 2800 2

3 Cisco Nexus 7010 01

4 Cisco Catalyst 4507R 02

6 Cisco VPN (Virtual Private Network) 3000 01

7 Cisco WAE (Wide Area Application Engine)

512 01

8 Cisco Catalyst 3560R 48 port 100MB/4

module SFP 01

9 Cisco Catalyst 3560R 24 Port 100MB,

2module SFP 01

10 Cisco Small business 24 Port 100MB 02

11 Cisco Catalyst Express 500 02

12 Cisco Catalyst 2950 24port/100MB 04

13 Cisco Catalyst 2950 12 port 100M 01

Các vấn đề tồn tại trong mạng VNU.

- Quản lý tài nguyên máy chủ vẫn mang tính chất thủ công và làm bằng tay

nhiều.

- Mỗi server chỉ chứa một dịch vụ duy nhất, nhiều máy chủ không tận dụng

được hết khả năng của nó.

- Khả năng sao lưu dữ liệu thường phải lưu trữ bằng các ổ cứng cắm trực

tiếp trên máy chủ. Dữ liệu còn dải rác trên các máy chủ kh c nhau Chưa quản lý

tập trung.

65

- Việc phục hồi một máy chủ dịch vụ bị lỗi mất rất nhiều thời gian do phải

xử lý từng m y độc lập.

- Hạ tầng mạng LAN chưa có tính dự phòng, do số lượng card mạng máy

chủ còn hạn chế.

Để khắc phục những nhược điểm trên, ta cần đến giải pháp ảo hóa. Trong số các

giải pháp nêu trên thì tùy vào khả năng của trường, ta nên áp dụng công nghệ ảo

hóa mã nguồn mở (KVM, XEN), hoặc tính phí.( VMware, Hyper-V)

o đặc thù riêng của trường Đại học Quốc gia Hà Nội đó là chay song song, cả

hệ điều hành window server 2003, 2008, sql server 2005 và hệ điều hành Linux (

Centos 5x, 6x, Debian ,..)Nên giải pháp phù hợp với trường đó là giải pháp của

IBM VMware.

4.2 Đề xuất mô hình ảo hóa trong trường Đại học Quốc gia Hà Nội

Trong phần này tôi trình bày mô hình ảo hóa áp dụng trong trường Đại học Quốc

gia Hà Nội, cụ thể hơn là đơn vị Trung tâm Ứng dụng Công nghệ thông tin

Dựa vào bảng so s ch tính năng ảo hỏa của các nhà cung cấp. Ta chọn giải

phái ảo hỏa của IBM vì giao diện dễ sử dụng, quản trị dễ dàng, tính năng miễn

phí cung cấp đủ cho một hệ thống nhỏ. Với hệ thống mạng lớn ta chỉ cần bỏ ra ít

chi phí để mua thêm phần mềm quản lý tập trung. Áp dụng kiến trúc ảo hóa của

IBM VMware ta có mô hình ảo hóa mạng NUNET như sau

66

Hình .1: Mô hình ảo hóa và giải pháp ảo hóa

4.2.1 Ảo hóa máy chủ.

Về phần cứng: EXS hỗ trợ tất cả các máy chủ của IBM cả dòng máych ủt

hấp.

Đa số s rv r được ảo hóa, các máy chủ được cài đặt ESXi 4.1, EXS center quản

lý tập trung các máy chủ.

Số lượng máy chủ vật lý là: 13

4.2.2 Ảo hóa storage:

Phần lưu trữ sẽ được maping trên với ESX, Các máy chủ sẽ sử dụng chung

dữ liệu storage. Sử dụng SAN, các máy chủ quan trọng được ưu tiên nằm trong

vùng storage, còn các máy chủ kh c lưu trữ b nh thương trong c c ổ iSCSI chạy

raid5.

4.2.3 Ảo hóa mạng.

Web Tầng ứng dụng EMAIL HSCV ……

…

MÁY ẢO MÁY ẢO MÁY ẢO MÁY ẢO

MÁY ẢO

Máy quản lý

vCenter

Hệ thống lưu trữ SAN

HỆ THỐNG MÁY VẬT LÝ

Hệ thống lưu trữ iSCSI

CÁC MÁY CHỦ VẬT LÝ CÀI ESXi server

67

Nền tảng ESXi server hỗ trợ tạo switch ảo và tạo các card ảo. Vì vậy mỗi

s rv r thường được cắm đường trunking, vừa mang tính dự phòng vừa cân bằng

tải, hệ thống mạng kết đến mỗi server là 2G .

4.2.4 Cấp phát tài nguyên

Tài nguyên hiện tại:

Số lượng máy chủ vật lý là: 13

Số lượng máy ảo hoạt động: 40

Mỗi dịch vụ được cấp phát một tài nguyên theo nhu cầu.

ưới dây là một số hình ảnh minh họa về hệ thống VMware của Đ Q à Nội

Khẳ năng lưu trữ và phục hồi: Hiện tại hệ thống SAN 13,5T và hệ thống ổ cứng

iSCSI cùng khoảng đấy, vừa đủ để chạy full backup.

Tính sẵn sàng cao, khi một máy chủ chết dịch vụ hoặc bị virus, ta có thẻ tạm

dừng để bật máy chủ khác trong khi mình sửa lỗi.

Tối ưu hóa được tài nguyên hệ thống, tập trung di chuyển các server vào một máy

chủ vật lý chạy máy ảo.

Tăng khả năng bảo mật, các máy ảo hóa qua các lớp switch và firewall

Triển khai thực tế thử nghiệm giải pháp ảo hóa

Cài đặt ESXi4.1 trên các máy chủ:

68

Hình 4.2 Các host and cluster: Quản lý các máy chủ vật lý

69

Hình 4.3 Quản lý máy chủ đang chạy và máy chủ backup, tự động bật khi máy

kia chết.

Hình 4.4 Theo dõi phần trăm CPU của máy vật lý

70

Hình 4.5 Quản lý hệ thống lưu trữ

71

Hình 4.6 Quản lý hệ thống mạng

Quản lý host theo kiểu view map

72

KẾT LUẬN

Hiện tại hạ tầng công nghệ thông tin của Đại học Quốc gia Hà nội đã được

ảo hóa Nhưng vẫn còn đang trong qu tr nh hoàn thiện, còn nhiều vấn đề lỗi xảy

ra trong quá trình vận hành. Hệ thống tuy tối ưu hóa được hạ tầng mạng tính toán

nhưng vẫn chưa được thông minh

Như việc sao lưu phục hồi dữ liệu, chưa thử nghiệm được phần mềm tự back

vsphere backup

Việc mua toàn bộ giải pháp VMware là rất đắt tiền nên mới chỉ ở mức dùng

bản free

Còn phần mềm quản lý vC nt r chưa có bản quyền, đang trong quá trình

hoàn thiện.

Việc phát triển hạ tầng công nghệ thông tin sẽ phải làm từng bước, nhưng

bước đầu tiền là phải ảo hóa được hạ tầng công nghệ thông tin, bước tiếp theo là

triển khai hướng cloud comput r ướng phát triển cung cấp các dịch vụ cho bên

ngoài, phục vụ công tác nghiên cứu và thử nghiệm.

Ảo hóa là bước đầu để phát triển nên điện to n đ m mây, c c nhà lãnh đạo

về Giáo dục đang tập trung vào 3 mặt của một vấn đề:

4.2.5 Lớp học thông minh Đưa ra chất lượng giáo dục và quy trình học

tập để nâng cao kỹ năng và thành công sinh viên Để thực hiện được ta cần phân

tích dữ liệu sinh viên và mở rộng tài nguyên giáo dục và các công cụ dành cho

học tập

4.2.6 Quản trị thông minh Để giảm thiểu các chi phí và cải thiện hiệu

suất, ta cần phân tích dữ liệu và các công cụ quản lý tài sản và hiệu năng của tổ

chức. Thiết kế lại các quy trình làm việc và các tiêu chuẩn mở rộng tương t c

4.2.7 Cải tiến trong nghiên cứu Đẩy nhanh phát kiến khoa học, gắn kết

các sáng kiến nghiên cứu để hỗ trợ phục hồi kinh tế và phát triển bền vững

73

Về lâu dài có thể đầu tư hệ thống Blade server với cấu hình mạnh, dần dần

thay thế hệ thống máy chủ cũ

Trong quá trình làm luận văn, m đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô

trong Viện Công nghệ thông tin nói chung cũng như c c thầy cô trong trường Đại

học Công nghệ nói riêng. Em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô giáo,

em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy TS.Nguyễn ăn Đoàn giáo viên trực tiếp

hướng dẫn em hoàn thành luận văn này!

Em xin chân thành cảm ơn!

74

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng Anh

[1] O'Reilly, 2009 “ Cloud Security and Privacy - An Enterprise

Perspective on Risk and Compliance “ .

[2] r gg, lly, ullivan & Woolst ncroft, Jun “Global Server

Virtualization Survey- Summary Report”

Trang web

[3] http://vi.wikipedia.org

[4] http://www.vmware.com/pdf/vi_architecture_wp.pdf

[5] http://readwrite.com/2011/04/19/comparing-5-virtualization-ven

[6]http://www.vmware.com/technical-resources/advantages/robust-

foundation.html

[7] http://serverfault.com/questions/44597/hyper-v-vs-esxi-vs-xenserver[

[8]http://calfo.wordpress.com/2009/07/24/xenserver-and-vmware-vsphere-

%E2%80%93-a-cost-comparison/

[9] http://fit.ispace.edu.vn/tp-chi-cong-ngh/tp-chi-cntt-tt/1930-trin-khai-cong-

ngh-o-hoa-vi-microsoft-hyper-v

[10] http://www.pcworld.com.vn/articles/cong-nghe/cong-

nghe/2008/01/1191765/hyper-v/

[11] http://www.microsoft.com/vietnam/products/server/winserver/Produ

ct/Technologies/virtualization-consolidation_vi.aspx

[12]http://www.ibm.com/developerworks/library/os-cloud-

anatomy/index.html