chương 1 và công nghệ ở chương 2 để ảo hóa máy chủ của thư viện trường ĐH Kỹ thuật – Hậu cần, Bộ Công An cho phép chạy nhiều ứng dụng khác nhau. Nguyễn Chí Dũng Trang 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Công Nghệ Ảo Hóa và Ứng Dụng MỤC LỤC LỜ I CẢ M Ơ N. 1 DANH MỤ C CÁC CHỮ VIẾ T TẮ T. 6 Chƣ ơ ng 1: CÔNG NGHỆ Ả O HÓA VÀ CÔNG NGHỆ GIÚP VIỆ C Ả O HÓA .2 Tổ ng quan ả o hóa .2 Các thành phầ n củ a mộ t hệ thố ng ả o hóa .1 Kiế n trúc ả o hóa Host-Based .2 Kiế n trúc ả o hóa Hypervisor-Based.3 Kiế n trúc ả o hóa Hybrid .4 Các lợ i ích củ a ả o hóa .5 Mộ t số công nghệ liên quan đế n ả o hóa.1 Công nghệ RAID .2 Công nghệ lƣ u trữ mạ ng SAN.
29 Nguyễn Chí Dũng Trang 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Công Nghệ Ảo Hóa và Ứng Dụng 1.3 Công nghệ High Availability. 31 Chƣ ơ ng 2: Ả O HÓA VỚ I VMWARE ESX SERVER 6.1 Tổ ng quan về VMware ESX Server .2 Hai thành phầ n chính củ a VMware ESX Server .1 Hệ điề u hành điề u khiể n (Console Operating System) .3 Mộ t số tính nă ng củ a VMware ESX Server .1 Khả nă ng quả n lý tài nguyên .2 Hiệ u suấ t và khả nă ng mở rộ ng .3 Tính sẵ n sàng cao. 38 Chƣ ơ ng 3: Ứ NG DỤ NG CHO THƢ VIỆ N TRƢ Ờ NG Đ HKT HẬ U CẦ N CAND .1 Mụ c tiêu củ a giả i pháp .4 Triể n khai hệ thố ng .1 Cài đặ t VMware ESX Server .2 Giao diệ n đă ng nhậ p chính. 45 Nguyễn Chí Dũng Trang 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Công Nghệ Ảo Hóa và Ứng Dụng 3.3 Quả n lý từ xa bằ ng VM vSphere client .5 Quả n lý và theo dõi các máy ả o.
52 Kế t luậ n và hƣ ớ ng phát triể n. 56 Nhữ ng hạ n chế. 56 Hƣ ớ ng phát triể n. 56 Tài liệ u tham khả o.
58 Nguyễn Chí Dũng Trang 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Công Nghệ Ảo Hóa và Ứng Dụng Chƣơng 1:CÔNG NGHỆ ẢO HÓA VÀ CÔNG NGHỆ GIÚP VIỆC ẢO HÓA 1.1Giới thiệu Như đã trình bày trong lời nói đầu, các cơ quan,tổ chức đều có các hệ thống máy chủ để chạy các ứng dụng, lưu trữ dữ liệu, cung cấp các dịch vụ như web, email,… riêng của mình. Với mỗi một ứng dụng như vậy, về mặt lý thuyết, các cơ quan tổ chức phải trang bị tương ứng một máy chủ vật lý. Tuy nhiên, thực tế chỉ ra rằng các máy chủ sử dụng rất ít tài nguyên vật lý của nó,chỉ từ 10% đến 30% cho một loại dịch vụ và phần tài nguyên còn lại thì không dùng đến, điều này gây sự lãng phí rất lớn [1].Do đó cần có các giải pháp để giảm thiểu các chi phí này có thể.Công nghệ ảo hóa là giải pháp lý tưởng cho các cơ quan và tổ chức giải quyết bài toán này. Công nghệ ảo hóa giúp giảm thiểu chi phí đầu tư mua nhiều máy chủ,tiết kiệm điện năng,… cho các cơ quan, tổ chức.
Mục đích chính của công nghệ ảo hóalà tận dụng tối đa hiệu suất làm việc của các máy chủ bằng cách cho phép cài đặt nhiều máy chủ ứng dụng trên một máy chủ vật lý duy nhất.Việc quản lý cũng trở nên dễ dàng hơn khi quản lý tập trung nhiều máy trên một máy chủ duy nhất. Vấn đề khó khăn của công nghệ ảo hóa là sự an toàn dữ liệu. Tuy nhiên điều này sẽ được khắc phục bằng một loạt các công nghệ đảm bảo an toàn dữ liệu và hoạt động ổn định của máy chủ như công nghệ High Availability, RAID (Redundant Array of Independent Disks),công nghệ lưu trữ mạng SAN (Storage Area Network) [2,3]. Hiện nay, nhiều hãng phần mềm máy chủ đều ra sức tập trung để nghiên cứu và phát triển công nghệ ảo hóa.
Nổi bật là các sản phầm của VMware [4,5,10], của Citrix như Zen Server,Hyber-V của Microsoft, Solarris Zones của Oracle,.[9,11]Đây là các nhà cung cấp đang nắm giữ phần lớn thị trường ảo hóa hiện nay. Tại Việt Nam,ứng dụng công nghệ ảo hóa còn khá hạn chế do chưa có nhiều doanh nghiệp thấy được nhu cầu cần thiết và nắm được công nghệ này. Vì vậy, nhiệm vụ chính của luận văn là nghiên cứu về công nghệ ảo hóa nhằm ứng dụng Nguyễn Chí Dũng Trang 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Công Nghệ Ảo Hóa và Ứng Dụng xây dựng mô hình ứng dụng ảo hóa cho các cơ quan, tổ chức chính phủ hoặc các doanh nghiệp.2Tổng quan ảo hóa 1.1 Khái niệm ảo hóa Ảo hóa là một công nghệ được ra đời nhằm khai thác triệt để khả năng làm việc của các phần cứng trong một hệ thống máy chủ [1,7,8].Nó hoạt động như một tầng trung gian giữa hệ thống phần cứng máy tính 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. Ảo hóa phép tạo nhiều máy ảo trên một máy chủ vật lý, mỗi một máy ảo cũng được cấp phát tài nguyên phần cứng như máy thật gồm có Ram, CPU, Card mạng, ổ cứng, các tài nguyên khác và hệ điều hành riêng.
Khi chạy ứng dụng,người sử dụng không nhận biết được ứng dụng đó chạy trên lớp phần cứng ảo.1: Một server vật lý trong hệ thống ảo hóa Các bộ xử lý của hệ thống máy tính lớn được thiết kế hỗ trợ công nghệ ảo hoá và cho phép chuyển các lệnh hoặc tiến trình của các máy ảo cho hệ điều hành chủ vật lý xử lý,sau đó lớp ảo hóa sẽ mô phỏng kết quả để trả về cho máy ảo.Tuy nhiên không phải tất cả bộ xử lý đều hỗ trợ ảo hóa.Các bộ xử lý cũ trên máy để bàn điều không hỗ trợ chức năng này.Ngày nay hai nhà sản xuất bộ xử lý lớn trên thế Nguyễn Chí Dũng Trang 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Công Nghệ Ảo Hóa và Ứng Dụng giới là Intel và AMD đều tích cố gằn tích hợp công nghệ ảo hóa vào trong các sản phẩm của họ.Các bộ xử lý có ứng dụng ảo hóa thường là Intel Virtual Technology hoặc AMD Pacifica. Công nghệ ảo hóa đem đến cho người dùngnhiều sự tiện ích.Việc có thể chạy nhiều hệ điều hành đồng thời trên cùng một máy tính thuận tiện cho người sử dụng.Điều đó làm cho các nhà cung cấp các sản phẩm máy chủ và phần mềm điều chú tâm đầu tư nghiên cứu và phát triển công nghệ này như: HP,IBM,Microsoft và VMware.Nhiều dạng ảo hóa được đưa ra và có thể chia thành hai dạng chính là ảo hóa cứng và ảo hóa mềm. Ảo hóa cứng: Dạng ảo hóa này cho phép tạo nhiều máy ảo trên môt máy chủ vật lý. Mỗi máy ảo chạy hệ điều hành riêng và được cấp phát các tài nguyên phần cứng như CPU, dung lượng ổ cứng,dung lượng bộ nhớ trong RAM,.
Các tài nguyên của máy chủ vật lý cấp phát động một cách linh động tùy theo nhu cầu của từng máy ảo. Giải pháp này cho phép hợp nhất các hệ thống máy chủ cồng kềnh thành một máy chủ duy nhất và các máy chủ trước đây bây giờ đóng vai trò là máy ảo ứng dụng chạy trên nó. Ảo hóa mềm: Thực sự là sự bản sao của một hệ điều hành chính làm nhiều hệ điều hành con và cho phép các máy ảo ứng dụng có thể chạy trên nó. Ví dụ, nếuhệđiều hành cảu máy chủ vật lý là Windows thì cách ảo hoá này sẽ cho phép tạo thêm nhiều bản Windows làm việc trên cùng máy.Cách này có ưu điểm là chỉ cần một bản quyền cho một hệ điều hành và có thể sử dụng cho các máy ảo còn lại.Nhược điểm của nó làkhông thể sử dụng nhiều hệ điều hành khác nhau trên cùng một máy chủ.2 Các thành phần của một hệ thống ảo hóa Với nhu cầu sử dụng máy chủ ảo ngày càng nhiều của các cơ quan, doanh nghiệp thì việc ảo hóa máy chủ từ máy chủ vật lý có sẵn là điều mà mọi cơ quan, tổ chức đều hướng tới để tiết kiệm tài nguyên và tiết kiệm chi phí thay vì thuê máy chủ.
Hệ thống ảo hóa giúp doanh nghiệp tạo ra nhiều máy chủ ảo từ máy chủ vật lý Nguyễn Chí Dũng Trang 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Công Nghệ Ảo Hóa và Ứng Dụng thông thường. Một hệ thống ảo hóa gồm có 4 thành phần chính: tài nguyên vật lý, phần mềm ảo hóa, máy chủ ảo và hệ điều hành khách [5].2: Các thành phần của một hệ thống ảo hóa. i) Tài nguyên vật lý hay phần cứng (lớp 0): Phần cứng hay tài nguyên vật lý chính là CPU, ổ đĩa cứng HDD, RAM,… trên máy chủ vật lý có vai trò cung cấp tài nguyên hoạt động cho các máy ảo mới. Các tài nguyên của máy chủ vật lý sẽ được chia ra để cung cấp cho các máy ảo.
ii) Các phần mềm ảo hóa (lớp 1): Phần mềm ảo hóa là yếu tố không thể thiếu trong hệ thống ảo hóa. Các phần mềm này có vai trò cung cấp truy cập cho mỗi máy chủ ảo đến tài nguyên của máy chủ vật lý.Nền tảng của môi trường ảo hóa chính là các phần mềm ảo hóa. Mọi hoạt động cấp phát, quản lý tài nguyên máy chủ ảo đều do phần mềm ảo hóa thực hiện. iii) Máy chủ ảo (lớp 2): Máy chủ ảo chính là sản phẩm của công nghệ ảo hóa.
Nhờ vào phần mềm ảo hóa mà tạo ra các máy chủ ảo từ máy chủ vật lý.Máy chủ ảo hoạt động như một máy chủ vật lý bình thường với tài nguyên, hệ điều hành, giao diện riêng. Nguyễn Chí Dũng Trang 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Công Nghệ Ảo Hóa và Ứng Dụng iv) Hệ điều hành khách (lớp 3): Hệ điều hành khách là một phần mềm được cài đặt trên một máy chủ ảo. Hệ điều hành khách giúp cho người dùng dễ dàng sử dụng và xử lý các sự cố trên máy chủ ảo.Các thao tác trên hệ điều hành khách tương tự như các thao tác trên hệ điều hành thông thường.3 Các kiến trúc ảo hóa Xét về kiến trúc hệ thống, các kiến trúc ảo hóa hệ thống máy chủ có thể chia thành các dạng dạng chính sau: - Host-based - Hypervisor-based (còn gọi là bare-metal hypervisor, nó được chia nhỏ ra làm hai loại là Monothic Hypervisor và Microkernel Hypervisor) - Hybrid.