CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ẢO HÓA 1. Điện toán đám mây Điện toán đám mây (Cloud Computing) hay còn gọi là điện toán máy chủ ảo cung cấp các công nghệ, tài nguyên máy tính liên kết với mạng Internet. Với mô hình điện toán đám mây, người dùng sẽ được tiếp cận các tài nguyên từ công nghệ, năng lượng điện toán, lưu trữ cơ sở dữ liệu đến từ những nhà cung cấp dịch vụ đám mây [1].
Hình 1: Cloud Computing Điện toán đám mây hoạt động theo phương thức hoàn toàn khác với phần cứng vật lý. Cloud Computing cho phép người dùng quyền truy cập vào máy chủ, dữ liệu và những dịch vụ bằng internet. Nhà cung cấp dịch vụ đám mây sẽ sở hữu, quản lý phần cứng và duy trì kết nối mạng. Trong khi đó, user sẽ được cung cấp và sử dụng những gì mà họ thông qua nền tảng web.
Mô hình điện toán đám mây 1. Đám mây công cộng Đám mây công cộng (Private Cloud): Là mô hình đám mây công khai, nơi nhà cung cấp đám mây cung cấp các dịch vụ đám mây cho nhiều khách hàng khác nhau thông qua internet. Khách hàng chỉ trả tiền cho những tài nguyên họ sử dụng, chẳng hạn như một số lượng băng thông hoặc dung lượng lưu trữ. Nhóm 5 – Lớp CNTT 14-02 Page 11 Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com) lOMoARcPSD|39270540 Hình 2: Mô hình đám mây công cộng Đối tượng sử dụng: Bao gồm người dùng bên ngoài internet.
Đối tượng quản lý là nhà cung cấp dịch vụ. Ưu điểm: - Phục vụ được nhiều người dùng hơn, không bị giới hạn bởi không gian và thời gian. - Tiết kiệm hệ thống máy chủ, điện năng và nhân công cho doanh nghiệp. Nhược điểm: - Các doanh nghiệp phụ thuộc vào nhà cung cấp không có toàn quyền quản lý.
- Gặp khó khăn trong việc lưu trữ các văn bản, thông tin nội bộ. Đám mây riêng Đám mây riêng (Private Cloud): Là mô hình đám mây riêng, nơi các tài nguyên đám mây được triển khai và quản lý bởi một tổ chức hoặc doanh nghiệp. Private Cloud thường được sử dụng để cung cấp các dịch vụ đám mây cho một doanh nghiệp và không chia sẻ với người dùng ngoài doanh nghiệp đó Đối tượng sử dụng: Nội bộ doanh nghiệp sử dụng và quản lý Ưu điểm: - Chủ động sử dụng, nâng cấp, quản lý, giảm chi phí, bảo mật tốt,… Nhược điểm: Nhóm 5 – Lớp CNTT 14-02 Page 12 Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com) lOMoARcPSD|39270540 - Khó khăn về công nghệ khi triển khai và chi phí xây dựng, duy trì hệ thống. - Hạn chế sử dụng trong nội bộ doanh nghiệp, người dùng ở ngoài không thể sử dụng.
Hình 3: Mô hình đám mây riêng 1. Đám mây lai Đám mây lai (Hybrid Cloud): Là mô hình đám mây kết hợp giữa Public Cloud và Private Cloud. Các tài nguyên đám mây được phân bổ giữa Public Cloud và Private Cloud, cho phép tổ chức có thể sử dụng cả hai mô hình đám mây để đáp ứng nhu cầu kinh doanh của mình. Hybrid Cloud cũng cho phép tổ chức duy trì kiểm soát hoàn toàn các tài nguyên của mình trong Private Cloud, đồng thời cũng tận dụng được những ưu điểm của Public Cloud, chẳng hạn như tính linh hoạt và khả năng mở rộng.
Đối tượng sử dụng: Doang nghiệp và nhà cung cấp quản lý theo sự thỏa thuận. Người sử dụng có thể sử dụng các dịch vụ của nhà cung cấp và dịch vụ riêng của doanh nghiệp. Ưu điểm: - Doanh nghiệp 1 lúc có thể sử dụng được nhiều dịch vụ mà không bị giới hạn. Nhược điểm: - Khó khăn trong việc triển khai và quản lý.
Tốn nhiều chi phí. Nhóm 5 – Lớp CNTT 14-02 Page 13 Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com) lOMoARcPSD|39270540 Hình 4: Mô hình đám mây lai 1. Đám mây công đồng Đám mây cộng đồng (Community Cloud): là các dịch vụ trên nền tảng Cloud computing do các công ty cùng hợp tác xây dựng và cung cấp các dịch vụ cho cộng đồng. Đối tượng sử dụng: Một đám mây cộng đồng có thể được thiết lập bởi một số tổ chức có yêu cầu tương tự và tìm cách chia sẻ cơ sở hạ tầng để thực hiện một số lợi ích của điện toán đám mây.
Ưu điểm: - Có thể đáp ứng về sự riêng tư, an ninh hoặc tuân thủ các chính sách tốt hơn. Nhược điểm: - Tốn kém. Nhóm 5 – Lớp CNTT 14-02 Page 14 Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com) lOMoARcPSD|39270540 Hình 5: Mô hình đám mây cộng đồng 1. Công nghệ ảo hóa 1.
Ảo hóa Ảo hóa là công nghệ mà bạn có thể sử dụng để tạo các dạng trình bày ảo của máy chủ, kho lưu trữ, mạng và nhiều máy vật lý khác [2]. Nó hoạt động như một tầng trung gian giữa phần cứng máy tính và phần mềm chạy trên nó. Ý tưởng của công nghệ máy chủ ảo hóa là từ một máy PC đơn lẻ có thể tạo thành nhiều máy ảo riêng biệt. Ảo hóa cho 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, ổ cứng, Card mạng, 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. Công nghệ ảo hóa là công nghệ được thiết kế để tạo ra tầng trung gian giữa hệ thống phần cứng (hardware) và phần mềm (OS) giúp quản lý, phân phối tài nguyên phần cứng cho lớp OS ảo hoạt động trên nó. Công nghệ này giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên phần cứng và giảm thiểu chi phí đầu tư cho phần cứng. Ngoài ra, công nghệ ảo hóa còn giúp cho việc quản lý và bảo mật dữ liệu trở nên dễ dàng hơn [3].
Nhóm 5 – Lớp CNTT 14-02 Page 15 Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com) lOMoARcPSD|39270540 Hình 6: Mô hình ảo hóa Nhóm 5 – Lớp CNTT 14-02 Page 16 Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail. Phân loại ảo hóa a) Ảo hóa hệ thống máy chủ (Server virtualization) - Đây là hình thức ảo hóa môi trường máy tính để tạo ra các máy ảo trên một máy chủ vật lý. Mỗi máy ảo có thể chạy một hệ điều hành và ứng dụng riêng biệt, và được quản lý bởi một phần mềm quản lý ảo hóa (hypervisor). - Ảo hóa hệ thống máy chủ cho phép người dùng chạy nhiều máy chủ ảo trên một máy chủ vật lý, đem lại nhiều lợi ích như tăng tính di động, dễ dàng thiết lập với các máy chủ ảo, việc quản lý và chia sẻ tài nguyên dễ dàng hơn.
Hình 7: Ảo hóa hệ thống máy chủ b) Ảo hóa hệ thống ứng dụng (Application virtualization) - Hình thức ảo hóa này tách biệt ứng dụng khỏi hệ điều hành và các ứng dụng khác, cho phép chúng chạy độc lập trong một môi trường ảo. Điều này giúp giảm xung đột và tương thích giữa các ứng dụng, cũng như dễ dàng triển khai và quản lý ứng dụng trên nhiều hệ điều hành khác nhau. Nhóm 5 – Lớp CNTT 14-02 Page 17 Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com) lOMoARcPSD|39270540 Hình 8: Ảo hóa hệ thống ứng dụng c) Ảo hóa hệ thống mạng (Network virtualization) - Hình thức ảo hóa này cho phép tách biệt mạng vật lý thành nhiều mạng ảo độc lập. Nó cho phép quản lý, cấu hình và triển khai mạng một cách linh hoạt và dễ dàng, giảm độ phức tạp và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên mạng.
Hình 9: Ảo hóa hệ thống mạng d) Ảo hóa hệ thống lưu trữ (Storage virtualization) - Đây là hình thức ảo hóa lưu trữ dữ liệu, cho phép tạo ra một lớp trừu tượng ảo của hệ Nhóm 5 – Lớp CNTT 14-02 Page 18 Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com) lOMoARcPSD|39270540 thống lưu trữ. Nó giúp quản lý tài nguyên lưu trữ dễ dàng hơn, tăng tính sẵn sàng và khả năng mở rộng của hệ thống lưu trữ. - Về cơ bản là sư 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.
Giúp tăng khả năng truy xuất dữ liệu. Tiết kiệm thời gian hơn thay vì phải định vị xem máy chủ nào hoạt động trên ổ cứng nào để truy xuất. Ảo hóa máy trạm (Desktop virtualization) - Hình thức ảo hóa này cho phép tạo ra một môi trường máy tính ảo trên một máy chủ, cho phép người dùng truy cập và sử dụng máy tính từ xa thông qua mạng. Hình 10: Ảo hóa hệ thống lưu trữ 1.
Ưu điểm và nhược điểm của ảo hóa Ngày nay xu hướng ảo hóa máy chủ đã trở thành xu hướng chung của hầu hết các doanh nghiệp trên toàn thế giới. Những khó khăn trong thời kỳ khủng hoảng khiến cho các doanh nghiệp phải tìm mọi cách để giảm thiểu chi phí. Ảo hóa được coi là một công nghệ giúp các doanh nghiệp cắt giảm chi tiêu hiệu quả với khả năng tận dụng tối đa năng suất của các thiết bị phần cứng. Việc áp dụng công nghệ ảo hóa máy chủ đem lại những lợi ích như: Nhóm 5 – Lớp CNTT 14-02 Page 19 Downloaded by sau xanh (saudinh2@gmail.com) lOMoARcPSD|39270540 - Tiết kiệm năng lượng tiêu thụ, giảm chi phí duy trì server (tiền điện để chạy và làm mát server) - Giảm số lượng thiết bị vật lý cần thiết (giảm số lượng server, switch, cáp, phí gia công) - Tận dụng tối đa nguồn tài nguyên, tránh lãng phí.
- Quản lý tập trung, liên tục, nâng cao hiệu quả làm việc của quản trị viên. - Khả năng mở rộng dể dàng Nhược điểm. - Thông thường, mỗi máy ảo chỉ sử dụng một file VMDK (file này có thể được chia nhỏ tùy theo cách cài đặt) để lưu lại toàn bộ dữ liệu trong máy ảo và một số file nhỏ khác để lưu cấu hình máy ảo. Do đó, nếu một trong số những tệp tin bị lỗi hoặc bị mất mà chưa được backup thì có thể xem như máy ảo đã bị hư hoàn toàn và không thể phục hồi.
- Ngoài ra nếu máy chủ có cấu hình phần cứng thấp nhưng lại có một máy ảo sử dụng quá nhiều tài nguyên hoặc chạy quá nhiều máy ảo sẽ làm chậm toàn bộ hệ thống bao gồm các máy ảo và các ứng dụng chạy trên máy ảo. Đồng thời do một hoặc vài máy chủ phải đảm nhận nhiều máy ảo chạy trên nó nên máy chủ gặp trục trặc, sự cố thì các máy ảo cũng sẽ bị ảnh hưởng theo. Các thành phần của ảo hóa Một hệ thống ảo hóa bắt buộc phải có đầy đủ các thành phần: tài nguyên vật lý, phần mềm ảo hóa, máy chủ ảo và hệ điều hành khách. Khi có đầy đủ 4 thành phần của hệ thống ảo hóa, người dùng có thể dễ dàng xây dựng cho mình một hệ thống ứng dụng ảo hóa hoàn chỉnh.