Báo cáo môn công nghệ nền đề tài phân tích và tính toán cho các cơ sở hạ tầng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN  BÁO CÁO MÔN CÔNG NGHỆ NỀN Đề tài PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN CHO CÁC CƠ SỞ HẠ TẦNG Giảng viên hướng dẫn Đặng Kiên Cường Họ và tên Nguyễn Thị La[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN  BÁO CÁO MÔN CÔNG NGHỆ NỀN Đề tài: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TỐN CHO CÁC CƠ SỞ HẠ TẦNG Giảng viên hướng dẫn: Đặng Kiên Cường Họ tên: Nguyễn Thị Lan Phương MSSV: 21166153 Lớp: DH21HM TPHCM, 3/2023 LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại ngày nay, sở hạ tầng cơng nghệ thơng tin có vai trị thống quan trọng, hiểu quan trọng đem đến cho có nhìn tổng quan CNTT, giúp cho phát triển CNTT Việt Nam nhanh chóng lớn mạnh Bên cạnh cịn giúp cho đảm bảo cho tồn tại, hoạt động, quản lý môi trường doanh nghiệp, giải vơ số vấn đề khó khăn, phức tạp rút ngắn thời gian sản xuất NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) Ngày tháng năm … (Ký tên) MỤC LỤC CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TỐN CHO CÁC CƠ SỞ HẠ TẦNG CNTT 1.1 Trung tâm liệu (Data Center) .7 1.1.1 Trung tâm liệu gì? 1.1.2 Phân loại trung tâm liệu 1.1.3 Tính tốn trung tâm liệu 1.1.4 Vai trò 1.2 Hệ thống cáp cho hệ thống công nghệ thông tin (Cabling system) 1.2.1 Hệ thống cáp gì? 1.2.2 Tính tốn hệ thống cho hệ thống cơng nghệ thông tin 1.3 Máy chủ: 10 1.3.1 Máy chủ gì? 10 1.3.2 Tính toán máy chủ 11 1.4 Máy trạm: 12 1.4.1 Máy trạm gì? 12 1.4.2 Tính tốn máy trạm 13 CHƯƠNG 2: VAI TRỊ CỦA ẢO HĨA TRONG CÁC TRUNG TÂM DỮ LIỆU HIỆN ĐẠI 13 2.1 Ảo hố gì? 13 2.2 Vai trị ảo hố 14 CHƯƠNG 3: TỔNG THỂ 15 TỔNG KẾT 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 18 DANH MỤC HÌNH Hình Cơ sở hạ tầng trung tâm liệu lớp sở hạ tầng CNTT Hình Cơng nghệ ảo hoá 14 DANH MỤC VIẾT TẮT CNTT: Công nghệ thông tin CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH, TÍNH TỐN CHO CÁC CƠ SỞ HẠ TẦNG CNTT 1.1 Trung tâm liệu (Data Center) 1.1.1 Trung tâm liệu gì? Trung tâm liệu (Data Center) nơi lắp đặt tập trung hệ thống thiết bị công nghệ thông tin truyền thông Việc nhằm mục đích lưu trữ, vận hành bảo vệ chúng điều kiện môi trường đặc biệt 1.1.2 Phân loại trung tâm liệu • Trung tâm liệu doanh nghiệp (Enterprise data centers) Thường xây dựng sử dụng tổ chức cho mục đích nội riêng họ Đây điều phổ biến gã khổng lồ cơng nghệ • Trung tâm liệu định vị (Colocation data centers) Nó hoạt động loại tài sản cho thuê, nơi không gian tài nguyên trung tâm liệu cung cấp cho người sẵn sàng thuê • Trung tâm liệu dịch vụ quản lý (Managed service data centers) Cung cấp khía cạnh lưu trữ liệu, tính tốn dịch vụ khác với tư cách bên thứ ba, phục vụ trực tiếp khách hàng • Trung tâm liệu đám mây (Cloud data centers) Được phân phối cung cấp cho khách hàng với trợ giúp nhà cung cấp dịch vụ quản lý bên thứ ba 1.1.3 Tính tốn trung tâm liệu Diện tích: Để đáp ứng nhu cầu lưu trữ liệu tổ chức dịch vụ, diện tích trung tâm liệu phải đủ lớn để chứa thiết bị, hệ thống sở hạ tầng khác Các trung tâm liệu lớn thường có diện tích từ vài ngàn mét vng đến vài chục ngàn mét vuông Sức chứa: Sức chứa trung tâm liệu tính số lượng máy chủ thiết bị lưu trữ liệu chứa Sức chứa phải đáp ứng nhu cầu tương lai tổ chức hay dịch vụ Điện năng: Trung tâm liệu nơi tập trung nhiều thiết bị máy tính hệ thống, điện cung cấp cho trung tâm liệu phải đảm bảo đủ cho thiết bị hoạt động ổn định đáp ứng nhu cầu mở rộng tương lai Hệ thống làm mát: Thiết bị trung tâm liệu phải hoạt động mức nhiệt độ thấp, hệ thống làm mát phải tính tốn để đảm bảo nhiệt độ ổn định, giảm hỏng hóc, đảm bảo hiệu suất độ tin cậy hệ thống Bảo mật: Trung tâm liệu phải bảo vệ khỏi mối đe dọa bảo mật phương tiện Ngoài ra, nên ứng dụng Firmware Iot vào quản lý trung tâm liệu giúp: • Giám sát quản lý nhiệt độ, độ ẩm thông số khác thiết bị máy chủ trung tâm liệu để đảm bảo chất lượng độ tin cậy hệ thống • Theo dõi phát cố điểm kết nối cách sử dụng cảm biến phần mềm liên quan • Cập nhật quản lý firmware thiết bị máy chủ để đảm bảo tương thích khả tương thích hệ thống • Tích hợp giám sát điều khiển từ xa để kiểm sốt cải thiện hiệu hệ thống • Giảm thiểu vấn đề an ninh cách kiểm sốt giám sát kết nối mạng • Đẩy nhanh trình khắc phục cố cách tự động thông báo cảnh báo cho quản trị viên cố 1.1.4 Vai trò Đồng thời, nơi thiết kế, xây dựng theo tiêu chuẩn đặc trưng để đảm bảo tính an tồn khả dụng cho hệ thống đặt bên Một giải pháp hạ tầng thông minh Data Center hoàn chỉnh mang lại lợi ích như: • • • • • Có hệ thống liệu tập trung Đáp ứng bùng nổ liệu Kiểm soát an ninh nghiêm ngặt Giảm thiểu thiệt hại, rủi ro cố điện Ln có tính dự phịng, khả đáp ứng cao • • • • Dễ dàng phát triển nâng cấp Được cảnh báo cố xảy Cân phát triển cơng ty, đầu tư CNTT Tiết kiệm chi phí đầu tư hiệu cho doanh nghiệp Hình Cơ sở hạ tầng trung tâm liệu lớp sở hạ tầng CNTT 1.2 Hệ thống cáp cho hệ thống công nghệ thông tin (Cabling system) 1.2.1 Hệ thống cáp gì? Hệ thống cáp hạ tầng vật lý để đưa liệu từ thiết bị đến thiết bị khác mạng máy tính hệ thống máy tính Hệ thống cáp mạng máy tính bao gồm loại cáp cáp đồng trục, cáp quang, cáp đồng trục cáp bổ sung chức điện 1.2.2 Tính tốn hệ thống cho hệ thống cơng nghệ thơng tin Khi phân tích tính tốn hệ thống cho hệ thống cơng nghệ thông tin, cần xác định số yếu tố kỹ thuật sau: Tốc độ truyền liệu: Để xác định loại cáp cần sử dụng, cần tính tốn tốc độ truyền liệu cần thiết hệ thống Tốc độ truyền liệu thường đo đơn vị bit/giây (bps) byte/giây (Bps) Khoảng cách truyền tín hiệu: Khoảng cách truyền tín hiệu khoảng cách tối đa mà tín hiệu truyền qua đoạn cáp mà khơng bị suy giảm tín hiệu nhiều Độ dày cáp: Độ dày cáp ảnh hưởng đến độ bền cáp khả truyền tải tín hiệu Cấu trúc cáp: Cấu trúc cáp bao gồm số lõi dẫn, vỏ bảo vệ vỏ bọc Số lõi dẫn ảnh hưởng đến khả truyền tải tín hiệu, vỏ bảo vệ bảo vệ tín hiệu khỏi nhiễu vỏ bọc bảo vệ cáp khỏi yếu tố mơi trường bên ngồi Sử dụng mơi trường nào: Sử dụng cáp môi trường (nội ngoại bộ) định loại cáp cần sử dụng để đảm bảo cho tín hiệu truyền tải ổn định khơng bị nhiễu Chi phí: Chi phí yếu tố quan trọng tính tốn sở hạ tầng hệ thống cáp Tuy nhiên, không nên chọn loại cáp chất lượng để tiết kiệm chi phí ảnh hưởng đến hiệu suất độ tin cậy hệ thống Từ yếu tố kỹ thuật trên, ta tính tốn sở hạ tầng hệ thống cáp cách xác định loại cáp cần sử dụng độ dài cáp cần thiết Đồng thời, cần lưu ý đến việc lắp đặt, bảo trì kiểm tra định kỳ để đảm bảo cho hệ thống cáp 1.3 Máy chủ: 1.3.1 Máy chủ gì? Máy chủ phần quan trọng hệ thống máy tính hoạt động hiệu Nó bao gồm tất thành phần hệ thống làm việc để đảm bảo ổn định hiệu cao máy chủ Cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin máy chủ bao gồm yếu tố sau: Phần cứng: Bao gồm thành phần vật lý máy tính CPU, nhớ, ổ cứng, thiết bị mạng, thiết bị điều khiển, thành phần bổ sung cho máy chủ Phần mềm: Bao gồm chương trình máy tính hệ điều hành, ứng dụng server, cửa số chỉnh sửa mã nguồn, hệ thống quản lý sở liệu, quản lý dịch vụ máy chủ, chức bảo mật, 10 Kết nối mạng: Máy chủ cần kết nối với mạng để chia sẻ tài nguyên cung cấp dịch vụ cho máy tính khác Các phương thức kết nối mạng LAN, WAN, VPN cần xây dựng, quản lý để đáp ứng nhu cầu sử dụng Quản lý máy chủ: Cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin máy chủ cần quản lý giám sát để đảm bảo hoạt động hiệu Các tiêu chí quản lý bao gồm quản lý hiệu năng, đáp ứng nhu cầu cực đại, bảo mật hệ thống, giám sát hoạt động máy chủ, Tóm lại, sở hạ tầng công nghệ thông tin máy chủ hệ thống khép kín, bao gồm phần cứng, phần mềm, kết nối mạng quản lý máy chủ, đảm bảo ổn định đáp ứng nhu cầu dịch vụ máy chủ 1.3.2 Tính tốn máy chủ Khi phân tích tính tốn máy chủ, cần xác định số yếu tố kỹ thuật sau: Nhu cầu sử dụng: Để xác định số lượng máy chủ cần sử dụng, cần tính tốn nhu cầu sử dụng hệ thống Ví dụ, máy chủ sử dụng để lưu trữ liệu cần xác định dung lượng lưu trữ cần thiết Nếu máy chủ sử dụng để chạy ứng dụng, cần xác định tải công việc khả xử lý máy chủ Thông số kỹ thuật: Nếu xác định nhu cầu sử dụng, cần tính tốn thông số kỹ thuật máy chủ để đáp ứng nhu cầu Các thơng số kỹ thuật bao gồm: số lượng vi xử lý, dung lượng RAM, dung lượng ổ cứng, card mạng, tốc độ mạng, hệ điều hành, Năng suất: Năng suất máy chủ tính cách tính tốn số lượng tài ngun hệ thống xử lý khoảng thời gian định Năng suất cao hệ thống có khả đáp ứng nhu cầu sử dụng người dùng Hiệu suất: Hiệu suất máy chủ tính cách so sánh suất tài nguyên hệ thống sử dụng Hiệu suất cao hệ thống hiệu tối ưu Tính khả dụng bảo mật: Tính khả dụng bảo mật hai yếu tố quan trọng sở hạ tầng máy chủ Tính khả dụng đảm bảo hệ thống sẵn sàng hoạt động, đáp ứng nhu cầu sử dụng người dùng Tính bảo mật 11 đảm bảo liệu bảo vệ tránh khỏi mối đe dọa mạng Để đảm bảo tính khả dụng bảo mật, cần xác định giải pháp bảo mật khôi phục thất bại 1.4 Máy trạm: 1.4.1 Máy trạm gì? Máy trạm phần quan trọng hệ thống máy tính tổ chức, đặc biệt doanh nghiệp lớn trường học, viện nghiên cứu muốn quản lý lưu trữ liệu quy mô lớn Cơ sở hạ tầng máy trạm bao gồm thành phần sau: Máy tính: Là trung tâm điều khiển, xử lý lưu trữ liệu hệ thống Nó cấu hình tùy chỉnh để đáp ứng yêu cầu người dùng Thiết bị mạng: Kết nối máy tính với để truyền thơng chia sẻ liệu Các thiết bị bao gồm router, switch, hub, modem, Hệ thống lưu trữ: Là nơi lưu trữ liệu quan trọng doanh nghiệp Hệ thống xây dựng từ ổ cứng, máy chủ lưu trữ đám mây Hệ thống lưu liệu: Nhằm đảm bảo không mát phá hủy liệu máy tính gặp cố, hệ thống lưu liệu tạo liệu máy tính lưu trữ nơi khác Thiết bị bảo mật: Hệ thống bảo mật nhằm ngăn chặn công từ bên ngoài, bảo vệ liệu doanh nghiệp khỏi hacker cơng máy tính độc hại Phần mềm hệ thống: Bao gồm phần mềm quản lý, giám sát bảo mật hệ thống Việc xây dựng sở hạ tầng máy trạm đòi hỏi quan tâm đặc biệt đến mức độ tin cậy, bảo mật khả mở rộng hệ thống theo thời gian Điều đòi hỏi chuyên gia kỹ thuật có kiến thức chun mơn, kinh nghiệm kỹ để đảm bảo trình triển khai quản lý thực cách hiệu đáng tin cậy 12 1.4.2 Tính tốn máy trạm Khi phân tích tính tốn máy trạm cần xác định yếu tố sau: Nhu cầu sử dụng: Để xác định số lượng máy trạm cần sử dụng, cần tính tốn nhu cầu sử dụng hệ thống Thơng số kỹ thuật: Nếu xác định nhu cầu sử dụng, cần tính tốn thơng số kỹ thuật máy trạm để đáp ứng nhu cầu Các thông số kỹ thuật bao gồm: số lượng vi xử lý, dung lượng RAM, dung lượng ổ cứng, card mạng, tốc độ mạng, hệ điều hành, Năng suất: Năng suất máy trạm tính cách tính tốn số lượng tài ngun hệ thống xử lý khoảng thời gian định Năng suất cao hệ thống có khả đáp ứng nhu cầu sử dụng người dùng Hiệu suất: Hiệu suất máy trạm tính cách so sánh suất tài nguyên hệ thống sử dụng Hiệu suất cao hệ thống hiệu tối ưu Tính khả dụng bảo mật: Tính khả dụng bảo mật hai yếu tố quan trọng sở hạ tầng máy trạm Tính khả dụng đảm bảo hệ thống ln sẵn sàng hoạt động, đáp ứng nhu cầu sử dụng người dùng Tính bảo mật đảm bảo liệu bảo vệ tránh khỏi mối đe dọa mạng Để đảm bảo tính khả dụng bảo mật, cần xác định giải pháp bảo mật khôi phục thất bại CHƯƠNG 2: VAI TRỊ CỦA ẢO HĨA TRONG CÁC TRUNG TÂM DỮ LIỆU HIỆN ĐẠI 2.1 Ảo hố gì? Ảo hóa (virtualization) phương pháp tạo máy ảo (virtual machine) máy chủ vật lý (host), giúp tách biệt ứng dụng hệ điều hành khác Các máy ảo chạy độc lập với máy chủ vật lý Trong trung tâm liệu đại, ảo hóa đóng vai trị quan trọng việc tận dụng tối đa tài nguyên hệ thống, tăng tính linh hoạt, giảm thiểu chi phí hiệu quản lý 13 Hình Cơng nghệ ảo hố 2.2 Vai trị ảo hố Tối ưu hóa tài nguyên: Thay ứng dụng, hệ điều hành chạy máy chủ vật lý khác nhau, ảo hóa giúp tách biệt chúng máy ảo, tạo nhiều máy ảo máy chủ vật lý Điều giúp tận dụng tối đa tài nguyên hệ thống, giảm thiểu số lượng máy chủ vật lý cần sử dụng Tăng tính linh hoạt: Các máy ảo dễ dàng di chuyển máy chủ khác mà không làm ảnh hưởng đến ứng dụng liệu cài đặt Điều cho phép quản trị viên di chuyển ứng dụng liệu hệ thống, nâng cấp bảo trì cách hiệu mà không gây ảnh hưởng đến người dùng Giảm thiểu chi phí: Vì số lượng máy chủ vật lý sử dụng hơn, phí tài ngun, điện năng, khơng gian lưu trữ, bảo trì giảm xuống đáng kể Hiệu quản lý: Quản trị viên quản lý máy ảo từ điểm nhất, cung cấp tài nguyên theo yêu cầu người dùng, tạo (snapshot) máy ảo, đảm bảo ổn định bảo mật hệ thống 14 Vì vậy, ảo hóa đóng vai trị quan trọng trung tâm liệu đại, giúp nâng cao tính linh hoạt, hiệu giảm thiểu chi phí trình vận hành hệ thống CHƯƠNG 3: TỔNG THỂ Vấn đề: Xác định sở hạ tầng cho 1000 cán viên chức 20000 sinh viên trường đại học Giải pháp tổng thể: Để xác định sở hạ tầng công nghệ thông tin cho trường đại học với 1000 cán viên chức 20000 sinh viên, ta cần xác định thành phần sở hạ tầng cơng nghệ thơng tin số số ước tính sử dụng sau: Trung tâm liệu: Đây nơi lưu trữ toàn liệu trường, bao gồm thông tin cán bộ, sinh viên, giảng viên, tài liệu giảng dạy liệu quan trọng Trung tâm liệu cần bảo vệ chắn, có chế độ dự phịng sẵn sàng cho việc mở rộng tương lai Hệ thống cáp: Hệ thống cáp cung cấp kết nối mạng cho toàn khu vực trường Điều bao gồm cáp quang cho khuôn viên lớn trường, kết nối Wifi cho sinh viên cán viên chức Máy trạm máy chủ: Cần có đủ máy tính để phục vụ cho tồn cán viên chức sinh viên, bao gồm máy tính để bàn, máy tính xách tay máy tính đặc biệt phịng thí nghiệm thư viện Ngồi ra, cần có máy chủ để chạy ứng dụng (như email, trang web), ứng dụng học tập (như hệ thống quản lý học tập) ứng dụng đặc biệt (đối với khoa học bản, công nghệ thông tin, v.v.) Số lượng thiết bị ước tính: Số lượng máy tính để bàn cho cán viên chức: 1000 Số lượng máy tính xách tay cho cán viên chức: 500 Số lượng máy tính để bàn cho sinh viên: 20000 Số máy chủ cần thiết: 10-20 (tùy thuộc vào mức độ phức tạp ứng dụng cách thức triển khai) 15 Với số trên, ta tiến hành phân bổ thành phần sở hạ tầng công nghệ thơng tin trường đại học Ví dụ, ta cần trung tâm liệu với vùng lưu trữ nhỏ máy chủ tập trung để cung cấp ứng dụng trực tuyến cho sinh viên giảng viên Hệ thống cáp cần lắp đặt tồn khn viên Cuối cùng, ta phân bổ thiết bị máy tính tùy theo nhu cầu khoa phòng học tập 16 TỔNG KẾT Cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin tảng để hỗ trợ đảm bảo hoạt động ứng dụng, dịch vụ hệ thống máy tính Trong đó, trung tâm liệu, hệ thống cáp, máy chủ máy trạm thành phần quan trọng sở hạ tầng Hiểu biết thành phần góp phần giúp giải vơ số khó khăn rút ngắn thời gian 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tìm hiểu hạ tầng CNTT: https://iis.vn/giai-phap/tim-hieu-ve-ha-tang-cong-nghethong-tin.html Ảo hoá: https://licensesoft.vn/virtualization-ao-hoa-la-gi.htm Trung tâm liệu: https://meeyland.com/chuyen-doi-so/tim-hieu-ve-trung-tamdu-lieu/ Chat GPT 18