(Luận văn hpu) tìm hiểu giải pháp ảo hóa docker và ứng dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG -o0o - ISO 9001:2015 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HẢI PHÒNG 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG -o0o - TÌM HIỂU GIẢI PHÁP ẢO HĨA DOCKER VÀ ỨNG DỤNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Cơng nghệ Thơng tin HẢI PHỊNG - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG -o0o - TÌM HIỂU GIẢI PHÁP ẢO HĨA DOCKER VÀ ỨNG DỤNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ Thông tin Sinh viên thực hiện: Đinh Hải Long Mã số sinh viên: 1412101066 Giảng viên hướng dẫn: TS Ngơ Trường Giang HẢI PHỊNG - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG -o0o - NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Sinh viên: Đinh Hải Long Lớp: CT1802 Mã số: 1412101099 Ngành: Công nghệ Thông tin Tên đề tài: Tìm hiểu giải pháp ảo hóa docker ứng dụng Tìm hiểu giải pháp ảo hóa Docker ứng dụng LỜI CẢM ƠN Trong trình làm đồ án vừa qua dẫn nhiệt tình thầy TS Ngơ Trường Giang – Trường Đại học Dân lập Hải Phịng , em hồn thành đồ án Mặc dù em cố gắng với tận tâm thầy, thời gian khả nên đồ án em cịn khơng tránh điều thiếu sót Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Ngơ Trường Giang tận tình bảo, hướng dẫn giành thời gian quý báu cho em thời gian qua để em hồn thành đồ án thời hạn Em xin cảm ơn tất thầy cô giáo khoa Cơng nghệ thơng tin truyền đạt cho em kiến thức tảng, chuyên ngành, chuyên mơn chun sâu vững năm qua để em hồn đồ án Em xin cảm ơn Trường Đại Học Dân Lập Hải Phịng khơng ngừng hỗ trợ tạo điều kiện tốt năm vừa qua để em học thực tốt đồ án Em xin cảm ơn gia đình, bạn bè hỗ trợ cổ vũ cho em suốt trình học tập làm đồ án để em hồn thành khóa học đồ án theo quy định Em xin chân thành cảm ơn! Đinh Hải Long _ CT1802 Tìm hiểu giải pháp ảo hóa Docker ứng dụng MỤC LỤCC LỤC LỤCC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC HÌNH MINH HỌA MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: Tổng quan ảo hóa 1.1 Tổng quan ảo hóa 1.1.1 Ảo hóa 1.1.2 Phân loại ảo hóa 1.1.3 Các cơng nghệ giúp ảo hóa hệ thống 15 1.2 Phần mềm tự nguồn mở 28 1.2.1 Lịch sử hình thành 29 1.2.2 Những lý nên chọn phần mềm tự nguồn mở .31 CHƯƠNG 2: Cơng nghệ ảo hóa Docker 2.1 33 Khái niệm công nghệ ảo hóa Docker .33 2.1.1 Container 33 2.1.2 Công nghệ Docker 34 2.1.3 Các thành phần 35 2.1.4 Một số khái niệm 36 2.2 Cài đặt Docker 41 2.2.1 Cài đặt Docker 41 2.2.2 Cài đặt Docker compose .46 CHƯƠNG 3: Thử nghiệm ảo hóa ứng dụng với Docker 48 3.1 Một số lệnh với Docker 48 3.2 Tạo image push lên hub.docker.com 49 3.3 Chạy image docker .52 KẾT LUẬN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 Đinh Hải Long _ CT1802 Tìm hiểu giải pháp ảo hóa Docker ứng dụng DANH MỤC HÌNH MINH HỌA Hình 1-1 Ảo hóa network Hình 1-2 Full-virtualization 12 Hình 1-3 Paravirtualization 12 Hình 1-4 Hypervisor 13 Hình 1-5 Docker 14 Hình 1-6 Mơ hình lớp tương tác hệ thống VMs 16 Hình 1-7 Mơ hình cân tải Clustering 19 Hình 1-8 RAID 22 Hình 1-9 RAID 23 Hình 1-10 RAID 24 Hình 1-11 Raid song hành .25 Hình 1-12 Raid ghép đơi (Mirror) 26 Hình 1-13 Mơ hình lưu trữ SAN 27 Hình 2-1 Hypervisor 35 Hình 2-2 Docker 35 Hình 2-3 Mơ hình máy chủ bình thường .37 Hình 2-4 Mơ hình máy ảo VMs 38 Hình 2-5 Mơ hình ảo hóa container 39 Hình 2-6 Hệ thống file cắt lớp Container 40 Hình 2-7 Sự khác biệt Docker VMs 40 Hình 2-8 Khóa GPG cho kho lưu trữ Docker 42 Hình 2-9 Thêm kho lưu trữ Docker .42 Hình 2-10 Cập nhật cở sở liệu 43 Hình 2-11 Cập nhật sở liệu 43 Hình 2-12 Cài đặt Docker 44 Hình 2-13 Hello-world 44 Hình 2-14 Lỗi khơng có tiền tố sudo 45 Hình 2-15 Giải pháp cho tiền tố sudo 45 Hình 2-16 Câu lệnh không cần tiền tố sudo 46 Hình 2-17 Kiểm tra version docker compose 47 Hình 3-1 Dockerfile .49 Hình 3-2 Build image 51 Hình 3-3 Push image .51 Hình 3-4 Image push lên hub.docker.com 52 Hình 3-5 Cài đặt wordpress 54 Hình 3-6 Màn khởi động wordpress 54 Hình 3-7 Màn thơng tin trang chuẩn bị tạo .55 Đinh Hải Long _ CT1802 Tìm hiểu giải pháp ảo hóa Docker ứng dụng MỞ ĐẦU Ảo hóa công nghệ cho phép chạy đồng thời nhiều VM (Virtual Machine) phần cứng vật lý Cùng chia tài nguyên phần cứng quản lý lớp ảo hóa (Hypervisor), quản lý cấp phát tài nguyên hợp lý, tránh lãng phí … Một số trung tâm liệu sử dụng 10% đến 30% lực xử lý có họ Ảo hóa giúp nhiều tổ chức chia sẻ tài ngun cơng nghệ thơng tin theo cách tốn giá thành nhất, làm cho sở hạ tầng công nghệ thông tin trở nên linh động bảo đảm cung cấp cách tự động với nhu cầu cần thiết Các doanh nghiệp ln tìm giải pháp để tiết kiệm hơn, lúc công nghệ ảo hóa tìm chỗ đứng vững lĩnh vực công nghệ thông tin giới Sử dụng công nghệ ảo hóa đem đến cho người dùng tiện ích, chạy nhiều hệ điều hành, nhiều hệ thống đồng thời hệ thống phần cứng máy chủ, mở rộng khả lưu trữ, cung cấp tài ngun phần cứng Cơng nghệ ảo hóa Docker cơng nghệ mới, có khả phát triển mạnh mẽ tương lai Đây lý em chọn đề tài “Tìm hiểu giải pháp ảo hóa Docker ứng dụng” để triển khai Đồ án trình bày giải pháp ảo hóa Docker ứng dụng, nội dung đồ án bao gồm: Chương 1: Tổng quan cơng nghệ ảo hóa Chương 2: Cơng nghệ ảo hóa Docker Chương 3: Thử nghiệm ảo hóa ứng dụng với Docker Đinh Hải Long _ CT1802 Tìm hiểu giải pháp ảo hóa Docker ứng dụng CHƯƠNG 1: Tổng quan ảo hóa 1.1 Tổng quan ảo hóa 1.1.1 Ảo hóa Ảo hóa việc chia phần cứng vật lý thành nhiều phần cứng ảo Vì vậy, nói ảo hóa việc chia máy vật lý thành nhiều máy ảo Công nghệ ảo hóa cơng nghệ thực ảo hóa máy tính, bao gồm kỹ thuật quy trình thực ảo hóa Các kỹ thuật quy trình để tạo tầng trung gian hệ thống phần cứng máy tính phần mềm chạy Ý tưởng ban đầu cơng nghệ ảo hóa từ máy vật lý đơn lẻ tạo thành nhiều máy ảo độc lập Nó cho phép tạo nhiều máy ảo máy chủ vật lý, máy ảo cấp phát tài nguyên phần cứng máy thật gồm có RAM, CPU, Card mạng, ổ cứng, tài nguyên khác hệ điều hành riêng Khi chạy ứng dụng, người sử dụng không nhận biết ứng dụng chạy lớp phần cứng ảo người sử dụng ý tới khái niệm logic tài nguyên máy tính khái niệm vật lí tài nguyên máy tính[2] Máy chủ hệ thống CNTT ngày thường thiết kế để chạy hệ điều hành ứng dụng Điều không khai thác triệt để hiệu hầu hết máy chủ lớn Ảo hóa cho phép ta vận hành nhiều máy chủ ảo máy chủ vật lý, dùng chung tài nguyên máy chủ vật lý qua nhiều môi trường khác Các máy chủ ảo khác vận hành nhiều hệ điều hành ứng dụng khác máy chủ vật lý Kỹ thuật ảo hóa khơng cịn xa lạ kể từ Vmware giới thiệu sản phẩm Vmware Workstation vào năm 1999 Sản phẩm ban đầu thiết kế để hỗ trợ việc phát triển kiểm tra phần mềm Nó trở lên phố biến nhờ khả tạo máy tính “ảo” chạy đồng thời nhiều hệ điều hành khác máy tính “thực”(khác với chế độ “khởi Đinh Hải Long _ CT1802 Tìm hiểu giải pháp ảo hóa Docker ứng dụng động kép ” - máy tính cải nhiều hệ điều hành chọn lúc khởi động lúc làm việc với hệ diều hành) Vmware EMC – hãng chuyên lĩnh vực thiết bị lưu trữ mua lại vào tháng 12 năm 2003 EMC mở rộng tầm hoạt động lĩnh vực ảo hóa từ máy tính để bàn đến máy chủ hãng giữ vai trò thống lĩnh thị trường ảo hóa, nhiên Vmware khơng giữ vị trí “độc tơn” mà phải cạnh tranh với nhiề sản phẩm ảo hóa hãng khách Virtualization Engine IBM, Hyper V – Microsoft, Virtuozzo SWSoft vitual iron iron software… ảo hóa khơng cịn bó hệp lĩnh vực mà mở rộng cho tồn hạ tầng cơng nghệ thông tin, từ phần cứng chip xử lý hệ thống máy chủ hệ thống mạng Hiện nay, Vmware hãng đẫn đầu thị trường ảo hóa khơng phải hãng tiên phong, vai trị thuộc IBM với hệ thống ảo hóa VM/370 tiếng cơng bố vào năm 1972 “ảo hóa” diện hệ thống máy chủ IBM Giữa năm 1960, IBM’s Cambridge Scientific Center tiến hành phát triển sản phẩm CP-40, sản phẩm dịng CP/CMS Nó thức đưa vào sản xuất vào tháng năm 1967 Ngay từ thiết kế CP -40 đặt mục đích phải sử dụng ảo hóa đầy đủ Để làm vấn đề yêu cầu phần cứng đoạn mã S/360-40 phải kết hợp hồn chỉnh với nhau, phải cung cấp cách truy cập địa vung nhớ, tập lệnh CPU tính ảo hóa Năm 1970 IBM công bố sản phẩm System 370 Nhưng điều khiến người dùng thất vọng sản phẩm khơng có tính Virtial memory Vào tháng năm 1999, Vmware giới thiệu sản phẩm ảo hóa hoạt dộng nên tảng x86 Vmware Virtual Platform… Đinh Hải Long _ CT1802