Có 4 mũi tên chỉ vào nó, ý nghĩa là các thành phần cơ bản kết hợp lại tạo nên một cái máy ảo.Giải thích qua về mô hình hoạt động: Đầu tiên người quản trị sẽ truy cập vàohorizonmàn hình
Mở đầ u
Lý do ch ọn đề tài
Hiện nay, nhu cầu lưu trữ và đảm bảo an ninh dữ liệu đang trở thành mối quan tâm hàng đầu của mọi người và doanh nghiệp Khi xảy ra sự cố hoặc mất máy, dữ liệu có thể bị mất và không thể khôi phục Để giải quyết vấn đề này, việc triển khai hệ thống điện toán đám mây, như dịch vụ lưu trữ đám mây, là rất cần thiết Điện toán đám mây đang được bàn luận sôi nổi, với nhiều công nghệ liên quan nhận được sự quan tâm lớn từ người dùng và doanh nghiệp Nhiều sản phẩm thương mại và nguồn mở đã được giới thiệu, cung cấp cho người dùng các dịch vụ từ IaaS đến PaaS và SaaS Tuy nhiên, thị trường vẫn đang trong quá trình phát triển, và người tiêu dùng cần thận trọng để không bị ảnh hưởng bởi quảng cáo của các nhà cung cấp Để có cái nhìn chính xác và chi tiết hơn về các sản phẩm này, tốt nhất là tiến hành thử nghiệm chúng.
Một trong những ưu điểm nổi bật của điện toán đám mây là khả năng sử dụng hiệu quả hơn các tài nguyên từ hệ thống vật lý, với hiệu suất sử dụng cao hơn IaaS (Infrastructure as a Service) là thành phần quan trọng giúp điện toán đám mây đạt được điều này Là một phần quản lý hệ thống và cung cấp các tài nguyên, IaaS cho phép người dùng xây dựng hạ tầng cơ sở cho đám mây riêng một cách linh hoạt và hiệu quả.
M ục đích nghiên cứu, đối tượ ng và ph m vi nghiên c ạ ứu
Tìm hi u v ể ề điện toán đám mây.
Nghiên cứu này triển khai giải pháp điện toán đám mây dạng IaaS nhằm quản lý tài nguyên tính toán và tài nguyên lưu trữ dưới dạng các máy chủ ảo và ổ lưu trữ ảo.
Tìm hi u Openstack và s d ng Openstack triể ử ụ ển khai điện toán đám mây để xây d ng m t trung tâm d u th nghiự ộ ữliệ ử ệm.
Tìm hiểu lưu trữ ceph và xây d ng h t ng cự ạ ầ ụm lưu trữ Ceph
K t n i Openstack tích h p vế ố ợ ới Ceph để cung cấp Volume lưu trữ ữ d liệu
Xây d ng d ch v ự ị ụ lưu trữ ữ d liệu cho phép động b hóa d u cộ ữ liệ ủa người dùng d a trên h tự ạ ầng điện toán đám mây và dịch v ụ lưu trữ đám mây
Thử nghi m d ch v t ệ ị ụ ự động sao lưu dữ ệ li u trên n n tề ảng điện toán đám mây
N i dung chính cộ ủa luận văn được chia làm 3 chương:
Chương II: Tổng quan v ệ ện toán đám mây và các công nghệđi liên quan
Chương III: Xây d ng d ch v ự ị ụ lưu trữ ữ ệu cho phép độ d li ng b hóa d ộ ữ liệu của người dùng d a trên h tự ạ ầng điện toán đám mây và dịch v ụ lưu trữ đám mây.
Chương II : Tổng quan về điện toán đám mây và các công nghệ liên quan
2.1 Tổng quan về điện toán đám mây
2.1.1 Khái niệm điện toán đám mây Điện toán đám mây là một mô hình h t ng tính toán d ch v kho tài nguyên ạ ầ ị ụ điện toán dùng chung, ví dụ như mạng, máy ch oủ ả , lưu trữ …, c hi u m s
Điện toán đám mây là việc sử dụng tài nguyên tính toán linh hoạt theo nhu cầu, được cung cấp như một dịch vụ từ bên ngoài với chi phí trả theo mức sử dụng Thuật ngữ "đám mây" ở đây ám chỉ internet, cho phép người dùng truy cập tài nguyên bất kỳ lúc nào và từ bất kỳ đâu thông qua hệ thống internet Người dùng có thể làm việc với các tài nguyên này mà không cần hiểu biết sâu về công nghệ, cơ sở hạ tầng hoặc quy trình vận hành của đám mây.
Hình 2 1Điện Toán Đám Mây [1]Error! Reference source not found.
2.1.2 Các đặc trưng của điện toán đám mây
Viện tiêu chu n và công ngh ẩ ệ quốc gia M (NIST National Institue of ỹ –
Standards and Technology) đã đưa ra 5 đặc trưng chính sau:
- D ch v t ị ụ ựphục v theo nhu cụ ầu (On-demand self-service ).
Khách hàng có thể nhận được tài nguyên như máy chủ và lưu trữ đám mây một cách linh hoạt theo nhu cầu mà không cần sự hỗ trợ hay can thiệp từ nhà cung cấp dịch vụ.
- Truy c p mậ ạng băng rộng (Broad network access)
Người dùng có thể dễ dàng truy cập vào đám mây chỉ với một thiết bị có khả năng kết nối mạng (Internet), bao gồm máy tính, thiết bị điện tử cầm tay và di động.
- T p trung tài nguyên (Location independent resource pooling)ậ
Tài nguyên tính toán của nhà cung cấp được phân chia để phục vụ nhiều khách hàng theo mô hình đa chiếm hữu, với các tài nguyên vật lý và tài nguyên ảo được cấp động và thu hồi theo yêu cầu của khách hàng Khách hàng không biết và cũng không có quyền kiểm soát vị trí chính xác của tài nguyên được cung cấp Các tài nguyên này có thể bao gồm lưu trữ, xử lý, băng thông mạng và các máy ảo.
- M r ng nhanh chóng (Rapid elasticity) ở ộ
Tài nguyên có thể được cung cấp nhanh chóng và linh hoạt, dễ dàng tăng hoặc giảm theo yêu cầu của khách hàng Đối với khách hàng, tài nguyên luôn sẵn sàng và được coi là vô tận, họ có thể yêu cầu bất cứ lúc nào.
- D ch v ị ụ đo lường (Measured service)
Các hệ thống đám mây tự động điều khiển và tinh chỉnh tài nguyên sử dụng bằng cách áp dụng các biện pháp đo lường ở nhiều cấp độ khác nhau, phù hợp với từng loại dịch vụ như lưu trữ, xử lý, băng thông và tài khoản người dùng đang hoạt động Tài nguyên sử dụng được giám sát và đo lường, và khách hàng thường phải trả phí cho lượng tài nguyên mà họ đã sử dụng.
2.1.3 Các loại dịch vụ phát triển của điện toán đám mây
Hiện nay, mô hình Cloud Computing đang trong quá trình nghiên cứu và phát triển, cung cấp ba loại dịch vụ chính để đáp ứng nhu cầu đa dạng của người dùng.
IaaS Infrastructure as a Service – – Cơ sở ạ ầng như là mộ ị h t t d ch v ụ
PaaS Platform as a Service n n t– – ề ảng như là một dịch v ụ
Phần mềm như một dịch vụ (SaaS) là một mô hình cung cấp phần mềm qua điện toán đám mây, cho phép người dùng truy cập và sử dụng ứng dụng mà không cần cài đặt trên thiết bị cá nhân Mô hình này cung cấp tính linh hoạt và khả năng mở rộng, giúp người dùng chỉ phải trả phí cho những gì họ sử dụng SaaS đang trở thành lựa chọn phổ biến cho các doanh nghiệp nhờ vào sự tiện lợi và tiết kiệm chi phí.
Cách phân loại này được gọi là mô hình SPI (Software - Platform - Infrastructure )
Hình 2.2 Mô hình SPI [2]Error! Reference source not found
2.1.3.1 IaaS Infrastructure as a Service – – Cơ sở hạ tầng như một dịch vụlà Định nghĩa là phần cứng như một d ch v , cung c p các d ch v s d ng ị ụ ấ ị ụ ử ụ phần cứng cho ngườ ử ụi s d ng (g i là ọ tài nguyên), người dùng ch c n thuê d ch v ỉ ầ ị ụ thông qua m ng Cung c p nhi u nguạ ấ ề ồn tài nguyên như là máy chủ, lưu trữ, firewalls, load balancers, các địa ch ỉ IP… Giúp người dùng linh hoạt hơn trong việc s d ng tài ử ụ nguyên
Mô hình IaaS cung cấp hạ tầng thô như máy chủ ảo, lưu trữ và mạng dưới dạng dịch vụ Người dùng có khả năng triển khai và chạy phần mềm bất kỳ trên máy ảo, bao gồm cả hệ điều hành và các ứng dụng khác.
Người dùng không quản lý hay điều khiển hạ tầng Cloud nhưng có quyền kiểm soát hệ điều hành, lưu trữ, các người dùng và một số thành phần cơ bản như tường lửa, cân bằng tải trên máy chủ Các dịch vụ IaaS thường được tính phí dựa trên lượng tính toán hay tài nguyên mà người dùng sử dụng.
Những đặc trưng tiêu biểu c a IaaS: ủ
- Cung c p h tấ ạ ầng như mộ ịt d ch v : bao g m c máy ch ( o), thi t b m ng, b ụ ồ ả ủ ả ế ị ạ ộ nhớ, CPU, không gian đĩa cứng, trang thi t b trung tâm d li u ế ị ữ ệ
- Khả năng mở ộ r ng linh ho t ạ
- Chi phí thay đổi tùy theo thưc tế
- Nhiều người thuê có th cùng dùng chung trên m t tài nguyên ( nhi u máy ể ộ ề ảo trên cùng m t máy th ộ ật)
- Cấp độ doanh nghiệp: đem lạ ợi l i ích cho công ty b i m t ngu n tài nguyên ở ộ ồ tính toán t ng h p ổ ợ
- Nhà cung c p Iấ aaS thương mại n i ti ng nh t là Amazon v i Amazon Elastic ổ ế ấ ớ
Compute Cloud (EC2) Trong EC2, người dùng có th ch nh máy o (VM ể ỉ đị ả –
Virtual Machine ) có s n và tri n khai các ng dẵ ể ứ ụng trên đó hay tự cung cấp
VM image chính là một giải pháp tối ưu cho việc triển khai trên hệ thống Amazon Người dùng chỉ cần chi trả cho thời gian tính toán, dung lượng lưu trữ và băng thông mà họ sử dụng Ngoài Amazon, còn nhiều nhà cung cấp dịch vụ khác như Rackspace và GoGrid, mang đến nhiều lựa chọn cho người dùng.
Cũng cung cấp IaaS theo mô hình tương tự
2.1.3.2 PaaS Platform as a Service – – nền tảng như một dịch vụlà
Tổ ng quan v ề ện toán đám mây và các công nghệ đi liên quan
Các công ngh ệ liên quan điện toán đám mây
2.2.1 Tổng quan về Openstack và triển khai Openstack.
Hiện nay, nhiều công ty công nghệ đang nghiên cứu và phát triển công nghệ điện toán đám mây nhằm phục vụ nhu cầu của tổ chức và cung cấp dịch vụ cho người dùng Trong xu hướng này, NASA và Rackspace đã thành công trong việc nghiên cứu và triển khai hệ thống điện toán đám mây mang tên OpenStack.
OpenStack là một nền tảng mã nguồn mở cho công nghệ điện toán đám mây, giúp phát triển và tối ưu hóa các dịch vụ đám mây Hiện nay, OpenStack đã thu hút sự quan tâm của nhiều cá nhân và tổ chức, dẫn đến việc phát triển và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Trong chương này, đồ án sẽ trình bày những nội dung cơ bản về phần mềm mã nguồn mở OpenStack Đồng thời, chúng tôi cũng sẽ mô tả quá trình xây dựng thử nghiệm đám mây riêng bằng OpenStack trong môi trường giả lập VMWare.
AWS là nền tảng đám mây hàng đầu, trong khi OpenStack là giải pháp mã nguồn mở dành cho các tổ chức và cộng đồng Mục tiêu của OpenStack là giúp người dùng xây dựng hạ tầng cho đám mây riêng và đám mây công cộng Nhiều công ty, bao gồm NASA và Rackspace, đã sử dụng OpenStack để phát triển dịch vụ và đáp ứng nhu cầu của họ.
OpenStack là một nền tảng phần mềm mã nguồn mở được sử dụng để triển khai điện toán đám mây, bao gồm cả đám mây riêng và đám mây công cộng Nó cung cấp giải pháp xây dựng hạ tầng điện toán đám mây đơn giản, có khả năng mở rộng và nhiều tính năng phong phú, hỗ trợ quản trị các tài nguyên trong mô hình điện toán đám mây Với OpenStack, trung tâm lưu trữ dữ liệu có thể được quản lý thống nhất, từ các đơn vị máy xử lý, đơn vị lưu trữ đến tài nguyên mạng, giúp dễ dàng kiểm soát thông qua một giao diện đồng nhất.
2.2.3 Mục đích và những thành phần của Openstack
Mục đích của OpenStack là tạo ra các máy ảo cho người dùng bên trong môi trường ảo hóa Các máy ảo này có cấu trúc tương tự như các máy vật lý như laptop, PC, và server Cấu hình cơ bản của một máy ảo bao gồm các thành phần như màn hình, CPU, RAM, ổ cứng, card mạng và bàn phím Trong đó, các thành phần chính của OpenStack bao gồm Dashboard, giúp quản lý và điều khiển các tài nguyên ảo hóa một cách hiệu quả.
Hình 2.7 Mô hình thành phần cơ bản c a Openstack [6]ủ
Dashboard (Horizon) là giao diện tương tác giống như màn hình laptop, cho phép người dùng dễ dàng quản lý và truy cập vào máy ảo Mục tiêu của nó là cung cấp một giao diện đồ họa trực quan cho người dùng cuối, giúp họ tương tác hiệu quả với hệ thống OpenStack để tạo, quản lý và truy cập các máy ảo.
Compute - №va là nền tảng cung cấp môi trường cho việc ảo hóa, đồng thời là thành phần quản lý hệ thống tài nguyên Nó sử dụng các phần mềm ảo hóa để cung cấp các máy ảo (Instance) hiệu quả.
Giống như là CPU và RAM của laptop Mục đích của nó để ử x lý và tính toá các hon ạ ột đ ng c a máy tính ủ
Tùy thu c vào các yêu c u chộ ầ ức năng của h ệ thống mà chúng ta s ẽ chọn ra lo i Hypervisor thích h p ạ ợ
Networking - Neutron: Là giống như card mạng c a laptop ủ dùng để ạo t
Network topology để cung c p Network L2, L3, Vlan, Loadbalance, VPN và ấ
Mục đích của Networking - Neutron kđể ết nối các máy o giao ti ả ếp v i nhau ớ như:
T o ra các Switch o và các Router o ạ ả ả
Các máy ảo được tạo ra từ hệ thống OpenStack có khả năng giao tiếp với nhau trong cùng một mạng LAN (Layer 2 trong mô hình OSI) Các mạng LAN này được tạo ra từ switch.
Các máy o trong 2 m ng LAN khác nhau (VLan) nói chuy n thông ả ạ ệ qua m t router ộ ảo đứng trung gian
Ngoài ra, giúp cho các máy o bên trong h ả ệ thống Openstack k t nế ối và giao ti p v i bên ngoài internet thông qua các router ế ớ ảo
Lưu trữ là phần quan trọng như ổ cứng của laptop, có chức năng chính là lưu trữ dữ liệu và thông tin Ngoài ra, trong hệ thống còn có hai thành phần chính khác là phần cứng tiêu chuẩn và ứng dụng người dùng.
Standard Hardware: Đại diện cho phần cứng vật lý, nó được sử dụng để xây dựng hệ thống Openstack
Your applications: Các ứng dụng dịch vụ (database, web app, ) Sử dụng hạ tầng của Openstack để chạy
Hình 2.8 Mô hình Ki n Trúc c a Openstack [7] ế ủ
Mọi người quan sát ở vùng giữa của hình trên, có thành phần VM (virtual machine)
Có 4 mũi tên chỉ vào nó, ý nghĩa là các thành phần cơ bản kết hợp lại tạo nên một cái máy ảo.
Giải thích qua về mô hình hoạt động:
Để quản trị hệ thống, người quản trị cần truy cập vào giao diện web Horizon như những hệ thống thông thường khác Quá trình này yêu cầu bước xác thực thông qua Keystone.
Nếu người dùng xác thực thành công, họ sẽ có quyền quản lý các tài nguyên và dịch vụ tương ứng, tùy thuộc vào quyền hạn của từng quản trị viên Ví dụ, người dùng với quyền cao nhất (Administrator) sẽ có khả năng quản lý toàn bộ hệ thống.
Người quản trị truy cập vào hệ thống này với mục đích tạo và quản lý máy ảo phục vụ cho việc chạy các ứng dụng Để tạo được máy ảo, ví dụ, người dùng có thể thiết lập cấu hình cho máy ảo với hệ điều hành Ubuntu 16.04, RAM 2GB và 2 cores CPU.
40 GB ổ cứng, sử dụng lớp mạng private và một IP public thuộc lớp mạng Vậy thì :
Thành phần Neutron đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các lớp mạng riêng ảo (virtual switch) và thiết lập router ảo (virtual router) Điều này cho phép thực hiện kết nối mạng (NAT) giữa các máy trong mạng riêng ảo và các mạng bên ngoài Internet.
Thành phần№valà thành phần quan trọng nhất của Openstack
Vì nó là nơi cung cấp RAM, CPU cho máy ảo: Ở đây chúng ta cấp RAM 2GB và CPU 2 cores
Thành phần Glance cung cấp các file hình ảnh cần thiết để cài đặt hệ điều hành, tương tự như một file ISO hoặc đĩa CD, USB dùng để thiết lập hệ điều hành cho máy tính.
T ng quan v ổ ề lưu trữ trên điện toán đám mây
Tường lửa là hệ thống cho phép sử dụng tường lửa nhằm quản lý lưu lượng mạng giữa các máy chủ và các máy chủ bên ngoài Tường lửa hoạt động như một hàng rào bảo vệ, giúp kiểm soát và bảo vệ thông tin trong môi trường mạng.
Cân b ng t i: Cung g p chằ ả ấ ức năng tải dịch v cho các máy ụ ảo.
Các chức năng về giám sát:
Cho phép qu n lý giám sát toàn b thành ph n c a h ả ộ ầ ủ ệ thống, c nh báo khi có s ả ự c ố
Cho phép người dùng giám sát tr ng thái máy o c a mình, qu n tr có th giám ạ ả ủ ả ị ể sát tấ ảt c các máy o ả
Cung cấp module tính cước sử ụ d ng máy ảo, lưu trữ , băng thông
2.3 Tổng quan về lưu trữ trên điện toán đám mây
Hệ thống lưu trữ Ceph là giải pháp linh hoạt cho nhiều mục đích khác nhau, cung cấp hai hình thức lưu trữ chính là Ceph Object Storage và Ceph Block Storage Hai loại hình thức này thường được sử dụng trong các nền tảng điện toán đám mây, giúp tối ưu hóa hiệu suất và khả năng mở rộng cho các ứng dụng hiện đại.
OpenStack, Ceph FileSystem, và các giải pháp lưu trữ khác đều liên quan đến việc triển khai Ceph để đáp ứng nhu cầu lưu trữ Quá trình này bắt đầu bằng việc xây dựng các node Ceph, kết nối chúng với hệ thống mạng và thiết lập cụm lưu trữ Ceph Hệ thống này cung cấp giải pháp lưu trữ hiệu quả và linh hoạt cho nhiều mục đích khác nhau.
Ceph c n ít nh t 1 Ceph Monitor và 2 Ceph OSD Daemons Ngoài ra, Ceph metadata ầ ấ server ch c n thi t khi trong h ỉ ầ ế ệ thống có Ceph Filesystem clients
2.3.1 Giới thiệu lưu trữ Ceph
Ceph là một giải pháp lưu trữ phân tán, ổn định và hiệu năng cao, dễ dàng mở rộng Với kiến trúc lưu trữ được điều khiển bằng phần mềm, Ceph cung cấp các giải pháp lưu trữ theo đối tượng, khối và tập tin trong một nền tảng dữ liệu đồng nhất Ceph chạy trên nền tảng điện toán đám mây với các thiết bị phần cứng ổn định và tiên tiến nhất, giúp tiết kiệm chi phí và dễ dàng sử dụng với Linux Kernel.
Ceph stores client data as objects within storage pools It utilizes the CRUSH algorithm to determine the appropriate placement group for each object and identify which Ceph OSD Daemon will manage that placement group This algorithm enables Ceph to achieve scalability, load balancing, and automatic recovery.
2.3.2 Các hướng phát triển sử dụng Ceph
- Sử dụng để lưu trữ thay thế ổ đĩa server thông thường
- Sử dụng để backup, lưu trữ an toàn
- Sử dụng để thực hiện triển khai các dịch vụ High Avaibility khác như Load
Balancing for Web Server, Database Replication….
- Xây dựng storage giải quyết bài toán lưu trữ cho dịch vụ Cloud hoặc phát triển lên Cloud storage (Data as a service)
2.3.3 Các hệ thống lưu trữ của Ceph
Hình 2.14 H ệthống lưu trữ Ceph 0 2.3.3.1 Hệ thống lưu trữ đối tượng của ceph (Object storage)
Ceph cung cấp khả năng truy cập liên tục đến các đối tượng thông qua ngôn ngữ bản địa như binding hoặc radosgw, với giao diện REST tương thích cho các ứng dụng Swift.S3 Thư viện phần mềm của Ceph cho phép khách hàng truy cập trực tiếp vào hệ thống lưu trữ dựa trên RADOS.
Object cung và cấp nền tảng cho một số tính năngcaocấp của Ceph, bao gồm RADOS
Block Device (RBD), RADOS Gateway Ceph File System.và
Lưu trữ đối tượng là một phương pháp lưu trữ dữ liệu theo đối tượng, giúp quản lý dữ liệu một cách dễ dàng và hiệu quả hơn Ví dụ, khi chúng ta lưu trữ dữ liệu trên các Volumes, việc quản lý và truy cập dữ liệu trở nên thuận tiện hơn rất nhiều.
Khi số lượng tệp trong một thư mục ít, việc quản lý trở nên dễ dàng hơn Tuy nhiên, khi số lượng tệp tăng lên đáng kể, việc quản lý thư mục trở nên khó khăn Do đó, lưu trữ đối tượng sử dụng các thành phần metadata để giải quyết vấn đề này hiệu quả.
2.3.3.2 Hệ thống khối lưu trữ (Block Storage) nh d ng doanh nghi p Ceph Block
Block storage là đị ạng lưu trữ trong môi trườ ệ
Thiết bị RADOS block device (RBD) cung cấp lưu trữ block cho hypervisor và máy ảo Khi thiết bị Ceph block được gắn vào máy ảo, nó có thể được sử dụng như một phân vùng RAW hoặc có thể định dạng theo các loại filesystem phù hợp với yêu cầu.
RBD sử dụng thư viện librbd để tận dụng các tiện ích của RADOS, cung cấp tính tin cậy, phân tán và khả năng lưu trữ dựa trên object Khi client ghi dữ liệu trên Ceph bằng cách sử dụng Block Device, Ceph sẽ tự động sao chép dữ liệu trên Cluster, giúp tăng hiệu năng và độ tin cậy dữ liệu Client có thể ghi, sửa đổi và xóa các dữ liệu trong các object đang có Do đó, RBD là giải pháp lưu trữ tối ưu cho volume máy ảo, cung cấp các tính năng cần thiết cho việc quản lý dữ liệu hiệu quả.
Ceph RBD is increasingly replacing traditional SAN storage solutions by offering advanced features such as thin provisioning, copy-on-write snapshots, and clone and read-only snapshots It also provides robust support for cloud environments like OpenStack and CloudStack.
2.3.3.3 Hệ thống lưu trữ file dữ liệu của ceph (File System)
Ceph là một hệ thống tệp mạng tuân thủ tiêu chuẩn POSIX, được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất và khả năng lưu trữ dữ liệu lớn, đồng thời tương thích tốt với các ứng dụng hiện tại.
Hệ thống lưu trữ Ceph nổi bật với nhiều tính năng vượt trội so với các hệ thống lưu trữ Object hiện nay, bao gồm khả năng cung cấp giao diện File System truyền thống, giúp người dùng dễ dàng truy cập và quản lý dữ liệu.
POSIX là một cải tiến quan trọng trong hệ thống lưu trữ, nhưng vẫn cần nhiều nỗ lực hơn so với các hệ thống tệp truyền thống Khi nhu cầu lưu trữ gia tăng trong các ứng dụng hiện đại, các tổ chức có thể điều chỉnh ứng dụng của mình để tận dụng Ceph.
File System Có nghĩa là người dùng có thể chạy một cụm lưu trữ cho Object, Block và lưu trữ dữ liệu dựa trên File.
2.3.4 Các №de trên h ệthống lưu trữ Ceph
H ệ thống Ceph là m t mô hình có th ộ ể chịu l i, t c là cho phép ch y ít nh t 3 ỗ ứ ạ ấ
Trong hệ thống, Node đầu tiên đóng vai trò là admin, trong khi Node thứ hai được sử dụng cho việc sao lưu Các Node còn lại sẽ là máy chủ giám sát để theo dõi trạng thái hoạt động của tất cả các Node trong mạng lưới.
XÂY DỰ NG D CH V Ị Ụ LƯU TRỮ Ữ D LI ỆU CHO PHÉP ĐỒ NG
Giớ i thi u d ch v ệ ị ụ lưu trữ đám mây
Trong trường hợp ổ cứng máy tính bị hỏng, người dùng có thể yên tâm vì đã có bản sao lưu dữ liệu trên đám mây Sau khi thay ổ cứng và cài đặt lại hệ điều hành trên máy tính, tất cả dữ liệu sẽ được tự động cập nhật từ đám mây về máy tính.
Cơ chế lưu trữ ữ d liệu
Giải pháp lưu trữ dữ liệu sử dụng xác thực bằng giao diện người dùng giúp người dùng dễ dàng truy cập và quản lý thông tin Mỗi người dùng sẽ được cấp một tài khoản để đăng nhập và quản lý hệ thống của họ một cách hiệu quả.
Các bước để người dùng đăng ký sử ụ d ng d ch v ị ụ lưu trữ ữ d liệu trên đám mây:
Bước 1 N: gười dùng truy c p vào h th ng ng d ng d ch v ậ ệ ố ứ ụ ị ụ lưu trữ đám mây để đăng ký sử ụ d ng d ch v ị ụ
Sau khi người dùng đăng ký thành công, hệ thống sẽ tự động thực hiện các yêu cầu cần thiết như tạo tài khoản người dùng, thiết lập quota và tạo thư mục dữ liệu.
Bước 3: Thêm thông tin vào cơ sở dữ liệu Hệ thống sở hữu các tính năng mạnh mẽ: đồng bộ dữ liệu từ máy local lên đám mây và từ đám mây xuống vào máy local, giúp bảo vệ dữ liệu an toàn khi có sự cố xảy ra.
Quá trình lưu trữ ữ d u trên các tài kholiệ ản đám mây được thực hiện như sau :
- D ữ liệu mỗi người dùng ch ỉ được lưu trữ trong thư mục riêng c a tài ủ khoản người đó ứ, t c là tài khoàn s mẽ có ột thư mục riêng để lưu trữ ữ d liệu
Đồng bộ hóa dữ liệu giữa đám mây và máy local đảm bảo rằng toàn bộ dữ liệu của người dùng trên máy local luôn giống như dữ liệu trên đám mây Khi người dùng chỉnh sửa hoặc xóa dữ liệu trên máy local, các thay đổi này sẽ tự động được cập nhật trên đám mây.
- Trong trường h p máy local b m t ợ ị ấ hoặc có s c thì có th khôi phự ố ể ục l i toàn b d u t ạ ộ ữliệ ừ đám mây xuống máy local.
Phân tích ch ức năng hệ thống
3.3.1 T ng quan biổ ểu đồ Use Case :
Biểu đồ Use Case th c hi n s ự ệ ự tương tác giữa người dùng và h th ng T ệ ố ừ đó xác định được h th ng c n ph i làm các chệ ố ầ ả ức năng như sau :
Hình 3.1 Biểu đồ User và admin Use - Case
H ệ thống bao g m 2 lo i tài kho n ồ ạ ả : admin và người dùng thường Đầu tiên,
Người dùng hoặc quản trị viên sẽ chạy ứng dụng và đăng nhập vào hệ thống Hệ thống sẽ kiểm tra xem tài khoản của người dùng đã tồn tại trong cơ sở dữ liệu hay chưa Nếu chưa có, hệ thống sẽ chuyển hướng đến trang đăng ký; nếu tài khoản đã tồn tại, hệ thống sẽ tiến hành xác thực Sau khi xác thực thành công, người dùng sẽ được chuyển đến trang quản trị và có quyền thay đổi các thông tin theo quyền hạn của mình.
Admin là tài khoản có quyền cao nhất trong hệ thống, bao gồm việc quản lý tất cả các tài khoản người dùng Những quyền hạn này cho phép admin thực hiện các thao tác như thay đổi quota, thay đổi mật khẩu và xóa người dùng.
Là tài khoản sử dụng để quản lý tài nguyên mà người dùng đã đăng ký, ví dụ như quản lý dữ liệu giữa đám mây và máy local, cũng như thay đổi mật khẩu cá nhân.
Biểu đồ luồ ng x ử lý
Biểu đồ mô t th t th c hi n các ả ứ ự ự ệ bước trong t ng use-ừ case
- Người đăng ký - Người đăng nhập
Hình 3.2 Biểu đồthứ ự người đăng ký Hình 4 t 3 Biểu đồ ứ ự người đăng nhậ th t p
- Cài đạt rsync - ng b d u t server xu ng Client Đồ ộ ữliệ ừ ố
Hình 4.4 Biểu đồthứ ự cài đặ t t rsync Hình 4.5 Biểu đồthứ ự đồ t ng b t ộ ừ server xuống
- Đồng b d li u lên serverộ ữ ệ - đổi m t khậ ẩu ngườ ụi d ng
Hình 3.6 Biểu đồthứ ự đồ t ng b ộ t server lên ừ
Hình 3.7 Biểu đồthứ ự đổi mậ t t khẩu ngườ ụi d ng
- Thay đổi quota - Xóa người dụng
Hình 3.8 Biểu đồthứ ự thay đổ t i quota
Hình 3.9 Biểu đồthứ ự xóa ngườ ụ t i d ng
Thi ết kế các l ớp
Phần thi t kếế các l p bao g m 2 ph n chính ớ ồ ầ
Các file trong library là các file thực hiện các thao tác liên quan đến server và cơ sở đữ liệu
- DBConnection : Tạo kết nố ến cơ sởi đ d u ữliệ
- FileTableModel : là file định d ng l i d u trong table, ạ ạ ữ liệ hiển th danh sách ị các file trong MainForm
- UserManager : là file th c hiự ện các thao tác như : thêm, s a, xóaử , thay đổi quota, thay đổi m t khậ ẩu ngườ ụi d ng
Các tệp trong syncdata là các tệp giao diện của ứng dụng, giúp đồng bộ hóa với các tệp trong thư viện để thực hiện các tham số như thêm, sửa, xóa, thay đổi người dùng và cơ sở dữ liệu.
- AdminFrame : là giao di n qu n tr cệ ả ị ủa admin, trong đó có thể thực hi n các ệ thao tác : thay đổi quota, đổi mật khẩu người dùngvà xóa người dùng
- LoginFrame : là giao diện thư viện gồm việc đăng nhập vào h ệ thống, ki m tra ể ngườ ụng là admin hay là ngườ dùng thười d i ng
- MainFrame : là giao di n chính th c hi n các thao tác xeệ ự ệ m file, đồng b ộ các file cài đặt rsync
- RegisterFrame : là giao di n th c hiệ ự ện thao tác đăng ký người dùng m ới.
Hình 3 0.1 Biểu đồ thiết kếcác lớp
Thi ết kế cơ sở ữ d liệu
Cơ sở dữ liệu của chương trình không lớn, và vì người dùng chỉ sử dụng trên máy local, hệ quản trị cơ sở dữ liệu chỉ cần lưu trữ thông tin của người dùng một cách hiệu quả.
Hình 3.11 Thiết kế ấ c u trúc bảng user
Khi người dùng đăng ký và thay đổi quota, cơ sở dữ liệu sẽ lưu trữ thông tin và hiển thị các thông tin liên quan trong bảng User dưới đây.
Hình 3.12 Thiết kế ấ c u trúc b ng user ả
NO Thông tin ngườ ụi d ng Kiểu d li u ữ ệ Ghi chú Diễn giải
1 user_id INTEGER Primary Key
AutoIncrement Chứa ID của người dùng, giá tr này ị s t ẽ ự động tăng
2 username VARCHAR NOT NULL Chứa tên đăng nhập của người dùng
3 password VARCHAR NOT NULL Chứa mật kh u cẩ ủa người dùng
4 Quota INTEGER NOT NULL Chứa không gian của người dùng
5 Role VARCHAR NULL Vai trò của người dùng
Hoạ ột đ ng c a hệ ốủ th ng bao gồm các hành động cơ bản như sau :
- Hành động người đăng ký :
Hình 3.13 Biểu đồ hành động người đăng ký
- Hành động người đăng nhập
Hình 3 4 Bi.1 ểu đồ hành động người đăngnhập
- Hành động cài đặt rsync
Hình 3 5 Bi.1 ểu đồ hành độngcài đặt rsync
- Hành động đồng b d u t Server ộ ữliệ ừ
Hình 3 6 Bi.1 ểu đồ hành động đồng b d u t server ộ ữliệ ừ
- Hành động đồng b d u t Client lên Server ộ ữliệ ừ
Hình 3.17 Biểu đồ hành động đồng b d u t client lên server ộ ữliệ ừ
Hình 3.18 Biểu đồ hành động đổi mật kh u ẩ
- Hành d ng tộ hay đổi quota cho ngườ ụi d ng
Hình 3 Bi19 ểu đồ hành động thay đổi quota cho ngườ ụi d ng
- Hành d ng xộ óa người dụng
Hình 3.20 Biểu đồ hành động xóa người dùng
3.8 Thiết kế giao diện ứng d ng giao tiụ ếp người dùng
Giao diện ứng d ng giao tiụ ếp người dụng được thi t k bao g m 2 form ế ế ồ như : form admin và form người dùng
3.8.1 Giao di n ng dệ ứ ụng người dùng (Client) :
Form giao diện ứng dụng cho phép người dùng đăng ký tài khoản mới với dung lượng cần thiết và đăng nhập vào hệ thống dịch vụ lưu trữ đám mây.
3.8.1.1 Form đăng ký và đăng nhập :
Sau khi người đăng nhập vào h d ch vệ ị ụ lưu trữ đám mây thành công thì sẽ ể hi n th ịra các danh sách d u trên b ng ữliệ ả
Ví d : ụ Các bước sử ụ d ng và chức năng của người dùng như :
Bước đầu tiên, người dùng cần khởi động ứng dụng trên máy tính cá nhân Sau khi mở ứng dụng, người dùng sẽ nhập thông tin để đăng ký sử dụng dịch vụ lưu trữ đám mây Khi quá trình đăng ký hoàn tất, hệ thống sẽ tự động tạo một thư mục dữ liệu trong thư mục gốc của máy tính cá nhân.
Bước 2: Trên máy chủ dịch vụ lưu trữ đám mây, hệ thống sẽ tự động tạo một tài khoản và đồng thời thiết lập một thư mục với tên giống như tên đăng ký ban đầu.
Khi người dùng đăng nhập vào hệ thống lưu trữ đám mây, mọi thay đổi trong thư mục dữ liệu trên máy tính cá nhân sẽ được tự động đồng bộ hóa lên đám mây trong vòng 5 giây Ví dụ, nếu một tệp có tên "test_123" và thư mục "test_456" được thay đổi trong thư mục dữ liệu trên máy tính, chúng sẽ ngay lập tức được cập nhật trên thư mục đám mây.
Dưới đây là bảng hi n thi các ể danh sách đồng b hóa d u giộ ữliệ ữa đám mây và máy tính cá nhân
Hình 3.23 Form đồng b hóa d u ộ ữliệ giữa đám mây và máy tính cá nhân
Giao diện ứng dụng hiện đại cho phép người dùng dễ dàng đồng bộ hóa dữ liệu giữa đám mây và máy tính cá nhân Khi người dùng chỉnh sửa hoặc xóa dữ liệu trong thư mục trên máy tính cá nhân, hệ thống sẽ tự động cập nhật thông tin và đồng bộ hóa dữ liệu với đám mây trong vòng 5 giây.
Ví d ụ: Đồng b hóa d u giộ ữliệ ữa đám và máy tính cá nhân
Tạo file test_123 và thư mục test_456 trong máy tính cá nhân chỉ mất chưa đầy 5 giây, đồng thời đảm bảo chúng được đồng bộ hóa lên đám mây một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Hình 3.24 Tiến hành trong thư mục data trong máy tính cá nhân
Hình 3.25 B ng cả ủa giao diện ứng dụng đồng b hóa d li u hi n th trên máy tính cá ộ ữ ệ ể ị nhân
- Phía đám mây là phía chỉ lưu dữliệu và d phòng d ự ữliệu của người dùng ti n hành trên máy tính cá nhân ế
Hình 3.26 Đồng b hóa d u ộ ữliệ trên đám mây
3.8.1.3 Khôi ph c lụ ại dữ u liệ
Trong trường h p có s c , m t máy hoợ ự ố ấ ặc ổ ứ c ng b h ng có th khôi phị ỏ ể ục l i toàn b d u t ạ ộ ữliề ừ đám mây về máy tính cá nhân
Bước 1 : u tiên, ch y ng d ng lên Đầ ạ ứ ụ
Bước 2 : Người dùng sử ụng tài khoàn mà đã đăng ký đầ d u tiên đăng nhập vào h ệthống
3.8.2 Giao diện ứng dụng quản lý (Admin) :
Giao diện ứng dụng cho phép người dùng thay đổi thông tin cá nhân, mật khẩu và quota Để thực hiện điều này, người dùng cần đăng nhập vào hệ thống bằng quyền admin Sau khi đăng nhập thành công, hệ thống sẽ hiển thị form chức năng dành cho admin.
- Đầu tiên người dùng đăng ký s mẽ ặc định Quota 2GB như :
- Trong trường người dùng yêu cầu tăng Quota lên như : người dùng tên là demo có mặc đinh Quota 2GB muốn tăng lên thành 10GB.
Hình 3.28 Form admin thay đổi Quota cho người dùng
3.9 K t qu ế ảthử nghi m d ch v ệ ị ụ lưu trữ đám mây.
Phần cứng của môi trường thử nghiệm được thiết lập với máy chủ ảo hóa trên OpenStack, bao gồm cấu hình máy chủ ảo và cơ sở dữ liệu cùng một máy Hệ thống lưu trữ sử dụng OpenStack tích hợp với Ceph để cung cấp Volume từ tầng lưu trữ Ceph cho máy ảo trên OpenStack OpenStack sử dụng lưu trữ đám mây để đảm bảo dữ liệu của người dùng được quản lý một cách hiệu quả.
Xây dựng giao diện ứng dụng dịch vụ lưu trữ đám mây kết nối máy chủ ảo và cơ sở dữ liệu, xác định đường dẫn lưu trữ dữ liệu vào Volume trên OpenStack, cho phép người dùng đăng ký và đăng nhập vào hệ thống dịch vụ lưu trữ Hệ thống còn sử dụng rsync để đồng bộ hóa dữ liệu và đạt được tốc độ đồng bộ hóa nhanh chóng, chỉ trong vòng 5 giây cho mỗi lần chạy.
Sau đây là kiến trúc h th ng s d ng th nghi m d ch v ệ ố ử ụ ử ệ ị ụ lưu trữ đám mây.
Hình 3 29 Kiến trúc hệ ố th ng d ch v ị ụ lưu trữ đám mây
Kiến trúc h th ng bao g m các thành ph n c a Openstack và Ceph ệ ố ồ ầ ủ
- OpenStack compute : là server khởi tạo các máy o (VM) ả
- OpenStack controller là nơi đóng vai trò điều khi n các thành ph n cể ầ ủa
- 1 máy o (VM) : server và database là ả instance cài đặt server ph c v ụ ụ cho việc cấp tài nguyên và lưu trữ thông tin của người dùng
- Ceph là h tạ ầng lưu trữ cung c p Volume cho các máy ấ ảo
- App Client là ng dứ ụng java để thực hi n các thao tác thêm , s a, xóa ệ ử user quota vào server data và database
3.9.2 K ch b n th nghi m chị ả ử ệ ức năng và các kết qu ả (Trình bày dướ ại d ng bảng các test case) Các k ch b n th nghi m chị ả ử ệ ức năng và các kết qu ả sau đây
Kịch bản test Các bước thực hiện Dữ liệu test Kết quả mong muốn Kết quả đạt được Pass/Fail
DK1 Đăng ký người dùng
M ở form đăng ký Nhập username và password Nhấn nút đăng ký
123456 Đăng ký thành công Đăng ký thành công
DK2 Đăng ký người dùng đã có
M ở form đăng ký Nhập username và password Nhấn nút đăng ký
Hiển th thông ị báo người dùng đã tồ ạn t i
Hiển th ị thông báo người dùng đã t n t i ồ ạ
DN1 Đăng nh p ậ vào ứng d ng ụ
M ở form đăng nhập và nh p ậ tên người dùng và m t kh u ậ ẩ
Hiển th ra form ị của người dùng
Hiển th ra ị form của người dùng
DN1 Đăng nhập vào ứng d ng ụ
M ở form đăng nhập và nh p ậ tên người dùng và m t kh u ậ ẩ
Hiển th ra ị message : Sai thông tin người dùng
Hiển th ra ị message : Sai thông tin người dùng
DBDL Đăng nhập vào ứng d ng ụ
M ở form đăng nhập và nh p ậ tên người dùng và m t kh u ậ ẩ
Kho ng 5 giây ả h ệ thống s t ẽ ự động chạy để đồng b d li u ộ ữ ệ giữa đám mây và máy tính cá
Pass nhân KHPDL Đăng nhập vào ứng d ng ụ
M ở form đăng nhập và nh p ậ tên người dùng và m t kh u ậ ẩ
Khôi ph c toàn ụ b d ộ ữ liệu t ừ đám mây về máy tính cá nhân
T ự động khôi phục toàn b d ộ ữ liệu thành công
- Đăng ký người dùng và đăng nhập vào h ệ thống d ch v ị ụ lưu trữ đám mây
Ví d ụ: các bước sử ụ d ng và th c hi n s ự ệ ựhoạt động h th ng ệ ố
Thư mục này là thư mục lưu toàn bộ d u muữliệ ốn đồng b hóa giộ ữa đám mây và máy tính cá nhân
Hình 3.3 Nh0 ập thông tin đăng ký
Hình 3.3 1.Đăng ký thành công
Bước 2: Trên máy chủ dịch vụ lưu trữ đám mây, hệ thống sẽ tự động tạo một tài khoản và một thư mục có tên giống như tên người dùng đăng ký đầu tiên, trong đó thư mục sẽ được đặt tên là "demo" và nằm trong đường dẫn /home/demo.
Hình 3.3 T o d 2 ạ ữliệu vào thư mục data c a máy tính cá nhân ủ
Thi ết kế giao di ện ứ ng d ng giao ti ụ ếp ngườ i dùng
Giao diện ứng d ng giao tiụ ếp người dụng được thi t k bao g m 2 form ế ế ồ như : form admin và form người dùng
3.8.1 Giao di n ng dệ ứ ụng người dùng (Client) :
Form giao diện ứng dụng cho phép người dùng đăng ký tài khoản mới với dung lượng cơ bản, và đăng nhập vào hệ thống dịch vụ lưu trữ đám mây.
3.8.1.1 Form đăng ký và đăng nhập :
Sau khi người đăng nhập vào h d ch vệ ị ụ lưu trữ đám mây thành công thì sẽ ể hi n th ịra các danh sách d u trên b ng ữliệ ả
Ví d : ụ Các bước sử ụ d ng và chức năng của người dùng như :
Để bắt đầu, người dùng cần chạy ứng dụng trên máy tính cá nhân Sau khi ứng dụng được khởi động, người dùng sẽ nhập thông tin để đăng ký sử dụng dịch vụ lưu trữ đám mây Khi quá trình đăng ký thành công, hệ thống sẽ tự động tạo một thư mục dữ liệu trong thư mục gốc của máy tính cá nhân.
Bước 2: Trên máy chủ dịch vụ lưu trữ đám mây, hệ thống sẽ tự động tạo một tài khoản và một thư mục với tên giống như tên đăng ký đầu tiên của bạn.
Khi người dùng đăng nhập vào hệ thống lưu trữ đám mây, mọi thay đổi trong thư mục dữ liệu trên máy tính cá nhân sẽ được tự động đồng bộ hóa lên đám mây trong vòng 5 giây Ví dụ, nếu có một tệp tin tên là test_123 và thư mục tên là test_456 trong thư mục máy tính cá nhân, chúng sẽ được đồng bộ hóa lên thư mục đám mây trong khoảng thời gian này.
Dưới đây là bảng hi n thi các ể danh sách đồng b hóa d u giộ ữliệ ữa đám mây và máy tính cá nhân
Hình 3.23 Form đồng b hóa d u ộ ữliệ giữa đám mây và máy tính cá nhân
Giao diện ứng dụng hiện đại cho phép người dùng đồng bộ hóa dữ liệu giữa đám mây và máy tính cá nhân Khi người dùng chỉnh sửa hoặc xóa dữ liệu trong thư mục trên máy tính cá nhân, hệ thống sẽ tự động cập nhật thông tin và đồng bộ hóa dữ liệu giữa đám mây và máy tính trong vòng 5 giây.
Ví d ụ: Đồng b hóa d u giộ ữliệ ữa đám và máy tính cá nhân
Tạo một file có tên test_123 và một thư mục tên test_456 trong máy tính cá nhân chỉ trong 5 giây Sau đó, tiến hành đồng bộ hóa thư mục này lên đám mây để bảo đảm an toàn dữ liệu.
Hình 3.24 Tiến hành trong thư mục data trong máy tính cá nhân
Hình 3.25 B ng cả ủa giao diện ứng dụng đồng b hóa d li u hi n th trên máy tính cá ộ ữ ệ ể ị nhân
- Phía đám mây là phía chỉ lưu dữliệu và d phòng d ự ữliệu của người dùng ti n hành trên máy tính cá nhân ế
Hình 3.26 Đồng b hóa d u ộ ữliệ trên đám mây
3.8.1.3 Khôi ph c lụ ại dữ u liệ
Trong trường h p có s c , m t máy hoợ ự ố ấ ặc ổ ứ c ng b h ng có th khôi phị ỏ ể ục l i toàn b d u t ạ ộ ữliề ừ đám mây về máy tính cá nhân
Bước 1 : u tiên, ch y ng d ng lên Đầ ạ ứ ụ
Bước 2 : Người dùng sử ụng tài khoàn mà đã đăng ký đầ d u tiên đăng nhập vào h ệthống
Bước 3: Sau khi đăng nhập vào hệ thống, một thư mục tên là "data" sẽ được tạo ra trong thư mục root trên máy tính cá nhân Chỉ sau 5 giây, ứng dụng sẽ tự động tiến hành đồng bộ hóa dữ liệu từ đám mây về máy tính cá nhân Người dùng cũng có thể nhấn vào nút đồng bộ để tải dữ liệu từ server xuống client.
3.8.2 Giao diện ứng dụng quản lý (Admin) :
Giao diện ứng dụng cho phép người dùng thay đổi thông tin, mật khẩu và quota của tài khoản Để thực hiện điều này, người dùng cần mở ứng dụng và đăng nhập vào hệ thống bằng quyền admin Sau khi đăng nhập, hệ thống sẽ hiển thị form chức năng của admin để thực hiện các thay đổi cần thiết.
- Đầu tiên người dùng đăng ký s mẽ ặc định Quota 2GB như :
- Trong trường người dùng yêu cầu tăng Quota lên như : người dùng tên là demo có mặc đinh Quota 2GB muốn tăng lên thành 10GB.
K t qu ế ả thử nghiệ m d ch v ị ụ lưu trữ đám mây
3.9 K t qu ế ảthử nghi m d ch v ệ ị ụ lưu trữ đám mây.
Phần cứng của môi trường thử nghiệm được thiết lập với máy chủ ảo hóa trên OpenStack, kết hợp với cấu hình máy chủ ảo và cơ sở dữ liệu Hệ thống lưu trữ sử dụng OpenStack tích hợp với Ceph để cung cấp Volume từ tầng lưu trữ Ceph cho máy ảo trên OpenStack Điều này cho phép người dùng sử dụng dịch vụ lưu trữ đám mây một cách hiệu quả.
Xây dựng giao diện ứng dụng dịch vụ lưu trữ đám mây kết nối máy chủ ảo và cơ sở dữ liệu, đồng thời xác định đường dẫn lưu trữ dữ liệu vào Volume trên OpenStack, cho phép người dùng đăng ký và đăng nhập vào hệ thống dịch vụ lưu trữ đám mây Ngoài ra, việc sử dụng rsync để đồng bộ hóa dữ liệu và đạt được lịch trình cho rsync chạy trong vòng 5 giây cho mỗi lần là rất quan trọng.
Sau đây là kiến trúc h th ng s d ng th nghi m d ch v ệ ố ử ụ ử ệ ị ụ lưu trữ đám mây.
Hình 3 29 Kiến trúc hệ ố th ng d ch v ị ụ lưu trữ đám mây
Kiến trúc h th ng bao g m các thành ph n c a Openstack và Ceph ệ ố ồ ầ ủ
- OpenStack compute : là server khởi tạo các máy o (VM) ả
- OpenStack controller là nơi đóng vai trò điều khi n các thành ph n cể ầ ủa
- 1 máy o (VM) : server và database là ả instance cài đặt server ph c v ụ ụ cho việc cấp tài nguyên và lưu trữ thông tin của người dùng
- Ceph là h tạ ầng lưu trữ cung c p Volume cho các máy ấ ảo
- App Client là ng dứ ụng java để thực hi n các thao tác thêm , s a, xóa ệ ử user quota vào server data và database
3.9.2 K ch b n th nghi m chị ả ử ệ ức năng và các kết qu ả (Trình bày dướ ại d ng bảng các test case) Các k ch b n th nghi m chị ả ử ệ ức năng và các kết qu ả sau đây
Kịch bản test Các bước thực hiện Dữ liệu test Kết quả mong muốn Kết quả đạt được Pass/Fail
DK1 Đăng ký người dùng
M ở form đăng ký Nhập username và password Nhấn nút đăng ký
123456 Đăng ký thành công Đăng ký thành công
DK2 Đăng ký người dùng đã có
M ở form đăng ký Nhập username và password Nhấn nút đăng ký
Hiển th thông ị báo người dùng đã tồ ạn t i
Hiển th ị thông báo người dùng đã t n t i ồ ạ
DN1 Đăng nh p ậ vào ứng d ng ụ
M ở form đăng nhập và nh p ậ tên người dùng và m t kh u ậ ẩ
Hiển th ra form ị của người dùng
Hiển th ra ị form của người dùng
DN1 Đăng nhập vào ứng d ng ụ
M ở form đăng nhập và nh p ậ tên người dùng và m t kh u ậ ẩ
Hiển th ra ị message : Sai thông tin người dùng
Hiển th ra ị message : Sai thông tin người dùng
DBDL Đăng nhập vào ứng d ng ụ
M ở form đăng nhập và nh p ậ tên người dùng và m t kh u ậ ẩ
Kho ng 5 giây ả h ệ thống s t ẽ ự động chạy để đồng b d li u ộ ữ ệ giữa đám mây và máy tính cá
Pass nhân KHPDL Đăng nhập vào ứng d ng ụ
M ở form đăng nhập và nh p ậ tên người dùng và m t kh u ậ ẩ
Khôi ph c toàn ụ b d ộ ữ liệu t ừ đám mây về máy tính cá nhân
T ự động khôi phục toàn b d ộ ữ liệu thành công
- Đăng ký người dùng và đăng nhập vào h ệ thống d ch v ị ụ lưu trữ đám mây
Ví d ụ: các bước sử ụ d ng và th c hi n s ự ệ ựhoạt động h th ng ệ ố
Thư mục này là thư mục lưu toàn bộ d u muữliệ ốn đồng b hóa giộ ữa đám mây và máy tính cá nhân
Hình 3.3 Nh0 ập thông tin đăng ký
Hình 3.3 1.Đăng ký thành công
Bước 2: Trên máy chủ dịch vụ lưu trữ đám mây, hệ thống sẽ tự động tạo một tài khoản và một thư mục có tên giống với tên người dùng đăng ký đầu tiên, được đặt là "demo" trong thư mục /home/demo.
Hình 3.3 T o d 2 ạ ữliệu vào thư mục data c a máy tính cá nhân ủ
Khi người dùng đăng nhập vào hệ thống lưu trữ đám mây, bất kỳ thay đổi nào trong thư mục dữ liệu trên máy tính cá nhân sẽ được đồng bộ hóa tự động lên trên thư mục đám mây trong khoảng 5 giây Ví dụ, việc tạo file tên là test_123 và thư mục tên là test_456 trong thư mục máy tính cá nhân sẽ được đồng bộ hóa lên thư mục trên đám mây gần như ngay lập tức, giúp đảm bảo dữ liệu luôn được cập nhật và đồng bộ.
Dưới đây là bảng hiển thi các danh sách đồng b hóa d li u giộ ữ ệ ữa đám mây và máy tính cá nhân
Hình 3.3 B ng hi n th 3 ả ể ịra các danh sách dữ u liệ
- Đăng ký người dùng đã ổt n tài trên h ệthống.
Người dùng không thể đăng ký tài khoản mới nếu tên tài khoản đã trùng với tài khoản đã tồn tại trên hệ thống Hệ thống sẽ thông báo ngay lập tức rằng tài khoản đã được đăng ký trước đó Do đó, khi có tài khoản đã tồn tại, người dùng không thể đăng ký để sử dụng dịch vụ lưu trữ đám mây.
Hình 3.3 4.Đăng ký tài khoản đã tổn tài trên h th ng ệ ố
- Đăng nhập vào ng d ng sai m t kh u ứ ụ ậ ẩ
Ví d ụ : người dùng đăng nhập vào ứng d ng sai m t kh u ụ ậ ẩ
Hình 3.3 5.Đăng nhập sai tài kho n hoả ặc mật kh u ẩ
- Đồng b d li u giộ ữ ệ ữa đám mây và máy tính cá nhân
Tệp tin có tên là test_123 và thư mục test_456 sẽ tự động được đồng bộ từ máy tính cá nhân lên đám mây trong vòng 5 giây Các danh sách dữ liệu sẽ được hiển thị dưới dạng bảng trên giao diện của ứng dụng.
Bước 1 : đầu tiên đăng nhập vào ng dứ ụng chưa hiển th các danh sách c a d ị ủ ữ liệu trên form ng d ng ứ ụ
Hình 3.3 B ng hi n th 6 ả ể ị ra các danh sách lần đầu tiên đăng ký sử ụ d ng
Bước 2: Tạo tệp có tên test_123 và thư mục test_456 trên máy tính cá nhân Sau khoảng 5 giây, các danh sách sẽ hiển thị trên form, giúp người dùng dễ dàng quản lý dữ liệu và tự động đồng bộ lên đám mây.
Hình 3.3 T o file test_123 7 ạ và thư mục test_456 trên máy tính cá nhân
Hình 3.39 B ng hi n th ả ể ịra các danh sách dữ u liệ
Hình 3.38 T ự động đồng b d li u t ộ ữ ệ ừ máy tính cá nhân lên đám mây
- Khôi ph c toàn b d u t ụ ộ ữliệ ừ đám mây về máy tính cá nhân
Trong trường h p máy tính b m t ho c c ng b h ng có th khôi ph c l i toàn b ợ ị ấ ặ ổ ứ ị ỏ ể ụ ạ ộ d u t ữliệ ừ đám mây về máy tính cá nhân
Ví d Khôi ph c l i ụ : ụ ạ phải nh ớ tên đã đăng ký và mật khẩu để đăng nhập vào h ệ thống Trong trường h p máy tính cá nhân b m t hoợ ị ấ ặc ổ ứ c ng b hị ỏng
Bước 1 : Cài h ệđiều hành m i ho c thay c ng mớ ặ ổ ứ ới
Bước 2 : Ch y ng dụạ ứ ng và m form ng dở ứ ụng đăng nhập vào h th ng ệ ố
Bước 3: Nhập tên người dùng và mật khẩu vào ứng dụng Tiếp theo, nhấn vào nút đăng nhập Sau đó, ứng dụng sẽ tự động tạo một thư mục tên là "data" trong thư mục gốc của máy tính cá nhân và hệ thống sẽ bắt đầu khôi phục toàn bộ dữ liệu từ đám mây về máy tính cá nhân đồng thời.
Chú ý: Trong trường hợp này, người dùng không nên chờ quá 5 giây để hệ thống có thể hoạt động Nếu chưa có thư mục lưu dữ liệu hoặc đường dẫn lưu trữ trên máy tính cá nhân, khi người dùng đăng nhập, hệ thống sẽ tự động tạo thư mục trên máy Người dùng sẽ có thể chạy ngay và tự động khôi phục dữ liệu từ đám mây về máy tính cá nhân ngay lập tức.
3.9.3 K ch b n th nghiị ả ử ệm đánh giá hiệu năng và các kết qu ả
Các k ch b n th nghiị ả ử ệm đánh giá hiệu năng và các kết qu ả sau đây :
Mã TestCase Kịch bản test Các bước thực hiện K t qu ế ả Đánh giá
DN1 Đăng nhậ ứp ng d ng ụ trên nhi u máy cùng ề lúc
M ở nhiều ứng d ng ụ trên nhi u máy client ề khác nhau
Sau đó đăng nhập vào các ứng d ng ụ Đăng nhập nhiều Client mà không có nh ả hưởng gìđến h ệ thống
Có kh ả năng nhiều người truy c p cùng ậ m t lúc ộ
UPF1 Cùng đồng b ng ộ đồ thời nhi u file lên ề server
Copy các file có kích thước khác nhau (100kB->100M) vào folder cần đồng b ộ Ấn nút đồng b trên ộ nhiều client cùng lúc
Cùng đồng b ộ đồng th i nhi u ờ ề file lên server
Có kh ả năng đồng b ộ nhiều file và kích thước khác nhau lên server cùng lúc
DL1 Đồng b t server v ộ ừ ề nhiều máy client
Mỗi khách hàng có thể sử dụng nhiều máy tính khác nhau để đăng nhập vào tài khoản của mình Việc đồng bộ hóa dữ liệu từ máy chủ xuống các máy khách không bị ảnh hưởng bởi việc sử dụng đồng thời trên nhiều thiết bị Hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả, đảm bảo rằng việc đồng bộ hóa diễn ra một cách mượt mà.
Có kh ả năng đồng b t ộ ừ server v ề nhiều máy Client
Trong nghiên cứu của mình, tôi đã phát triển giải pháp điện toán đám mây IaaS để cung cấp tài nguyên như CPU, RAM và card mạng nhằm triển khai máy ảo trên nền tảng OpenStack Bên cạnh đó, tôi cũng đã xây dựng thành công giải pháp lưu trữ với tính sẵn sàng cao, sử dụng hệ thống lưu trữ Ceph, cung cấp dịch vụ lưu trữ và volume cho điện toán đám mây Giải pháp này cho phép người dùng truy cập dữ liệu một cách linh hoạt và hiệu quả trên nền tảng điện toán đám mây.
Một sốhiệu qu c ả ụthể đem lại như sau:
Chương II : Các công ngh điệ ện toán đám mây.
- Định nghĩa điệ oán đám mây n t
- S d ng Openstack triử ụ ển khai điện toán đám mây để xây d ng m t trung ự ộ tâm d u th nghi m ữliệ ử ệ đã thành công như có th cung c p t o máy o: ể ấ ạ ả , m ng, ạ
- Xây dựng được m h t ng cột ạ ầ ụm lưu trữ Ceph
- K t n i Openstack tích h p vế ố ợ ới Ceph để cung c p Volume cho máy ấ ảo s d ng ử ụ lưu trữ ữ d u liệ
Chương III : Xây d ng d ch v ự ị ụ lưu trữ ữ ệu cho phép độ d li ng b hóa d li u cộ ữ ệ ủa người dùng d a trên h tự ạ ầng điện toán đám mây và dịch v ụ lưu trữ đám mây.
Trong chương III này thì đã xây dựng được m t giao di n d ch v ộ ệ ị ụ lưu trữ đám mây bao g m các chồ ức năng nhưsau:
- Có giao diện ứng d ng d ch v ụ ị ụ đăng ký và đăng nhập vào h ệ thống dịch v ụ lưu trữ đám mây.
- Khi người đăng ký sẽ ặc đị m nh quota 2GB T c là mứ ỗi người đăng ký ẽs mặc định quota 2GB ngay
- Động b hóa d u cộ ữliệ ủa người dùng giữa đám mây và máy tính (local)
- Admin có th ể giảm và tăng lên quota người dùng theo yêu c u cho m i ầ ỗ người dùng
- Có th khôi ph lể ụ ại dữ u khi có s c liệ ự ố