WMWare vSphere .... VMware vCloud Suite.... Microsoft System Center.... Microsoft Azure .... CloudStack và OpenStack ...
Trang 2
tronào khác
Hà Nội, ngày 10 tháng 3 năm 2017
Tác gi tài t t nghi p
t Hùng
Trang 4M
LI C M 3
PHN M U 9
khoa h c và th c ti n c a lu 9
2 M tài (các kt qu c c): 12
ng nghiên c u 12
u 13
5 N i dung lu 13
14
14
n 14
1.2 Lch s i 16
1.3 T 18
-demand self-service) 18
Broad network access) 18
1.3.3 Dùng chung tài nguyên (Resource pooling) 19
19
20
m c 20
1.4.1 T s a cha 21
1.4.2 Nhii s d ng 22
1.4.3 Kh r ng tuyn tính 22
ng d ch v 22
1.4.5.Điề u khi n SLA ể (Service level agreement) 22
1.4.6 Kh o hóa 23
1.4.7 Linh ho t 23
23
23
26
30
m 30
Trang 5m: 34
1.6.3 Thách th c 35
TRI N KHAI PRIVATE CLOUD 37
2.1 Lý do la chn mô hình Private Cloud 37
38
2.2.1 Các công c ngu 39
2.2.1.1 WMWare vSphere 39
2.2.1.2 VMware vCloud Suite 41
2.2.1.3 Microsoft System Center 44
2.2.1.4 Microsoft Azure 45
2.2.2 Các công c ngu n m 46
2.2.2.1 OpenStack 46
2.2.2.2 Eucalyptus 47
2.2.2.3 CloudStack 48
2.3 T ng quan v các công ngh o hóa 55
2.4 So sánh và la chn công c tri n khai Private Cloud 58
2.4.1 CloudStack và OpenStack 61
a ch n 65
T VÀ TRI N KHAI MÔ HÌNH PRIVATE CLOUD NG D NG T I TRUNG TÂM NGHIÊN C U VÀ PHÁT TRI N QU C GIA V CÔNG NGH M 66
3.1 Nhu c u tri n khai Private Cloud t i Trung tâm Nghiên c u và Phát tri n qu c gia v công ngh m 66
3.2 Yêu c u h ng tri n khai 66 th t CloudStack 68
3.2.1 Mô hình tri n khai 68
3.2.2 Các yêu c u ph n c ng khi tri n khai 69
3.2.3 Ct chi ti t 69
3.2.4 Giao di n qu n lý CloudStack 76
t Owncloud 78
3.3.1 Ct chi ti t 79
3.3.2 Giao di n qu n lý ownCloud 82
Trang 6T LU N 84
4.1 Kt lun 84
ng phát tri n 85
TÀI LIU THAM KH O 86
Trang 7DANH M C T VI T TT
API - Application Programming Interface
CNTT Công ngh thông tin
KVM - (for Kernel-based Virtual Machine)
IaaS - Infrastructure as a Service
NFS - Network File System
NTP - Network Time Protocol
OS Operating System
PaaS Platform as a Serivce
QEMU - Quick Emulator
SaaS Software as a Service
SAN Storage Area Network
SLA - Service level agreement
SMP - Symmetric Multi-Processing
SPI - Serial Peripheral Bus
VDC - Virtual Data Center
VDS - Virtual Distributed Switches
VPS - Virtual Private Server
- Virtual Private Network
VPN
VSMP Virtual Symmetric Multi
VM Virtual Machine
Trang 8D
Hình 1.1 Các loại dịch vụ Cloud Computing 24 Hình 1.2 Mô hình SPI 26 Hình 2.1 Hiệ n tr ng s d ng Private Cloud 38 ạ ử ụ Hình 2.2 Mô hình triển khai CloudStack đơn giản 51 Hình 2.3 Mô hình kiến trúc CloudStack 52 Hình 2.4 Các thành ph n trong ki n trúc CloudStack 53 ầ ế Hình 2.5: Các loại ảo hóa chính 56 Hình 2.6: Ảo hóa KVM Hypervisor 57 Hình 2.7: Kiến trúc KVM Hypervisor 58 Hình 3.1.: Sơ đồ ch ức năng củ a h th ng c p phát máy ch o (VPS) 67 ệ ố ấ ủ ả Hình 3.2.: Sơ đồ ch ức năng củ a h th ng ệ ố lưu trữ đồ ng b d li u Owncloud 68 ộ ữ ệ Hình 3.3 Mô hình triển khai 69 Hình 3.4 Giao diện đăng nhập để ả qu n tr c a CloudStack 76 ị ủ Hình 3.5 Giao diệ n qu n lý Dashboard 77 ả Hình 3.6 Sơ đồ ế ki n trúc mô hình CloudStack 77 Hình 3.7 Bả ng th ng kê s lư ng các thành ph ố ố ợ ần đã tạ o trong CloudStack 78 Hình 3.8: giao điện đăng nhậ p c a ownCloud 82 ủ Hình 3.9: giao diệ ử ụng ownCloud sau khi đăng nhậ n s d p 83 Hình 3.10: Các ứ ng d ng có th ụ ể cài đặ t cho client ownCloud 83
Trang 9 b b y s gây lãng phí không c n thi t.
V t ra là c n ph i có m t hình th c d ch v c a công ngh thông tin
mà cho phép, doanh nghi p, t ch d ng ngay n u h
c n, và nh ng d ch v công ngh thông tin này có th thôi s d ng mà không b tính phí
Hip các d ch v công ngh thông tin c n thi t mà r t nhi n s d ng C th khi các d ch v i hoàn toàn cách th
d li i s d ng ph i chu n b các thi t b có th
c ng, c ng, usb và các thi t b i s d ng mu n dùng
u ph i mang th i khi c n, khi chuy n d li
hon các thi t b này N u có b m t các thi t b
Trang 10m r t l n Các d ch v trên ni
i hoàn toàn vi c ph
d li s d c chúng ta ch c ch v l u c tuy tr tr n thông qua m d u b ng tài kho n c a mình là có th dùng li
bt c c n có mp vào trình duy t
M t v t nhi u các t ch u ki trin khai v h t ng c a t chc mình vì khác t n kém B i v y h mong mun có th s d ng các d ch v ph n c mà không c n
ph i mua các thi t b này v ng
D ch v h t ng ci là m t gi i pháp t t nhiu doanh nghi hin ch y nhi u ng d ng thì h ph i
u máy tính, máy ch nhi u khi gây t n kém và lãng phí Hi n nay các hình th c cho thuê máy ch , máy ch c nhi u các t chc,
quan tâm và tri n khai s d ng
gi i quy t các v trên các công ty, t ch c r t c n thi t xây d ng m t
h th ti t ki m các chi phí, t t
ng mà v n b o v d li u m t cách hi u qu nh t
L ý do lựa chọn đề tài.
Hin nay, các ng d ng c nên ph bi n và g i gi i công ngh c
ng d ng r ng rãi trên trên th gi i nhi c khác nhau b i kh
c i h tài nguyên tính toán
mà có th c cung c p nhanh chóng và qu n lý hi u qu ho i cung
Trang 11Vì v y a ch n nghiên c u xây d ng th nghi m h thn
i b (Private Cloud) v a có th t n d c nhm c a
a có th m b o m t d
lic bi t là các d li u quan tr ng và t i m t c a các công ty kinh doanh hay trong các t chc
Tính cấp thiết của đề tài.
Đố ớ i v i các công ty, doanh nghi p, vi c qu n lý t t, hi u qu d u c ệ li a
li i tác là m t trong nh
có th qu n
c ngu n d li u các doanh nghi p ph t nhi u lo n c ng, ph n m m m ng, chi phí cho qu n tr viên, chi phí b o trì, s a ch còn ph i tính toán kh r ng, nâng
c p thi t b , ph i ki m soát vi c b o m t d li sàn ng cao c a d liu
C h t ng c a h th chính là các máy ch o,
ng m ng có th c ng o thay th cho các h ng máy thch v t lý c ng k nh Các doanh nghi p v n làm ch c máy ch c a mình không nh ng th khi nhu c u c a máy ch n có th c a máy o lên mà v n không b ng n các d ch v
Đố ớ i v i các t ch c qu ổ ứ ản lý nhà nướ c, vi c b o v bí m t c a các tài li u là
cc kì quan trc th hi nh v công tác bo
v bí m c nh s -CP ngày 28/3/2002 c a Chính
ph nh chi ti t thi hành Pháp l nh b o v bí m 12/2002/TT-BCA ngày 13/9/2002 c a B ng d n th c hi n Ngh nh
s -CP ngày 28/3/2002 c a Chính ph 07/2012/TT-BNV ngày 22/11/2012 c a B ng B N i v ng d n qu n, l p h
n
c m l n nh t c mây chính là v v b o mi dùng, bên c
Trang 12trng m t d li u v n có th x y ra khi l i h ng, vi c b các t th chc hacker tn công qu y r i gây t n th
s n ph c xây d ng và cung c p gi i pháp công ngh b i
ch c ch n r ng nó an toàn và không b ki m soát
ng m b i ai ho c m t t ch
d
- Nghiên cu, tìm hiu v các công c tri n khai Private Cloud
- Trin khai th nghi m Private Cloud trên h thng mã ngu n m CloudStack
- t th nghi m d ch v cung c p máy ch o (VPS) và h th
Trang 13và mô hình tri n khai c
Chương 2: Gii thi u v các công c có th tri n khai Private Cloud, các công ngh n n t ng a các công ngh này Gi i thi u v
h ng mã ngu n m th Cloudstack, các thành phn trong Cloudstack
Chương 3: t th nghi m và tri n khai mô hình Private Cloud s d ng Cloudstack t i Trung tâm Nghiên c u và Phát tri n qu c gia v công ngh m , B Khoa h c và Công ngh : nhu c u th c t xut mô hình trit ch d
v cung cp máy ch o và h th Owncloud trên n i b
Chương 4: K t lu n, tóm t t các k t qu
ng phát tri n c tài
Trang 14 i s d ng truy c p các d ch v công ngh t m t nhà cung c
n ph i có các ki n th c, kinh nghi m v công ngh
h t ng ph c v công ngh
S khác bi t gi n toán truy n th ng
n toán truy n th ng, các cá nhân, doanh nghi p s xây
d h t ng k thu t cung c p các d ch v cho các ho ng
c thù c a mình V i mô hình này, m i thông tin s , x lý
u r t nhi u ti n cho chi phí xây d
h t ng riêng, các cá nhân, doanh nghi p trong quá trình ho ng s ph i tr s ch ti n v theo nhu c u s d ng c a mình (pay-for-what-you- y, mô hình này có r t nhi u l d ng h p lý ngu n v u hòa chi tiêu tính toán theo th c t s d t tính toán theo cam k t c a nhà cung c p d ch v , t n d c s c m nh c a Internet và các siêu máy tính, gi m
n trách nhi m qu n lý h th ng CNTT n i b
Trang 15Theo t chc Xã h hình m u trong
ng tr c t i các máy ch trên Internet và ch c
t m th i các máy khách, bao g m máy tính cá nhân, trung tâm gi i trí, máy tính trong doanh nghin máy tính cn toán
m t ng th bao g m c các khái ni n m m d ch v , Web 2.0 và các v khác xu t hi n g ng công ngh n i b t,
v s n có trên Internet,doanh nghi p không ph m chí
n m m H ch c n t
v c riêng c a mình b h t ng và công ngh thông tin thay h Google, theo l t nhiên, n m trong s nh ng hãng ng h n toán máy ch o tích c c nh t b i ho ng kinh doanh c a h d a trên vi c phân ph i các
p c n nh ng d ch v mây ph -mail, album nh và b s
S phát tri n m nh m c t nhi u nhà khoa
h i h c và các công ty công ngh u Rt nhia mình v ng
kê c a t n t
i nhóm nghiên cu, cách ti p c n c a riêng mình nên r t khó tìm m ng quát nh t c n toán
v Vi n Tiêu chu n và
K thut qu c gia Hoa K ( NIST):
Trang 16 m t mô hình cho phép chia s tài nguyên tính toán mà
có th c cung c p nhanh chóng và qu n lý hi u qu ho i cung cp
dch v nhanh chóng
1.2 L
n 1950 n 1990
Các khái nin c nhmáy tính quy mô la máy tính, và bu xu t hi n các
i h c, các công ty Khách hàng có th truy c p thông qua các thi t b u cu c g i là "thi t b u cu c s d ng cho truy lý n i b s d ng hi u qu máy tính l n t n kém, m t th c t phát tri n mà nhi i s d ng cho phép chia
s các truy c p v t lý vào máy tính t nhi u thi t b u cu u này lo i b thi gian không hong trên các máy tính l t l i nhu n l n t vi u
c th c hành chia s CPU trên m t máy tính l nên n i ti ng trong ngành công nghic gi là time-sharing
K t nh n cùng m t s ngành, v i Web 2.0 là s phát tri n g t Tuy nhiên, k t khi có Internet
v t n trong nh
c ma m t thành t u phát tri n
n 1990 n 1999
Trong nh n thông, nh chuyên cung c p d ch v point- -point - m ch d u ch y to li u chuyên d ng, b t
u chuy n sang d ch v m ng riêng o (Vitual Private Network - VPN) v i ch t
i chi phí th ng cách chuy thông khi h y phù hth cân b ng s d ng máy ch , nh v y h có th s d ng
ng hi u qu b u s d ng các bi
bi u th nh ranh gi i gi a nh ng gì các nhà cung c p ph i ch u trách nhi m và nh i s d ng ch u trách nhi
Trang 17r ng ranh gi trang tr i cho t t c các máy ch h t ng
m ng
thành ph bi làm cho máy tính quy mô l n dành cho nhi i s d ng thông qua time-sharing H
nghi m v i các thu t h t ng, n n t ng, và các ng
d u qu i dùng cui
M t trong nh ng c t m xu t hi n c a
m c a các ng d ng doanh nghi p cung c p thông qua m n Công ty d ch v m
ng cho c chuyên gia và các công ty ph n m m chính th cung c p các
ng d ng trên Internet
n 2000 n nay
S phát tri n ti cung c p m t b các d ch v d , tính toán và ngay
c trí tu nhân t o thông qua Amazon Mechanical Turk
ph n c ng tiêu chu IBM SmartCloud
h tr Smarter Planet Trong s các thành ph n khác nhau c a Smarter Computing n n t t phn quan tr ng
Trang 18 các khía c nh c c phát tri
cung ci dùng v i quy n truy c p vào
m t t p h p các gi i pháp CNTT, bao g m c các ng d ng (SaaS), Platform
h t ng (IaaS)
c phát tri n và cung c p b i nhi u nhà cung
cng nhà cung c p truy n th
c nhin nh ng công ty l Electric, L'Oréal, Procter & Gamble và Valeo chp nh n và s d ng
1.3
có th tri n khai m t ng d ng (ví d m t trang Web), b n ph i
t hay nhi u máy ch t máy ch t i các trung tâm
Trang 20
nguyên (d
1.4
Mây có th t mô hình máy tính m i mà u và các d ch v li t t i các trung tâm d liu
có th m r c truy c p t b t k thit b nào qua internet
n toán là m cung c p các d ch v khác nhau trên các máy c c p phát trong m t t p h p các máy tính v t lý l n n
nên t p trung ch cái mà
c a các tài nguyên và làm cho các tài nguyên s n s t th c th duy
nh t mà có th ng các nhu c u hi n t i c
s c o ra m t t p các máy ch o r ng l n và khách hàng
s truy c p chúng B t thi t b truy c c s d truy
c p vào các ngu n tài nguyên thông qua các máy ch vào tính toán nhu
c u c h t c phân b cho khách hàng có th lên hoc h xu ng
Trang 21Nhìn t
gi i quy t kh r ng và nh ng m i quan tâm cho các ng d ng quy mô l n,
m vi c phân b cho khách hàng có th d a trên nhu c u khác nhau c a khách hàng và có th c th c hi n
mà không phi n ph c nào, các nguyên c n thi t là rt ít
M t trong nh ng thành t u quan ng c tr khái quát là x lý d u l n g p 1000 l n không nh t thi t ph i th c hi n v i s ph li c
t ng Khi s ng d lich v
n toán có th c s d qu n lý vi c t i m t cách hi u qu và làm cho công vi c x lý d i c a máy ch doanh nghi p và máy tính
cá nhân, ph n c ng là tiêu chu n chính cho kh lý, chúng ph thuc vào
n Có nhi u b n sao c a cùng m t ng d ng - m i b n c p nh t chính nó
ng xuyên vì v y nh ng l n th t b i, có ít nh t m t b n sao c a ng d ng có th l y lên hong mà th m chí không c i nh nào trong tr ng thái ch y
ca nó
Trang 221.4.2
V t k ng d tr i dùng -
là khái ni nhich i s d i gian H thng cho phép m t s khách hàng chia s h t c phân b cho h mà không ai trong h nh n bi t v s chia s c th c hi n b i vi c o hóa các máy ch trong m t d p phát các máy ch n nhi i s d c th c hi
c a i s d ng và b o m t ca d li u c a h không b t n h i
1.4.3
D ch v r ng tuy n tính H thng có
kh ng công vi c thành ph n nh và ph c v h
t ng M t ý ng chính xác c a kh r ng tuyn tính có th c l y t th c t là n u m t máy ch có th x lý 1000 giao d ch trong m t giây, thì hai máy
ch có th x lý 2.000 giao d ch trong m t giây
1.4.5. Điều khiển SLA (Service level agreement)
ng các doanh nghi p có th a thu n v s ng d ch v Kh
r ng và các v có s n có th làm cho các th a thu n này b phá v Tuy nhiên, các d ch v c khi h ng có thkinh nghinh c a t i, nó s t u ch tuân th các th a
Trang 23thu n c d ch v Các d ch v s t o ra thêm nh ng th c th c a ng d ng trên nhi cho vi c t i có th d dàng qu n lý
1.5
Các mô hình c phân thành hai lo i:
- Các mô hình d ch v (Service Models): Phân lo i các d ch v c a các nhà cung c p d ch v
- Các mô hình tri n khai (Deployment Models): Phân lo i cách th c tri n khai dch v n v i khách hàng
1.5.1
Iaa (Platform as a Service
Trang 24Hình 1.1 Các loại dịch vụ Cloud Computing
Infrastructure as a Service IaaS
Trang 25
Platform as a Service PaaS
Nhà cung c p d ch v s cung c p m t n n t ng (platform) cho khách hàng Khách hàng s t phát tri n ng d ng c a mình nh các công c ng phát tric cung c p ho t các ng d ng s n có trên n hàng không c n ph i qu n lý ho c ki h t i bao g m c
m ng, máy ch , h u hành, l u tr , các công c ng phát tri n ng d ng
ng d ng ph n m m nào phù h p v i nhu c u và ch y ng d h
ti dùng kh i vi c qu n lý h th h t ng, h t c s do nhà cung c p d ch v qu n lý và
ki m b o ng d ng luôn s n sàng và ho ng nh
Trang 26Hình 1.2 Mô hình SPI
1.5.2
khai chính là: Public Cloud, Private Cloud và Hybrid Cloud
Public Cloud
Trang 32nhau
Trang 33 Điện toán đám mây cung cấ p s b o m t tuy t v i cho các t p tin quan ự ả ậ ệ ờ ậ trọng
Trang 37 KHAI PRIVATE CLOUD
Vic chn phu c th c a t ng hn so sánh v kh
ph c t p và b o m t c a m i công c c khi phân tích và so sánh các công c trin khai Private Cloud c l a ch n mô hình Private Cloud
2.1
thành m t l a ch n ph bi n cho các doanh nghi p có các y êu c u v qu n tr và tùy bi n riêng
Public Cloud rõ ràng th hi n r t nhi u s t c a mình v i s ph bi n
c a mô hình này khi mà o hóa giúp các t ch c ti t ki m chi phí c a ph n c
s v t ch t, tri n khai ph n m m Tuy nhiên Private Cloud v n có nh m
lc:
Thứ ấ nh t, các yêu c u v ph n c ng ho c c u hình c a m i t chc, cá nhân
so v i các tùy ch c cung c p s khai cung c p;
Thứ hai, các yêu c u v qu n tr ho u ch nh yêu c u d li
gi t i ch Ch ng h u bí m t c a t chc chính ph , hay d liu kinh doanh nh y c m c a các doanh nghi p không th m o hi công cng và d li u
Trang 38Hình 2.1 Hiệ n tr ng s d ng Private Cloud ạ ử ụ
VMware v n d u v t ng th , v i 33% ng c h i s d ng vSphere làm i b và 13% s d c áp
dn t o ra m quan tâm cao vc hgiá ho c d nh s d ng, m t công c ngu n m m 8% th ph n Ngoài ra còn các công c c
m th ph
Trang 39- VMware vCenter Server : trung tâm qun lý chính cng o hóa
- p qu n lý t xa vào vCenter ( ho c ESXi ) ch chy trên Windows OS
-browser cho phép truy c p t xa vào vCenter chy trên m i OS
V i qu n tr có r t nhi u các công c s d ng cho mng ki n trúc khác nhau t vài máy ch n hàng ngàn máy ch b i
s ng trong viu khi n các ngu n sàng cao, t u l t c a s n ph m
B s n ph m VMware vSphere bao g m các s n ph m v i nhi u ch cho phép cung c o hóa:
- VMware ESX và ESXi : C t lõi c a b s n ph m vSphere là hypervisor, là
l p o hóa n n t ng cho ph n còn l i c a dòng s n ph m Trong vSphere, hypervisor bao g m hai hình th c khác nhau: VMware ESX và VMware ESXi C hai s n ph u có th h cùng m tr t t p h o hóa, và c hai
t và ch y trên h th ng ph n c ng VMware ESX và ESXi ch khác nhau
v cách th
- VMware Virtual Symmetric Multi-Processing: VMware Virtual Symmetric Multi-Processing (VSMP, hay SMP o) cho phép nhà qu n tr h t ng có th xây d ng các máy o v i nhi u b x lý o VMware Virtual SMP không ph i là
m t s n ph m b n quy t trên máy ch v i nhi u
b x lý, mà nó là công ngh có phép s d ng nhi u b x lý bên trong m t máy
Trang 40ch o hóa V i VMware Virtual SMP, nh ng ng d ng c n s d ng nhi u CPU s
có th chy trên các máy ccu hình v i nhi u CPU u này cho phép các t chc o hóa nhi u ng d
c các yêu c u v m dch v (SLA)
- VMware vCenter Server: là mt ng d ng v d u d a trên nli n Window cho phép qu n tr viên tri n khai, qu n lý, giám sát, t ng hoá, và b o
m h t ng o m t cách d d u back-li c vCenter Server s d t t c các d u v máy ch và các máy o Bên li
c nh vi c c u hình và qu n lý h thp
và tri n khai các máy o m u khi n vi c phân ph i tài nguyên t p các công c ph c v nâng cao c a VMware VMotion, Vmware Distributed Resource Scheduler,
VMware High Availability, và VMware Fault Tolerance
- VMware vCenter Update Manager: vCenter Update Manager là m t plug-
i dùng qu n lý máy ch ESX/ESXi và các máy o
c c p nh vCenter Update Manager cung c p các ch
nh h th i các b n c p nh t m i nh t không
Các quy t nh nh ng h th
h n
T t các b n vá l i cho các máy ch ESX/ESXi
Tích h vScheduler
H tr vá l i cho h u hành Windows và Linux
H tr b n vá l i cho các ng d ng Windows trong máy o
- VMware vSphere Client: VMware vSphere Client là mt ng d ng trên n n Windows cho phép qu n lý các máy ch ESX / ESXi tr c ti p ho c thông qua m t vCenter Server.vSphere client là m t giao di h c s d qun
lý t t c các nhi m v theo t ng ngày S d ng máy tr k t n i tr c ti n