bài tập lớn điện toán đám mây đề tài 5 tìm hiểu công nghệ ảo hóa máy chủ microsoft hyper v

Với sự phát triển của côngnghệ và tính linh hoạt của điện toán đám mây, nó cung cấp cho người dùng khả năng truycập vào các tài nguyên tính toán, lưu trữ và phần mềm từ xa, giúp tăng cườ

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐẠI NAM

Hà Nội, năm 2023

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐẠI NAM

21451020180Nguyễn Việt Quang01/04/2002

CÁN BỘ CHẤM THI

Hà Nội, năm 2023

Trang 3

BẢNG ĐÁNH GIÁ THÀNH VIÊN

Trang 4

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời kì hiện nay, điện toán đám mây đang trở thành một công nghệ quan trọng vàphổ biến trong các doanh nghiệp và tổ chức Điện toán đám mây cung cấp một giải pháp linhhoạt và hiệu quả cho việc lưu trữ, xử lý và quản lý dữ liệu Thay vì phải đầu tư vào cơ sở hạtầng phức tạp và tốn kém, các doanh nghiệp và tổ chức có thể sử dụng các dịch vụ điện toánđám mây để tiết kiệm chi phí và tăng tính khả dụng của hệ thống Với sự phát triển của côngnghệ và tính linh hoạt của điện toán đám mây, nó cung cấp cho người dùng khả năng truycập vào các tài nguyên tính toán, lưu trữ và phần mềm từ xa, giúp tăng cường tính linh hoạtvà hiệu quả trong công việc.

Với sự phát triển của đám mây và các dịch vụ liên quan, công nghệ ảo hóa máy chủMicrosoft cũng đang được ứng dụng rộng rãi trong các mô hình đám mây Các giải pháp ảohóa máy chủ của Microsoft như Hyper-V đã được phát triển và cải tiến liên tục trong nhữngnăm qua, cung cấp khả năng quản lý và triển khai các máy chủ ảo một cách dễ dàng và hiệuquả

Ngày nay, khi bộ xử lý ngày càng được phát triển mạnh mẽ cùng với sự gia tăng ngàycàng lớn của các dịch vụ cung cấp Các công ty, tổ chức cũng đang đầu tư nhiều vào côngnghệ ảo hóa máy chủ để cung cấp cho khách hàng của họ các giải pháp ảo hóa tốt nhất vàtiên tiến nhất Công nghệ này giúp giảm thiểu chi phí và tối ưu hóa quy trình làm việc, đồngthời tăng cường khả năng đáp ứng nhu cầu của khách hàng Với những lợi ích thiết thực saukhi tìm hiểu “ công nghệ ảo hóa máy chủ” cũng như nghiên cứu các tài liệu tham khảo nhóm

chúng em đã chọn đề tài cho nhóm mình là: “ Công nghệ ảo hóa Microsoft ( Hyper – v) ”.

Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng vốn kiến thức chưa sâu nên không thể tránh khỏi nhữngthiếu sót Rất mong được sự góp ý của thầy, cùng các bạn để bài tập của chúng em đượchoàn thiện hơn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn !

Trang 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ẢO HÓA 11

1.1 Điện toán đám mây 11

1.2 Mô hình điện toán đám mây 11

1.3.2 Phân loại ảo hóa 16

1.3.3 Ưu điểm và nhược điểm của ảo hóa 18

1.3.4 Các thành phần của ảo hóa 19

CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ ẢO HÓA MÁY CHỦ MICROSOFT (HYPER – V) 21

2.1 Hyper-V 21

2.2 Cấu trúc ảo hóa của Hyper-V 22

2.3 So sánh ảo hóa Hyper-V và vSphere 23

Trang 6

2.4 Những thuận lợi khi triển khai Hyper-V 23

2.5 Những khó khăn khi triển khai Hyper-V 24

CHƯƠNG 3 TRIỂN KHAI DỊCH VỤ HYPER-V TRÊN MÁY CHỦ 26

3.1 Cài đặt Windows Server 2019 trên VMware 26

3.2 Cài đặt Hyper – V trên Windows Server 2019 35

3.3 Cài đặt Windows 10 trên Hyper – V 43

KẾT LUẬN 56

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

Trang 7

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Cloud Computing 11

Hình 2: Mô hình đám mây công cộng 12

Hình 3: Mô hình đám mây riêng 13

Hình 4: Mô hình đám mây lai 14

Hình 5: Mô hình đám mây cộng đồng 14

Hình 6: Mô hình ảo hóa 15

Hình 7: Ảo hóa hệ thống máy chủ 16

Hình 8: Ảo hóa hệ thống ứng dụng 17

Hình 9: Ảo hóa hệ thống mạng 17

Hình 10: Ảo hóa hệ thống lưu trữ 18

Hình 11: Thành phần của ảo hóa 20

Hình 12: Mô hình ảo hóa Hyper - V 21

Hình 13: Cấu trúc ảo hóa Hyper - V 22

Hình 14: Bước 1 cài đặt Windows Server 2019 trên Vmware 26

Hình 30: Giao diện Windows Sever 2019 34

Trang 8

Hình 32: Giao diện Windows Sever 2019 35

Hình 33: Bước 1 cài đặt Hyper – V trên Windows Server 2019 35

Hình 49: Bước 1 cài đặt Windows 10 trên Hyper – V 43

Trang 9

Hình 69: Giao diện sau khi cài xong Windows 10 trên Hyper - V 55

Trang 10

BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT

5 API Application Programming Interface

7 IAAS Infrastructure as a Service

12 APICs Advanced Programmable Interrupt Controllers14 INTEL VT Virtualization Technology

17 PCI Peripheral Component Interconnect

20 DISM Deployment Image Servicing and Management

Trang 11

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ẢO HÓA

1.1.Điện toán đám mây

Điện toán đám mây (Cloud Computing) hay còn gọi là điện toán máy chủ ảo cung cấp cáccông 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 cơsở 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 dịchvụ bằng internet Nhà cung cấp dịch vụ đám mây sẽ sở hữu, quản lý phần cứng và duy trì kếtnối mạng Trong khi đó, user sẽ được cung cấp và sử dụng những gì mà họ thông qua nềntảng web.

1.2.Mô hình điện toán đám mây

1.2.1 Đám mây công cộng

Đám mây công cộng (Private Cloud): Là mô hình đám mây công khai, nơi nhà cung cấpđám mây cung cấp các dịch vụ đám mây cho nhiều khách hàng khác nhau thông quainternet Khách hàng chỉ trả tiền cho những tài nguyên họ sử dụng, chẳng hạn như một sốlượng băng thông hoặc dung lượng lưu trữ.

Trang 12

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.

Đối tượng sử dụng: Nội bộ doanh nghiệp sử dụng và quản lýƯu điểm:

- Chủ động sử dụng, nâng cấp, quản lý, giảm chi phí, bảo mật tốt,…

Nhược điểm:

Trang 13

- 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

1.2.3 Đám mây lai

Đám mây lai (Hybrid Cloud): Là mô hình đám mây kết hợp giữa Public Cloud và PrivateCloud Các tài nguyên đám mây được phân bổ giữa Public Cloud và Private Cloud, cho phéptổ 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 mìnhtrong Private Cloud, đồng thời cũng tận dụng được những ưu điểm của Public Cloud, chẳnghạn 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 sửdụng có thể sử dụng các dịch vụ của nhà cung cấp và dịch vụ riêng của doanh nghiệp.

Trang 14

Hình 4: Mô hình đám mây lai

Ưu điểm:

- Có thể đáp ứng về sự riêng tư, an ninh hoặc tuân thủ các chính sách tốt hơn.Nhược điểm:

- Tốn kém.

Trang 15

Công nghệ ảo hóa là công nghệ được thiết kế để tạo ra tầng trung gian giữa hệ thống phầncứng (hardware) và phần mềm (OS) giúp quản lý, phân phối tài nguyên phần cứng cho lớpOS ảo hoạt động trên nó Công nghệ này giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên phần cứngvà giảm thiểu chi phí đầu tư cho phần cứng Ngoài ra, công nghệ ảo hóa còn giúp cho việc

Trang 16

Hình 6: Mô hình ảo hóa

Trang 17

1.3.2 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.

Trang 18

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

Trang 19

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 bịnày 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

1.3.3 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 doanhnghiệp trên toàn thế giới Những khó khăn trong thời kỳ khủng hoảng khiến cho các doanhnghiệp phải tìm mọi cách để giảm thiểu chi phí Ảo hóa được coi là một công nghệ giúp cácdoanh nghiệp cắt giảm chi tiêu hiệu quả với khả năng tận dụng tối đa năng suất của các thiếtbị phần cứng Việc áp dụng công nghệ ảo hóa máy chủ đem lại những lợi ích như:

Trang 20

- Tiết kiệm năng lượng tiêu thụ, giảm chi phí duy trì server (tiền điện để chạy và làm mátserver)

- 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.

Nhược điểm.

- Thông thường, mỗi máy ảo chỉ sử dụng một file VMDK (file này có thể được chianhỏ tùy theo cách cài đặt) để lưu lại toàn bộ dữ liệu trong máy ảo và một số file nhỏkhác để lưu cấu hình máy ảo Do đó, nếu một trong số những tệp tin bị lỗi hoặc bịmất mà chưa được backup thì có thể xem như máy ảo đã bị hư hoàn toàn và khôngthể phục hồi.

- Ngoài ra nếu máy chủ có cấu hình phần cứng thấp nhưng lại có một máy ảo sử dụngquá nhiều tài nguyên hoặc chạy quá nhiều máy ảo sẽ làm chậm toàn bộ hệ thống baogồm các máy ảo và các ứng dụng chạy trên máy ảo Đồng thời do một hoặc vài máychủ phải đảm nhận nhiều máy ảo chạy trên nó nên máy chủ gặp trục trặc, sự cố thìcác máy ảo cũng sẽ bị ảnh hưởng theo.

1.3.4 Các thành phần của ảo hóa

Một hệ thống ảo hóa bắt buộc phải có đầy đủ các thành phần: tài nguyên vật lý, phầnmềm ảo hóa, máy chủ ảo và hệ điều hành khách Khi có đầy đủ 4 thành phần của hệ thốngảo hóa, người dùng có thể dễ dàng xây dựng cho mình một hệ thống ứng dụng ảo hóa hoànchỉnh Có 4 thành phần chính sau đây:

Nhiệm vụ là phân chia tài nguyên cho các máy ảo.

- Phần mềm ảo hóa (Hypervisor): cung cấp truy cập cho mỗi máy chủ ảo đến tài nguyên của máy chủ vật lý, cung cấp giao diện quản lý cho các máy chủ ảo, phân chia tài nguyên vật lý cho các máy chủ ảo.

Trang 21

- Hệ điều hành khách (Guest): được cài đặt trên một máy chủ ảo, thao tác như ở trên hệ điều hành thông thường.

nguyên riêng, giao diện riêng, hệ điều hành riêng.

Hình 11: Thành phần của ảo hóa

Trang 22

CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ ẢO HÓA MÁY CHỦ MICROSOFT (HYPER – V)2.1 Hyper-V

Hyper-V (còn gọi là hypervisor) là một nền tảng ảo hóa được phát triển bởi Microsoft chophép chạy nhiều hệ điều hành trên cùng một máy chủ vật lý [4].

Mô hình ảo hóa Hyper-V:

- Hyper-V chính là công nghệ ảo hóa thế hệ kế tiếp dựa trên Hyper-V của Microsoft,

Hyper-V khai thác phần cứng server 64-bit thế hệ mới (Hyper-V chỉ chạy trên nềnHĐH server 64-bit và CPU có hỗ trợ 64-bit có tính năng ảo hoá) và có nhiều cải tiếnquan trọng, là thành phần quan trọng trong Windows Server 2008 x64 và tích hợp vớicác công cụ quản lý server quen thuộc trên Windows.

- Với Hyper-V, Microsoft cung cấp một nền tảng ảo hóa mạnh và linh hoạt, có thể đáp

ứng nhu cầu ảo hóa mọi cấp độ cho môi trường doanh nghiệp Với kiến trúc hoạt độngmới của Hyper-V giúp xây dựng hệ thống Server bảo mật và khai thác tối ưu hiệu suấtcủa Server trong hệ thống mạng

Hình 12: Mô hình ảo hóa Hyper - V

Trang 23

2.2 Cấu trúc ảo hóa của Hyper-V

Trong cấu trúc của Hyper-V gồm 3 phần chính:

- Phân vùng cha (parent) là phân vùng chứa hệ điều hành máy chủ vật lý, - Phân vùng con (child) là phân vùng của các hệ điều hành máy ảo,

- Hypervisor là một bộ giao tiếp bằng phần mềm, nó nằm giữa lớp phần cứng vật lý và

một hay nhiều hệ điều hành Hypervisor điều khiển việc truy cập đến phần nhân củaphần cứng và định nghĩa ra các môi trường hoạt động độc lập tách rời gọi là partition Nhiệm vụ chính của lớp Windows Hypervisor là đảm bảo sự tách rời giữa các phân vùngvà giám sát việc sử dụng tài nguyên phần cứng giữa các phân vùng, bảo đảm cô lập để bảomật giữa các phân vùng hệ điều hành máy ảo Windows Hypervisor điều khiển phần cứngvật lý giống như advanced programmable interrupt controllers (APICs) trong việc ngắtquãng định tuyến, bộ xử lý vật lý để lên kế hoạch xử lý một cách logic việc truy cập của máyảo, hàng chờ, không gian bộ nhớ vật lý để điều khiển các truy xuất đến Ram và bộ nhớ thiếtbị và các phần cứng khác Phân vùng cha quản lý việc phân phối Ram, bộ xử lý và quản lýnguồn, Pci bus, các thiết bi truy xuất thông qua các trình điều khiển thiết bị.

Hình 13: Cấu trúc ảo hóa Hyper - V

Trang 24

2.3.So sánh ảo hóa Hyper-V và vSphere

Hyper-V là công nghệ ảo hóa của Microsoft, trong khi vSphere là giải pháp ảo hóa củaVMware Dưới đây là bảng so sánh giữa các thông số của Hyper-V và vSphere:

Bảng 1: Bảng so sánh Hyper - V và VsPhere

2.4.Những thuận lợi khi triển khai Hyper-V

Cài đặt và triển khai Hyper-V có thể đem lại nhiều lợi ích cho các tổ chức Dưới đây là một số thuận lợi khi triển khai Hyper-V:

- Hệ điều hành: Hyper-V được tích hợp sẵn trên Windows Server, cho phép các máy ảo

chạy trên nền tảng hệ điều hành Windows, giúp cho việc triển khai và quản lý hệ thốngdễ dàng hơn.

- Hiệu quả và hiệu suất cao: Hyper-V được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả,

cho phép các máy ảo chạy một cách mượt mà và ổn định, đồng thời giảm thiểu thờigian chết máy và giảm thiểu thời gian bảo trì.

- Tính năng mạng ảo: Hyper-V cung cấp các tính năng mạng ảo mạnh mẽ để quản lý và

triển khai các mạng ảo, bao gồm các tính năng như chia sẻ mạng, ảo hóa mạng và cânbằng tải mạng.

- Tối ưu hóa tài nguyên máy chủ: Hyper-V cho phép tạo và quản lý các máy ảo, giúp tối

ưu hóa sử dụng tài nguyên của máy chủ vật lý Điều này giúp tiết kiệm chi phí và tănghiệu suất của hệ thống.

Trang 25

- Tiết kiệm chi phí: Sử dụng Hyper-V có thể giúp tiết kiệm chi phí đầu tư vào phần cứng,

vì cùng một máy chủ vật lý có thể chạy nhiều máy ảo, giúp tối ưu hóa sử dụng tàinguyên và giảm chi phí.

- Tính năng lưu trữ : Hyper-V cung cấp khả năng sao lưu và khôi phục máy ảo, giúp tăng

tính sẵn sàng và độ tin cậy của hệ thống.

- Tăng tính linh hoạt của hệ thống: Hyper-V cho phép di chuyển các máy ảo giữa các

máy chủ vật lý khác nhau một cách dễ dàng, giúp tăng tính linh hoạt của hệ thống.

- Tăng tính bảo mật: Hyper-V cung cấp các tính năng bảo mật mạnh mẽ để bảo vệ máy

ảo và dữ liệu của các tổ chức, giúp đảm bảo an ninh và bảo mật cho hệ thống giảmthiểu khả năng bị tấn công

- Tăng hiệu quả và độ chính xác: Sử dụng Hyper-V cho phép các quản trị viên dễ dàng

quản lý các máy ảo và tài nguyên của hệ thống, giúp tăng hiệu quả và độ chính xáctrong quản lý.

2.5.Những khó khăn khi triển khai Hyper-V

Mặc dù Hyper-V là một giải pháp ảo hóa tốt, nhưng việc triển khai và quản lý Hyper-Vcũng có thể đối mặt với một số khó khăn và thách thức Sau đây là một số khó khăn khi triểnkhai Hyper-V:

- Yêu cầu phần cứng: Hyper-V yêu cầu phần cứng đáp ứng các yêu cầu cấu hình cao,

bao gồm các bộ xử lý, bộ nhớ và ổ đĩa cứng

- Thiếu tính năng so với các giải pháp ảo hóa khác: Mặc dù Hyper-V có nhiều tính năng

ảo hóa mạnh mẽ, nhưng nó cũng thiếu một số tính năng so với các giải pháp ảo hóakhác, chẳng hạn như tính năng quản lý tài nguyên và tính năng mạng ảo.

- Khó khăn trong việc quản lý: Hyper-V có một số khó khăn trong việc quản lý, đặc biệt

là khi triển khai nhiều máy chủ V Việc quản lý và giám sát các máy chủ V có thể phức tạp và đòi hỏi sự chuyên môn cao.

Hyper Tính tương thích với phần mềm và ứng dụng: Một số phần mềm và ứng dụng có thể

không hoàn toàn tương thích với Hyper-V, đặc biệt là khi chạy trên các phiên bản hệ

Trang 26

điều hành Windows khác nhau.

- Cần có kinh nghiệm và kỹ năng chuyên môn: Triển khai và quản lý Hyper-V đòi hỏi

kinh nghiệm và kỹ năng chuyên môn cao Các quản trị viên cần phải có kiến thức về hệthống mạng, quản lý máy chủ và ảo hóa để có thể triển khai và quản lý Hyper-V hiệuquả.

- Không có cấu hình sẵn: Bạn phải cài đặt hệ điều hành cho mỗi máy ảo được tạo ra Tuy

nhiên, bạn có thể dễ dàng sao chép các máy ảo.

- Tương thích với các hệ điều hành không phải Windows: Hyper-V có thể không tương

thích tốt với các hệ điều hành không phải Windows.

Trang 27

CHƯƠNG 3 TRIỂN KHAI DỊCH VỤ HYPER-V TRÊN MÁY CHỦ3.1.Cài đặt Windows Server 2019 trên VMware

Hình 14: Bước 1 cài đặt Windows Server 2019 trên Vmware

- Bước 2: Tại tab Welcome to the New Virtual Machine Wizard, chọn Custom sau đó

bấm Next

1

Trang 28

- Bước 3: Ở đây, chọn phiên bản của Workstation 17.x, sau đó bấm Next