tìm hiểu về công nghệ ảo hóa với VMware ESX Server

T T R R Ư Ư Ờ Ờ N N G G Đ Đ Ạ Ạ I I H H Ọ Ọ C C S S Ư Ư P P H H Ạ Ạ M M T T P P H H C C M M K K H H O O A A T T O O Á Á N N T T I I N N B B Ộ Ộ M M Ô Ô N N T T I I N N N N G G U U Y Y Ễ Ễ N N H H U U Ỳ Ỳ N N H H H H O O À À N N G G M M Ẫ Ẫ N N T T Ì Ì M M H H I I Ể Ể U U V V Ề Ề V V M M W W A A R R E E E E S S X X S S E E R R V V E E R R T T R R Ầ Ầ N N T T H H A A N N H H H H Ù Ù N N G G T T P P . . H H C C M M , , 2 2 0 0 1 1 0 0 1 L L Ờ Ờ I I C C Á Á M M Ơ Ơ N N Sau những ngày làm việc, cuối cùng em cũng đã hoàn thành được đồ án tốt nghiệp của mình. Dù kiến thức sau khi em làm đồ án này không nhiều, nhưng lại là một đỉnh núi mà em vừa chinh phục được. Em xin chân thành cám ơn quí thầy cô Bộ Môn Tin Học đã nổ lực trong công tác giảng dạy và tạo mọi điều kiện giúp em hoàn thành khóa học và thực hiện đồ án tốt nghiệp. Em cũng xin chân thành cám ơn Trần Thanh Hùng đã hướng dẫn, giúp đỡ em thực hiện đề tài này. Sinh viên thực hiện Nguyễn Huỳnh Hoàng Mẫn 2 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN 1.1 Cơ sở đồ án Ảo hóa "chạm ngõ" thị trường Việt Nam Vừa qua, các "đại gia" công nghệ như Microsoft, IBM, HP, Intel đua nhau quảng cáo rầm rộ các sản phẩm, dịch vụ, giải pháp sử dụng công nghệ ảo hóa với những cam kết rằng ảo hóa là sự phát triển cho tương lai, giúp các doanh nghiệp nâng cao hiệu quả với chi phí thấp nhất trong bối cảnh phần lớn doanh nghiệp Việt Nam "lơ mơ" về khái niệm này. Nhìn người Năm 2005, ảo hóa bắt đầu được triển khai với tốc độ nhanh hơn cả những gì các chuyên gia công nghệ dự đoán. Từ "gã khổng lồ" ảo hóa VMWare đến các công ty cung cấp phần cứng và phần mềm lớn là IBM, Intel, Microsoft, HP đều đầu tư các khoản tiền lớn cho công nghệ này. Không dừng lại ở quy mô máy tính, các "đại gia" còn đưa ảo hóa cả vào điện thoại di động, các thiết bị cầm tay, thiết bị lưu trữ Theo khảo sát gần đây của Enterprise Strategy Group, tại thị trường Mỹ, 28% DN có kế hoạch sử dụng môi trường ảo hóa sẽ thực hiện ảo hóa máy chủ trong vòng 6 tháng tới và 42% có kế hoạch khai thác ảo hóa trong năm sau. Các ban ngành IT tại Mỹ đang sử dụng ảo hóa đã ảo hóa 24% số máy chủ và dự kiến con số này sẽ tăng lên 45% vào năm 2009. Ở những quốc gia phát triển như Singapore đã có khoảng 40% DN trang bị kỹ thuật này. VMware ESX Server đã nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường ảo hóa với 60% máy chủ ảo hóa là sử dụng VMware ESX Server. Tiếp theo là đến Windows Server 2008 tích hợp Windows Virtualization Ngó ta Tại VN, các "đại gia" Microsoft, IBM, HP, Intel đã ồ ạt đưa ảo hóa vào thị trường công nghệ ảo hóa 3 Ảo hóa thâm nhập vào VN được hơn một năm và hiện đã có những khách hàng sử dụng. Song, theo đánh giá chung của các tập đoàn IT trên, thị trường ảo hóa tại Việt Nam vẫn đang ở mức độ sơ khai. 1.2 Mục tiêu đồ án Nghiên cứu, tìm hiểu về công nghệ ảo hóa với VMware ESX Server. 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Hệ điều hành ESX Server 4 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ VMWARE ESX SERVER 2.1 Giới thiệu 2.1.1 Ảo hóa là gì? ẢO HÓA là một công nghệ phần mềm, nó thay đổi nhanh chóng toàn cảnh của lĩnh vực Công nghệ Thông tin (CNTT) và cách tính toán của con người. Máy chủ trong các hệ thống CNTT ngày nay thường được thiết kế để chạy một hệ điều hành và một ứng dụng. Điều này không khai thác triệt để hiệu năng của hầu hết các máy chủ rất lớn. Ảo hóa cho phép bạn vận hành nhiều máy chủ ảo trên cùng một máy chủ vật lý, dùng chung các tài nguyên của một máy chủ vật lý qua nhiều môi trường khác nhau. Các máy chủ ảo khác nhau có thể vận hành nhiều hệ điều hành và ứng dụng khác nhau trên cùng một máy chủ vật lý. 2.1.2 Ảo hóa hoạt động như thế nào? Nền tảng ảo hóa của VMware được xây dựng trên kiến trúc sẵn sàng cho doanh nghiệp (business-ready). Sử dụng các phần mềm như VMware Infrastructure và VMware ESX Server để biến đổi hay “ảo hóa” các tài nguyên phần cứng của một máy chủ x86 - bao gồm bộ vi xử lý, bộ nhớ, ổ đĩa cứng và bộ điều khiển mạng – để tạo ra các máy chủ ảo có đầy đủ các chức năng để có thể vận hành hệ điều hành và các ứng dụng giống như một máy chủ “thật”. Mỗi máy chủ ảo là một hệ thống đầy đủ, loại bỏ các xung đột tiềm tàng. Ảo hóa của 5 VMware hoạt động bằng cách chèn một “lớp mỏng” (thin layer) phần mềm trực tiếp lên trên phần cứng máy chủ vật lý hay lên trên hệ điều hành chủ (host OS). Còn được gọi là bộ phận giám sát các máy chủ ảo hay “hypervisor” để cấp phát động và trong suốt các tài nguyên phần cứng. Nhiều hệ điều hành chạy đồng thời trên một máy chủ vật lý và dùng chung các tài nguyên. - Xây dựng Trung tâm Dữ liệu trên nền kiến trúc linh động Ảo hóa một máy tính vật lý chỉ là sự khởi đầu. VMware vSphere dàn trãi qua hàng trăm các máy tính và hệ thống lưu trữ vật lý được liên kết với nhau để tạo thành một hạ tầng ảo hóa toàn bộ. Bạn không cần gán cố định các máy chủ, hệ thống lưu trữ, hay băng thông mạng cho mỗi ứng dụng. Thay vào đó, các tài nguyên phần cứng của bạn được cấp phát động khi nào chúng được cần. Điều này có nghĩa là các ứng dụng có mức độ ưu tiên cao nhất của bạn sẽ luôn luôn có các tài nguyên mà chúng cần và không cần lãng phí chi phí cho phần cứng phát sinh chỉ được cần cho các lần cao điểm. 2.1.3 Tại sao lại thực hiện ảo hóa? Ảo hóa hạ tầng CNTT cho phép bạn tiết giảm chi phí CNTT trong khi đó lại tăng hiệu quả, hiệu năng, và tính linh động cho hạ tầng hiện hữu của bạn. 5 lý do hàng đầu để chọn phần mềm ảo hóa 6 o Khai thác triệt để các tài nguyên hiện hữu: Tập hợp các tài nguyên hạ tầng chung và phá vỡ mô hình “một ứng dụng trên một máy chủ” với sự hợp nhất máy chủ. o Giảm thiểu các chi phí cho trung tâm dữ liệu bằng cách giảm hạ tầng vật lý và cải thiện máy chủ: Các máy chủ và phần cứng CNTT ít hơn có nghĩa là không gian phòng máy chủ được giảm và các yêu cầu về nguồn và làm mát được giảm. Các công cụ quản lý tốt cho phép bạn cải thiện máy chủ để quản lý tốt hơn cũng như giảm các yêu cầu về nhân sự. o Tăng cường tính sẵn sàng của phần cứng và ứng dụng để cải thiện tính liên tục kinh doanh: Sao lưu dự phòng và di trú toàn bộ môi trường ảo hóa an toàn mà không cần ngưng phục vụ. Hạn chế thời gian chết (downtime) và khôi phục ngay lập tức khi phát sinh sự cố. o Đạt được tính linh động trong quá trình vận hành: Đáp ứng các thay đổi kinh doanh với sự quản lý tài nguyên động, cung cấp máy chủ nhanh hơn và cải thiện triển khai destop và ứng dụng. o Cải thiện khả năng quản lý và bảo mật desktop: Triển khai, quản lý và giám sát các môi trường desktop an toàn mà các người dùng có thể truy cập cục bộ hay từ xa, có hoặc không có kết nối mạng, trên hầu hết bất kỳ chuẩn desktop, laptop hay tablet PC nào. 2.2 Tổng quan về VMware ESX Server - ESX Server là lõi của bộ phần mềm Vmware Infrastructure. Chúng hoạt động như hypervisor, hay lớp ảo hóa (virtualization layer). - ESX Server bao gồm 2 thành phần: Server Console và Vmkernel. o Server Control (SC): Quản lý ESX Server và các máy ảo chạy trên máy chủ. SC bao gồm các dịch vụ như: tường lửa, SNMP agent và web. 7 o Vmkerlel là nền tảng thật sự cho quá trình ảo hóa. Vmkernel quản lý các phiên truy xuất phần cứng của các máy ảo. - VMware ESX Server được cài đặt trực tiếp trên máy chủ vật lý và phân vùng nó vào nhiều máy tính ảo có thể chạy đồng thời, chia sẻ nguồn tài nguyên vật lý của máy chủ. Mỗi máy ảo đại diện cho một hệ thống hoàn chỉnh, với bộ vi xử lý, bộ nhớ, hoạt động mạng,, lưu trữ và BIOS, và có thể chạy một hệ điều hành và các ứng dụng. - Đạt tiêu chuẩn công nghiệp cho độ tin cậy, hiệu suất và nền tảng hỗ trợ. - Khởi động đáng tin cậy nhiều hệ điều hành trên một máy chủ đơn. Triển khai hoàn thiện công nghệ ảo mà đã được chứng minh trong hàng chục ngàn khách hàng của các môi trường. Xây dựng các tính năng bảo vệ các máy ảo của bạn khỏi thất bại thành phần phần cứng, trong khi các tính năng bảo mật cao cấp đảm bảo một môi trường máy tính an toàn. - Cung cấp hiệu suất cao và các khả năng mở rộng o VMware ESX và ESXi thiết lập kỷ lục về hiệu suất ảo, cung cấp lên tới 8.900 giao dịch cơ sở dữ liệu / giây, 200.000 hoạt động I / O mỗi giây, và lên đến 16.000 hộp thư trên máy chủ Exchange. o Một trong những khả năng quan trọng trong VMware ESX và ESXi là hiệu suất cao, cụm tập tin hệ thống tối ưu hóa cho các môi trường ảo được gọi là VMware VMFS vStorage, cho phép truy cập đĩa hiệu quả và tăng cường hiệu suất I/O. o Cải tiến hiệu suất cho việc lưu trữ iSCSI (iSCSI là chuẩn ổ cứng trong mạng SAN) o ra để tối ưu hóa hiệu suất lõi nhiều hạt nhân, VMware ESX và ESXi hỗ trợ công nghệ của bên thứ ba mà nhiều cải thiện hiệu suất ảo như Intel's 8 Extended Page Tables (EPT) và and AMD's Rapid Virtualization Indexing (RVI). o VMware ESX. ESXi và cho phép các máy ảo được cấu hình lên đến tám bộ vi xử lý ảo và 255 GB RAM để hỗ trợ các nguồn tài nguyên cho hầu hết các ứng dụng chuyên sâu - Có thể chạy với hệ thống phần cứng lên đến 64 lõi CPU vật lý và 1TB RAM , và chạy lên đến 256 máy ảo trên một máy chủ duy nhất. - Với VMware ESX và ESXi, bạn có thể ảo hóa (virtualize) bất cứ môi trường, từ trung tâm dữ liệu của công ty đến văn phòng chi nhánh, với một danh sách tương thích bao gồm hàng trăm x86, máy chủ và hệ thống lưu trữ, và phạm vi rộng nhất của các ứng dụng và hỗ trợ hệ điều hành khách, bao gồm Windows , Linux, Netware, Solaris,… - Xây dựng một dữ liệu tập trung động với VMware vSphere. - Bằng cách cho phép quản lý tập trung, tự động cân bằng tải, quản lý điện năng và khả năng di chuyển một máy ảo đang chạy trên máy vật lý sẽ giảm thiểu sự gián đoạn dịch vụ. - Ảo hóa mức phần cứng – không cần đến đăng ký hệ điều hành, ESXi vẫn có thể cài đặt trên phần cứng của bạn (cài đặt trên phần cứng mới nguyên) - Hệ thống file VMFS – xem tính năng 2 bên dưới. - Hỗ trợ SAN – kết nối với iSCSI và kho lưu trữ Fibre Channel (FC) SAN, gồm các tính năng như khởi động từ SAN. - Hỗ trợ lưu trữ SATA nội bộ - Hỗ trợ hệ điều hành khách 64bit - Mạng ảo – switch ảo, NIC ảo, các chính sách cấu hình cổng QoS và VLAN. - Hiệu suất máy ảo nâng cao – trong một số trường hợp các máy ảo có thể thực hiện thậm chí còn tốt hơn so với máy chủ vật lý với một số tính năng như chia sẻ trang nhớ trong suốt và bảng trang xếp chồng. - Virtual SMP –xem tính năng 4 bên dưới 2.3 Kiến trúc - Chạy trực tiếp trên phần cứng máy chủ, mà không cần đến một hệ điều hành máy chủ lưu trữ. - Các tập tin đĩa ảo. Sử dụng tập tin đĩa máy ảo để cung cấp cho các máy ảo có quyền truy cập vào nơi lưu trữ riêng tư của các máy ảo, trong khi các quản trị viên IT có sự linh hoạt để tạo, quản lý và di chuyển nơi lưu trữ máy - VMware vStorage VMFS. 9 o Quản trị hiệu quả bằng cách lưu trữ của nhà nước toàn bộ máy ảo tại một địa điểm trung tâm. o Hỗ trợ ảo hóa dựa trên khả năng độc đáo như di chuyển máy ảo đang chạy từ một máy chủ vật lý khác, tự động khởi động lại của một máy ảo chạy không thành công trên một máy chủ vật lý riêng biệt, và clustering máy ảo trên máy chủ vật lý khác nhau. - Khởi động từ SAN. San thực chất là mạng Lan nhưng với băng thông rất lớn - Ảo mạng. o Các khả năng kết nối mạng ảo trong VMware ESX và ESXi cho phép khách hàng xây dựng mạng lưới phức tạp giữa các máy ảo cư trú trên một máy chủ lưu trữ. o Cấu hình mỗi máy ảo với một hoặc nhiều NIC ảo, địa chỉ IP và địa chỉ MAC, để làm cho máy ảo không thể phân biệt với các máy vật lý. o Sử dụng mạng LAN ảo (VLAN) để che phủ một mạng LAN logic để cô lập một mạng lưới giao thông o Sửa đổi các cấu hình mạng mà không cần phải thay đổi cáp và các thiết lập chuyển đổi thực tế. 2.4 Khả năng quản lý tài nguyên VMware ESX cung cấp khả năng quản lý tài nguyên tiên tiến. - Quản lý tài nguyên cho các máy ảo. Xác định các chính sách phân bổ nguồn lực cao cấp cho máy ảo để cải thiện mức độ dịch vụ cho các ứng dụng phần mềm. Thiết lập tối thiểu, tối đa và tỷ lệ sử dụng tài nguyên cho CPU, bộ nhớ, đĩa và băng thông mạng. Sửa đổi phân bổ trong khi máy ảo đang chạy. [...]... VMHA làm việc các điều kiện đó là:  VMware Infrastructure Suite Standard hoặc Enterprise (không thể thực hiện với ESXi bản miễn phí hay thực hiện với bộ VMware Foundations Suite)  Tối thiểu phải có hai hệ thống ESX host  Một SAN chia sẻ hoặc một NAS giữa các máy chủ ESX Servers, ở đó các máy ảo sẽ được lưu trữ Cần lưu ý rằng với VMHA, các đĩa ảo cho các máy ảo (VM) được thực hiện bởi VMHA Điều sẽ... mềm sử dụng trong giải pháp - VMware Infrastructure Enterprise VMware VirtualCenter Server Internet Exproler hay FireFox VMware Virtual Infrastructure Client (VI Client) 3.3 Sơ đồ thiết kế DataCenter Storage Ethernet network Esx 1 LDap + VC Server vSphere Client Chú thích Esx 2 Ethernet capble Fiber capble 28 CHƯƠNG 4: 4.1 TRIỂN KHAI VMWARE ESX SERVER Cài đặt VMware ESX Server - Hộp thoại cài đặt -... ảo chạy hệ điều hành Microsoft Windows trên máy vật lý 2.7 Phần mềm đạt chuẩn quốc tế: VMware ESX đã được tối ưu hóa, đã kiểm nghiệm một cách nghiêm túc và đã được chứng minh trên các máy chủ 2.8 Tính năng của Vmware ESX Server 2.8.1 Virtual Machine File System (VMFS) - - VMFS của VMware chỉ được tạo dành cho ảo hóa VMware Vì vậy nó là hệ thống file hiệu suất cao nhất có sẵn để sử dụng trong việc ảo. .. đĩa ảo cho hệ thống Thêm hoặc xóa một Server ESX từ một khối lượng VMware VMFS mà không phá vỡ khác ESX Server hosts 11 2.8.2 Virtual symmetric multi-processing (Virtual SMP) - Virtual SMP của VMware (hay VSMP) là một tính năng cho phép VMware ESX Server có thể tận dụng đến 4 bộ vi xử lý vật lý trên hệ thống đồng thời Thêm vào đó, với VSMP, việc xử lý các nhiệm vụ sẽ được cân bằng giữa các CPU 2.8.3 VMware. .. CPU vật lý, 256 CPU ảo, 1TB RAM, và lên đến hàng trăm máy ảo trên một máy chủ duy nhất - Hỗ trợ cho các máy ảo lớn hơn Cấu hình máy ảo có thể lên tới 255GB bộ nhớ RAM - Tăng cường hiệu suất máy ảo bằng cách cho phép một máy ảo duy nhất để sử dụng lên đến tám bộ xử lý vật lý đồng thời - Cho phép lập bản đồ quản lý các máy ảo - Hỗ trợ cho ảo hóa phần cứng VMware ESX cung cấp cho ngành công nghiệp hỗ trợ... nâng cấp (Update Manager) là một tính năng mới đi kèm với Virtual Center & ESX Server Với Update Manager, bạn có thể thực hiện các nâng cấp ESX Server, các nâng cấp của hệ điều hành Windows và Linux đối với máy khách VM Để thực hiện các nâng cấp ESX Server, bạn có thể sử dụng Vmotion và nâng cấp ESX Server mà không hề gây ra thời gian chết máy đối với các máy khách VM đang chạy trên nó Hơn tất cả, Update... thế hệ kế tiếp, hỗ trợ công nghệ ảo hóa như AMD’s Rapid Virtualization Indexing® hoặc Intel’s Extended Page Tables - Hỗ trợ cho các trang bộ nhớ lớn VMware ESX chỉ là những trang có hỗ trợ bộ nhớ lớn để nâng cao hiệu quả truy cập bộ nhớ cho hệ điều hành khách 10 - Tối ưu hóa hiệu suất mạng VMware ESX hỗ trợ một loạt các công nghệ offload hiệu suất bao để giảm overhead CPU gắn với xử lý mạng I / O -... các thiết bị lưu trữ - Cải thiện năng lực quản trị 2.5 Hiệu suất và khả năng mở rộng VMware ESX và VMware ESXi cung cấp hiệu suất cao và khả năng mở rộng - Hiệu suất tối ưu cho luồng công việc ảo hóa VMware ESX đã tối ưu hóa hiệu suất cho doanh nghiệp, cụ thể ứng dụng quan trọng như cơ sở dữ liệu Oracle, Microsoft SQL Server, và Microsoft Exchange Có thể thực hiện lên đến 8.900 giao dịch cơ sở dữ liệu... máy chủ ESX Nó có nhiều tính năng tiên tiến bên trong Khi đi kèm với VC, VI Client thực sự là một giao diện cho quản trị viên VMware sử dụng để cấu hình, tối ưu và quản trị tất cả các hệ thống máy chủ ESX Với VI Client, bạn có thể tăng được các vấn đề như hiệu suất, quản trị role, bảo mật, và các tính năng dựa trên mẫu của các máy khách VM mới cho toàn bộ cơ sở hạ tầng ảo hóa Nếu có nhiều ESX Server, ... được sử dụng với VMware Virtual Center Server – để tạo cho bạn tùy chọn 5 bên dưới 24 2.9.5 VMware Virtual Infrastructure Client (VI Client) vào Virtual Center Server (VC Server) - - - Cũng VI Client có thể được sử dụng để quản trị máy chủ ESX đơn này cũng có thể được sử dụng để quản trị toàn bộ trung tâm dữ liệu của các máy chủ VMware ESX Thay vì trỏ VI client đến name/IP của máy chủ ESX, tất cả những . trường ảo hóa tại Việt Nam vẫn đang ở mức độ sơ khai. 1.2 Mục tiêu đồ án Nghiên cứu, tìm hiểu về công nghệ ảo hóa với VMware ESX Server. 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Hệ điều hành ESX Server. DN trang bị kỹ thuật này. VMware ESX Server đã nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường ảo hóa với 60% máy chủ ảo hóa là sử dụng VMware ESX Server. Tiếp theo là đến Windows Server 2008 tích hợp Windows. CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ VMWARE ESX SERVER 2.1 Giới thiệu 2.1.1 Ảo hóa là gì? ẢO HÓA là một công nghệ phần mềm, nó thay đổi nhanh chóng toàn cảnh của lĩnh vực Công nghệ Thông tin (CNTT)