Khóa luận tốt nghiệp: Ảo hóa máy chủ và ứng dụng

1 LỜI CẢM ƠN 2 MỞ ĐẦU 5 DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH 8 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ẢO HÓA 10 1.1 Giới thiệu về ảo hóa 10 1.2 Ảo hóa là gì? 10 1.3 Cách thức hoạt động của ảo hóa 11 1.4 Phân loại ảo hóa 12 1.4.1 Ảo hóa Server 12 1.4.2 Ảo hóa Storage 12 1.4.3 Ảo hóa Network 13 1.4.4 Ảo hóa Application 14 1.5 Lợi ích của việc ảo hóa 15 1.6 Nhược điểm của việc ảo hóa 15 CHƯƠNG 2. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ ẢO HÓA 17 2.1 Hyper-V 17 Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 2 2.1.1 Giới thiệu về Hyper-V 17 2.1.2 Các chức năng chính của Hyper-V 17 2.1.3 Kiến trúc Hyper-V 19 2.1.4 Yêu cầu cài đặt Hyper-V 20 2.2 Vmware ESX Server 23 2.2.1 Giới thiệu 23 2.2.2 Cấu trúc Vmware ESXi Server 25 2.2.3 Một số chức năng của Vmware ESXi Server 26 2.2.4 Cấu hình yêu cầu của ESXi Server 31 CHƯƠNG 3. ẢO HÓA MÁY CHỦ VÀ ỨNG DỤNG TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ VIETTRONICS 33 3.1 Hiện trạng hệ thống máy chủ tại trường Cao Đẳng Công nghệ Viettronics 33 3.2 Đề xuất mô hình ứng dụng ảo hóa 34 3.3 Mô phỏng quá trình cài đặt ảo hóa Hyper-V 35 3.3.1 Cài đặt Hyper-V 35 3.3.2 Tạo máy ảo 39 3.4 Mô phỏng quá trình cài ảo hóa ESXi 44 3.4.1 Cài đặt ESXi 44 3.4.2 Cài đặt vShere Client 49 3.4.3 Tạo máy ảo 53 3.5 Tổng kết 60 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 3 Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 4 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay, nền kinh tế đang trên đà tăng trưởng mạnh. Cùng với nó là sự tiến bộ vượt bậc của nền khoa học công nghệ, đặc biệt là công nghệ thông tin. Máy tính đã giúp con người rất nhiều từ tối ưu hóa công việc, giảm thời gian làm việc, tăng hiệu suất và mang lại hiệu quả cao. Với tình hình phát triển hiện nay thì các tổ chức, doanh nghiệp cần một hoặc nhiều máy chủ để chạy các ứng dụng cho toàn doanh nghiệp mà các máy tính để bàn không hề được thiết kế để làm các công việc đó. Những máy chủ có những chức năng riêng biệt và có một số yêu cầu đặc biệt chúng không thể chạy cùng nhau trên một hệ điều hành. Việc chạy nhiều Server riêng lẻ kéo theo chi phí đầu tư cho các máy chủ vật lý. Trên thực tế các máy chủ không hoàn toàn tận dụng tối đa tài nguyên mà chỉ sử dụng một phần, còn một phần tài nguyên bị bỏ phí gây ra những lãng phí và những khoản đầu tư không đáng có. Công nghệ ảo hóa được tạo ra để giải quyết bài toán này. Nó không chỉ tối ưu hóa phần cứng của máy chủ mà còn làm giảm tối đa việc đầu tư vào các máy chủ vật lý. Máy chủ thực ra cũng là một máy tính nhưng có cấu hình, tính năng và các chức năng lớn hơn hẳn các máy tính thông thường. Nó dùng làm trung tâm liên kết các máy tính và thiết bị mạng trong một cơ quan, tổ chức lại với nhau, là một trung tâm dữ liệu nơi lưu trữ và chia sẻ giữ liệu. Và các dữ liệu này luôn sẵn sàng đối với người dùng hợp lệ được phép truy cập vào nó. Nói chung máy chủ là một máy tính mà nó cung cấp các dịch vụ đang chạy trên nó cho nhiều máy tính khác. Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 5 Thế nhưng thực tế cho ta thấy rằng các máy chủ sử dụng rất ít tài nguyên phần cứng của nó, chỉ từ 10% đến 30% cho một loại dịch vụ và phần tài nguyên còn lại thỳ không dùng đến, do vậy sinh ra lãng phí. Vì vậy nhu cầu thực tế là làm sao có thể tận dụng các phần tài nguyên còn lại đó một cách hiệu quả. Trong khóa luận này em sẽ trình bày về công nghệ ảo hóa để giải quyết vấn đề này. 2. Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu về công nghệ ảo hóa đặc biệt là Hyper-V và Vmware ESXi phiên bản 5.5 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Việc ra đời của công nghệ ảo hóa đã dẫn đến những động lực phát triển và các mục tiêu mới cho các nhà cung cấp sản phẩm ảo hóa cho phù hợp với nhu cầu thị trường và yêu cầu thực tiễn. Nhiệm vụ chính của khóa luận là nghiên cứu về công nghệ ảo hóa nhằm áp dụng vào ảo hóa máy chủ và ứng dụng tại trường Cao Đẳng Công nghệ Viettronics. Từ đó có thể cho thấy được các lợi ích mà công nghệ ảo hóa đem lại và cũng để đánh giá để tìm giải pháp xây dựng các giải pháp nhằm tối ưu hóa hệ thống công nghệ thông tin. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Khóa luận nghiên cứu về công nghệ ảo hóa Phạm vi nghiên cứu: Công nghệ ảo hóa Hyper-V và Vmware ESXi phiên bản 5.5 5. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu: nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu liên quan và triển khai cài đặt thử nghiệm và đánh giá công nghệ ảo hóa Hyper-V và VMware ESXi phiên bản 5.5 Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 6 6. Những đóng góp thực tiễn Tài liệu báo cáo khóa luận trình bày chi tiết về vấn đề công nghệ ảo hóa hiện nay và sản phẩm ảo hóa Hyper-V và Vmware ESXi phiên bản 5.5 Hoàn thành triển khai hệ công nghệ ảo hóa Hyper-V và VMware ESXi phiên bản 5.5 7. Kết cấu đề tài Ngoài phần mở đầu và kết luận, khóa luận chia làm 3 chương: • Chương 1: Tổng quan về ảo hóa • Chương 2: Một số công nghệ ảo hóa • Chương 3: Ảo hóa máy chủ tại trường Cao Đẳng Công nghệ Viettronics Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 7 DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH Hình 2.1: Kiến trúc Hyper-V 19 Hình 2.2: Các sản phầm của Vmware 23 Hình 2.3: Cấu trúc của ESX Server 25 Hình 2.4: Sơ đồ tương tác trong ESXi Server 26 Bảng 2.1: Phân vùng mặc định trong ESXi Server 32 Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống máy chủ tại trường Cao Đẳng Công nghệ Viettronics 33 Hình 3.2: Mô hình ảo hóa đề xuất 35 Hình 3.3: Màn hình Select Server Roles 35 Hình 3.4: Giới thiệu tổng quan về dịch vụ Hyper-V 36 Hình 3.5: Màn hình lựa chọn card mạng 37 Hình 3.6: Màn hình xác nhận cài đặt 37 Hình 3.7: Kết quả cài đặt 38 Hình 3.8: Cài đặt Hyper-V hoàn thành 38 Hình 3.9: Tạo máy ảo mới 39 Hình 3.10: Giới thiệu trước khi cài đặt 40 Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 8 Hình 3.11: Đặt tên cho máy ảo 40 Hình 3.12: Đặt RAM cho máy ảo 41 Hình 3.13: Chọn card mạng kết nối đến máy ảo 41 Hình 3.14: Chỉ định tên, vị trí và kích thước của đĩa cứng ảo. 42 Hình 3.15: Chọn phương thức cài đặt hệ điều hành cho máy ảo 42 Hình 3.16: Thông tin tóm tắt về máy ảo 43 Hình 3.17: Chọn kết nối đến máy ảo 43 Hình 3.18: Màn hình quản lý máy ảo. 44 Hình 3.19: Màn hình cài bắt đầu cài đặt ESXi 45 Hình 3.20: Màn hình đồng ý cài đặt 45 Hình 3.21: Chọn ổ đĩa để cài đặt 46 Hình 3.22: Màn hình chọn kiểu ngôn ngữ bàn phím 47 Hình 3.23: Đặt password cho root 47 Hình 3.24: Màn hình xác nhận cài đặt 48 Hình 3.25: Quá trình cài đặt đang diễn ra 48 Hình 3.26: Màn hình hoàn thiện cài đặt 48 Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 9 Hình 3.27: Thông tin về Server 49 Hình 3.28: Download vShere Client 50 Hình 3.29: Chọn ngôn ngữ 50 Hình 3.30: Màn hình bắt đầu cài đặt vShere Client 51 Hình 3.31: Đồng ý cài đặt 51 Hình 3.32: Chọn nơi cài vShere Client 52 Hình 3.33: Bắt đầu cài đặt vShare Client 52 Hình 3.34: Hoàn thành cài đặt 53 Hinh 3.35: Màn hình đăng nhập vShere Client 53 Hình 3.36: Tạo thêm một máy ảo mới 54 Hình 3.37: Cấu hình máy ảo 55 Hình 3.38: Đặt tên cho máy ảo 55 Hình 3.39: Chọn nơi lưu trữ máy ảo 56 Hình 3.40: Chọn hệ điều hành cân cài cho máy ảo 56 Hình 3.41: Chọn card mạng cho máy ảo 57 Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 10 Hình 3.42: Thiết lập dung lượng đĩa cứng cho máy ảo 58 Hình 3.43: Thông tin về máy ảo 58 Hình 3.44: Thông tin máy ảo 59 Hình 3.45: Kết nối đến máy ảo 59 Hình 3.46: Bât máy ảo 60 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ẢO HÓA 1.1 Giới thiệu về ảo hóa Lĩnh vực ảo hóa hiện đang nóng. Nhiều nền tảng ảo hóa mới xuất hiện, có cả giải pháp phần mềm và phần cứng, ảo hóa từ vi xử lý đến cả hạ tầng công nghệ thông tin. Cộng đồng công nghệ thông tin nói chung đang háo hức với công nghệ này vì những lợi ích mà nó mang lại. Công nghệ “ảo hóa” đã không còn xa lạ với thực tế đời thường kể từ khi VMware giới thiệu sản phẩm VMware Workstation đầu tiên vào năm 1999. Sản phẩm này ban đầu được thiết kế để hỗ trợ việc phát triển và kiểm tra phần mềm và đã trở nên phổ biến nhờ khả năng tạo những máy tính “ảo” chạy đồng thời nhiều hệ điều hành (HĐH) khác nhau trên cùng một máy tính “thực” (khác với chế độ “khởi động kép” máy tính được cài nhiều HĐH và có thể chọn lúc khởi động nhưng mỗi lúc chỉ làm việc được với 1 HĐH). Là một phương pháp cho phép nhiều hệ điều hành cùng chạy trên một máy tính vật lý. VMware, được EMC (hãng chuyên về lĩnh vực lưu trữ) mua lại vào tháng 12 năm 2003, đã mở rộng tầm hoạt động từ PC (Desktop) đến máy chủ (Server) và hiện hãng vẫn giữ vai trò thống lĩnh thị trường ảo hóa nhưng không “độc tôn” mà phải [...]... vùng một máy chủ vật lý thành máy tính nhiều máy chủ ảo, mỗi máy chủ đã có khả năng của riêng của mình chạy trên máy tính dành riêng Mỗi máy chủ ảo riêng của nó có thể chạy full-fledged hệ điều hành, và mỗi máy chủ độc lập có thể được khởi động lại Lợi thế của việc ảo hóa máy chủ:  Tiết kiệm được chi phí đầu tư máy chủ ban đầu  Hoạt động hoàn toàn như một máy chủ riêng  Có thể dùng máy chủ ảo hóa cài... hình máy ảo Do đó nếu một trong số những tệp tin bị lỗi hoặc bị mất mà chưa được backup thỳ có thể xem như máy ảo đã bị hư hoàn toàn và không thể phục hồi Ngoài ra nếu máy chủ có cấu hình phần cứng thấp nhưng lại có một máy ảo sử dụng quá nhiều tài nguyên hoặc chạy quá nhiều máy ảo thỳ sẽ làm chậm toàn bộ hệ thống bao gồm các máy ảo và các ứng dụng chạy trên máy ảo Đồng thời do một hoặc vài máy chủ. .. Server Máy chủ ESXi sử dụng cấu trúc VMM-Hypervisor, nghĩa là máy chủ ESXi sẽ tạo một lớp ảo hóa hypervisor để điều khiển quá trình chia sẻ và sử dụng tài nguyên của các máy ảo nhờ cấu trúc sử lý linh hoạt nên các máy ảo có thể tận dụng tối đa hiệu suất phần cứng và quản lý dễ dàng hơn Trong mô hình này các máy ảo không phải thông qua hệ điều hành chủ để truy cập phần cứng, mọi vấn đề liên lạc giữa máy ảo. .. mà bạn có thể sử dụng để tạo ra và quản lý một môi trường điện toán máy chủ ảo hóa Môi trường ảo này có thể được sử dụng để giải quyết một loạt các mục tiêu kinh doanh nhằm nâng cao hiệu quả và giảm chi phí Một môi trường máy chủ ảo hóa có thể giúp doanh nghiệp: Giảm chi phí vận hành và duy trì các máy chủ vật lý bằng cách tăng sử dụng phần cứng của bạn Bạn có thể giảm số lượng phần cứng cần thiết để... những ứng dụng nằm ở bên dưới các máy ảo đó Điều đó có nghĩa rằng nếu dữ liệu ứng dụng nằm bên dưới bị sửa đổi từ một lỗi ứng dụng và sự khởi động lại của máy chủ thì dù máy ảo có di trú và khởi động lại từ một máy lỗi ứng dụng vẫn có thể không dùng được 2.2.3.4 Vmotion & Storage Vmotion Với Vmotion, khi ta thiết lập lưu trữ datacenter (không có thỳ không sử dụng được tính năng này), các máy khách ảo. .. internet cafe), việc truy nhập và sử dụng phần mềm của doanh nghiệp trở nên dễ dàng qua 1 hệ thống bảo mật hiện đại nhất Ảo hóa ứng dụng là giải pháp cho phép sử dụng và quản lý phần mềm doanh nghiệp 1 cách hiệu quả hệ thống Tiết kiệm tối đa chi phí bảo trì, hỗ trợ kỹ thuật và quản lý từng máy tính 1.5 Lợi ích của việc ảo hóa Việc sử dụng công nghệ ảo hóa làm giảm số lượng máy chủ vật lý, giảm lượng điện... dùng và kích hoạt • Hyper-V hỗ trợ máy tính vật lý lên đến 16 bộ xử lý Đối với máy ảo là 4 bộ vi xử lý 2.1.4.2 Bộ nhớ RAM • Windows Server 2008 Enterprise và Windows Server 2008 Datacenter có thể sử dụng đến 1TB bộ nhớ vật lý và các máy ảo có thể sử dụng 64GB trên mỗi máy ảo • Windows Server 2008 Standard, máy tính vật lý có thể sử dụng 32 GB bộ nhớ vật lý và các máy ảo có thể sử dụng 32GB trên mỗi máy. .. lý và cung cấp hạ tầng Công nghệ thông tin Máy ảo thậm chí có thể di chuyển sang một server vật lý khác trong khi vẫn đang chạy, hoạt động bình thường Doanh nghiệp có thể ảo hóa những ứng dụng quan trọng của doanh nghiệp để nâng cao hiệu suất, sự ổn định, khả năng mở rộng và giảm thiểu chi phí 1.4 Phân loại ảo hóa 1.4.1 Ảo hóa Server Một máy chủ riêng ảo tiếng anh Virtual Private Server hay máy chủ ảo. .. riêng biệt, nên nhiều máy ảo có thể chạy đồng thời trên cùng một máy chủ Có các lớp mỏng phần mềm gọi là hypervisor tách riêng các máy ảo từ host và các máy ảo được cấp phát tài nguyên tự động theo nhu cầu sử dụng Cấu trúc này giúp cân bằng khả năng điện toán để mang lại: Nhiều ứng dụng chạy trên cùng một server, mỗi máy ảo được lập trình trên máy chủ, do đó nhiều ứng dụng và các hệ điều hành có thể... chủ phải đảm nhận nhiều máy ảo chạy trên nó nên nếu máy chủ gặp trục trặc, sự cố thì các máy ảo cũng sẽ bị ảnh hưởng theo.Còn ở góc độ bảo 16 Chương 1 Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 mật, nếu hacker nắm được quyền điều khiển một máy chủ vật lý chứa các máy ảo thì hacker có thể kiểm soát được tất cả các máy ảo trong nó 17 Chương 2 Một số công nghệ ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 . CHƯƠNG 3. ẢO HÓA MÁY CHỦ VÀ ỨNG DỤNG TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ VIETTRONICS 33 3.1 Hiện trạng hệ thống máy chủ tại trường Cao Đẳng Công nghệ Viettronics 33 3.2 Đề xuất mô hình ứng dụng ảo. lại đạt hiệu quả cao hơn về khả năng, tốc độ làm việc cũng như nâng cao khả năng mở rộng hệ thống. 1.3 Cách thức hoạt động của ảo hóa Ảo hóa là một phần mềm riêng biệt bao gồm hệ điều hành. bao gồm một cấu trúc truyền tin, nó cung cấp kết nối vật lý, và quản lý các lớp, tổ chức các kết nối, các thiết bị lưu trữ, và hệ thống máy tính sao cho dữ liệu truyền trên đó với tốc độ cao