Đang tải... (xem toàn văn)
XÂY DỰNG CLOUD COMPUTING TRÊN CLOUNDSTACK
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG o@o BÀI TẬP LỚN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG CLOUD COMPUTING TRÊN CLOUNDSTACK Giảng viên: TS Nguyễn Thị Hoàng Lan Học viên thực hiện: GIỚI THIỆU Cloudstack tảng cho sở hạ tầng đám mây hệ thống Datacenter nhanh chóng dễ dàng xây dựng dịch vụ đám mây sở hạ tầng có Người dùng tận dụng lợi điện toán đám mây để cung cấp hiệu cao hơn, quy mô không giới hạn triển khai nhanh dịch vụ hệ thống cho người dùng cuối Cloudstack cho phép người dùng phối hợp ảo hóa server, network, network storage để cung cấp Infrastructure –as-a service (Iaas) giống nhà cung cấp hosting với phần cứng riêng họ Cloudstack hệ thống “Cloud operating system“ mã nguồn mở, cho phép xây dựng “Public cloud computing “ tương tự Amazon EC2 hay Private Cloud, Hybird Cloud Cloudstack phối hợp nguồn tài nguyên ảo hóa thành môi trường đồng nhất, nơi chúng ủy nhiệm cho người sử dụng tự tạo máy ảo sử dụng tùy theo nhu cầu riêng họ + Hỗ trợ nhiều hypervisor: Xenserver, VMware, OracleVM, KVM, XCP + Quản lý tập trung, quản lý tới mười ngàn server, thành phần trục trặc không làm sụp đổ hệ thống + Tính sẵn sàng cao: tự đông giám sát khắc phục Virtual machine (VM), VM bị lỗi hệ thống cố gắng khôi phục lại Management server triển khai nhiều node để thực load balancing, Cloudstack hỗ trợ NIC Bonding + Sử dụng security groups chia Vlan tạo thành mạng ảo giúp cô lập accounts + Chọn lựa interface: Web UI, command line, API Sử dụng giao diện đồ họa (Web) cho việc quản lý người dùng cuối tương tác với VM: power off, restart, backup… + Cung cấp dịch vụ mạng: loadbalancing, dhcp, routing, Vlan, firewall, isolation, VPN, manage external networking Dịch vụ load balancing cho phép xây dựng hệ thống cân tải sử dụng phương pháp: Roud-robin, Least connection, Source IP Vitual Router cung cấp DHCP DNS tự động đến VM, default Firewall chặn kết nối từ bên đến cho phép kết nết từ hệ thống môi trường internet + Hỗ trợ nhiều giao thức lưu trữ: NFS, SCSI, FC, FCoE PAGE + Giới hạn tài nguyên theo nhu cầu: RAM, CPU, Network, HDD • Kiến trúc Cloudstack: + Management server cung cấp giao diện web cho người quản trị người dung cuối, cung cấp API cho CloudStack, quản lý guest VMs, IP private public đến account, quản lý việc cung cấp storage đến VM Virtual Disk, templates, iso images + Host đơn vị sở, host hypervisor hay bare metal + Các host có cấu hình giống gom thành group gọi cluster Các host cluster chia sẻ primary storage PAGE + Một hay nhiều cluster nhóm thành Pod, Pod tương đương với Rack sử dụng switch layer + Các Pod nhóm thành Zone chia sẻ secondary storage + Một datacenter gồm hay nhiều Zones + Service Offering cung cấp lựa chọn: tốc độ xử lý CPU, số lượng CPU, dung lượng Ram, hỗ trợ HA… PAGE + Disk Offering cung cấp chọn lựa kích thước ổ cứng + Network Offering mô tả tính xác lập cho người dùng cuối từ virtual router môi trường public Có chế sử dụng: Basic network: không yêu cầu sử dụng VLANs, guest pod chia sẻ broadcast domain Advance Network:mỗi account chạy mạng riêng gọi virtual network nên chúng hoàn toàn cô lập với Advanced network sử dụng Source NAT nhằm giảm số lượng IP public, account gồm hay nhiều VMs sử dụng chung1 IP public PAGE + Templates file ảnh hệ điều hành, giúp khách hàng khởi tạo server nhanh chóng, khách hàng lựa chọn cài đặt từ file iso sẵn có khách hàng tự upload lên + Backup theo chế snapshot giúp lưu liệu, hệ thống lập lịch giúp chủ động việc backup liệu khách hàng Khả khôi phục hệ thống nhanh chóng, đơn giản + Hệ thống quản lý account phân cấp domain đơn vị độc lập tương ứng với khách hàng, reseller PAGE + Primary storage liên kết với cluster lưu trữ disk volume tất VMs chạy host cluster, Primary storage hỗ trợ nhiều nhiều định dạng khác NFS, ISCSI, FCoI phụ thuộc vào hypervisor + Secondary Storage liên kết với Zone nơi lưu trữ của: templates, ISO images, Disk volume snapshots + Hỗ trợ LDAP: Microsoft Acitve Directory ApacheDS cho việc chứng thực người dùng cuối • Hypervisor Hypervisor hệ thống cho phép nhiều hệ điều hành chạy máy vật lý Trong kiến trúc CPU X86 quyền sử lý chia thành level ring Ring ring có quyền cao gọi supervisor mode thông thường hệ điều hành chạy ring này, ứng dụng hệ điều hành chạy ring Nhưng để chạy nhiều hệ điều hành phần cứng hypervisor phải chạy ring nhằm cung cấp quản lý tài nguyên cho hệ điều hành Để Có hai công nghệ sử dụng nhằm giải vấn đề trên: + Paravirtualization: Khi hệ điều hành phải chạy ring khác chẳng hạn ring1, yêu cầu cần can thiệp vào kernel hệ điều hành Điều hoàn toàn thực hệ điều hành mã nguồn mở chẳng hạn Linux, khó thực Window Ưu điểm hiệu suất sử lý cao + Full virtualization - HVM : Công nghệ mô toàn phần cứng hệ thống đó không cần can thiệp vào kernel, chạy hệ điều hành Linux hay Windows hiệu xuất thấp PAGE Paravirtualization tốn tài nguyên cho việc mô Yêu cầu phần cứng hỗ trợ ảo hóa Intel-VT hay ADM-V KVM,Vmware Vsphere sử dụng công nghệ + Giới thiệu Hypervisor: Xen Cloud Platform (XCP) XCP hypervisor mã ngồn mở hỗ trợ đồng thời công nghệ Paravirtualization Full virtualization Các hệ điều hành Linux chạy Paravirtualization nhằm tăng hiệu xuất hệ thống Một lợi XCP hệ điêu hành Window sử dụng công nghệ PVHVM (Paravirtualization on Hardware-assisted virtualization) cho hiệu xuất tốt gần công nghê Paravirtualization PVHCM: sử dụng khái niệm Dom0 DomU, Dom0 hệ hiều hành chạy, hệ điều hành lại gọi DomU, DomU tương tác với mạng phần cứng qua Dom0 PAGE Demo: + Server Management: Centos 6.2, Cloudstack 3.0.2, mysql, NFS server cung cấp Primary Secondary Storage Sử dụng card mạng ip 192.168.0.20 + server làm Cluster cài đặt XCP 1.1 với card mạng, card sừ dụng kết nối với Management network Public, card dùng cho VMs trao đổi với Xcp1: 192.168.0.21 Xcp2: 192.168.0.22 IBM system X3400 M2 CPU: Intel Xeon E5520 2.27GHz PAGE Ram: 2GB HHD: 2x500GB + IP 192.168.11-15 đóng vai trò ip public sử dụng để VM kết nối internet IP 192.168.100-105 dùng để cấp cho SSVMs như: Proxy, Secondary Storage VM + Tài liệu tham khảo download phần mềm: http://cloudstack.org http://xen.org - Màn hình đăng nhập: http://192.168.0.20:8080/client - Giao diện chính: PAGE 10 Cung cấp thông tin toàn hệ thống: số lượng memory sử dụng tổng số memory, số lượng ip management, ip pucblic sử dụng, số GHz cpu sử dụng, cảnh báo host hay storage down Thông tin Zones: Cung cấp thông tin số lượng Zones, Pods, Clusters, Hosts sử dụng hệ thống tổng số CPU, Memory, Storage: - PAGE 11 - - Mô hình Zone: Thông tin chi tiết Zones: - Tạo Disk với dung lượng theo yêu cầu: PAGE 12 - - System Offering: Tạo Network as a service: Tạo dịch vụ mạng theo nhu cầu PAGE 13 - Xây dựng templates giúp khách hàng tiết kiệm thời gian khởi tạo server - Thống kê kiện liên quan đến hệ thống: PAGE 14 - Cấp phân quyền accounts: Kết áp dụng: Mô tả đối tượng trước áp dụng Mô tả đối tượng sau áp dụng sáng kiến sáng kiến (mô tả kết đạt sáng kiến mặt: kinh tế, kỹ thuật, xã hội, môi trường,…) VPS khởi tạo chạy máy chủ vật lý.Vào thời gian cao điểm máy chủ bị treo dẫn dẫn đến VPS ngưng hoạt động Nếu server bị lỗi hệ thống hoạt động ổn định PAGE 15 Khả mở rộng hạn chế phụ thuộc vào Khả sử dụng linh hoạt theo yêu server vật lý cầu giúp tiết kiệm chi phí Các server tồn riêng rẽ, quản lý phức tạp Các server liên kết với đảm bảo ổn định, nâng cao khả mở rộng Hệ thống có khả quản lý hàng ngàn hosts Khách hàng start server Giao diện sử dụng web cho phép power off hay bị tắt, lỗi start server, đưa thông tin hệ thống, thao tác với hệ thống Hỗ trợ tính port forwarding, Firewall , Nat, Load balancing nâng cao tính bảo mật 10 khả phục vụ hệ thống tốt 11 Chi phí đầu tư cao, tiêu thụ nhiều 12 Chi phí thấp, tiêu thụ điện hơn, tiết kiệm Lượng, 13 thông gian Sử dụng Vlan cô lập account (layer 2) giúp cho 15 thông tin liệu an toàn 14 Hệ thống backup theo lịch giúp chủ động việc 17 lưu liệu, giúp khôi phục hệ thống nhanh 18 chóng 19 Cơ chế live magrition giúp di chuyển VMs 20 hosts mà không ngây gián đoạn đến người 21 dùng cuối 16 PAGE 16 Đánh giá lợi ích thu được: (mô tả lợi ích sáng kiến mang lại về: kỹ thuật, kinh teá, xã hội, môi trường … Trường hợp đánh giá số tiền làm lợi nêu cách tính cụ thể) Công ty - - - - - Doanh nghiệp - - Xã hội - - Cung cấp dịch vụ công nghệ phù hợp với xu chung giới, giúp đa dạng hóa dịch vụ công ty Các dịch vụ triển cloud computing có thời gian đáp ứng tốt hơn, khả khôi phục hệ thống gặp cố nhanh so với môi trường truyền thống Cơ chế backup tự động giúp giảm công việc người quản trị Giảm số lượng server vật lý giúp giảm chi phí đầu tư, giảm điện tiêu thụ nên tiết kiệm nguồn vốn Trong phần demo sử dụng server X3400 M2, CPU E5520 2.27 cung cấp tới 2*8*2.27= 36.32 GHz, giả sử khách hàng cần 2CPU với tốc độ 2.27 với Server ban đầu ta cung cấp tới 36.32/ (2*2.27) = server thông thường Hệ thống xây dựng hoàn toàn mã nguồn mở hỗ trợ doanh nghiệp hàng đầu giới, không chi phí đầu tư so với doanh nghiệp cung cấp dịch vụ khác Hệ thống xây dựng tảng hạ tầng có, với hiệu khai thác cao Đưa chọn lựa hiệu hơn, thời gian đáp ứng tốt so với đầu tư server truyền thống Chi phí thấp chi phí đầu tư ban đầu, chi phí trì thấp hơn, không tốn tiền cho việc thuê đặt chỗ Tiết kiệm thời gian, khách hàng cài đặt nơi đâu, đăng ký nhu cầu cung cấp Khách hàng không thời gian cho việc sửa chữa, nâng cấp server Cài đặt nhanh chóng đơn giản sử dụng mẫu templates hay iso có sẵn Quản trị đơn giản web, cài đặt thêm phần mềm Nâng cấp hệ thống nhanh chóng, đơn giản giảm thiểu tối đa thời gian ảnh hưởng tới hệ thống Hệ thống lưu, phục hồi giúp khắc phục cố nhanh chóng Việc giảm số lượng server giúp giảm điện tiêu thụ Khả áp dụng: (nêu khả năng, điều kiện địa áp dụng sáng kiến) Hệ thông xây dựng mã nguồn mở nên hoàn toàn miễn phí PAGE 17 Ảo hóa xu hướng chung áp dụng cho đối tượng thay cho môi trường server truyền thống Cung cấp dịch vụ cloud: web hosting, mail tăng độ ổn định, khả đáp ứng, backup restore server dễ dàng, nhanh chóng - PAGE 18 [...]... độ 2.27 thì chỉ với 2 Server ban đầu ta có thể cung cấp tới 36.32/ (2*2.27) = 8 server thông thường Hệ thống xây dựng hoàn toàn trên mã nguồn mở được hỗ trợ bởi các doanh nghiệp hàng đầu thế giới, không mất chi phí đầu tư so với các doanh nghiệp cung cấp dịch vụ khác Hệ thống có thể xây dựng trên nền tảng hạ tầng hiện có, với hiệu quả khai thác cao hơn Đưa ra một chọn lựa mới hiệu quả hơn, thời gian... Trường hợp đánh giá được số tiền làm lợi thì nêu cách tính cụ thể) Công ty - - - - - Doanh nghiệp - - Xã hội - - Cung cấp dịch vụ mới trên công nghệ mới phù hợp với xu thế chung của thế giới, giúp đa dạng hóa các dịch vụ của công ty Các dịch vụ triển trên cloud computing có thời gian đáp ứng tốt hơn, khả năng khôi phục hệ thống khi gặp sự cố nhanh hơn so với môi trường truyền thống Cơ chế backup... Quản trị đơn giản trên nền web, không phải cài đặt thêm bất cứ phần mềm nào Nâng cấp hệ thống nhanh chóng, đơn giản giảm thiểu tối đa thời gian ảnh hưởng tới hệ thống Hệ thống sao lưu, phục hồi giúp khắc phục các sự cố nhanh chóng Việc giảm số lượng server giúp giảm điện năng tiêu thụ Khả năng áp dụng: (nêu khả năng, điều kiện và địa chỉ có thể áp dụng của sáng kiến) Hệ thông xây dựng trên mã nguồn mở... 13 - Xây dựng các templates giúp khách hàng tiết kiệm thời gian khởi tạo server - Thống kê các sự kiện liên quan đến hệ thống: PAGE 14 - Cấp và phân quyền của các accounts: Kết quả áp dụng: Mô tả đối tượng trước khi áp dụng Mô tả đối tượng sau khi áp dụng sáng kiến sáng kiến (mô tả các kết quả đạt được của sáng kiến về các mặt: kinh tế, kỹ thuật, xã hội, môi trường,…) VPS được khởi tạo và chạy trên. .. toàn hệ thống: số lượng memory đang sử dụng trên tổng số memory, số lượng ip management, ip pucblic đã sử dụng, số GHz cpu đã sử dụng, các cảnh báo host hay storage down Thông tin về Zones: Cung cấp thông tin về số lượng Zones, Pods, Clusters, Hosts đang sử dụng trên hệ thống và tổng số CPU, Memory, Storage: - PAGE 11 - - Mô hình của Zone: Thông tin chi tiết trên mỗi Zones: - Tạo các Disk với dung lượng... thông xây dựng trên mã nguồn mở nên hoàn toàn miễn phí PAGE 17 Ảo hóa là xu hướng chung do đó có thể được áp dụng cho mọi đối tượng và thay thế cho môi trường server truyền thống Cung cấp các dịch vụ trên cloud: web hosting, mail tăng độ ổn định, khả năng đáp ứng, backup và restore server dễ dàng, nhanh chóng - PAGE 18 ... server thông thường Hệ thống xây dựng hoàn toàn mã nguồn mở hỗ trợ doanh nghiệp hàng đầu giới, không chi phí đầu tư so với doanh nghiệp cung cấp dịch vụ khác Hệ thống xây dựng tảng hạ tầng có, với... sáng kiến) Hệ thông xây dựng mã nguồn mở nên hoàn toàn miễn phí PAGE 17 Ảo hóa xu hướng chung áp dụng cho đối tượng thay cho môi trường server truyền thống Cung cấp dịch vụ cloud: web hosting,... PAGE 12 - - System Offering: Tạo Network as a service: Tạo dịch vụ mạng theo nhu cầu PAGE 13 - Xây dựng templates giúp khách hàng tiết kiệm thời gian khởi tạo server - Thống kê kiện liên quan đến