Nghiên cứu công nghệ ảo hóa và ứng dụng xây dựng hệ thống thông tin doanh nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ ẢO HÓA VÀ ỨNG DỤNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN DOANH NGHIỆP TRẦN HẢI PHƯƠNG HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ ẢO HÓA VÀ ỨNG DỤNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN DOANH NGHIỆP TRẦN HẢI PHƯƠNG CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN MÃ SỐ: NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN TAM HÀ NỘI – 2015 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Trần Hải Phương iii LỜI CÁM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Tam, người dành nhiều thời gian để hướng dẫn em hoàn thành luận văn Em xin gửi đến thầy cô giáo khoa Công nghệ Thông tin, khoa Sau đại học viện Đại học Mở Hà Nội lời cảm ơn sâu sắc kiến thức mà thầy cô giảng dạy cho chúng em suốt năm học trường Được trang bị kiến thức giúp cho em trưởng thành có khả cống hiến, phục vụ nhiều cho xã hội Em xin cảm ơn ta đồng nghiệp, ta học tập, trực tiếp gián tiếp giúp em hoàn thành luận văn iv MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN iv MỤC LỤC v PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 BỐI CẢNH 1.2 TẠI SAO ẢO HÓA LẠI QUAN TRONG ĐỐI VỚI DOANH NGHIỆP 1.2.1 Tối ưu hóa công suất sử dụng phần cứng 1.2.2 Nhu cầu ảo hóa liệu 1.2.3 Ứng dụng công nghệ xanh để đạt hiệu sử dụng lượng tốt 1.2.4 Chi phí quản lý hệ thống lớn ngày tăng 1.3 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN 1.4 CẤU TRÚC LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ẢO HÓA GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Lịch sử phát triển 10 1.2 PHÂN LOẠI ẢO HÓA 12 1.2.1 Ảo hóa mạng(virtual Lan, virtual Nics….) 12 1.2.2 Ảo hóa lưu trữ (Raid, San) 13 1.2.3 Ảo hóa máy chủ(Vmware, Microsoft –Hyper V… ) 14 1.2.4 Ảo hóa ứng dụng(Application) 15 1.3 CÁC CÔNG NGHỆ GIÚP ẢO HÓA HỆ THỐNG 17 1.3.1 Công nghệ máy ảo 17 1.3.2 Công nghệ cân tải (Load Balancing) 18 1.3.3 Công nghệ cân tải mạng (Network Load Balancing (NLB)) 19 v 1.3.4 Công nghệ cân tải Clustering 20 1.3.5 Công nghệ RAID 21 1.3.5.1 Striping (Song Hành) 21 1.3.5.2 Duplexing (Ghép Đôi) 22 1.3.5.3 Parity RAID 22 1.3.5.4 JBOD 23 1.3.6 Công nghệ lưu trữ SAN 23 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG ẢO HÓA MÁY CHỦ VÀ CÔNG NGHỆ ẢO HÓA MÁY CHỦ VỚI VMWARE ESX SERVER 25 2.1 CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG ẢO HÓA MÁY CHỦ 25 2.1.1 Tài nguyên vật lý (host machine, host hardware) 25 2.1.2 Máy chủ ảo (virtual machine) 25 2.1.3 Hệ điều hành 25 2.1.4 Ưu điểm, nhược điểm máy chủ ảo 26 2.1.4.1 Ưu điểm 26 2.1.4.2 Nhược điểm 27 2.1.5 2.2 AN TOÀN BẢO MẬT KHI TRIỂN KHAI ẢO HÓA MÁY CHỦ 28 2.1.5.1 Giải cố 28 2.1.5.2 Vấn đề bảo mật 29 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ ẢO HÓA MÁY CHỦ 29 2.2.1 Công nghệ ảo hoá Virtuozzo Containers Parallels 31 2.2.2 Công nghệ ảo hoá XenServer Citrix 33 2.2.3 Công nghệ ảo hóa OpenVZ 35 2.2.4 Công nghệ ảo hóa Hyper_V 36 2.3 ẢO HÓA VỚI VMWARE ESX SERVER 39 2.3.1 Cấu trúc VMWARE ESX SERVER 39 vi 2.3.1.1 Hệ điều hành điều kiển (Console Operating System) 41 2.3.1.2 Vmkernel (lõi hệ điều hành) 42 2.3.1.3 ESX Boot Process(Quá trình khởi động máy chủ ESX) 42 2.3.2 Khả quản lý tài nguyên 43 2.3.3 Hiệu suất khả mở rộng 44 2.3.4 Tính ESX Server 45 2.3.4.1 Virtual Machine File System (VMFS) 45 2.3.4.2 Virtual symmetric multi-processing (Virtual SMP) 45 2.3.4.3 Sẵn sàng cao (High Availability) 45 2.3.4.4 VMotion & Storage Vmotion 47 2.3.4.5 VMware Consolidated Backup (VCB) 48 2.3.4.6 Trung tâm quản lý nâng cấp (Vcenter update Manager) 48 2.3.4.7 DRS) Phân phối tài nguyên theo lịch trình (Distributed resource scheduler( 49 2.3.4.8 Quản lý phân phối điện (Distributed Power Manager (DPM)) 49 2.3.4.9 Quản lý khôi phục site (Site Recovery Manager (SRM)) 50 2.3.4.10 Khôi phục liệu (VMware vShere Data Recovery) 50 2.3.4.11 Chuyển đổi máy ảo (vCenter Convert) 51 2.3.5 Các công cụ quản lý Vmware ESX Server 52 2.3.5.1 Truy cập giao diện điều khiển vào giao diện dịch vụ 52 2.3.5.2 SSH vào giao diện dịch vụ 53 2.3.5.3 Truy cập web từ sở hạ tầng ảo hóa vào máy chủ ESX 53 2.3.5.4 Vmware Virtual Infrastructure Client (VI Client) vào máy chủ 55 2.3.5.5 VMware Virtual Infrastructure Client (VI Client) vào Virtual Center Server (VC Server) 58 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH ỨNG DỤNG ẢO HÓA CHO DOANH NGHIỆP60 3.1 HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN CỦA DOANH NGHIỆP VÀ NHU CẦU ẢO HÓA 60 3.2 THIẾT KẾ MÔ HÌNH ỨNG DỤNG ẢO HÓA CHO DOANH NGHIỆP 61 vii 3.2.1 Mục tiêu giải pháp 61 3.2.2 Các yêu cầu cần thực 61 3.2.2.1 Yêu cầu phần cứng 61 3.2.2.2 Phần mềm sử dụng giải pháp 63 3.2.3 3.3 Sơ đồ thiết kế 63 TRIỂN KHAI HỆ THỐNG VỚI VMWARE ESX SERVER 63 3.3.1 Cài đặt VMware ESX Server 63 3.3.2 Cài đặt vCenter Server vSphere Client 68 KẾT LUẬN 69 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 69 HẠN CHẾ 69 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 Phụ Lục 1: Hướng đẫn cài đặt cấu hình openfiler 71 Phụ Lục 2: Hướng dẫn cài đặt hệ điều hành lên DataCenter 82 Phụ Lục 3: Hướng dẫn cấu hình VMHA 89 Phụ Lục : Hướng dẫn cài đặt cấu hình vCenter Converter 93 Phụ Lục : Hướng dẫn cấu hình VMotion and SVMotion 99 Phụ Lục 6: Hướng dẫn cài đặt cấu hình vCenter Update Manager 103 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: x86 Virtuallization Hình 1.2: Ảo hóa network (hình 1) 13 Hình 1.3: Ảo hóa Network (hình 2) 16 Hình 1.4: Kiến trúc xử lý hổ trợ ảo hóa 15 Hình 1.5 : Mô hình lớp tương tác hệ thống 17 Hình 1.6: Mô hình cân tải Clustering 20 Hình 2.1: Kiến trúc ảo hoá Virtuozzo Containers 32 Hình 2.2: Thống kê tình hình sử dụng tài nguyên máy ảo hệ thống (Cửa sổ Parallels Management Console) 33 Hình 2.3: Mô hình ảo hóa OpenVZ 36 Hình 2.4: Kiến trúc Hyper - V 38 DANH MỤC VIẾT TẮT NIS: Network Information Server LAN: Local Area Network VLAN: virtual Lan VNIC: virtual Nics IP: Internet Protocol TCP/IP: Transmission Control Protocol and Internet UDP: User Datagram Protocol MAC: Medium Access Control NLB: Network Load Balancing HDD: Hard Disk Drive NTFS: New technology file system Raid : Redundant Arrays of Independent Disks San: storeage area network CPU: Center processing unit RAM: Random Access Memory OS: Operation System HĐH: Hệ điều hành AD: Active Directory DNS: Domain Name System DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol Port: Cổng Login: Đăng nhập máy vật lý Nhấn Next để tiếp tục Hộp thoại hỏi: Ta muốn xóa file giúp kết nối đến máy vật lý nào? Sau convert xong xóa không xóa • Automatically uninstall the files when import succeeds: convert xong xóa • I will manually uninstall the files later: convert xong chưa xóa • Chọn xong nhấn Yes để tiếp tục Hộp thoại chọn ổ đĩa logic máy vật lý mà ta muốn convert Ngoài 96 ta chọn Min size ổ đĩa (tức convert phần dung lượng thật chiếm không convert phần đĩa dư Nhấn Next để tiếp tục Hộp thoại đặt tên cho máy ảo Nhấn Next để tiếp tục Chọn vùng lưu trữ máy ảo 97 Hộp thoại khai báo số lượng card mạng ảo Kết thúc trình cấu hình Nhấn finish để kết thúc 98 Quá trình convert máy vật lý thành máy ảo bắt đầu kết thúc 100% ta máy khách ảo máy thật Phụ Lục : Hướng dẫn cấu hình VMotion and SVMotion Trước cấu hình VMotion ta cần phải bật tính VMotion • Để bật tính VMotion ta đăng nhập vsphere Client vào vCenter Server, tiếp tục chọn Tap Configuration Properties 99 Networking Tiếp tục chọn Tap Port Edit Port VMkernel Sau đó, ta check vào enable mục VMotion Ok ta bật xong tính VMotion Nhấp chuột phải vào máy khách ảo muốn di chuyển chọn Migrate, mục cho ta chọn: • Change host thực tính VMotion: di chuyển quyền điều khiển máy khách ảo (đang chạy) máy chủ esx server sang máy chủ esx server khác • Change datastore thực tính SVMotion: di chuyển đĩa ảo chưa máy khách ảo (đang chạy) từ máy chủ esx server sang máy chủ esx server khác • Change both host and datastore: không thực tính VMotion SVMotion, mà đơn yêu cầu ta tắt máy di chuyển quyền điều khiển toàn liệu sang máy chủ esx server khác 5.1 Cấu hình Vmotion Chọn change host để thực tính VMotion, chọn Next để tiếp tục mục tùy chọn: • Reserve CPU for optimal VMotion performance (Recommended): ta chọn mục CPU máy mà muốn chuyển sang tài nguyên 100 VMotion thực Ngược lại không thực • Perform with available CPU resources: ta chọn mục dù thiếu hay không thiếu tài nguyên thực VMotion Chọn Next để tiếp tục (Khuyến cáo nên chọn mục 1) Quá trình thực VMotion bắt đầu 5.2 Cấu hình SVMotion Chọn mục change datastore để thực tính SVMotion Chọn Next để tiếp tục Màn hình lựa chọn nơi muốn di chuyển đĩa ảo máy khách ảo đến Nếu thời máy ảo Storage1 (1) ta nên chọn DataCenter Vì ta chọn lại Storage1 (1) máy ảo không di chuyển đâu, giữ vị trí cũ 101 Chọn next để tiếp tục mục để chọn: Same format as source: tạo ổ đĩa ảo định dạng, dung lượng giống ổ đĩa ảo ban đầu trước di chuyển Thin provisioned format: tạo ổ đĩa ảo với dung lượng nén nhỏ so với ổ đĩa trước di chuyển Thick format: tạo ổ đĩa ảo với dung lượng lớn so với ổ đĩa trước di chuyển Quá trình thực tính SVMotion bắt đầu Trước thực tính SVMotion Sau thực tính SVMotion 102 Phụ Lục 6: Hướng dẫn cài đặt cấu hình vCenter Update Manager 6.1 Cài đặt vCenter Update Manager Ta cài đặt vCenter Update Manager gói chung với vCenter Server 4.0 Màn hình điền địa IP, cổng, username, password máy vCenter Server 103 Màn hình đòi nhập database để lưu trữ phần update Ta chọn VMware VirtualCenter (MS SQL) có sẵn (cái cài ta cài gói vCenter Server 4.0) Màn hình tạo username, password cho database 104 Quá trình cài đặt tiến hành Ta tiếp tục đăng nhập vsphere client vào vCenter Server Sau đó, ta vào Plug-ins Mange Plug-ins để cài đặt VMware vCenter Update Client 105 Ta nhấp vào download and I… để download gói VMware vCenter Update Client từ máy chủ ESX Sau khi, ta download xong, hỏi ta có cài không, ta chọn ok để bắt đầu cài Màn hình yêu cầu ta phải đồng ý với điều khoản license Ta chọn I not accept the terms in the license agreement để tiếp tục cài 106 107 Quá trình cài đặt tiến hành Ta tắt vSphere Client đăng nhập lại Sau đăng nhập xong, ta vào thẻ Home có thêm biểu tượng Ta kick hoạt vào để giao diện cấu hình 6.2 Cấu hình Update Manager Trong Tap Getting Started, ta chọn Create a new base line Ở ta chọn gói phiên cần download để upload cho máy chủ ta, ta chọn download phiên khoảng thời gian từ ngày đến ngày 108 Trong Tap Configuration, ta chọn Patch Download Settings để kết nối đến máy chủ mà ta cần download Rồi ta chọn download now để bắt đầu download Hoặc cấu hình thêm, thông tin ta lên trang http://www.vmware.com/ để biết thêm chi tiết 109 110 [...]... triển công nghệ ảo hóa và phân loại, các công nghệ hỗ trợ trong hệ thống ảo hóa mà chúng ta sẽ ứng dụng xây dựng hệ thống Chương 2 : Giới thiệu các thành phần trong hệ thống ảo hóa máy chủ và Công nghệ ảo hóa máy chủ với VMWARE ESX SERVER Chương này sẽ giới thiệu những phần hình thành hệ thống ảo hóa máy chủ, nêu ra ưu và nhược điểm của hệ thống ảo hóa máy chủ và giới thiệu một số công nghệ ảo hóa máy... nghề và lo ngại về tính an toàn của công nghệ này cũng làm cho các doanh nghiệp lo ngại và ít chú tâm vào công nghệ này 4 1.2 TẠI SAO ẢO HÓA LẠI QUAN TRONG ĐỐI VỚI DOANH NGHIỆP Dường như mọi nơi ta đến, người ta đều đang đang nói đến ảo hóa Các tạp chí công nghệ thổi phồng công nghệ này trên các mặt báo Các phiên bản ảo hóa luôn được đề cao trong các hội nghị công nghệ Và các nhà cung ứng công nghệ mô... 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 có hệ thống Tiết kiệm tối đa chi phí bảo trì, hỗ trợ kỹ thuật và quản lý từng máy tính 1.3 CÁC CÔNG NGHỆ GIÚP ẢO HÓA HỆ THỐNG 1.3.1 Công nghệ máy ảo Máy ảo là một máy tính được cài trên một hệ điều hành khác hay một máy tính khác Một máy ảo cũng bao gồm phần cứng, các ứng dụng. .. chuyển sang ảo hóa Nói chung, ảo hóa có thể giảm thiểu phần lớn các yêu cầu quản lý Do đó, ảo hóa trở thành sự lựa chọn tuyệt vời để giải quyết vấn đề tăng chi phí thuê nhân viên điều hành 1.3 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN Nhiệm vụ chính của luận văn là nghiên cứu công nghệ ảo hóa nhằm đáp ứng và xây dựng mô hình ứng dụng ảo hóa cho doanh nghiệp Từ đó có thể cho thấy các lợi ích mà công nghệ có thể đem lại và cũng... giá, tìm ra giải pháp và xây dựng các giải pháp nhằm tối ưu hóa hệ thống công Nghệ thông tin của doanh nghiệp 7 1.4 CẤU TRÚC LUẬN VĂN Phần mở đầu Chương này sẽ nêu lên bối cảnh của nền khoa học công nghệ hiện nay,những hạn và lãn phí khi vẫn áp dụng mô hình truyền thống vào các hê thống máy chủ và nhiệm vụ của đồ án để giải quyết vấn đề này Chương 1 : Tổng quan về công Nghệ Ảo Hóa Chương này sẽ giới... Availability,Vmmonitor,raid ,công nghệ lưu trữ mạng SAN Hiện nay các nhà cung cấp các sản phẩm phần mềm máy chủ đều ra sức tập trung để nghiên cứu và phát triển công nghệ này.nổi bật là VMware và Microsoft Đây là hai nhà cung cấp đang nắm giữ phần lớn thị trường ảo hóa hiện nay Tại việt nam, ứng dụng công nghệ ảo hóa còn rất dè dặt do chưa có nhiều doanh nghiệp thấy được nhu cầu cần thiết và nắm được công nghệ này Bên... Trong lĩnh vực công nghệ thông tin thì công nghệ ảo hóa là giải pháp lý tưởng cho các doanh nghiệp có thể giải quyết bài toán về các trung tâm dữ liệu của họ Công nghệ này giúp giảm thiểu chi phí đầu tư mua nhiều máy chủ,tiết kiệm điện năng ,hệ thống làm mát … Nhiệm vụ của công nghệ ảo hóa chính là tận dụng tối đa hiệu suất làm việc của các máy chủ bằng cách cho phép cài đặt nhiều máy chủ ứng dụng trên... hổ trợ ảo hóa Paravirtualization: là một phương pháp ảo hóa máy chủ khác Với phương pháp ảo hóa này, thay vì mô phỏng một môi trường phần cứng hoàn chỉnh, phần mềm ảo hóa này là một lớp mỏng (Hypervisor) dồn các truy cập các hệ điều hành máy chủ vào tài nguyên máy vật lý cơ sở 1.2.4 Ảo hóa ứng dụng( Application) Ảo hóa ứng dụng là giải pháp tiến đến công nghệ "điện tóan đám mây" cho phép ta sử dụng phần... đó trình bày về hệ thống ảo hóa của VMware đó là máy chủ VMware ESX Qua đó sẽ thấy được các ưu điểm và tính năng vượt trội của sản phẩm ảo hóa này Chương 3 : Xây Dựng Mô Hình Ứng Dụng Ảo Hóa Cho Doanh Nghiệp Chương này sẽ trình bày triển khai xây dựng mô hình thực tế cho doanh nghiệp ,từ đó sẽ thấy được ưu nhược điểm của ứng dụng Kết Luận Trình bày những kết quả đạt được,những hạn chế và hướng phát triển... TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ẢO HÓA 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1 Định nghĩa Ảo hóa là một công nghệ được thiết kế để tạo ra một tầng trung gian giữa hệ thống phần cứng máy tính và phần mềm chạy trên nó Bằng cách đưa ra một khái niệm logic về tài nguyên máy tính hơn là một khái niệm vật lí, các giải pháp ảo hóa có thể thực hiện rất nhiều việc có ích Hình 1.1: x86 Virtuallization ẢO HÓA là một công nghệ phần mềm,