Luận văn thạc sĩ tìm hiểu công nghệ ảo hóa và đề xuất mô hình triển khai cho các đơn vị vừa và nhỏ

Chính vì vậy tôi đã quyết định thực hiện đề tài ―Tìm hiểu công nghệ ảo hóa và đề xuất mô hình triển khai cho các đơn vị vừa và nhỏ" 1.2 Mục tiêu ý nghĩa nghiên cứu: Nghiên cứu này đề x

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGUYỄN HỮU TÚ

TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ ẢO HÓA VÀ ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH

TRIỂN KHAI CHO CÁC ĐƠN VỊ VỪA VÀ NHỎ

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THỐNG THÔNG TIN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGUYỄN HỮU TÚ

TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ ẢO HÓA VÀ ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH

TRIỂN KHAI CHO CÁC ĐƠN VỊ VỪA VÀ NHỎ

Ngành: Công nghệ thông tin

Chuyên ngành: Quản lý hệ thống thông tin

Mã số: Chuyên ngành đào tạo thí điểm

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.NGUYỄN VĂN ĐOÀN

Hà Nội - Năm 2015

LỜI

CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là tìm hiểu và nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu nêu trong luận văn là trung thực và có cơ sở lý thuyết tham khảo Kết quả đạt được trong luận văn là chưa từng nơi nào công bố

Tác giả

Nguyễn Hữu Tú

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

8 1.1 Sự cần thiết của đề tài 8

1.2 Mục tiêu ý nghĩa nghiên cứu: 9

1.3 Phạm vi nghiên cứu 9

1.4 Cấu trúc luận văn 9

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ CÔNG NGHỆ ẢO HÓA 11

2.1 ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 11

2 1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 Khái niệm 11

Các thành phần của điện toán đám mây 11

Cơ sở hạ tầng 11

Những lợi ích của điện toán đám mây 12

Các mô hình điện toán đám mây 14

2.2 CÔNG NGHỆ ẢO HÓA 19

2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 Khái niệm 20

Lịch sử ảo hóa 21

Tại sao phải ảo hóa? 22

Ảo hóa hoạt động như thế nào? 25

Phân loại ảo hóa 26

CHƯƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP ẢO HÓA

35 3.1 Giải pháp IBM VMware 35

3.1.1 Tính năng đa xử lý ( Symmetric multi-Processing- SMP) 39

3.1.2 Tính năng di chuyển máy ảo ( VMware Vmotion) : 40

3.1.3 Tính năng chuyển dổi tài nguyên ( Distributed resource scheduler- DRS) 40

4

3.1.5 Tính năng chuyển đổi máy thật thành máy ảo (VMware

convert): 42

3.2 Giải pháp ảo hóa mã nguồn mở KVM 42

3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 Các tầng siêu giám sát (Hypervisor) 43

Mô phỏng thiết bị ( Quick emulator -QEMU) 44

Ảo hóa mạng (Virtual networking) 44

Công cụ và công nghệ ảo hóa ( VM tools and Technologies) 45

Quán lý máy ảo ( Local management) 45

3.3 Giải pháp ảo hóa của Citrix XEN 46

3.3.1 Giới thiệu Citrix 46

3.3.2 Công nghệ ảo hóa Citrix 46

3.4 Giải pháp ảo hóa của Microsoft Hyper V 48

3.4.1 Lợi ích của ảo hoá Hyper-V 48

3.4.2 Kiến trúc của Hyper-V 50

CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH ẢO HÓA HẠ TẦNG TÍNH TOÁN TRƯỜNG ĐẠI HỌC 54

4.1 Hạ tầng công nghệ thông tin trong Đại học Quốc Gia Hà Nội 54

4.2 Đề xuất mô hình ảo hóa trong Đại học Quốc gia Hà Nội 58

KẾT LUẬN 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt (nếu có)

Network Attached Storage(NAS)

Infrastrucure as a Service (IaaS)

Service Level Agreement(SLA)

Ảo hóa hoàn toàn Giải pháp hạ tầng như là một dịch vụ

Ảo hóa một phần Giải pháp nền tảng như là một dịch

vụ Lưu trữ qua mạng ip Giải pháp hạ tầng như là một dịch vụ Thảo thuận mức độ dịch vụ

Giải pháp phần mềm như là dịch vụ Lưu trữ

Lưu trữ qua mạng chuyên dụng

Ảo hóa

Danh mục các hình ảnh, đồ thị

Hình 2.1 Hình Các mô hình điện toán đám mây 15

Hình 2.2 Giải pháp hạ tầng như một dịch vụ 19

Hình 2.3 Khái niệm ảo hóa máy chủ trong doanh nghiệp 20

Hình 2.4 Biểu đồ khảo sát mục đích ảo hóa? 23

Hình 2.5 Kết quả khảo sát 300 CIO về động lực sử dụng ảo hóa 24

Hình 2.6: Khảo sát động lực để áp dụng ảo hóa 25

Hình 2.7 Ảo hóa hoạt động như thế nào 25

Hình 2.8 Giải pháp lưu trữ truyền thống - DAS 27

Hình 2.9 : Ảo hóa mạng 33

Hình 2.10 Ảo hóa ứng dụng 33

Hình 3.1 Kiến trúc cơ sở hạ tầng của trung tâm dữ liệu 35

Hình 3.2 Kết nối hệ thống cơ sở dư liệu 36

Hình 3.3 : Kiến trúc mạng trong hệ thống VMware 37

Hình 3.4 : Máy chủ quản lý tập trung 38

Hình 3.5 Kiến trúc ảo hóa trung tâm dữ liệu 39

Hình 3.6 VMware Vmotion 40

Hình 3.7 VMware DRS 41

Hình 3.8 VMware Hight Availability 42

Hình 3.9 : Kiến trúc của KVM 43

Hình 3.10: Các phần lõi của thiết bị 44

Hình 3.11: Ảo hóa mạng trong KVM 45

Hình 3.12: Cấu trúc ảo hóa Hypervisor 50

Hình 3.13 Bảng giá của các phiên bản Windows Server 2008 52

Hình 3.14 So sánh các giải pháp ảo hóa 53

Hình 4.1: Mô hình ảo hóa và giải pháp ảo hóa 59

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN

ĐỀ

1.1 Sự cần thiết của đề tài

Từ nhiều năm trở lại đây môi trường phát triển các ứng dụng CNTT đã chuyển từ desktop sang môi trường Client - Server hoặc Web based Client Server Vì vậy mỗi nghiên cứu, mỗi ứng dụng CNTT phát sinh lại đòi hỏi phải

có những Server tương ứng

Trong công tác nghiên cứu của mình mỗi nhóm nghiên cứu hoặc mỗi cán

bộ sinh viên luôn có nhu cầu về những server - thiết bị tính toán xử lý thông tin mạnh, chúng có thể được đòi hỏi kết nối trực tuyến vào Internet / VinaREN hoặc không Trong thời gian nghiên cứu thử nghiệm và đào tạo cán bộ, sinh viên cũng cần có những server riêng để thực hiện những đề tài của mình

Trong công tác quản lý, tiến tới xây dựng một đại học theo mô hình số hóa, việc tin học hóa toàn diện các nghiệp vụ quản lý của nhà trường và cung cấpcác biểu bảng thống kê tổng hợp cũng đòi hỏi phải xây dựng hàng loạt các ứng dụng và các server để chạy các ứng dụng cũng như cơ sở dữ liệu liên quan Nhu cầu về việc đầu tư mua sắm các server cho các nhóm nghiên cứu, các server đáp ứng nhu cầu phát sinh từ công tác đào tạo và các server chạy các ứng dụng quản

lý là rõ ràng và rất lớn Thực tế trong những năm qua, dù gặp khó khăn về kinh phíkhiến nhà trường không thể đầu tư mua sắm bổ sung thay thế các server của hệ thống mạng nhưng vẫn phải đầu tư rải rác mua sắm các server trang bị cho các đơn vị nghiên cứu đào tạo (các trường và Trung tâm nghiên cứu)

Tuy nhiên, vì những yêu cầu về cấu hình, tài nguyên tính toán xử lý thông tin của mỗi nhóm nghiên cứu hay cá nhân là rất khác nhau và thời gian sử dụng các tài nguyên này cũng khác nhau và không phải luôn luôn sử dụng các tài nguyên này ở mức tối đa nên về tổng thể, các server này không được tổ chức sử dụng một cách tối ưu Việc tổ chức khai thác tối ưu tài nguyên trong hệ thống thiết bị phân tán, rải rác trong nhiều đơn vị khác nhau theo hướng chia sẻ tài nguyên đòi hỏi những giải pháp công nghệ phức tạp và đối mặt với nhiều khó khăn trong quản lý, cấu hình cũng như gây tốn kém về năng lượng vận hành duy trì (nguồn điện cấp cho server, thiết bị liên quan và hệ thống làm mát)

Hiện tại, khi hệ thống truyền thông đến người dùng cuối đã được đảm bảo liên tục với băng thông tốc độ cao, giải pháp đang có tính thời sự và được tất cả các nhà cung cấp dành nhiều công sức phát triển và phổ cập là xây dựng các hệ thống tích hợp tính toán xử lý dữ liệu tập trung, tiến hành ảo hóa toàn bộ tài

nguyên và tổ chức chia sẻ tài nguyên cho người dùng (các server ảo với số

lượng CPU, RAM, dung lượng lưu trữ ngoài xác định theo từng nhu cầu cụ thể của từng người dùng ở từng giai đoạn khác nhau) Thậm chí, nắm bắt nhu cầu thị trường và dựa trên nền tảng của giải pháp này, đã xuất hiện những dịch vụ cung cấp các tài nguyên ảo về tính toán xử lý thông tin, theo đó những đơn vị không có đặc thù riêng nào đó có thể thuê bao các tài nguyên ảo và trả phí định kỳ

Chính vì vậy tôi đã quyết định thực hiện đề tài ―Tìm hiểu công nghệ ảo hóa và đề xuất mô hình triển khai cho các đơn vị vừa và nhỏ"

1.2 Mục tiêu ý nghĩa nghiên cứu:

Nghiên cứu này đề xuất xây dựng hệ thống tính toán xử lý thông tin của nhà trường theo định hướng đầu tư tập trung các server, tích hợp chúng trong một môi trường ảo hóa và tổ chức chia sẻ một cách tối ưu cho người dùng theo nhu cầu ở từng giai đoạn cụ thể

Thời gian: Trong thời gian từ tháng 1 năm 2012 đến tháng 01 năm 2015

1.4 Cấu trúc luận văn

Cấu trúc luận văn bao gồm 4 Chương:

Chương 1: Đặt vấn đề

Chương này tập trung xây dựng tính cấp thiết của việc thực hiện

nghiêncứu cũng như phạm vi và thời gian nghiên cứu và những kết quả mong muốn đạt được của đề tài

Chương 2: Tổng quan về điện toán đám mây và công nghệ ảo hóa

Trong chương này giới thiệu lý thuyết về điện toán đám mây và công nghệ ảo hóa

Chương 3: Các giải pháp ảo hóa

Tìm hiểu các giải pháp của các hãng lớn và các đặc điểm ưu thế của từng loại

giải pháp từ đó ta sẽ lựa chọn giải pháp áp dụng

Chương 4: Đề xuất mô hình ảo hóa hạ tầng tính toán

Dựa vào những nghiên cứu, tìm hiểu về các giải pháp và khảo sát hạ tầng tính toán trong Đại học Quốc gia Hà Nội để đưa ra mô hình ảo hóa, và áp dụng công nghệ ảo hóa nhằm tối ưu hóa tài nguyên hệ thống,

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ

trình đàm phán giữa người sử dụng và nhà cung cấp."

Theo [3] ―Điện toán đám mây (cloud computing) là một mô hình điện toán có khả năng co giãn (scalable) linh động và các tài nguyên thường được ảo hóa và được cung cấp như một dịch vụ trên mạng Internet"

2.1.2 Các thành phần của điện toán đám mây

Một cách đơn giản, giải pháp điện toán đám mây được cấu tạo từ nhiều thành phần bao gồm: những máy client, trung tâm dữ liệu (datacenter) và các máy chủ phân tán (distributed servers) Các thành phần này tạo nên ba phần của giải pháp điện toán đám mây Mỗi phần có mục đích và vai trò cụ thể trong việc cung cấp ứng dụng chức năng đám mây

Máy trạm (Clients): Thông thường, Clients là những máy tính để bàn, nhưng

Clients cũng có thể là những laptop, tablet, hay các thiết bị di dộng

Trung tâm dữ liệu (Datacenter): Trung tâm dữ liệu là tập hợp các máy chủ

nơi mà các ứng dụng của khách hàng đăng kí được lưu trữ Xu hướng phát triển của công nghệ hiện nay là ảo hóa máy chủ Nghĩa là, phần mềm cho phép cài đặtnhiều thể hiện máy chủ ảo để sử dụng Theo cách này, ta có thể có hàng chục máy chủ ảo trên một máy chủ thực

Máy chủ phân tán (Distributed Servers): Các máy chủ không đặt cùng một

vị trí mà các máy chủ này được đặt ở nhiều vị trí khác nhau Phương pháp này

sẽ cũng cấp các dịch vụ một cách linh hoạt hơn trong việc lựa chọn và bảo mật

2.1.3 Cơ sở hạ tầng

Cơ sở hạ tầng được triển khai theo nhiều cách và sẽ phụ thuộc vào các ứng dụng và cách lựa chọn để xây dựng giải pháp đám mây Đây chính là một trong những ưu điểm chính khi sử dụng đám mây Nhu cầu của bạn là cần một số

lượng lớn máy chủ vượt xa sự mong muốn hoặc chi phí cho việc chạy chúng

Ngoài ra, ta rất có thể chỉ cần một bộ xử lí mạnh, do đó ta không muốn mua và chạy một server chuyên dụng Giải phải đám mây đáp ứng cả 2 nhu cầu đó

- Điện toán lưới (Grid Computing ): Điện toán lưới thường bị nhầm lần với điện toán đám mây, nhưng chúng khá khác nhau Điện toán lưới ghép tài nguyên của nhiều máy tính để giải quyết một vấn đề trong cùng một thời gian

- Ảo hóa hoàn toàn ( Fullvirtualization) là một kĩ thuật mà trong đó cài đặt đầy đủ một máy chạy trên một máy khác Kết quả là một hệ thống sẽ có tất cả phần mềm đang chạy trên server đều chạy trong một máy ảo

Mục đích :

Chia sẻ một hệ thống máy tính giữa nhiều người dùng

Cô lập những người sử dụng với nhau và cô lập những người sử dụng với chương trình điều khiển

Mô phỏng phần cứng trên thiết bị khác

- Ảo hóa một phần (Paravirtualization) Ảo hóa một phần cho phép nhiều hệđiều hành chạy trên một thiết bị phần cứng tại cùng một thời điểm và hiệu quả hơn cho việc sử dụng tài nguyên hệ thống, như vi xử lý và bộ nhớ Ảo hóa

một phần làm việc tốt nhất với các dạng triển khai như :

Khôi phục sự cố (Disaster recovery) : Trong trường hợp một sự cố xảy ra, đối tượng khách hàng có thể chuyển tới phần cứng khác cho đến khi thiết bị có thể được sử chữa

Khả năng dịch chuyển (Magration) : Chuyển tới một hệ thống mới dễ hơn

và nhanh hơn bởi đối tượng khách hàng có thể được gỡ bỏ từ phần cứng cơ bản

Quản lý dung lượng lưu trữ (Capacity management) : bởi vì magration dễ dàng, quản lý dung lượng lưu trữ đơn giản hơn cho việc thực thi Dễ dàng thêm nhiều khả năng xử lí hoặc dung lượng ổ cứng trong môi trường ảo

2.1.4 Những lợi ích của điện toán đám mây

Một định nghĩa cho điện toán đám mây có thể được đưa ra như là một mô

hình máy tính mới mà ở đó dữ liệu và các dịch

vụ được đặt tại các trung tâm dữ

liệu có thể mở rộng trong các đám mây và có thể được truy cập từ bất kỳ thiết bị nào qua internet

Cung cấp các dịch vụ khác nhau trên các máy ảo được cấp phát trong một tập hợp các máy tính vật lý lớn nằm trong đám mây Điện toán đám mây trở nên

tập trung chỉ khi chúng ta suy nghĩ về cái mà CNTT đã luôn luôn mong muốn - một cách để tăng năng lực hoặc thêm các khả năng khác nhau vào thiết lập hiện tại

mà không cần đầu tư vào cơ sở hạ tầng mới, đào tạo nhân viên mới hoặc cấp giấy phép mới phần mềm Và đám mây điện toán đã cung cấp một giải pháp tốt hơn

Khả năng tính toán lớn và khả năng lưu trữ ở trong môi trường phân tán của đám mây Điện toán đám mây phải làm thế nào để khai thác khả năng của

các tài nguyên và làm cho các tài nguyên sẵn sẵn sàng như một thực thể duy nhất mà có thể được thay đổi để đáp ứng các nhu cầu hiện tại của người dùng Cơ

sở của Điện toán đám mây là tạo ra một tập các máy chủ ảo rộng lớn và khách hàng sẽ truy cập chúng Bất thiết bị truy cập web nào cũng có thể được sử dụng để truy cập vào các nguồn tài nguyên thông qua các máy chủ ảo Căn cứ vào tính toán nhu cầu của khách hàng, cơ sở hạ tầng được phân bổ cho khách hàng có thể được tăng lên hoặc hạ xuống

Từ quan điểm kinh doanh điện toán đám mây là một phương pháp để giải quyết khả năng mở rộng và những mối quan tâm cho các ứng dụng quy mô lớn, trong đó bao gồm việc chi phí ít hơn Bởi vì tài nguyên được phân bổ cho khách

hàng có thể dựa trên nhu cầu khác nhau của khách hàng và có thể được thực hiện

mà không phiền phức nào, các nguyên cần thiết là rất ít

Những đặc trƣng của điện toán đám mây

Tự Sửa Chữa: Bất kỳ ứng dụng hoặc dịch vụ nào đang chạy trong một môi

trường điện toán đám mây có một tính chất tự sửa chữa Trong trường hợp ứng dụng thất bại, luôn luôn có một dự phòng tức thời của ứng dụng sẵn sàng để cho công việc không bị gián đoạn Có nhiều bản sao của cùng một ứng dụng - mỗi bản cập nhật chính nó thường xuyên vì vậy ở những lần thất bại, có ít nhất một bản sao của ứng dụng có thể lấy lên hoạt động mà thậm chí không cần thay đổi nhỏ nào trong trạng thái chạy của nó

Nhiều người sử dụng: Với điện toán đám mây, bất kỳ ứng dụng nào cũng

hỗ trợ đa người dùng - đó là khái niệm dùng để chỉ nhiều người sử dụng đám mây trong cùng thời gian Hệ thống cho phép một số khách hàng chia sẻ cơ sở

hạ tầng được phân bổ cho họ mà không aitrong họ nhận biết về sự chia sẻ này

Điều này được thực hiện bởi việc ảo hóa các máy chủ trong một dải các máy tính và sau đó cấp phát các máy chủ đến nhiều người sử dụng Điều này được thực hiện theo cách mà trong đó sự riêng tư của người sử dụng và bảo mật của dữliệu của họ không bị tổn hại

Khả năng mở rộng tuyến tính: Dịch vụ điện toán đám mây có khả năng mở

rộng tuyến tính Hệ thống có khả năng phân chia các luồng công việc thành phần nhỏ

và phục vụ nó qua cơ sở hạ tầng Một ý tưởng chính xác của khả năng mở rộng tuyến tính có thể được lấy từ thực tế là nếu một máy chủ có thể xử lý 1000 giao dịch trong một giây, thì hai máy chủ có thể xử lý 2.000 giao dịch trong một giây

Hướng dịch vụ: Hệ thống Điện toán đám mây là tất cả các dịch vụ theo định

hướng - những dịch vụ như vậy được tạo ra từ những dịch vụ rời rạc khác Rất nhiều dịch vụ rời rạc như vậy là sự kết hợp của nhiều dịch vụ độc lập khác với nhau để tạo dịch vụ này Điều này cho phép việc tái sử dụng các dịch vụ khác nhau sẵn có và đang được tạo ra Bằng việc sử dụng các dịch vụ đã được tạo ra trước đó, những dịch vụ khác có thể được tạo ra từ đó

Thỏa thuận mức độ dịch vụ(Service level agreement-SLA): Thông thường

các doanh nghiệp có thỏa thuận về số lượng dịch vụ Khả năng mở rộng và các vấn đề có sẵn có thể làm cho các thỏa thuận này bị phá vỡ Tuy nhiên, các dịch vụđiện toán đám mây là hướng SLA, như việc khi hệ thống có kinh nghiệm đạt đỉnh của tải, nó sẽ tự động điều chỉnh chính nó để tuân thủ các thỏa thuận ở cấp độ dịch vụ Các dịch vụ sẽ tạo ra thêm những thực thể của ứng dụng trên nhiều máy chủ để cho việc tải có thể dễ dàng quản lý

Khả năng ảo hóa: Các ứng dụng trong điện toán đám mây hoàn toàn tách rời

khỏi phần cứng nằm bên dưới Môi trường điện toán đám mây là một môi

trường ảo hóa đầy đủ

Linh hoạt: Một tính năng khác của các dịch vụ điện toán đám mây là chúng

linh hoạt Chúng có thể được dùng để phục vụ rất nhiều loại công việc có khối lượng khác nhau từ tải nhỏ của một ứng dụng nhỏ cho đến tải rất nặng của một ứng dụng thương mại

2.1.5 Các mô hình điện toán đám mây

Dưới đây là mô hình chung của điện toán đám mây

- Hệ thống giao tiếp phần cứng ( Commodity Hardware)

Hệ thống máy chủ

Hệ thống lưu trữ

Hệ thống mạng

- Dịch vụ các nền tảng ( Platform as a Service)

Các hệ điệu hành chạy trên máy chủ

Các nền tảng chạy ứng dụng trên hệ điều hành đó

- Ứng dụng ( Applications)

Bao gồm các ứng dụng

Các hệ thống quản lý

Hình 2.1 Hình Các mô hình điện toán đám mây

2.1.5.1 Dịch vụ các gói giải pháp hạ tầng (Infrastrucure as a Service -IaaS):

Giải pháp hạ tầng như một dịch vụ là một mô hình triển khai ứng dụng mà ở

đó người cung cấp cho phép người dùng sử dụng dịch vụ theo yêu cầu Những nhà cung cấp IaaS có thể lưu trữ ứng dụng trên máy chủ của họ hoặc tải ứng dụng xuống thiết bị của khách hàng sẽ vô hiệu hóa sau khi kết thúc thời hạn Một số phần mềm được cung cấp như :

Bùng nổ đám mây (Cloudbursting)

Điện toán nhiều bên thuê (Multi-tenant computing)

Phân nhóm tài nguyên (Resource pooling)

Trình siêu giám sát (Hypervisor)

Một số lợi ích :

Đối với các doanh nghiệp, lợi ích lớn nhất của IaaS thể hiện qua một khái

niệm được gọi là cloudbursting — quá trình này giảm tải các tác vụ lên đám

mây nhiều lần khi cần nhiều tài nguyên tính toán nhất Tiềm năng để tiết kiệm vốn thông qua việc bùng nổ lên đám mây là rất lớn, vì các doanh nghiệp sẽ không cần phải đầu tư thêm các máy chủ thường chỉ chạy 70% công suất hai hoặc ba lần trong năm, thời gian còn lại chỉ chạy 7-10% tải

Tuy nhiên, đối với các doanh nghiệp để lợi dụng IaaS theo khả năng này, các bộ phận CNTT phải có khả năng xây dựng và triển khai thực hiện phần mềm xử lý có khả năng phân phối lại các quy trình xử lý lên một đám mây IaaS Có bốn lý do quan trọng để xây dựng và triển khai thực hiện phần mềm có thể quản lý các

quy trình phân phối lại:

Việc phát triển cho một IaaS độc quyền của một nhà cung cấp cụ thể có thể chứng tỏ là một sai lầm đắt giá nếu nhà cung cấp ngừng kinh doanh

Phần mềm phân phối tài nguyên tốt rất phức tạp và thường đòi hỏi các tài nguyên nhà phát triển hàng đầu mà giá không hề rẻ Bạn sẽ tiết kiệm cho mình và

tổ chức của bạn rất nhiều thời gian và các chi phí không dự tính trước được bằng cách dự kiến ngân sách từ trước nhiều hơn để mua tài nguyên tốt nhất mà bạn có thể tìm thấy

Bạn sẽ gửi đi những gì để xử lý trong đám mây? Việc gửi các dữ liệu như

là thông tin nhận dạng cá nhân, thông tin tài chính, dữ liệu chăm sóc sức khỏe sẽ

đe dọa vi phạm tuân thủ quy định bảo vệ dữ liệu của Đạo luật Sarbanes-Oxley (SOX), của Công nghiệp thẻ thanh toán (PCI), hoặc của Đạo luật di chuyển và trách nhiệm về bảo hiểm y tế (HIPAA) của Mỹ

Cần phải hiểu rõ các mối nguy hiểm của việc gửi đi các quá trình xử lý quyết định hoạt động hàng ngày của doanh nghiệp Một ý tưởng tốt là bắt đầu bằng cách vẽ một bảng và đặt các quá trình xử lý liên quan đến dữ liệu thiết yếu phải tuân thủ quy định vào một cột, các tác vụ thiết yếu cho kinh doanh vào cột thứhai, và các tác vụ không thiết yếu vào cột thứ ba Sau đó, lập kế hoạch cho phần mềm chỉ giảm tải các mục trong cột thứ ba trong vòng lặp đầu tiên

2.1.5.2 Giải pháp nền tảng nhƣ là một dịch vụ (Platform as a serivce - PaaS)

Tiếp bước SaaS, Giải pháp nền tảng như là một dịch vụ là một mô hình chuyển giao ứng dụng khác PaaS cung cấp tất các tài nguyên được yêu cầu và

dịch vụ một cách đầy đủ từ Internet, mà không phải tải xuống và cài đặt phần

mềm

Các đặc điểm :

Dịch vụ PaaS bao gồm các dịch vụ thiết kế, phát triển, kiểm tra, tạo trang web, và quản lý ứng dụng.Web dựa trên giao diện người dùng và thường dựa trên HTML và JavaScript

Tích hợp ứng dụng web và cơ sở dữ liệu

Hỗ trợ cho Simple Object Access Protocol (SOAP) và các giao diện

khác cho phép các dịch vụ PaaS tạo liên kết với dịch vụ web

Hỗ trợ các kiến trúc để giúp loại bỏ những gì ảnh hưởng đến quá trình phát triển ứng dụng bởi nhiều người sử dụng đồng thời PaaS thường bao gồm cácdịch vụ quản lý đồng thời, khả năng mở rộng, tránh lỗi đồng thời và bảo mật PaaS mạng lại cho nhà cung cấp tận dụng tài nguyên vô hạn của một cơ sở hạ tầng đám mây Tất nhiên các vô hạn của các tài nguyên điện toán đám mây chỉ là một ảo ảnh, ở đây giới hạn dựa theo kích thước của cơ sở hạ tầng

PaaS cho các nhà phát triển là điện toán đám mây chỉ áp dụng cho các nhà

quản trị mạng Nhưng sự hiểu lầm này bỏ qua nhiều khả năng mà điện toán đám mây mang lại cho các nhóm phát triển và bảo đảm chất lượng

- Tiếp nhận và triển khai máy chủ

- Cài đặt hệ điều hành, các môi trường thời gian chạy, kho lưu trữ kiểm soát mã nguồn, và bất kỳ phần mềm trung gian cần thiết nào khác

- Cấu hình hệ điều hành, các môi trường thời gian chạy, kho lưu trữ và phần mềm trung gian bổ sung

- Di chuyển hoặc sao chép mã hiện có

- Kiểm tra và chạy mã chắc chắn mọi thứ đang hoạt động

Để minh họa hai "thành phần" này, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn vào các

định nghĩa của chúng Một nền tảng điện toán, dưới dạng đơn giản nhất, đề cập

đến một nơi mà phần mềm có thể được chạy một cách nhất quán miễn là mã đáp ứng được các tiêu chuẩn của nền tảng đó Các ví dụ phổ biến của các nền tảng gồm có Windows™, Apple Mac OS X, và Linux® cho các hệ điều hành;

Google Android, Windows Mobile®, và Apple iOS cho điện toán di động; và Adobe® AIR™ hay Microsoft® NET Framework cho các khung phần mềm Điều quan trọng cần nhớ là không phải bạn đang nói về chính phần mềm mà là về nền tảng mà phần mềm được xây dựng để chạy trên đó

Mối quan hệ giữa các nhóm điện toán đám mây và các phần tử của PaaS

2.1.5.3 Giải pháp dịch vụ nhƣ là một dịch vụ (Software as a Service - SaaS)

Các đối tượng khách hàng thay vì phải mua các máy chủ, phần mềm và phải trả tiền cho khu vực đặt máy chủ tại các trung tâm dữ liệu, thì họ có thể thuê của các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây và có thể chạy những thứ

họ muốn SaaS cho phép ta thuê các tài nguyên như :

o Không gian máy chủ

o Thiết bị mạng

o Bộ nhớ

o CPU

o Không gian lưu trữ

SaaS khác với các công nghệ cũ, các ứng dụng, dữ liệu, quy trình kinh doanh

sẽ được quản lý tập trung Việc kết hợp của nhiều công nghệ và dịch vụ tốt nhất sẽ được đưa đến người dùng

Hiện nay nhiều công ty áp dụng mô hình triển khai SaaS Ví dụ bạn hãy tưởng tượng có một ứng dụng web bán ra ngoài thị trường, bạn thấy rõ những dấu hiệu báo trước sự thua lỗ của ứng dụng đó, rất mất thời gian setup một web ứng dụng cho một máy chủ đơn lẻ và nhận ra rằng mẫu hình Phần mềm là dịch

vụ SaaS trên một cơ sở hạ tầng đám mây mà bạn đang hướng tới Khi ứng dụng đã nằm trên hạ tầng SaaS bạn rất dễ dàng cung cấp cho nhiều khách hàng

Các yếu tố ảnh hướng đến việc chuyển đổi từ một ứng dụng web thành ứng dụng SaaS bao gồm:

- Ứng dụng phải hỗ trợ nhiều bên thuê

- Ứng dụng phải có một số mức tự đăng ký dịch vụ

- Phải có

cơ chế thuê bao/ tính cước hiện hành

- Ứng dụng phải có khả năng mở rộng một cách hiệu quả

- Phải có các chức năng hiện hành để theo dõi, cấu hình và quản lý ứng dụng và những bên thuê

- Phải có cơ chế để hỗ trợ nhận dạng và xác thực người dùng duy nhất Tương lai một doanh nghiệp có thể tất cả các dịch vụ quản lý ứng dụng sẽ được tập trung vào nền tảng SaaS như ERP, HRM, Accounting,

Hình 2.2 Giải pháp hạ tầng như một dịch vụ

2.2 CÔNG NGHỆ ẢO HÓA

Như chúng ta đã biết ảo hóa đang là lĩnh vực nóng ở Việt Nam cũng như toàn thế giới Nhiều nền tảng ảo hóa mới xuất hiện có cả giải pháp phần mềm và phần cứng

Kỹ thuật ― ảo hóa‖ đã không còn xa lạ với thực tế đời thường kể từ khi VMware giới thiệu sản phẩm VMware Workstaion 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)

VMware, được EMC ( hãng chuyên về lĩnh vực lưu trữ) mua lại vào tháng 12 năm 2003, đã mở rộng lĩnh vực ảo hóa từ máy tính để bàn đến máy chủ (server) và hiện hãng vẫn đang giữ vai trò thống lĩnh thị trường ảo hóa, tuy nhiên VMware không ― độc tôn‖ mà phải cạnh tranh với nhiều hãng ảo hóa khác như XEN, Virtualization Engine của IBM, Hyper-V của Microsoft, Virtual Kernel

Management, Và ―ảo hóa‖ cũng không bó hẹp trong một lĩnh vực và mở rộng cho toàn bộ hạ tầng công nghệ thông tin (CNTT), từ phần cứng như chip xử lý cho đến hệ thống máy chủ và hệ thống mạng

2.2.1 Khái niệm

Trước khi tiếp tục phân tích sâu thêm về ảo hóa, chúng ta hãy cùng xây dựng một cách nhìn chung để giải đáp câu hỏi ảo hóa là gì? Có nhiều cách tiếp cận khác nhau để giải thích khái niệm ảo hóa và nhiều khi nhận thức của chính

bộ phận IT trong các DN về thế nào là ảo hóa cũng không hoàn toàn thống nhất Trong cuộc thăm dò ý kiến do tổ chức Strategic Counsel thực hiện năm 2007, các

ý kiến đưa ra cho câu hỏi về khái niệm ảo hóa máy chủ được tổng hợp như trong hình 1.2.1.80% số câu trả lời coi ảo hóa máy chủ đồng nghĩa với ảo hóa phần cứng hoặc hệ điều hành (hardware/OS virtualization), 62% cho rằng ảo hóa là sự phân chia tách bạch máy chủ thành các phần độc lập (hard partitioning), 59% cho rằng các giải pháp cluster cũng được coi là ảo hóa

Hình 2.3 Khái niệm ảo hóa máy chủ trong doanh nghiệp -Theo [3]

Theo [3] Độc lập với những ý kiến cụ thể như trên, chúng ta có thể hiểu một cách khái quát và đơn giản khái niệm ảo hóa Ảo hóa (virtualization), theo đúng nghĩa của từ này, là làm cho một sự vật có bản chất A dường như trở thành một sự vật khác có bản chất B từ góc nhìn của người sử dụng (NSD) sự vật đó Nói cách khác, NSD chỉ biết đến và chỉ nhìn thấy bản chất B của sự vật, đối với họ bản chất A được ảo hóa thành bản chất B

Áp dụng cách tiếp cận khái niệm ảo hóa như trên, trong trường hợp ảo hóa phần cứng/máy chủ, NSD/các ứng dụng nhận biết máy chủ ảo giống như một máy vật lý độc lập có đủ các tài nguyên cần thiết (bộ vi xử lý, bộ nhớ, kết nối mạng) Trong khi thực tế là các máy chủ ảo không hề có những tài nguyên độc lập như vậy Máy ảo chỉ sử dụng các tài nguyên đã được gán cho chúng từ máy chủ vật lý gốc (thường được nhắc đến với thuật ngữ hosting server hay hosting machine) Ở đây, bản chất A là máy ảo sử dụng các tài nguyên của máy chủ gốc Bản chất B là máy ảo có thể hoạt động như một máy vật lý độc lập Trong

trường hợp các giải pháp cluster, NSD/các ứng dụng nhận biết rằng ứng dụng dường như đang chạy trên một máy chủ duy nhất Bản chất A là ứng dụng đang được phân tải về nhiều máy chủ vật lý khác nhau trong cluster Điều đó được ảo hóa thành bản chất B là ứng dụng dường như chỉ chạy trên một nguồn tài nguyên vật lý duy nhất

Ảo hóa là công nghệ được thiết kế để tạo ra tầng trung gian giữa hệ thống phần cứng và phần mềm chạy trên nó Ý tưởng của công nghệ ảo hóa máy chủ là từ một máy vật lý đơn lẻ có thể tạo thành nhiều máy ảo độc lập Mỗi một máy ảo đều

có một thiết lập nguồn hệ thống riêng rẽ, hệ điều hành riêng và các ứng dụng riêng

2.2.2 Lịch sử ảo hóa

Giữa những năm 1960, IBM's Cambridge Scientific Center đã tiến hành phát triển sản phẩm CP-40, sản phẩm đầu tiên của dòng CP/CMS Nó được chính thức đưa vào sản xuất vào tháng 1 năm 1967 Ngay từ khi thiết kế CP-40 [3] được đặt mục đích phải sử dụng được ảo hóa đầy đủ Để làm được yêu cầu này nó yêu cầu phần cứng và các đoạn mã của S/360-40 phải kết hợp hoàn chỉnh với nhau, nó phải cung cấp cách truy cập xử lý các địa chỉ vùng nhớ, tập lệnh CPU và các tính năng ảo hóa

CP/CMS bao gồm 2 thành phần: CP-Control program làm nhiệm vụ tạo môi trường ảo hóa, thay vì chia đều nguồn tài nguyên hệ thống ra cho mọi người sử dụng như trong hệ thống mainframe trước đây, CP cung cấp cho mỗi

người dung một máy ảo System/360 với mỗi máy lại có khả năng chạy bất kỳ

phần mềm nào có trên máy chủ và hoạt động như một máy tính cá nhân

CMS: Cambridge Monitor System ( sau này đổi là Conversational

Monitor System) chạy như một Guest OS trong máy ảo được tạo ra bởi CP Nó hoạt động bằng cách tạo ra nhiều bản copy của CMS bên trong CP virtual

machines thay vì chạy nhiều bản virtual machine, điều này giúp giảm tiêu hao vềtài nguyên tốt hơn CP/CMS virtual machine đã trở thành nền tảng quan trọng cho những hệ thống ảo hóa sau này

Năm 1970 IBM tung sản phẩm IBM/370 Nhưng điều khiến người dùng thất vọng nhất về sản phẩm đó là nó không có tính năng virtual memory

Năm 1972, IBM thay đổi hướng phát triển sản phẩm S/370 có tính năng virtual memory, và công bố một số hệ thống virtual storage operation systems bao gồm VM/370

Năm 1999, VMware giới thiệu sản phẩm ảo hóa đầu tiên hoạt động trên nền tảng x86, Vmware Virtual Platform

Năm 2005 Phiên bản Destop Virtualization miễn phí ra đời

Năm 2006 Đây là năm ảo hóa có một bước tiến mới trong quá trình phát triển , đó là sự ra đời của Application Virtualization và Application streaming

Năm 2008 VMware giới thiệu sản phẩm VMware Workstation 6.5, sản phẩm đầu tiên cho phép các chương trình của Windows và Linux

2.2.3 Tại sao phải ảo hóa?

Tại sao nên áp dụng ảo hóa? Một cách khái quát, lợi ích của việc áp dụng các công nghệ ảo hóa có thể tóm gọn trong những điểm chính như sau

Ảo hóa mở ra khả năng tận dụng một cách tối ưu nguồn tài nguyên hệ thống, hay nói cách khác là tăng hiệu suất sử dụng của hệ thống Việc các

nguồn tài nguyên vật lý riêng rẽ được hợp nhất thành một nguồn chung nhờ áp dụng ảo hóa cho phép sự phân bổ và chia sẻ linh hoạt tài nguyên cho các đối tượng sử dụng nguồn tài nguyên hợp nhất Sự bất hợp lý về hiệu suất sử dụng (tức là trường hợp một nguồn tài nguyên vật lý có hiệu suất thấp, trong khi một nguồn tài nguyên vật lý khác lại có tải quá cao) sẽ được giảm thiểu

Ảo hóa giúp giảm chi phí đầu tư và vận hành Với việc áp dụng công nghệ

ảo hóa, sẽ cần ít thiết bị phần cứng hơn, kéo theo giảm bớt diện tích sử dụng để lưu chứa các thiết bị phần cứng (phòng máy chủ, trung tâm dữ liệu), và như vậy nhu cầu và chi phí năng lượng như nguồn điện, chi phí làm mát để bảo đảm điều

kiện hoạt động cho các thiết bị phần cứng cũng sẽ giảm đi Hơn thế nữa, trong

nhiều trường hợp, sử dụng các máy (máy chủ) ảo có thể làm giảm số bản quyền phần mềm cần mua so với khi dùng máy vật lý, tạo ra sự tiết kiệm chi phí bản quyền Ảo hóa mở ra khả năng linh hoạt cao của hệ thống Ảo hóa cung cấp các môitrường độc lập cho thử nghiệm, phát triển và ứng dụng các công nghệ mới Các máy chủ ảo có thể dùng làm môi trường thử nghiệm Điều này cho phép tận dụng nguồn tài nguyên của các thiết bị vật lý có sẵn mà vẫn không làm ảnh hưởng đếnmôi trường hoạt động chính, vì các máy ảo được hoạt động một cách hoàn toàn độclập

Ảo hóa góp phần tăng cường tính liên tục trong hoạt động (business

continuity) và bảo mật của hệ thống các ứng dụng Ví dụ, việc sao lưu các máy

ảo có thể thực hiện dễ dàng vì thông thường máy chủ ảo là một tập tin (file) trên máy chủ vật lý gốc, chỉ cần sao lưu tập tin này là đủ Các tính năng ưu việt của cácphần mềm ảo hóa cũng cho phép thiết lập sự kết hợp các máy ảo cài đặt trên các máy chủ vật lý khác nhau Nếu một trong các máy chủ vật lý gặp hỏng hóc, máychủ ảo trên máy vật lý còn tốt sẽ tự động bước vào hoạt động thay thế cho máy chủ ảo nằm trên máy vật lý bị hỏng

Những lợi ích thu được khi áp dụng ảo hóa đã thúc đẩy mạnh mẽ xu hướng này trong các hệ thống IT Kết quả khảo sát từ nhiều tổ chức khác nhau đều đã xácnhận vị thế của xu hướng ảo hóa Theo khảo sát của InformationWeek , khoảng 90% chuyên gia IT khẳng định rằng công ty của họ đã triển khai hoặc có kế hoạch triển khai công nghệ ảo hóa

Phần trăm máy chủ đã ảo hóa

Phần trăm máy chủ chưa ảo hóa

Phần trăm máy chủ chuẩn bị ảo hóa

Phần trăm máy chủ ảo hóa trong 12 tháng tới

Hình 2.4 Biểu đồ khảo sát mục đích ảo hóa?

Và câu trả lời tại sao ảo hóa được đưa vào sử dụng cho thấy 88% hướng tới mục đích hợp nhất hệ thống máy chủ, 55% cho mục đích phục hồi thảm họa, 50% cho mục đích thử nghiệm phần mềm, 26% cho mục đích quản trị hệ thống lưutrữ, và 5% cho các mục đích khác

Các nhà doanh nghiệp vừa và nhỏ đang hướng tới việc ảo hóa tất cả dịch

vụ Tương lai sẽ là điện toán đám mây Những con số thông kê về ảo hóa sẽ ngày càng có xu hướng tăng dần theo thời gian Những lợi ích ảo hóa mang lại thìqua thực tế đã chứng minh rồi Vấn đề còn lại là thời gian và kinh phí của từng doanh nghiệp đầu tư cho hạ tầng công nghệ thông tin như thế nào Và lúc này là thời điểm nên áp dụng công nghệ ảo hóa

Ta tìm hiểu thêm một số lý do làm động lực ảo hóa được đẩy mạnh

-Về công nghệ thông tin với một doanh nghiệp áp dụng công nghệ thông tin mới nhất bao giờ cũng có hiệu quả cao Giảm bớt được thời gian trao đổi thông tin, cung cấp sản phẩm cho người dùng một cách nhanh nhất

- Chi phí bỏ ra ban đầu có thể lớn nhưng bù lại theo thời gian thì chi phí vận hành sẽ giảm, tiết kiệm về nhân công về điện năng,

Ảo hóa giúp giảm rủi ro mất mát dữ liệu

-Tăng cường bảo mật và an toàn thông tin

% 20

% 10

% 0

Một khảo sát khác được Tạp chí CIO thực hiện với gần 300 CIO (Chief Information Officer) cũng cho kết quả tương tự Theo khảo sát này, động lực để

áp dụng ảo hóa của các DN một lần nữa khẳng định những lợi ích đã phân tích của ảo hóa 88% số câu trả lời hướng tới giảm thiểu chi phí nhờ vào sự hợp nhất hệ thống máy chủ bằng công nghệ ảo hóa 63% hướng tới hoàn thiện các giải pháp sao lưu và phục hồi thảm họa qua các giải pháp ảo hóa

Bảng 2.6: Khảo sát động lực để áp dụng ảo hóa

2.2.4 Ảo hóa hoạt động nhƣ thế nào?

Hình 2.7 Ảo hóa hoạt động như thế nào

Ảo hóa một máy tính vật lý chỉ là sự khởi đầu, 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 Thayvào 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

Nguyên lý làm việc của máy ảo PC cũng giống như máy ảo thời mainframe:

là một môi trường phần mềm bao gồm hệ điều hành ( HĐH) và các ứng dụng hoàn toàn chạy "bên trong" nó Máy ảo cho phép bạn chạy một HĐH nào đó trong một HĐH khác trên cùng hệ thống PC chẳng hạn như chạy Linux trong máy ảo trên PC chạy Windows 2000 Trong máy ảo, bạn có thể làm được hầu hết mọi thứ như với PC thật Đặc biệt, máy ảo này có thể được "đóng gói" trong 1 file và có thể chuyển từ PC này sang PC khác mà không phải bận tâm về việc tương thích phần cứng Các máy ảo là những thực thể cách ly với hệ thống

"chủ‖ (chứa các máy ảo) chạy trên máy thực

2.2.5 Phân loại ảo hóa

2.2.5.1 Ảo hóa máy chủ

Một máy chủ riêng ảo tiếng anh Virtual Private Server hay máy chủ ảo hoá là một phương pháp phân 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 ảo hoá 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 hoá cài đặt các ứng dụng khác tùy theo nhu cầu của doanh nghiệp

• Bản trì sửa chữa nâng cấp nhanh chóng và dễ dàng

• Dễ dàng nâng cấp tài nguyên RAM, HDD, Băng thông khi cần thiết •

Có thể cài lại hệ điều hành từ 5-10 phút • Không lãng phí tài nguyên

26

2.2.5.2 Ảo hóa lưu trữ

Hiện nay các nhà lưu trữ cung cấp đã được cung cấp giải pháp lưu trữ hiệu suất cao cho khách hàng của họ trong một thời gian dài Trong hình thức cơ bản nhất của nó, lưu trữ ảo hóa tồn tại trong việc ta lắp ráp ổ đĩa vật lý nhiều thành một thực thể duy nhất được trình bày để các máy chủ lưu trữ và chạy hệ điều hành chẳng hạn như triển khai RAID Điều này có thể được coi là ảo bởi vì tất cả các ổ đĩa được sử dụng và tương tác với như một ổ đĩa logic duy nhất, mặc dù bao gồm hai hoặc nhiều ổ đĩa trong

Để lưu trữ dữ liệu người ta có thể dùng nhiều thiết bị khác nhau, nhiều công nghệ khác nhau Các kho dữ liệu có thể là dùng đĩa cứng, dùng băng từ, dùng đĩa quang Tuỳ theo yêu cầu cụ thể của bài toán đặt ra mà lựa chọn công nghệ và thiết bị cho phù hợp Theo cơ chế lưu trữ, hiện nay có một số loại hình lưu trữ dữ liệu cơ bản như:

DAS (Direct Attached Storage): lưu trữ dữ liệu qua các thiết bị gắn trực tiếp

NAS (Network Attached Storage): lưu trữ dữ liệu vào thiết bị lưu trữ thông qua mạng IP

SAN (Storage Area Network): lưu trữ dữ liệu qua mạng lưu trữ chuyên dụng riêng

Mỗi loại hình lưu trữ dữ liệu có những ưu như ợc điểm riêng và đươc dùng

cho những mục đích nhất điṇ h Dưới đây là mô hình lưu trữ dữ liệu tổng quát

Hình 2.8 Giải pháp lưu trữ truyền thống - DAS

2.2.5.2.1 Giải pháp lưu trữ với thiết bị gắn trực tiếp vào máy chủ (Direct attached storage -DAS)

DAS là cơ chế lưu trữ với thiết bị gắn trực tiếp vào máy chủ Đây được coi là công nghệ lưu trữ truyền thống được nhiều doanh nghiệp sử dụng Với cơ chế DAS, mỗi máy chủ sẽ có một hệ thống lưu trữ và phần mềm quản lý lưu trữ riêng biệt

Ưu điểm : Khả năng dễ lắp đặt, chi phí thấp, hiệu năng cao

Nhược điểm : Khả năng mở rộng hạn chế Thực tế DAS làm việc rất tốt

với một server nhưng khi dữ liệu tăng, số lượng máy chủ cũng tăng sẽ tạo nên những vùng dữ liệu phân tán và gián đoạn Khi đó, nhà quản trị sẽ phải bổ sung hay thiết lập lại dung lượng, và công việc bảo trì sẽ phải thực hiện trên từng server Điều đó sẽ làm tăng chi phí lưu trữ tổng thể cho doanh nghiệp và sẽ càng khókhăn hơn khi muốn sao lưu hay bảo vệ một hệ thống kho lưu trữ dữ liệu đang nằm rải rác và phân tán như vậy

2.2.5.2.2 Giải pháp lưu trữ qua mạng (Network Attached Storage - NAS)

NAS là phương pháp lưu trữ dữ liệu sử dụng các thiết bị lưu trữ đặc biệt gắn trực tiếp vào mạng LAN như một thiết bị mạng bình thường (tương tự máy tính, switch hay router) Các thiết bị NAS cũng được gán các địa chỉ IP cố định vàđược người dùng truy nhập thông qua sự điều khiển của máy chủ Trong một số trường hợp, NAS có thể được truy cập trực tiếp không cần có sự quản lý của máy chủ

Trong môi trường đa hê ̣điều hanh với nhiều may chủ khác nhau , việc lưu trữ dữ liêụ , sao lưu và phục hồi dữ liệu , quản lý hay áp dụng các chính sách bảo mật đều đươc thực hiêṇ tập trung

Ưu điểm của NAS

Khả năng mở rộng : Khi người dùng cần thêm dung lương lưu trữ , các thiết bi ̣lưu trữ NAS mới có thể đươc bổ sung và lắp đặt vào maṇ g

NAS cũng tăng cường khả năng chống lại sự cố cho maṇ g Trong môi trường DAS, khi một may chủ chứa dữ liêụ không hoạt đông thì toan bô ̣ dữ liêụ

đó không thể sử dung đươc Trong môi trường NAS , dữ liêụ vẫn hoan toà n có thể đươc truy nhập bởi người dùng Các biêṇ pháp chống lỗi và dự phòng tiên

tiến đươc áp dung để đảm bảo NAS luôn sẵn sàng cung cấp dữ liêụ cho người sử

dụng

N hược điểm của NAS

Với việc sử dung chung ha ̣tầng maṇ g với cá c ứng dung khác, việc lưu trữ

dữ liêụ có thể ảnh hưởng đến hiệu năng của toàn hê ̣thống (làm chậm tốc độ của

LAN), điều này đặc biệt đáng quan tâm khi cần lưu trữ thường xuyên một lương lớn dữ liêụ

Trong môi trường có các hệ cơ sở dữ liệu thì NAS không phải là giải pháp tốt vì các hệ quản trị cơ sở dữ liệu thường lưu dữ liệu dưới dạng block chứ không phải dưới dạng file nên sử dụng NAS sẽ không cho hiệu năng tốt

2.2.5.2.3 Giải pháp lưu trữ mạng riêng (Storage Area Network-SAN)

SAN là một mạng riêng tốc độ cao dùng cho việc truyền dữ liệu giữa các máy chủ tham gia vào hệ thống lưu trữ cũng như giữa các thiết bị lưu trữ với nhau SAN cho phép thực hiện quản lý tập trung và cung cấp khả năng chia sẻ dữliệu và tài nguyên lưu trữ Hầu hết mạng SAN hiện nay dựa trên công nghệ kênhcáp quang, cung cấp cho người sử dụng khả năng mở rộng, hiệu năng và tính sẵn sàng cao

Hê ̣ thống SAN được chia làm hai mức: mức vật lý và logic

Mức vật lý : mô tả sự liên kết các thanh phần của ma ̣ ng taọ ra một hê ̣

thống lưu trữ đồng nhất và có thể sử dung đồng thời cho nhiều ứng dung và người dùng

Mức logic: bao gồm các ứng dung , các công cu ̣ quan lý và dịch vu ̣ đươc

xây dưng trên nền tảng của các thiết bi ̣lớp vật lý , cung cấp khả năng quản lý hê ̣

thống SAN

Ưu điểm của hệ thống SAN

Có khả năng sao lưu dữ liệu với dung lượng lớn và thường xuyên mà

không lam anh hưởng đến lưu lương thông tin trên maṇ g

̀¢̉

SAN đặc biệt thích hợp với các ứng dụng cần tốc độ và độ trễ nhỏ ví dụ như các ứng dụng xử lý giao dịch trong ngành ngân hàng, tài chính

Dữ liêụ luôn ở mức đô ̣ sẵn sàng cao

Dữ liêụ đươc lưu trữ thống nhất, tập trung và có khả năng quản lý cao Có

khả năng khôi phục dữ liệu nếu có xảy ra sự cố

Hỗ trơ ̣ nhiều giao thức , chuẩn lưu trữ khác nhau như : iSCSI, FCIP, DWDM

Có khảnăng mở rộng tốt trên cả phương diện số lượng thiết bị , dung lương hê ̣thống cung như khoang cách vật ly.́

Mức đô ̣ an toàn cao do thực hiêṇ quản lý tập trung cũng như sử dung các

công cu ̣ hỗ trơ ̣ quan lý SAN

Do đó , SAN thường đươc sử dụng ở những trung tâm dữ liêụ lớn vì mang một số đặc điểm nổi bật như: Giảm thiểu rủi ro cho dữ liệu, khả năng chia sẻ tài nguyên rất cao , khả năng phát triển dễ dàng , thông lương lớn , hỗ trơ ̣ nhiều loại thiết bị, hỗ trơ ̣ và quan lý việc truyền dữ liêụ lớn và tính an ninh dữ liệu cao

Hơn nữa, SAN tăng cường hiệu quả hoạt đông của hê ̣ thống bằng việc hỗ trơ ̣

đồng thời nhiều hê ̣điều hanh , máy chủ và các ứng dung , có khả năng đáp ứng

nhanh chóng với những thay đổi về yêu cầu hoạt đông của một tổ chức cũng như yêu cầu kỹ thuật của hê ̣thống maṇ g

Khái niệm ảo hóa hệ thống lưu trữ (Storage virtualization) ra đời Ảo hóa hệ thống lưu trữ, về cơ bản là sự mô phỏng, giả lập việc lưu trữ từ các thiết bị lưu trữ vật lý Các thiết bị này có thể là băng từ, ổ cứng hay kết hợp cả 2 loại

Hình 2.9 Ảo hóa hệ thống lưu trữ

Ảo hóa hệ thống lưu trữ mang lại các ích lợi như việc tăng tốc khả năng truy xuất dữ liệu, do việc trải rộng và phân chia các tác vụ đọc/viết trong mạng lưu trữ

Ngoài ra, việc mô phỏng các thiết bị lưu trữ vật lý cho phép tiết kiệm thời gian hơn

thay vì phải định vị xem máy chủ nào hoạt động trên ổ cứng nào để truy xuất

Mô hình hoạt động

Ảo hóa hệ thống lưu trữ có thể được tổ chức theo ba dạng sau đây:

Server kết nối trực tiếp (Host-based)

Server

Lớp ảo hóa

Driver của thiết bị

Ổ đĩa vật lý

Hình 2.10 Áo hóa lưu trữ kết nối trực tiếp

Trong mô hình này, ngăn cách giữa lớp ảo hóa và ổ đĩa vật lý là driver điều khiển của các ổ đĩa Phần mềm ảo hóa sẽ truy xuất tài nguyên (các ổ cứng vật lý) thông qua sự điều khiển và truy xuất của lớp Driver này

Server

Phần mềm ảo hóa được nhúng vào ổ cứng vật lý

Hình 2.11 Phần mềm ảo hóa được nhúng vào ổ cứng vật lý

Trong dạng này, phần mềm ảo hóa giao tiếp trực tiếp với ổ cứng Ta có thể xem như đây là 1 dạng firmware đặc biệt, được cài trực tiếp vào ổ cứng Dạng này cho

phép truy xuất nhanh nhất tới ổ cứng, nhưng các thiết lập thường khó khăn và phức tạp

hơn các mô hình khác Dịch vụ ảo hóa được cung cấp cho các Server thông qua một thiết

bị điều khiển gọi là Primary Storage Controller

Network-based

Hình 2.12 Ảo hóa mạng

Trong mô hình này, việc ảo hóa sẽ được thực thi trên một thiết bị mạng, ở đây có thể là một thiết bị switch hay server Các switch/server này kết nối với các trung tâm lưu trữ (SAN) Từ switch/server này, các ứng dụng kết nối vào được giao tiếp với trung tâm dữ liệu bằng các ―ổ cứng‖ mô phỏng do Switch/server tạo ra dựa trên trung tâm dữ liệu thật Đây cũng là mô hình hay gặp nhất trên thực tế

2.2.5.4 Ảo hóa mạng

Các thành phần mạng trong cơ sở hạ tầng mạng như Switch, Card mạng, được ảo hoá một cách linh động Switch ảo cho phép các máy ảo trên cùng một máy chủ có thể giao tiếp với nhau bằng cách sử dụng các giao thức tương tự mà như trên thiết bị chuyển mạch vật lý mà không cần phần cứng bổ sung Chúng cũng hỗ trợ VLAN tương thích với việc triển khai VLAN theo tiêu chuẩn từ nhà cung cấp khác, chẳng hạn như Cisco

Một máy ảo có thể có nhiều card mạng ảo, việc tạo các card mạng ảo nầy rất đơn giản và không giới hạn số card mạng tạo ra.Ta có thể nối các máy ảo nầy lại với nhau bằng một Switch ảo Điều đặc biệt quan trọng, tốc độ truyền giữa các máy

ảo với nhau thông qua các switch ảo được truyền với tốt độ rất cao theo chuẩn GIGABITE(1GB), dẫn đến việc đồng bộ giữa các máy ảo với nhau diễn ra rất nhanh

H ình 2.9 : Ảo hóa mạng

2.2.5.5 Ảo hóa ứng dụng

Ảo hóa ứng dụng là giải pháp tiến đến công nghệ "điện toán đám mây" cho phép bạn sử dụng phần mềm của công ty mà không cần phải cài vài phần mềm này vào bất cứ máy tính con nào

Hình 2.10 Ảo hóa ứng dụng

Giải pháp Ảo hóa ứng dụng cho bạn những lợi ích nổi trội sau

Tất cả các máy tính đều có thể sử dụng phần mềm ảo như đang cài trên máy tính của mình mà không phải lo về cấu hình (ví dụ chạy Photoshop trên máy P4 chỉ có 512 MB RAM) Tốc độ phần mềm luôn ổn định và không phụ thuộc vào cấu hình từng máy