Hệ thống ảo hóa sever tại tập đoàn VNPT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG ẢO HÓA SEVER TẠI TẬP ĐOÀN VNPT NGUYỄN KHẮC XUÂN TÙNG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG MÃ SỐ: 60520208 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS NGUYỄN ĐỨC THUẬN HÀ NỘI - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn Nguyễn Khắc Xuân Tùng LỜI CẢM ƠN Sau gần tháng nỗ lực tìm hiều thực hiện, luận văn “Cơng Nghệ Ảo Hóa” hồn thành, ngồi cổ gắn thân Em xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới thầy GS.TS Nguyễn Đức Thuận trường đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình giúp đỡ em suốt trình thực luận văn thạc sĩ Mặc dù cố gắng đề hoàn thành luận văn này, chắn khơng tránh khỏi sai sót Em mong nhận thơng cảm đóng góp, bảo tận tình thầy bạn bè MỤC LỤC CHƢƠNG 1: CƠNG NGHỆ ẢO HĨA 1.1 Tổng Quan Ảo Hóa 1.2 Các Loại Ảo hóa 1.2.1 VMM – Hypervisor 1.2.2 Virtual Machine Monitor (VMM) 1.2.3 Hybrid 1.2.4 Monolithic Hypervisor 1.2.5 Microkernelized Hypervisor 1.2.6 Cơng nghệ ảo hố Virtuozzo Containers Parallels 1.2.7 Cơng nghệ ảo hố XenServer Citrix 11 1.3 Các lợi ích ảo hóa 13 CHƢƠNG 2: CÁC CÔNG NGHỆ GIÚP ẢO HĨA HỆ THỐNG TẠI TẬP ĐỒN VNPT 15 2.1 Công Nghệ Máy ảo (Virtual Machine) 15 2.2 Công nghệ RAID 16 2.2.1 Khái niệm RAID 16 2.2.2 Lịch sử đời phát triển RAID 17 2.2.3 Các chuẩn RAID 17 2.2.4 Các loại Raid 19 2.3 Công nghệ lƣu trữ mạng SAN 25 2.4 Công Nghệ High Availability VMware 29 2.4.1 Yêu cầu VMware High Availability 30 2.4.2 Ưu điếm High Availability 31 2.4.3 Hạn chế 31 CHƢƠNG 3: ẢO HÓA VỚI MÁY CHỦ VMWARE ESX SERVER 32 3.1 Giới Thiệu 32 3.2 Cấu trúc Vmware ESX Server 34 3.2.1 Hệ điều hành điều khiển (Console Operating System) 35 3.2.2 Vmkernel 36 3.2.3 The ESX Boot Process 37 3.2.4 Phần cứng ảo (Hardware Virtualization) 38 3.2.5 Tính Năng Của ESXi Server 38 CHƢƠNG 4: MƠ HÌNH ẢO HĨA TẠI TẬP ĐỒN VNPT 47 4.1 Mục tiêu giải pháp 47 4.2 Mơ hình 47 4.3 Yêu cầu 48 4.4 Triển khai hệ thống 48 4.5 Thiết kế hệ BACKUP liệu cho hệ thống 49 4.6 Thiết kế hệ thống quản trị 50 4.7 Phƣơng án nâng cấp hệ thống ảo hóa tập đồn VNPT 51 4.7.1 Mơ hình kết nối SAN Switch 51 4.7.2 Rack Layout 51 4.7.3 Sơ đồ phòng Rack 52 4.7.4 Bảng quy hoạch tên thiết bị 52 4.7.5 Thông tin kết nối vật lý 53 4.7.6 Thiết bị 55 4.7.7 Storage netapp 57 4.7.8 Cấu hình San Switch 59 4.7.9 Phương án nâng cấp Ram, Card Nic cho Server 64 4.8 Nâng cấp hệ thống ảo hoá 5.x lên 6.0 Update 66 4.8.1 Nâng cấp thành phần hệ thống ảo hoá VNPT 66 4.8.2 Nâng cấp vCenter 5.x lên phiên vCenter 6.0 U2 66 4.8.3 Quy trình nâng cấp vRealize Operations Manager 85 4.8.4 Quy trình nâng cấp ESXi 5.x lên ESXi 6.0 U2 sử dụng Update Manager 88 KẾT LUẬN 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VMM Virtual Machine Monitor RAID Redundant Arrays of Inexpensive Disks VT Virtual Technology VNPT Vietnam Posts and Telecommunications Group CNTT Công Nghệ Thông Tin SAN Storage Area Network HA High Availability COS Console Operating System VMFS Virtual Machine File System VSMP Virtual symmetric multi-processing VCB VMware Consolidated Backup DRS Distributed resource scheduler EVC Enhanced VMotion Compatibility SQL Structured Query Language FC Fibre Channel VI Virtual Infrastructure VM Virtual Machine CPU Central Processing RAM Random Access Memory DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Một máy chủ vật lý hệ thống ảo hóa Hình 1.2: Cấu trúc kiểu áo hóa Vmm Hypervisor Hình 1.3: Cấu trúc kiểu ảo hóa Vmm Hình 1.4: Kiến trúc ảo hóa Hybrid Hình 1.5: Kiến trúc Monolithic Hypervisor Hình 1.6: Kiến trúc Microkemelized Hypervisor Hình 1.7: Kiến trúc ảo hố Virtuozzo Containers Hình 1.8: Thống kê tình hình sử dụng tài nguyên máy ảo hệ thống (Cửa sổ Parallels Management Console) 10 Hình 1.9: Cửa sổ làm việc XenServer 11 Hình 2.1: Sơ đồ truy cập tài nguyên phần cứng máy ảo 15 Hình 2.2: Sơ đồ hoạt động chuẩn striping 18 Hình 2.3: Sơ đồ hoạt động chuẩn Duplexing 19 Hình 2.4: Sơ đồ hoạt động Raid level 20 Hình 2.5 : Sơ đồ hoạt động Raid 21 Hình 2.6 : Sơ đồ hoạt động Raid 22 Hình 2.7 : Sơ đồ hoạt động Raid 1+0 23 Hình 2.8: Sơ đồ lưu trữ mạng San 29 Hình 2.9 : Sơ đồ hoạt động VMware High Availability 30 Hình 3.1: Cấu trúc ESX Server 34 Hình 3.2: Sơ đồ tương tác ESX Server 35 Hình 3.3: Sơ đồ phân phối card mạng 38 Hình 3.4: Virtual symmetric multi-processing (Virtual SMP) 39 Hình 3.5 : Mơ hình hoạt động Vmmonitor Storage Vmotion 41 Hình 3.6: Mơ hình hoạt động VMxvare Consolidated Backup 42 Hình 3.7 : Mơ hình hoạt động Distributed resource scheduler 43 Hình 4.1: Mơ hình kết nối vật lý 49 Hình 4.2: Mơ hình thiết kế backup cho hệ thống 50 Hình 4.3: Mơ hình quản trị Vcenter Client 50 Hình 4.4: Mơ hình kết nối SAN Switch 51 Hình 4.5: Rack Layout 51 Hình 4.6: Kết nối SAN Switch 60 Hình 4.7 Sơ đồ switch 65 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, kinh tế đà tăng trưởng mạnh Cùng với tiến vượt bậc khoa học công nghệ, đặc biệt cơng nghệ thơng tin Máy tính giúp người nhiều từ tối ưu hóa cơng việc, giảm thời gian làm việc, tăng hiệu suất mang lại hiệu cao Nền công nghệ thông tin giới phát triển với tốc độ nhanh chóng Ngày nhiều sản phẩm nhiều tiện ích phát triển đưa đến tay người dùng Các công nghệ cũ thể nhiều mặt hạn chế không phù họp với nhu cầu thực tiễn nữa, đặc biệt thời buổi kinh tế phát triển không ổn định lúc này, doanh nghiệp phải đối mặt với nhiều rủi ro Do yêu cầu thiết đặt tìm cách để giảm thiếu chi phí Trong lĩnh vực cơng nghệ thơng tin cơng nghệ ảo hóa giải pháp lý tưởng cho doanh nghiệp giải toán trung tâm liệu họ Cơng nghệ giúp giảm thiểu chi phí đầu tư mua nhiều máy chủ, tiết kiệm điện năng, hệ thống làm mát, Nhiệm vụ cơng nghệ ảo hóa tận dụng tối đa hiệu suất làm việc máy chủ cách cho phép cài đặt nhiều máy chủ ứng dụng máy chủ vật lý Và việc quản lý trở nên dễ dàng quản lý tập trung nhiều máy máy chủ nhất, vấn đề khó khăn cơng nghệ an tồn liệu lo lắng máy chủ bị cố ổ đĩa bị liệu Tuy nhiên vấn đề khắc phục loạt cơng nghệ đảm bảo an tồn liệu hoạt động ổn định máy chủ công nghệ High Availability, Vmmonitor, raid, công nghệ lưu trữ mạng SAN Hiện nhà cung cấp sản phẩm phần mềm máy chủ sức tập trung để nghiên cứu phát triển công nghệ bật VMware Microsoff Đây hai nhà cung cấp nắm giữ phần lớn thị trường ảo hóa Bước 22: Có thể có cảnh báo Chọn hình để tiếp tục Bước 23: Tiến trình cài đặt tiếp tục 81 Bước 24: Tiến trình cài đặt Vmware vSphere Client 6.0 thành công Chọn Finish để kết thúc cài đặt Bước 25: Đăng nhập vào vCenter Server 6.0 qua Vmware vSphere Client Q trình cài đặt thành cơng vCenter nâng cấp lên phiên 6.0 82 - Các bước nâng cấp vCenter Update Manager Bước 1: Tắt dịch vụ Update Manager từ máy ảo cài đặt Update Manager Bước 2: Chạy cài vCenter 6.0 U2 Bỏ tuỳ chọn Embedded Database Option có database bên Click Install button 83 Bước 3: Hệ thống tự động phát có phiên Update Manager cũ hỏi xác nhận nâng cấp Bước 4: Sau cài đặt xong vào lại Services bật dịch vụ Update Manager lúc lên Bước 5: Quay lại giao diện vSphere client để nâng cấp Update Manager 84 client plugin Hoàn tất nâng cấp vCenter Update Manager 4.8.3 Quy trình nâng cấp vRealize Operations Manager Bao gồm hai bước OS Update vR Ops appliance upgrade B1: Download the update *pak files from https://my.vmware.com/group/vmware/details?downloadGroup=VROPS620&productId=563&rPId=10310 B2: Tạp snapshot vRealize Operations VM B3: Đăng nhập vào giao diện quản trị http://vrops-ip/admin Chọn "Software Update" ấn "Install a Software Update" 85 B4: Chọn file OS Update trước B5: Sau cập nhật xong(khoảng 30 phút) đăng nhập lại 86 B6: Đăng nhập lại cài vR Ops update PAK 87 B7: Sau hoàn tất cluster hoạt động bình thường 4.8.4 Quy trình nâng cấp ESXi 5.x lên ESXi 6.0 U2 sử dụng Update Manager B1: Đăng nhập vào vSphere client > chọn host (or cluster) chuyển tới tab Update Manager > Admin View > ESXi Images > Import ESXi Image để upload ISO ESXi 6.0 U2 88 B2: Create a new baseline Hình có tên minh hoạ ESXi 5.5, đổi sang ESXi 6.0 tương ứng 89 B3: Chuyển sang Compliance View Attach baseline vừa tạo vào cluster > Scan > Remediate > chờ máy chủ upgrade reboot 90 91 92 Kết luận: Từ lý thuyết đến thực tiễn, việc triển khai cơng nghệ ảo hóa tập đồn VNPT bước đầu thành công cách tốt đẹp Việc áp dụng cơng nghệ ảo hóa server tạo điều kiện cho phát triển tập đoàn VNPT Việc ảo hóa máy chủ mạng tiết kiệm chi phí cho trường, đơn giản hóa việc bảo trì xử lý cố cán chuyên trách công nghệ thông tin, giúp cho việc quản trị mạng được dễ dàng 93 KẾT LUẬN Có thể nói, Ảo Hóa Hệ thống tập đoàn VNPT hoàn thành thực mục tiêu đề Qua Bài luận văn tơi trình bày chi tiết vấn đề cơng nghệ ảo hóa sản phẩm ảo hóa ESX Server Vmware Cụ thể sau: Thứ nhất, Nắm kiến thức cơng nghệ ảo hóa cơng nghệ liên quan có chức hỗ trợ RAID, San, High Availability, Thứ hai thành phần, cấu trúc chức phần hệ thống ảo hóa Thứ ba lợi ích ứng dụng mơ hình ảo hóa vào thực tế tiết kiệm chi phí, tăng hiệu suất, dễ quản lý, Và cuối Trong q trình tìm hiểu cơng nghệ ảo hóa này, biết thêm nhiều kiến thức thực tiễn bổ ích khác biết thêm hệ thống server, thiết bị mạng, Với trình độ hiểu biết thời gian nghiên cứu có hạn, nên tơi khơng thể tránh khỏi thiếu sót q trình hồn thành luận văn Tôi mong nhận ý kiến đóng góp bảo thầy để tơi có thêm kinh nghiệm q báu trình nghiên cứu Thời gian tới cố giắng nghiên cứu áp dụng thêm số giải pháp Cơng nghệ ảo hóa tiên tiến hãng tiếng giới để hoàn thiện cho dịch vụ hệ thống ảo hóa Tập đồn VNPT Tơi xin chân thành cảm ơn! Học viên thực Luận văn Nguyễn Khắc Xuân Tùng 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Anh [1] O'Reilly, 2009 “ Cloud Security and Privacy - An Enterprise Perspective on Risk and Compliance “ [2] Gregg, Kelly, Sullivan & Woolstencroft, June 2007 “Global Server Virtualization Survey- Summary Report” Trang web [3] http://vi.wikipedia.org [4] http://www.vmware.com/pdf/vi_architecture_wp.pdf [5] http://readwrite.com/2011/04/19/comparing-5-virtualization-ven [6] http://www.vmware.com/technical-resources/advantages/robustfoundation.html [7] http://serverfault.com/questions/44597/hyper-v-vs-esxi-vs-xenserver[ [8] http://calfo.wordpress.com/2009/07/24/xenserver-and-vmware-vsphere%E2%80%93-a-cost-comparison/ [9] http://fit.ispace.edu.vn/tp-chi-cong-ngh/tp-chi-cntt-tt/1930-trin-khai-congngh-o-hoavi-microsoft-hyper-v [10] http://www.pcworld.com.vn/articles/cong nghe/congnghe/2008/01/1191765/hyper-v/ [11] http://www.microsoft.com/vietnam/products/server/winserver/Product/Technolo gies/virtualization-consolidation_vi.aspx [12] http://www.ibm.com/developerworks/library/os-cloud-anatomy/index.html [13] Http://diendanmavchu.net [14] http://kb.vmware.com/kb/2109760 [15] https://www.vmware.com/products/vsphere/upgrade-center/upgrade [16] http://quantrinet.com/forum/showthread.php?t=9467 [17] http://www.nguyenvanlinh.org/store/download/4-networking/11-vmwarevirtualization-technology 95 ... cơng nghệ ảo hóa server tập đồn VNPT Chƣơng 1: CƠNG NGHỆ ẢO HĨA 1.1 Tổng Quan Ảo Hóa - Khái niệm ảo hóa Cơng nghệ ảo hóa cơng nghệ đời nhằm khai thác triệt để khả làm việc phần cứng hệ thống. .. cơng nghệ ảo hóa chương với đặc tính trội cơng nghệ với cấu trúc ảo hóa khác với ưu nhược điểm khác 14 Chƣơng 2: CÁC CƠNG NGHỆ GIÚP ẢO HĨA HỆ THỐNG TẠI TẬP ĐỒN VNPT 2.1 Cơng Nghệ Máy ảo (Virtual... nghệ ảo hố Virtuozzo Containers Parallels 1.2.7 Cơng nghệ ảo hố XenServer Citrix 11 1.3 Các lợi ích ảo hóa 13 CHƢƠNG 2: CÁC CÔNG NGHỆ GIÚP ẢO HĨA HỆ THỐNG TẠI TẬP ĐỒN VNPT