ỨNG DỤNG DỊCH VỤ IAAS TRONG QUẢN LÝ MÁY CHỦ ẢO DÙNG PHẦN MỀM VMWARE WORK STATION

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN -*** - BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN “ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY” Đề tài: ỨNG DỤNG DỊCH VỤ IAAS TRONG QUẢN LÝ MÁY CHỦ ẢO DÙNG PHẦN MỀM VMWARE WORK STATION GVHD: TS Trần Thị Hương Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huy Việt Hưng (NT) Hải Phòng, tháng năm 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ MƠN KHOA HỌC MÁY TÍNH -*** - BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN: ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Mã đề tài: 01 Tên đề tài Ứng dụng dịch vụ IAAS quản lý máy chủ ảo dùng phần mềm VMware Workstation Mục đích Tìm hiểu mơ hình sở hạ tầng dịch vụ, xây dựng mơ hình IAAS Cơng việc cần thực • Tìm hiểu mơ hình sở hạ tầng dịch vụ • Xây dựng mơ hình IAAS • Ứng dụng xây dựng báo cáo (sinh viên tự đề xuất) • Phân chia cơng việc nhóm thực theo tiến độ đề • Làm báo cáo tập lớn • Bảo vệ tập lớn Yêu cầu • Kết làm tập lớn: Báo cáo tập lớn • Báo cáo tập lớn phải trình bày theo mẫu quy định (kèm theo), báo cáo kết xuất thành tệp định dạng PDF nộp qua email (không bắt buộc phải in ấn) • Hạn nộp báo cáo tập lớn: 21/03/2017 Tài liệu tham khảo Hải Phòng, ngày 10 tháng năm 2017 NGƯỜI HƯỚNG DẪN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .iii GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY CHƯƠNG 2: CƠ SỞ HẠ TẦNG NHƯ MỘT DỊCH VỤ (IaaS) .10 CHƯƠNG 4: ẢO HÓA MÁY CHỦ BẰNG XENSERVER .15 KẾT LUẬN 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 i DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ Ý nghĩa CNTT Công nghệ thông tin IaaS Infrastructure as a Service PaaS Platform as a Service SaaS Software as a Service iii GIỚI THIỆU Hiện công nghệ thơng tin ngày phát triển, máy vi tính trở thành phần tất yếu sống Chúng ta cần máy tính khắp nơi, công việc nghiên cứu lĩnh vực Khi sử dụng máy tính ngày tăng lên nguồn tài nguyên máy tính dần tăng lên Vậy giải vấn đề nào? Đối với công ty lớn Google, Microsoft việc khai thác nguồn tài nguyên lớn vấn đề lớn Nhưng doanh nghiệp nhỏ nguồn tài nguyên lớn tác động không nhỏ tới kinh doanh Với vấn đề lớn sở hạ tầng công nghệ thông tin (CNTT) máy hỏng, treo ổ cứng, lỗi phần mềm.v.v Đây vấn đề đau đầu cho chủ doanh nghiệp Giải pháp đáp ứng nhu cầu trên? Điện toán đám mây đời cung cấp giải pháp cho tình trạng Chúng ta khơng trơng thấy máy PC, máy chủ riêng doanh nghiệp để lưu trữ liệu, phần mềm mà số “máy chủ ảo” tập trung mạng Các “máy chủ ảo” cung cấp dịch vụ giúp cho doanh nghiệp quản lý liệu dễ dàng hơn, họ trả chi phí cho lượng sử dụng dịch vụ họ, mà không cần phải đầu tư nhiều vào sở hạ tầng quan tâm nhiều đến công nghệ Xu hướng giúp nhiều cho công ty, doanh nghiệp vừa nhỏ khơng có sở hạ tầng mạng, máy chủ để lưu trữ, quản lý liệu tốt Để tìm hiểu điện tốn đám mây phương pháp quản lý máy chủ ảo, nhóm chúng em làm đề tài “ Ứng dụng dịch vụ IAAS (cơ sở hạ tầng dịch vụ) quản lý máy chủ ảo dùng phần mềm VMWare Workstation” IAAS phân phối phần cứng máy tính (máy chủ, cơng nghệ mạng, lưu trữ không gian liệu) dịch vụ, bao gồm việc cung cấp hệ thống điều hành công nghệ ảo hóa quản lý tài ngun Trong q trình làm đề tài nhiều thiếu sót nội dung cách trình bày, mong thầy bạn đóng góp ý kiến để đề tài chúng em hoàn chỉnh Chúng em xin trân thành cảm ơn cô giáo TS Trần Thị Hương thầy cô khoa CNTT – trường ĐH Hàng hải Việt nam nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trình học tập làm tập lớn môn học CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1.1 Khái niệm Điện tốn đám mây (tiếng Anh: cloud computing), gọi điện tốn máy chủ ảo, mơ hình điện tốn sử dụng cơng nghệ máy tính phát triển dựa vào mạng Internet Thuật ngữ "đám mây" lối nói ẩn dụ mạng Internet (dựa vào cách bố trí sơ đồ mạng máy tính) liên tưởng độ phức tạp sở hạ tầng chứa Ở mơ hình điện tốn này, khả liên quan đến công nghệ thông tin cung cấp dạng "dịch vụ", cho phép người sử dụng truy cập dịch vụ công nghệ từ nhà cung cấp "trong đám mây" mà khơng cần phải có kiến thức, kinh nghiệm cơng nghệ đó, khơng cần quan tâm đến sở hạ tầng phục vụ cơng nghệ Theo tổ chức Xã hội máy tính IEEE "Nó hình mẫu thơng tin lưu trữ thường trực máy chủ Internet được lưu trữ tạm thời máy khách, bao gồm máy tính cá nhân, trung tâm giải trí, máy tính doanh nghiệp, phương tiện máy tính cầm tay, " Điện toán đám mây khái niệm tổng thể bao gồm khái niệm phần mềm dịch vụ, Web 2.0 vấn đề khác xuất gần đây, xu hướng cơng nghệ bật, đề tài chủ yếu vấn đề dựa vào Internet để đáp ứng nhu cầu điện toán người dùng Ví dụ, dịch vụ Google AppEngine cung cấp ứng dụng kinh doanh trực tuyến thông thường, truy nhập từ trình duyệt web, phần mềm liệu lưu trữ máy chủ Hình 1: Các ứng dụng đám mây Thuật ngữ cloud computing đời năm 2007 khơng phải để nói trào lưu mới, mà để khái quát lại hướng sở hạ tầng thông tin vốn diễn từ năm qua [cần dẫn nguồn] Quan niệm diễn giải cách đơn giản: nguồn điện toán khổng lồ phần mềm, dịch vụ dịch vụ nằm máy chủ ảo (đám mây) Internet thay máy tính gia đình văn phòng (trên mặt đất) để người kết nối sử dụng họ cần Với dịch vụ sẵn có Internet, doanh nghiệp khơng phải mua trì hàng trăm, chí hàng nghìn máy tính phần mềm Họ cần tập trung vào kinh doanh lĩnh vực riêng có người khác lo sở hạ tầng công nghệ thông tin thay họ Google, theo lẽ tự nhiên, nằm số hãng ủng hộ điện tốn máy chủ ảo tích cực hoạt động kinh doanh họ dựa việc phân phối cloud (virtual server) Đa số người dùng Internet tiếp cận dịch vụ đám mây phổ thông e-mail, album ảnh đồ số 1.2 Lịch sử đời Những khái niệm điện toán đám mây khái niệm bao quát phân phối tài nguyên thông qua mạng lưới tồn cầu từ năm 60 Và sau đến năm 1969 ý tưởng “mạng máy tính” JCR Licklider giới thiệu viết ông Sau giới thiệu, nhiều công ty CNTT thành lập, Internet bắt đầu khởi nguồn Năm 1971, Intel giới thiệu vi xử lý ray Tomlinson – kỹ sư tin học viết ứng dụng gửi tin nhắn từ máy đến máy khác Năm 1974 Bill Gates Paul Allen sang lập Microsoft, Steve Wozniak Steve thành lập Apple Computers Năm 1976 khái niệm Ethernet giới thiệu Robert Metcalfe Vào thập niên năm 80 có bùng nổ mạnh mẽ ngành cơng nghiệp máy tính, đến nắm 1980 có triệu máy tính sử dụng Năm 1981 IBM giới thiệu mẫu máy tính cho người dùng cá nhân năm sau đó, Microsoft giới thiệu hệ điều hành MS-DOS Năm 1990 đánh dấu bước ngoặt đời phương thức kết nối chưa có “Word Wide Web” phát triển CERN Năm 1993 trình duyệt xuất cấp phép cho công ty tư nhân để truy cập Internet Những bước tiến công nghệ, số công ty bắt đầu nghỉ đến khả áp dụng Internet để làm thương mại tiếp cận khách hàng cách nhanh Chính thúc đẩy đời số công ty công nghệ: năm 1994 Netscape thành lập sau năm 1995 Amazon & Ebay thức đời Thuật ngữ điện tốn đám mây xuất bắt nguồn từ ứng dụng điện toán lưới (grid computing) thập niên 1980, điện toán theo nhu cầu (utility computing) phần mềm dịch vụ (SaaS) Điện toán lưới đặt trọng tâm vào việc di chuyển tải công việc (workload) đến địa điểm tài nguyên điện toán cần thiết để sử dụng Một lưới nhóm máy chủ mà nhiệm vụ lớn chia thành tác vụ nhỏ để chạy song song, xem máy chủ ảo Với điện toán đám mây, tài ngun điện tốn máy chủ định hình động cắt nhỏ từ sở hạ tầng phần cứng trở nên sẵn sàng thực nhiệm vụ, hỗ trợ môi trường điện toán lưới Web ba lớp chạy ứng dụng truyền thống hay ứng dụng Web 2.0 CHƯƠNG 3: ẢO HÓA MÁY CHỦ 3.1 Khái niệm Ảo hóa máy chủ cơng nghệ đời nhằm khai thác triệt để khả làm việc phần cứng hệ thống máy chủ Nó hoạt động tầng trung gian hệ thống phần cứng máy tính phần mềm chạy Ý tưởng cơng nghệ ảo hóa máy chủ từ máy vật lý đơn lẻ tạo thành nhiều máy ảo độc lập Ảo hóa cho phép tạo nhiều máy ảo máy chủ vật lý, máy ảo cấp phát tài nguyên phần cứng máy thật gồm có Ram, CPU, Card mạng, ổ cứng, tài nguyên khác hệ điều hành riêng Khi chạy ứng dụng, người sử dụng không nhận biết ứng dụng chạy lớp phần cứng ảo 3.2 Các thành phần hệ thống ảo hóa Hình 3: Các thành phần hệ thống ảo hóa • Tài ngun vật lý (host machine / host hadware): Các tài nguyên vật lý môi trường ảo hóa cung cấp tài nguyên mà máy ảo sử dụng tới Một mơi trường tài ngun lớn cung cấp cho nhiều máy ảo chạy nâng cao hiệu làm việc máy ảo Các tài nguyên vật lý kể đến là ổ đĩa cứng, ram, card mạng… 12 • Các phần mềm ảo hóa (virtual software): Lớp phần mềm ảo hóa cung cấp truy cập cho máy ảo đến tài nguyên hệ thống Nó chịu trách nhiệm lập kế hoạch phân chia tài nguyên vật lý cho máy ảo Phần mềm ảo hóa tảng mơi trường ảo hóa Nó cho phép tạo máy ảo cho người sử dụng, quản lý tài nguyên cung cấp tài nguyên đến máy ảo Ngoài phần mềm ảo hóa cung cấp giao diện quản lý cấu hình cho máy ảo • Máy ảo (virtual machine): Thuật ngữ máy ảo dùng chung miêu tả máy ảo (lớp 3) hệ điều hành ảo (lớp 4) Máy ảo thực chất phần cứng ảo, môi trường hay phân vùng ổ đĩa Trong mơi trường có đầy đủ thiết bị phần cứng máy thật Đây kiểu phần mềm ảo hóa dựa phần cứng vật lý Các hệ điều hành khách mà cài máy ảo phần cứng mà nhìn thấy phần cứng ảo • Hệ điều hành khách(guest operating system): Hệ điều hành khách xem phần mềm (lớp 4) cài đặt máy ảo (lớp 3) giúp ta sử dụng dễ dàng xử lý cố mơi trường ảo hóa Nó giúp người dùng có thao tác giống thao tác lớp phần cứng vật lý thực 3.3 Ưu – Nhược điểm mơ hình IaaS 3.3.1 Ưu điểm • Tồn quyền kiểm sốt nguồn tài ngun máy tính thơng qua truy cập quản trị máy ảo: IaaS cho phép khách hàng truy cập vào tài nguyên máy tính thơng qua truy cập quản trị máy ảo theo cách sau đây: − Khách hàng phát hành lệnh hành để cung cấp dịch vụ đám mây để chạy máy ảo lưu liệu máy chủ đám mây − Khách hàng phát hành lệnh hành để máy ảo mà họ sở hữu để khởi động máy chủ web cài đặt ứng dụng • Cho thuê linh hoạt hiệu phần cứng máy tính: Nguồn IaaS máy ảo, thiết bị lưu trữ, băng thông, địa IP, dịch vụ giám sát, tường lửa, vv làm sẵn có cho khách hàng 13 thuê Việc toán dựa số lượng thời gian cho khách hàng giữ lại nguồn tài nguyên Ngoài với truy cập quản trị máy ảo, khách hàng chạy phần mềm, chí hệ điều hành tùy chỉnh • Khả di chuyển, khả tương tác với ứng dụng cũ: Có thể trì di sản ứng dụng khối lượng công việc đám mây IaaS Ví dụ, ứng dụng mạng máy chủ web máy chủ e-mail mà thường chạy phần cứng máy chủ khách hàng nước chạy từ máy ảo IaaS đám mây 3.3.2 Nhược điểm • Khả tương thích với lỗ hổng bảo mật di sản: Bởi IaaS cung cấp cho khách hàng để chạy phần mềm kế thừa sở hạ tầng nhà cung cấp, cho thấy nhiều khách hàng cho tất lỗ hổng bảo mật phần mềm kế thừa • Máy sprawl ảo: Các máy ảo trở nên out-of-date liên quan đến cập nhật bảo mật IaaS cho phép khách hàng để vận hành máy ảo hoạt động, đình off nhà nước Tuy nhiên, nhà cung cấp tự động cập nhật máy ảo vậy, chế khó khăn phức tạp • Vững mạnh cô lập VM cấp: IaaS cung cấp môi trường bị cô lập với khách hàng cá nhân thông qua hypervisor Hypervisor lớp phần mềm bao gồm phần cứng hỗ trợ ảo hóa để phân chia máy tính vật lý thành nhiều máy ảo • Thực hành xóa liệu: Các khách hàng sử dụng máy ảo sử dụng nguồn tài nguyên đĩa thông thường cung cấp nhà cung cấp điện toán đám mây Khi khách hàng phát hành tài nguyên, nhà cung cấp điện toán đám mây phải đảm bảo khách hàng để thuê tài nguyên không quan sát dư lượng liệu từ khách hàng trước 14 CHƯƠNG 4: ẢO HÓA MÁY CHỦ BẰNG XENSERVER 4.1 Yêu cầu phần cứng Citrix XenCenter ứng dụng Windows cài máy thật máy ảo Chương trình tương thích với phiên Windows nào: Windows XP, Vista, 7, Server 2003, 2008 2008RC XenCenter yêu cầu NET Framework 3.5 Yêu cầu khuyến nghị sau: Tần số 1GHz, RAM tối thiểu 2GB, tốc độ NIC 100Mbps độ phân giải hình tối thiểu 1024x768 Chương trình chiếm 100MB khơng gian đĩa cứng 4.2 Cài đặt chương trình phần mềm 4.2.1 Cài đặt VMware Cài đặt máy ảo VMware bình thường theo hướng dẫn Hình 4: Cài đặt chương trình VMware 15 4.2.2 Cài đặt XenServer XenCenter a) Yêu cầu hệ thống XenServer chạy trực tiếp phần cứng đồng nghĩa với việc khơng có thứ nằm phần cứng XenServer Nói cách khác, XenServer nghĩa hệ điều hành Nó giao tiếp trực tiếp với phần cứng, gồm card mạng (NIC) điều khiển lưu trữ Chương trình yêu cầu CPU 64 bit kích hoạt Intel VT AMD-V Nhưng, khuyến nghị từ nhà cung cấp XenServer cài CPU khơng kích hoạt Intel VT hay AMD-V Tuy nhiên, tiện ích tính bị hạn chế Nhớ rằng, XenServer chương trình ảo hóa phần Nó sử dụng kỹ thuật ảo hóa phần ảo hóa server Do đó, chương trình đòi hỏi xử lý server vật lý có khả thực cơng nghệ ảo hóa để ta tận dụng hết khả Người dùng cần tối thiểu 2GB RAM để cài đặt XenServer, theo khuyến nghị, nên sử dụng 8GB RAM, đặc biệt người dùng dự định tạo nhiều máy ảo Bản thân XenServer yêu cầu 16GB nhớ nhưng, ta cần nhiều không gian cho máy ảo Chương trình hoạt động với điều khiển NIC 100Mb Tuy nhiên, điều khiển Gigabit hay chí 10Gigabit khuyến nghị Có thể đặt 1TB RAM, 16 NIC 64 xử lý logic máy chủ (host) vật lý chạy XenServer Nhớ xử lý logic kết hợp nhiều lõi Hãy kiểm tra danh sách phần cứng tương thích (HCL) hcl.xensource.com trước trả tiền mua phần cứng hay thiết bị ngoại vi dự đính gắn vào server 16 Trong hầu hết trường hợp, người dùng tìm đến nhà cung cấp phần mềm bảo cho họ định làm với server (ví dụ làm XenServer), trước hết, nhà cung cấp kiểm tra tính tương thích Tuy nhiên, kiểm tra phần cứng thiết bị ngoại vi, NIC… HCL để tránh phát sinh trình cài đặt sử dụng sau XenServer thực cài phần cứng lớp server Tuy nhiên, phân phối Linux sử dụng kỹ thuật ảo hóa phần nên tương thích với nhiều loại máy để bàn hay chí laptop Bung file ISO vào server vật lý b) Cài đặt chương trình Hình 5: Màn hình khởi động cài đặt Sau khởi động, chương trình bắt đầu cài đặt tự động Đầu tiên, chương trình muốn biết loại bàn phím người dùng dự định sử dụng Chọn loại kích OK.Xong sau dó kích ok lần 17 Hình 6: Màn hình u cầu cho biết loại bàn phím sử dụng Kích Accept EULA sau đọc điều khoản quyền Nếu chưa kích hoạt Intel VT (AMD-V) máy người dùng thấy: Hình 7: Màn hình điều khoản quyền Việc phải làm lúc trở BIOS kích hoạt Intel VT (AMD-V) Bây quan sát điều xảy sau kích OK Hệ thống hỏi người dùng muốn cài XenServer đâu Chọn vị trí cài đặt kích OK.sau Chọn nguồn cài đặt Trong trường hợp này, ta sử dụng nguồn cục hệ thống thực tế, nguồn HTTP, FTP NFS Kích OK 18 Hình 8: u cầu vị trí cài đặt Một thơng báo hỏi có muốn cài thêm gói phụ driver hay khơng Trong này, ta chọn No Sau đó, người dùng hỏi có muốn kiểm tra tính tồn vẹn file ISO tải để đảm bảo không bị lỗi hay không Nếu chắn file ISO tốt, chọn skip verification kích OK Hình 9: u cầu cài gói chương trình phụ trợ Đặt mật cho tài khoản quản trị kích OK Bạn chọn cho phép DHCP gán địa IP tự tay gán địa IP Trong này, ta để DHCP thực 19 Hình 10: Đặt mật Tiếp theo bước cấu hình Hostname Cũng bên trên, ta để DHCP cấu hình tự cấu hình Trong này, Hostname gán tên “xs.trainsignal.com” Tuy nhiên, cấu hình DNS thiết lập DHCP Kích OK Xác định vị trí địa lý kích OK Hình 11: Cấu hình Hostname Xác định thành phố hay khu vực cư trú kích OK Nếu có server NTP, cấu hình xác thời gian tối quan trọng XenServer Nếu muốn thực nhiều cài đặt XenServer, người dùng phải có server 20 NTP mạng Khi có server NTP, chọn Using NTP hình sau nhập địa IP server NTP Nhưng để liền mạch, ta chọn Manual time entry option nhấn OK Hình 12: Xác định vị trí Kích Install XenServer Màn hình chuẩn bị cài đặt .Nếu chọn cài đặt thời gian thủ công, ta thấy sau: Nhập thời gian xác sau kích OK 21 Hình 13: Nhập thời gian hệ thống Khi thông báo cài đặt thành công ra, kích OK để kết thúc Khởi động lại máy để XenServer sẵn sàng hoạt động Hình 14: Khởi động lại máy để sẵn sàng Dưới cấu hình server Một địa IP ấn định ta kết nối tới server sau 22 Hình 15: Cấu hình server 23 4.2.3 Cài đặt XenCenter Khởi chạy cài Về bản, ta cần nhấn Next liên tục đến hình có nút Install Kích vào Install Hình 16: Giao diện khởi động chương trình cài đặt Khi chương trình cài đặt xong nhấn vào Finish hình bên dười: Hình 17: Giao diện kết thúc cài đặt 24 KẾT LUẬN Điện toán đám mây hay gọi điện tốn máy chủ ảo xu hướng ngày Thuật ngữ điện tốn đám mây đời khơng phải để nói trào lưu mà để khái quát lại hướng sở hạ tầng thông tin vốn diễn từ năm qua Các nguồn thơng tin tính tốn khổng lồ nằm máy chủ ảo (đám mây) truy cập thơng qua Internet thay máy tính gia đình văn phòng để người kết nối sử dụng cần Điện tốn đám mây khái niệm hồn chỉnh cho xu hướng không nhiều doanh nghiệp khơng có máy chủ riêng mà có máy tính với số phần mềm bản, tất phụ thuộc vào đám mây Với dịch vụ có sẵn Internet, doanh nghiệp khơng phải mua trì hàng trăm, hàng nghìn máy tính phần mềm kèm theo mà họ cần tập trung cơng việc có người khác lo sở hạ tầng công nghệ thay họ Với việc nghiên cứu điện toán đám mây, cụ thể dịch vụ IAAS, báo cáo tập trung tìm hiểu khái niệm điện tốn đám mây nói chung, cơng nghệ đám mây riêng nói riêng ứng dụng vào phân tích, xây dựng thử nghiệm hệ thống máy chủ ảo với dịch vụ sở hạ tầng Hệ thống hoạt động người sử dụng dùng thử chức đặt 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bài giảng điện toán đám mây - TS Trần Thị Hương - Trường ĐH Hàng hải Việt Nam [2] Giáo trình Điện tốn đám mây – PGS.TS Huỳnh Quyết Thắng – NXB Bách khoa Hà Nội [3] Nguyễn Như Sơn (12/2009), Nghiên cứu mơ hình điện tốn đám mây ứng dụng, Báo cáo khoa học cấp sở, Viện CNTT - Viện khoa học công nghệ Việt Nam [4] Nguyễn Như Sơn (12/2010), Nghiên cứu mơ hình điện tốn đám mây theo cơng nghệ mở ứng dụng, Báo cáo khoa học cấp sở, Viện CNTT - Viện khoa học công nghệ Việt Nam [5] Hồng Tiến Trung (2010), Điện tốn đám mây ứng dụng tảng Google App Engine, Luận văn thạc sỹ Công nghệ thông tin 26