CƠ SỞ HẠ TẦNG NHƯ MỘT DỊCH VỤ TRONG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP CƠ SỞ HẠ TẦNG NHƯ MỘT DỊCH VỤ TRONG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Sinh viên thực hiện: Nguyễn Mạnh Cường (45423) HẢI PHÒNG - 2017 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP CƠ SỞ HẠ TẦNG NHƯ MỘT DỊCH VỤ TRONG ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY NGÀNH: CƠNG NGHỆ THƠNG TIN; MÃ SỐ: 114 CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Người hướng dẫn: TS Trần Thị Hương HẢI PHÒNG - 2017 MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Chương I: Tổng quan điện toán đám mây .3 I Khái niệm điện toán đám mây II Lịch sử đời điện toán đám mây .4 III Các thành phần điện toán đám mây IV Các mơ hình dịch vụ điện tốn đám mây V Ưu – Nhược điểm điện toán đám mây .6 Ưu điểm điện toán đám mây Nhược điểm điện toán đám mây Chương II: Cơ sở hạ tầng dịch vụ ( IAAS ) I Giới thiệu II Ảo hóa máy chủ .8 Khái niệm ảo hóa máy chủ Các thành phần hệ thống ảo hóa III Lợi ích vấn đề mơ hình IaaS 11 Lợi ích mơ hình IaaS 11 Các vấn đề mơ hình IaaS 11 Kết luận 13 Lời nói đầu Hiện công nghệ thông tin ngày phát triển, máy vi tính trở thành phần tất yếu sống Chúng ta cần máy tính khắp nơi, cơng 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 tốn 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) điện toán đám mây” IAAS phân phối phần cứng máy tính (máy chủ, cơng nghệ mạng, lưu trữ khơng gian liệu) dịch vụ, bao gồm việc cung cấp hệ thống điều hành cơng nghệ ảo hóa quản lý tài nguyên Chương I: Tổng quan điện toán đám mây I Khái niệm điện toán đám mây Điện tốn đám mây (Cloud Computing) giải pháp tồn diện cung cấp công nghệ thông tin dịch vụ Nó giải pháp điện tốn dựa Internet cung cấp tài nguyên chia sẻ giống dòng điện phân phối lưới điện Các máy tính đám mây cấu hình để làm việc ứng dụng khác sử dụng sức mạnh điện toán tập hợp thể chúng chạy hệ thống Tính linh hoạt điện tốn đám mây chức phân phát tài nguyên theo yêu cầu Điều tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng tài nguyên tích lũy hệ thống, phủ nhận cần thiết phải định phần cứng cụ thể cho nhiệm vụ Trước điện toán đám mây, trang web ứng dụng dựa máy chủ thi hành hệ thống cụ thể Với đời điện toán đám mây, tài nguyên sử dụng máy tính gộp ảo Cấu hình hợp cung cấp mơi trường ứng dụng thực cách độc lập mà không quan tâm đến cấu hình cụ thể II Lịch sử đời điện toán đám mây Những khái niệm điện toán đám mây khái niệm bao quát phân phối tài nguyên thông qua mạng lưới toàn 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 công 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 III Các thành phần điện toán đám mây Điện toán đám mây chuyển đổi chương trình ứng dụng diện rộng theo kiến trúc phân phối dịch vụ - Cơ sở hạ tầng (Infrastructure) Lưu trữ đám mây (Cloud Storage) Nền tảng đám mây (Cloud Platform) Ứng dụng (Application) Dịch vụ (Services) Khách hàng (Client) IV Các mơ hình dịch vụ điện tốn đám mây Tầng sở hạ tầng (IaaS) tảng đám mây Nó gồm có tài sản vật lý – máy chủ, thiết bị mạng, ổ đĩa lưu trữ, v.v… Tầng tảng hệ thống Nó cung cấp sở hạ tầng ứng dụng Nền tảng dịch vụ (PaaS) cung cấp truy cập đến hệ điều hành dịch vụ có liên quan Nó cung cấp cách để triển khai ứng dụng lên đám mây cách sử dụng ngơn ngữ lập trình công cụ nhà cung cấp hỗ trợ Tầng tầng ứng dụng (SaaS), tầng mà hầu hết người xem đám mây Các ứng dụng chạy cung cấp theo yêu cầu người dùng V Ưu – Nhược điểm điện toán đám mây Ưu điểm điện toán đám mây - Tốc độ xử lý nhanh, cung cấp cho người dùng dịch vụ nhanh chóng giá thành rẻ dựa tảng sở hạ tầng tập trung (đám mây) - Chi phí đầu tư ban đầu sở hạ tầng, máy móc nguồn nhân lực người sử dụng điện toán đám mây giảm đến mức thấp - Khơng phụ thuộc vào thiết bị vị trí địa lý, cho phép người dùng truy cập sử dụng hệ thống thơng qua trình duyệt web đâu thiết bị mà họ sử dụng (chẳng hạn PC điện thoại di động…) - Chia sẻ tài nguyên chi phí địa bàn rộng lớn, mang lại lợi ích cho người dùng - Với độ tin cậy cao, không dành cho người dùng phổ thơng, điện tốn đám mây phù hợp với yêu cầu cao liên tục công ty kinh doanh nghiên cứu khoa học Tuy nhiên, vài dịch vụ lớn điện tốn đám mây đơi rơi vào trạng thái tải, khiến hoạt động bị ngưng trệ Khi rơi vào trạng thái này, người dùng khơng có khả để xử lý cố mà phải nhờ vào chuyên gia từ “đám mây” tiến hành xử lý - Khả mở rộng được, giúp cải thiện chất lượng dịch vụ cung cấp “đám mây” - Khả bảo mật cải thiện tập trung liệu - Các ứng dụng điện toán đám mây dễ dàng để sửa chữa cải thiện tính lẽ chúng khơng cài đặt cố định máy tính - Tài nguyên sử dụng điện toán đám mây quản lý thống kê khách hàng ứng dụng, theo ngày, tuần, tháng Điều đảm bảo cho việc định lượng giá dịch vụ điện toán đám mây cung cấp để người dùng lựa chọn phù hợp Nhược điểm điện toán đám mây - Tính riêng tư: Các thơng tin người dùng liệu chứa điện tốn đám mây có đảm bảo riêng tư, liệu thông tin có bị sử dụng mục đích khác? - Tính sẵn dùng: dịch vụ đám mây có bị “treo” bất ngờ, khiến cho người dùng truy cập dịch vụ liệu khoảng thời gian khiến ảnh hưởng đến công việc - Mất liệu: Một vài dịch vụ lưu trữ liệu trực tuyến đám mây bất ngờ ngừng hoạt động không tiếp tục cung cấp dịch vụ, khiến cho người dùng phải lưu liệu họ từ “đám mây” máy tính cá nhân Điều nhiều thời gian Thậm chí vài trường hợp, lý đó, liệu người dùng bị khơng thể phục hồi - Tính di động liệu quyền sở hữu: Một câu hỏi đặt ra, liệu người dùng chia sẻ liệu từ dịch vụ đám mây sang dịch vụ đám mây khác? Hoặc trường hợp không muốn tiếp tục sử dụng dịch vụ cung cấp từ đám mây, liệu người dùng lưu tồn liệu họ từ đám mây? Và làm cách để người dùng chắn dịch vụ đám mây khơng hủy tồn liệu họ trường hợp dịch vụ ngừng hoạt động - Khả bảo mật: Vấn đề tập trung liệu “đám mây” cách thức hiệu để tăng cường bảo mật, mặt khác lại mối lo người sử dụng dịch vụ điện toán đám mây Bởi lẽ đám mây bị cơng đột nhập, tồn liệu bị chiếm dụng Tuy nhiên, không thực vấn đề riêng “điện toán đám mây”, lẽ công đánh cắp liệu vấn đề gặp phải môi trường nào, máy tính cá nhân I Chương II: Cơ sở hạ tầng dịch vụ ( IAAS ) I Giới thiệu Infrastructure as a service (IaaS) tầng thấp ĐTĐM, nơi tập hợp tài sản vật lý phần cứng máy chủ, hệ thống lưu trữ thiết bị mạng, chia cung cấp dạng dịch vụ IaaS cho tổ chức hay doanh nghiệp khác Ảo hóa cơng nghệ sử dụng rộng rãi để tạo chế chia phân phối nguồn tài nguyên theo yêu cầu Ví dụ dịch vụ IaaS IBM BlueHouse, Vmware, Amazon EC2, Microsoft Azure Platform, Sun Parascale Cloud Storage… VI Ảo hóa máy chủ Khái niệm ảo hóa máy chủ 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 khơng nhận biết ứng dụng chạy lớp phần cứng ảo Các thành phần hệ thống ảo hóa  Tài nguyên vật lý (host machine / host hadware): Các tài nguyên vật lý mơi trường ảo hóa cung cấp tài ngun mà máy ảo sử dụng tới Một môi trường tài nguyên 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…  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 Ngồi 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 môi 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 10  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 VII Lợi ích vấn đề mơ hình IaaS Lợi ích mơ hình IaaS  Tồn quyền kiểm sốt nguồn tài ngun máy tính thông qua truy cập quản trị máy ảo: IaaS cho phép khách hàng truy cập vào tài nguyên máy tính thông 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 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 Các vấn đề mơ hình IaaS  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: 11 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 12 Ảo hóa máy chủ VMware ESXi 5.5 I Yêu cầu phần cứng  CPU từ core trở lên hỗ trợ CPU x64 bit  Tối thiểu 4GB Ram VIII Cài đặt VMware ESXi 5.5 Tải VMware ESXi 5.5  Truy cập https://my.vmware.com/web/vmware/info/slug/datacenter_cloud_infrastructure/vmware _vsphere/5_5  Kích chọn Get Free Trial  Đăng ký tài khoản Vmware sau đăng nhập để tải 13  Tải file ISO cài đặt Cài đặt VMware ESXi 5.5  Sau download file cài đặt ESXi5.5 cho vào USB để cài đặt  Tại menu boot cài đặt ESXi 5.5 chọn dòng dòng 14  Nhấn phím Enter để tiến hành cài đặt 15  Nhấn phím “F11” để chấp nhận điều khoản  Chọn nơi cài đặt ESXi 5.5  Đặt Password cho user “root” ESXi 5.5 16  Nhấn phím “F11” để chấp nhận việc cài đặt  Giao diện quản lý Console ESXi 5.5  Để cấu IP, hostname, DNS ấn phím F2, yêu cầu nhập Password lúc cài đặt 17  Chọn Configure Manager NetWork -> IP4 để thực cấu hình lại IP cho ESXi 5.5  Cài đặt vSphere client để quản lý ESXi 18  Kết nối với ESXi server với user/pass ESXi server 19  Giao diện quản lý vSphere client 20 Kết luận Điện tốn 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 toán đám mây khái niệm hồn chỉnh cho xu hướng khơng 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 cơng nghệ thay họ Với việc nghiên cứu điện tốn 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 21 ... quan điện toán đám mây .3 I Khái niệm điện toán đám mây II Lịch sử đời điện toán đám mây .4 III Các thành phần điện toán đám mây IV Các mơ hình dịch vụ điện toán đám. .. vụ điện toán đám mây V Ưu – Như c điểm điện toán đám mây .6 Ưu điểm điện toán đám mây Như c điểm điện toán đám mây Chương II: Cơ sở hạ tầng dịch vụ ( IAAS ) ... Chương I: Tổng quan điện toán đám mây I Khái niệm điện toán đám mây Điện toán đám mây (Cloud Computing) giải pháp tồn diện cung cấp cơng nghệ thơng tin dịch vụ Nó giải pháp điện tốn dựa Internet