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

Để tìm hiểu về điện toán đám mây và phương pháp quản lý máy chủ ảo, nhómchúng em đã làm đề tài “ Ứng dụng dịch vụ IAAS cơ sở hạ tầng như một dịch vụ trong điện toán đám mây”.. IAAS phân

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 TOÁN ĐÁM MÂY

NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN; MÃ SỐ: 114

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Người hướng dẫn: TS Trần Thị Hương

MỤC LỤC

Trang

Lời nói đầu 2

Chương I: Tổng quan về điện toán đám mây 3

I Khái niệm điện toán đám mây 3

II Lịch sử ra đời của điện toán đám mây 4

III Các thành phần của điện toán đám mây 4

IV Các mô hình dịch vụ trong điện toán đám mây 5

V Ưu – Nhược điểm của điện toán đám mây 6

1 Ưu điểm của điện toán đám mây 6

2 Nhược điểm của điện toán đám mây 7

Chương II: Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ ( IAAS ) 8

I Giới thiệu 8

II Ảo hóa máy chủ 8

1 Khái niệm ảo hóa máy chủ 9

2 Các thành phần của một hệ thống ảo hóa 9

III Lợi ích và các vấn đề của mô hình IaaS 11

1 Lợi ích của mô hình IaaS 11

2 Các vấn đề của mô hình IaaS 11

Kết luận 13

Lời nói đầu

Hiện nay công nghệ thông tin ngày càng phát triển, máy vi tính đã trở thành một phần tất yếu của cuộc sống Chúng ta cần máy tính ở khắp mọi nơi, có thể là

do công việc nghiên cứu hoặc trong bất cứ lĩnh vực nào Khi sử dụng máy tính hằng ngày của chúng ta tăng lên thì nguồn tài nguyên máy tính của chúng ta cũng dần tăng lên Vậy chúng ta đã giải quyết vấn đề này như thế nào? Đối với các công ty lớn như Google, Microsoft thì việc khai thác nguồn tài nguyên lớn như vậy cũng không phải là vấn đề lớn Nhưng đối với các doanh nghiệp nhỏ hơn thì nguồn tài nguyên lớn như vậy tác động không nhỏ tới kinh doanh Với những vấn

đề lớn về cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin (CNTT) như máy hỏng, treo ổ cứng, lỗi phần mềm.v.v Đây là một vấn đề đau đầu cho các chủ doanh nghiệp Giải pháp nào có thể đáp ứng nhu cầu trên? Điện toán đám mây ra đời đã cung cấp một giải pháp cho tình trạng này

Chúng ta sẽ không còn trông thấy các máy PC, máy chủ của riêng các doanh nghiệp để lưu trữ dữ liệu, phần mềm nữa mà chỉ còn một số các “máy chủ ảo” tậptrung ở trên mạng Các “máy chủ ảo” sẽ cung cấp các dịch vụ giúp cho doanh nghiệp có thể quản lý dữ liệu dễ dàng hơn, và họ sẽ chỉ trả chi phí cho lượng sử dụng dịch vụ của họ, mà không cần phải đầu tư nhiều vào cơ sở hạ tầng cũng như quan tâm nhiều đến công nghệ Xu hướng này sẽ giúp nhiều cho các công ty, doanh nghiệp vừa và nhỏ không có cơ sở hạ tầng mạng, máy chủ để lưu trữ, quản

lý dữ liệu tốt

Để tìm hiểu về điện toán đám mây và phương pháp quản lý máy chủ ảo, nhómchúng em đã làm đề tài “ Ứng dụng dịch vụ IAAS (cơ sở hạ tầng như một dịch vụ) trong điện toán đám mây” IAAS phân phối phần cứng máy tính (máy chủ, công nghệ mạng, lưu trữ và không gian dữ liệu) như một dịch vụ, nó cũng có thể bao gồm việc cung cấp các hệ thống điều hành và các công nghệ ảo hóa quản lý tài nguyên

Chương I: Tổng quan về điện toán đám mây

I Khái niệm điện toán đám mây

Điện toán đám mây (Cloud Computing) là một giải pháp toàn diện cung cấp công nghệ thông tin như một dịch vụ Nó là một giải pháp điện toán dựa trên Internet ở đó cung cấp tài nguyên chia sẻ giống như dòng điện được phân phối trên lưới điện Các máy tính trong các đám mây được cấu hình để làm việc cùng nhau và các ứng dụng khác nhau sử dụng sức mạnh điện toán tập hợp cứ như thể

là chúng đang chạy trên một hệ thống duy nhất

Tính linh hoạt của điện toán đám mây là một chức năng phân phát tài nguyên theo yêu cầu Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng các tài nguyên

tích lũy của hệ thống, phủ nhận sự cần thiết phải chỉ định phần cứng cụ thể cho một nhiệm vụ Trước điện toán đám mây, các trang web và các ứng dụng dựa trênmáy chủ đã được thi hành trên một hệ thống cụ thể Với sự ra đời của điện toán đám mây, các tài nguyên được sử dụng như một máy tính gộp ảo Cấu hình hợp nhất này cung cấp một môi trường ở đó các ứng dụng thực hiện một cách độc lập

mà không quan tâm đến bất kỳ cấu hình cụ thể nào

II Lịch sử ra đời của điện toán đám mây

Những khái niệm đầu tiên của điện toán đám mây bắt đầu từ những khái niệm bao quát về phân phối tài nguyên thông qua mạng lưới toàn cầu từ những năm 60

Và sau đó đến năm 1969 các ý tưởng về một “mạng máy tính” đã được JCR Licklider giới thiệu trong một bài viết của ông

Sau khi được giới thiệu, nhiều công ty CNTT đã được thành lập, Internet bắt đầu được khởi nguồn Năm 1971, Intel đã giới thiệu bộ vi xử lý đầu tiên và ray Tomlinson – một kỹ sư tin học đã viết một ứng dụng gửi tin nhắn từ máy này đến máy khác Năm 1974 Bill Gates và Paul Allen sang lập Microsoft, Steve Wozniak

và Steve thành lập Apple Computers Năm 1976 khái niệm đầu tiên về Ethernet được giới thiệu bởi Robert Metcalfe

Vào những thập niên những năm 80 đã có sự bùng nổ mạnh mẽ trong ngành công nghiệp máy tính, đến nắm 1980 đã có 5 triệu máy tính được sử dụng Năm

1981 IBM đã giới thiệu mẫu máy tính đầu tiên cho người dùng cá nhân và một năm sau đó, Microsoft đã giới thiệu hệ điều hành MS-DOS

Năm 1990 đánh dấu một bước ngoặt mới ra đời một phương thức kết nối chưa từng có là “Word Wide Web” được phát triển bởi CERN Năm 1993 trình duyệt đầu tiên xuất hiện và đã được cấp phép cho các công ty tư nhân để truy cập

Internet

Những bước tiến công nghệ, một số công ty đã bắt đầu nghỉ đến khả năng áp dụng Internet để làm thương mại có thể tiếp cận khách hàng một cách nhanh hơn Chính vì thế đã thúc đẩy sự ra đời của một số công ty công nghệ: năm 1994 Netscape thành lập và sau đó năm 1995 Amazon & Ebay chính thức ra đời

III Các thành phần của điện toán đám mây

Điện toán đám mây có thể chuyển đổi các chương trình ứng dụng diện rộng theo kiến trúc và phân phối các 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 mô hình dịch vụ trong điện toán đám mây

Tầng cơ sở hạ tầng (IaaS) là nền tảng của đám mây Nó gồm có các tài sản vật

lý – các máy chủ, các thiết bị mạng, các ổ đĩa lưu trữ, v.v…

Tầng giữa là nền tảng hệ thống Nó cung cấp cơ sở hạ tầng của ứng dụng Nền tảng là một dịch vụ (PaaS) cung cấp sự truy cập đến các hệ điều hành và các dịch

vụ có liên quan Nó cung cấp một cách để triển khai các ứng dụng lên đám mây bằng cách sử dụng các ngôn ngữ lập trình và các công cụ do nhà cung cấp hỗ trợ Tầng trên cùng là tầng ứng dụng (SaaS), tầng mà hầu hết mọi người xem như

là đám mây Các ứng dụng chạy ở đây và được cung cấp theo yêu cầu của những người dùng

V Ưu – Nhược điểm của điện toán đám mây

1 Ưu điểm của điện toán đám mây

- Tốc độ xử lý nhanh, cung cấp cho người dùng những dịch vụ nhanh chóng

và giá thành rẻ dựa trên nền tảng cơ sở hạ tầng tập trung (đám mây)

- Chi phí đầu tư ban đầu về cơ sở hạ tầng, máy móc và nguồn nhân lực của người sử dụng điện toán đám mây được giảm đến mức thấp nhất

- Không còn phụ thuộc vào thiết bị và vị trí địa lý, cho phép người dùng truy cập và sử dụng hệ thống thông qua trình duyệt web ở bất kỳ đâu và trên bất

kỳ thiết bị nào mà họ sử dụng (chẳng hạn là PC hoặc là điện thoại di

sự cố mà phải nhờ vào các chuyên gia từ “đám mây” tiến hành xử lý

- Khả năng mở rộng được, giúp cải thiện chất lượng các dịch vụ được cung cấp trên “đám mây”

- Khả năng bảo mật được cải thiện do sự tập trung về dữ liệu

- Các ứng dụng của điện toán đám mây dễ dàng để sửa chữa và cải thiện về tính năng bởi lẽ chúng không được cài đặt cố định trên một máy tính nào

- Tài nguyên sử dụng của điện toán đám mây luôn được quản lý và thống kê trên từng khách hàng và ứng dụng, theo từng ngày, từng tuần, từng tháng Điều này đảm bảo cho việc định lượng giá cả của mỗi dịch vụ do điện toán đám mây cung cấp để người dùng có thể lựa chọn phù hợp

2 Nhược điểm của điện toán đám mây

- Tính riêng tư: Các thông tin người dùng và dữ liệu được chứa trên điện toán đám mây có đảm bảo được riêng tư, và liệu các thông tin đó có bị sử dụng vìmột mục đích nào khác?

- Tính sẵn dùng: các dịch vụ đám mây có bị “treo” bất ngờ, khiến cho người dùng không thể truy cập các dịch vụ và dữ liệu của mình trong những

khoảng thời gian nào đó khiến ảnh hưởng đến công việc

- Mất dữ liệu: Một vài dịch vụ lưu trữ dữ liệu trực tuyến trên đám mây bất ngờngừng hoạt động hoặc không tiếp tục cung cấp dịch vụ, khiến cho người dùng phải sao lưu dữ liệu của họ từ “đám mây” về máy tính cá nhân Điều này sẽ mất nhiều thời gian Thậm chí một vài trường hợp, vì một lý do nào

đó, dữ liệu người dùng bị mất và không thể phục hồi được

- Tính di động của dữ liệu và quyền sở hữu: Một câu hỏi đặt ra, liệu người dùng có thể chia sẻ dữ liệu từ dịch vụ đám mây này sang dịch vụ của đám mây khác? Hoặc trong trường hợp không muốn tiếp tục sử dụng dịch vụ cung cấp từ đám mây, liệu người dùng có thể sao lưu toàn bộ dữ liệu của họ

từ đám mây? Và làm cách nào để người dùng có thể chắc chắn rằng các dịch

vụ đám mây sẽ không hủy toàn bộ dữ liệu của họ trong trường hợp dịch vụ ngừng hoạt động

- Khả năng bảo mật: Vấn đề tập trung dữ liệu trên các “đám mây” là cách thứchiệu quả để tăng cường bảo mật, nhưng mặt khác cũng lại chính là mối lo của người sử dụng dịch vụ của điện toán đám mây Bởi lẽ một khi các đám mây bị tấn công hoặc đột nhập, toàn bộ dữ liệu sẽ bị chiếm dụng Tuy nhiên,đây không thực sự là vấn đề của riêng “điện toán đám mây”, bởi lẽ tấn công đánh cắp dữ liệu là vấn đề gặp phải trên bất kỳ môi trường nào, ngay cả trên các máy tính cá nhân

I.

Chương II: Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ ( IAAS )

I Giới thiệu

Infrastructure as a service (IaaS) là tầng thấp nhất của ĐTĐM, nơi tập hợp các tài sản vật lý như các phần cứng máy chủ, hệ thống lưu trữ và các thiết bị mạng, được chia sẽ và cung cấp dưới dạng dịch vụ IaaS cho các tổ chức hay doanh nghiệp khác nhau Ảo hóa là công nghệ được sử dụng rộng rãi để tạo ra cơ chế chia sẽ và phân phối các nguồn tài nguyên theo yêu cầu Ví dụ về các dịch vụ IaaS như IBM BlueHouse, Vmware, Amazon EC2, Microsoft Azure Platform, Sun Parascale Cloud Storage…

VI Ảo hóa máy chủ

1 Khái niệm ảo hóa máy chủ

Ảo hóa máy chủ là một công nghệ được ra đời nhằm khai thác triệt để khả nănglàm việc của các phần cứng trong một hệ thống máy chủ Nó hoạt động như một tầng trung gian giữa hệ thống phần cứng máy tính 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 Ảo hóa cho phép tạo nhiều máy ảo trên một máy chủ vật

lý, mỗi một máy ảo cũng được cấp phát tài nguyên phần cứng như máy thật gồm

có Ram, CPU, Card mạng, ổ cứng, các tài nguyên khác và hệ điều hành riêng Khi chạy ứng dụng, người sử dụng không nhận biết được ứng dụng đó chạy trên lớp phần cứng ảo

3 Các thành phần của một hệ thống ảo hóa

 Tài nguyên vật lý (host machine / host hadware):

Các tài nguyên vật lý trong môi trường ảo hóa cung cấp tài nguyên mà các máy ảo sẽ sử dụng tới Một môi trường tài nguyên lớn có thể cung cấp được cho nhiều máy ảo chạy trên nó và nâng cao hiệu quả làm việc của các máy ảo Các tài nguyên vật lý có thể kể đến là là ổ đĩa cứng, ram, card mạng…

 Các phần mềm ảo hóa (virtual software):

Lớp phần mềm ảo hóa này cung cấp sự truy cập cho mỗi máy ảo đến tài nguyên hệ thống Nó cũng chịu trách nhiệm lập kế hoạch và phân chia tài nguyên vật lý cho các máy ảo Phần mềm ảo hóa là nền tảng của một môi trường ảo hóa Nó cho phép tạo ra các máy ảo cho người sử dụng, quản lý các tài nguyên và cung cấp các tài nguyên này đến các máy ảo Ngoài ra phần mềm ảo hóa còn cung cấp giao diện quản lý và cấu hình cho các máy ảo

 Máy ảo (virtual machine):

Thuật ngữ máy ảo được dùng chung khi miêu tả cả máy ảo (lớp 3) và hệ điều hành ảo (lớp 4) Máy ảo thực chất là một phần cứng ảo, một môi trường hay một phân vùng trên ổ đĩa Trong môi trường này có đầy đủ thiết

phần cứng vật lý Các hệ điều hành khách mà chúng ta cài trên các máy ảo này không biết phần cứng mà nó nhìn thấy là phần cứng ảo.

 Hệ điều hành khách(guest operating system):

Hệ điều hành khách được xem như một phần mềm (lớp 4) được cài đặt trênmột máy ảo (lớp 3) giúp ta có thể sử dụng dễ dàng và xử lý các sự cố trong môi trường ảo hóa Nó giúp người dùng có những thao tác giống như đang thao tác trên một lớp phần cứng vật lý thực sự

VII Lợi ích và các vấn đề của mô hình IaaS

1 Lợi ích của mô hình IaaS

 Toàn quyền kiểm soát các nguồn tài nguyên máy tính thông qua truy cập quản trị máy ảo:

IaaS cho phép khách hàng truy cập vào tài nguyên máy tính thông qua truycập quản trị máy ảo theo cách sau đây:

 Khách hàng phát hành lệnh hành chính để cung cấp dịch vụ đám mây

để chạy các máy ảo hoặc lưu dữ liệu trên máy chủ đám mây

 Khách hàng phát hành lệnh hành chính để các máy ảo mà họ sở hữu để khởi động máy chủ web hoặc cài đặt ứng dụng mới

 Cho thuê linh hoạt và hiệu quả của phần cứng máy tính:

Nguồn IaaS như máy ảo, thiết bị lưu trữ, băng thông, địa chỉ IP, các dịch vụgiám sát, tường lửa, vv được làm sẵn có cho các khách hàng trên thuê Việcthanh toán được dựa trên số lượng thời gian cho khách hàng giữ lại một nguồn tài nguyên Ngoài ra với truy cập quản trị máy ảo, khách hàng có thểchạy bất kỳ phần mềm, thậm chí là một hệ điều hành tùy chỉnh

 Khả năng di chuyển, khả năng tương tác với các ứng dụng cũ:

Có thể duy trì di sản giữa các ứng dụng và khối lượng công việc giữa các đám mây IaaS Ví dụ, các ứng dụng mạng như máy chủ web hoặc máy chủ e-mail mà thường chạy trên phần cứng máy chủ của khách hàng nước cũng

có thể chạy từ máy ảo trong IaaS đám mây

4 Các vấn đề của mô hình IaaS

 Khả năng tương thích với các lỗ hổng bảo mật di sản:

Bởi vì IaaS cung cấp cho khách hàng để chạy phần mềm kế thừa trong cơ

sở hạ tầng của nhà cung cấp, nó cho thấy nhiều khách hàng cho tất cả các

lỗ hổng bảo mật của phần mềm kế thừa như vậy

 Máy sprawl ảo:

Các máy ảo có thể trở nên out-of-date liên quan đến bản cập nhật bảo mật

vì IaaS cho phép khách hàng để vận hành các máy ảo trong hoạt động, đìnhchỉ và off nhà nước Tuy nhiên, các nhà cung cấp có thể tự động cập nhật máy ảo như vậy, nhưng cơ chế này là khó khăn và phức tạp

 Vững mạnh của cô lập VM cấp:

IaaS cung cấp một môi trường bị cô lập với khách hàng cá nhân thông qua hypervisor Hypervisor là một lớp phần mềm bao gồm phần cứng hỗ trợ ảo hóa để phân chia một máy tính vật lý thành nhiều máy ảo

 Thực hành xóa dữ liệu:

Các khách hàng sử dụng máy ảo lần lượt sử dụng các nguồn tài nguyên đĩa thông thường được cung cấp bởi các nhà cung cấp điện toán đám mây Khi khách hàng phát hành các tài nguyên, các nhà cung cấp điện toán đám mây phải đảm bảo rằng khách hàng tiếp theo để thuê các tài nguyên không quan sát dư lượng dữ liệu từ khách hàng trước đó

Ảo hóa máy chủ bằng VMware ESXi 5.5

I Yêu cầu phần cứng

 CPU từ 2 core trở lên và hỗ trợ CPU x64 bit

 Tối thiểu 4GB Ram

VIII Cài đặt VMware ESXi 5.5

1 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 đó đăng nhập để tải