Ảo Hóa Với Vmware ESX Server và Xây Dựng Mô Hình Ứng Dụng Ảo Hóa Cho Doanh Nghiệp Nhỏ

Ảo Hóa Với Vmware ESX Server và Xây Dựng Mô Hình Ứng Dụng Ảo Hóa Cho Doanh Nghiệp Nhỏ

GVHD : Lê Mạnh Hải Công Nghệ Ảo Hóa Lời cảm ơn Sau gần 3 tháng nỗ lực tìm hiều và thực hiện,luận văn “ Công Nghệ Ảo Hóa” đã được hoàn thành,ngoài sự cố gắn hết mình của bản thân ,chúng tôi còn nhận được nhiều sự động viên,khích lệ từ gia đình, thầy cô và bạn bè.Trước hết chúng tôi xin chân thành cảm ơn cha mẹ,anh chị ,là những người luôn động viên và và tạo mọi điều kiện tốt đề chúng con hoàn thành luận văn này.Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô của trường Đại Học Kĩ Thuật Công Nghệ truyền đạt nhiều kinh nghiệm và kiến thức quý báo cho chúng em trong suốt quá trình học tập.Đặc biệt chúng em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Lê Mạnh Hải và các thầy cô trong khoa công nghệ thông tin đã tận tình giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp.Xin cảm ơn tất cả các bạn bè đã và đang giúp đỡ động viên chúng tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.Mặc dù đã cố gắn hết sức để hoàn thành luận văn này,nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót.Chúng em rất mong nhận được sự thông cảm và đóng góp,chỉ bảo tận tình của quý thầy cô và bạn bè. TP Hồ Chí Minh ,Ngày… Tháng… Năm 2010Nhóm sinh viên thực hiệnNguyễn Văn Van,Phạm Ngọc ĐạoSVTH : Nguyễn Văn Van,Phạm Ngọc Đạo Trang 1 GVHD : Lê Mạnh Hải Công Nghệ Ảo Hóa LỜI NÓI ĐẦUNgày nay,nền kinh tế đang trên đà tăng trưởng mạnh. Cùng với nó là sự tiến bộ vượt bậc của nền khoa học công nghệ,đặc biệt là công nghệ thông tin. Máy tính đã giúp con người rất nhiều từ tối ưu hóa công việc,giảm thời gian làm việc,tăng hiệu suất và mang lại hiệu quả cao.Với tình hình phát triển như hiện nay thì bất cứ một cơ quan,tổ chức nào cũng cần một hệ thống máy chủ (Server) chứ không phải chỉ một vài máy tính con đơn lẻ nữa. Máy chủ thực ra cũng là một máy tính nhưng có cấu hình,tính năng và các chức năng lớn hơn hẳn các máy tính thông thường. Nó dùng làm trung tâm liên kết các máy tính và thiết bị mạng trong một cơ quan, tổ chức lại với nhau,là một trung tâm dữ liệu nơi chia sẻ và lưu trữ dữ liệu.Và các dữ liệu này luôn sẵn sàng đối với người dùng hợp lệ được phép truy cập vào nó. Nói chung máy chủ là một máy tính mà nó cung cấp các dịch vụ đang chạy trên nó cho nhiều máy tính khác. Các dịch vụ đó có thể như là : Application service  File service  Database service Mail service  Ftp service Web service Authentication Service…Thế nhưng thực tế cho ta thấy rằng các máy chủ sử dụng rất ít tài nguyên phần cứng của nó,chỉ từ 10% đến 30% cho một loại dịch vụ và phần tài nguyên còn lại thì không dùng đến,do vậy sinh ra lãn phí. Vì vậy nhu cầu thực thực tế là làm sao có thể tận dụng các phần tài nguyên còn lại đó một cách hiệu quả. Trong luận văn này chúng em sẻ trình bày về công nghệ ảo hóa để giải quyết vấn đề này.SVTH : Nguyễn Văn Van,Phạm Ngọc Đạo Trang 2 GVHD : Lê Mạnh Hải Công Nghệ Ảo Hóa MỤC LỤCChương 1 : Tổng Quan1.1 : Bối cảnh Trang 71.2 : Nhiệm vụ đô án .Trang 81.3 : Cấu trúc đồ án Trang 8Chương 2 : Công Nghệ Ảo Hóa2.1 : Tổng quan ảo hóa .Trang 102.1.1 : Khái niệm ảo hóa .Trang 102.1.2 : Lịch sử ra đời .Trang 112.1.3 : Các thành phần của một hệ thống ảo hóa .Trang 112.1.3.1 : Tài nguyên vật lý .Trang 122.1.3.2 : Phần mềm ảo hóa Trang 122.1.3.3 : Máy ảo .Trang 132.1.3.4 : Hệ điều hành khách Trang 132.2 : Các loại ảo hóa .Trang 132.2.1: Type 1 – VMM-Hypervisor Trang 142.2.2: Type 2 – VMM .Trang 152.2.3 : Hybrid .Trang 162.2.4 : Monolithic Hypervisor Trang 172.2.5 : Microkernelized Hypervisor .Trang 182.3 : Các lợi ích của công nghệ ảo hóa .Trang 19Chương 3 : Các Công Nghệ Giúp Ảo Hóa Hệ Thống3.1 : Công nghệ máy ảo Trang 223.2: Công nghệ Raid .Trang 243.2.1 : Khái niệm Raid .Trang 243.2.2 : Lịch sử ra đời và phát triển của Raid .Trang 25SVTH : Nguyễn Văn Van,Phạm Ngọc Đạo Trang 3 GVHD : Lê Mạnh Hải Công Nghệ Ảo Hóa 3.2.3 : Các Chuẩn Raid .Trang 243.2.3.1 : Chuẩn Striping .Trang 253.2.3.2 : Chuẩn Duplexing .Trang 263.2.3.3 : Chuẩn Parity Raid .Trang 263.2.4 : Các Loại Raid .Trang 263.2.4.1 : Raid level 0 .Trang 273.2.4.2 : Raid level 1 Trang 273.2.4.5 : Raid level 5 Trang 273.2.4.6 : Raid level 1-0 .Trang 283.3 : Công nghệ lưu trữ mạng Sans Trang 303.3.1 : Công nghệ Sans Trang 303.3.1.1 : Định nghĩa Sans Trang 303.3.1.2 : Lợi ích của Sans Trang 303.3.1.3 : Các loại Sans .Trang 303.4 : Công nghệ Hight Availability Trang 313.4.1 : Yêu cầu phần cứng .Trang 313.4.2 : Ưu điểm .Trang 323.4.3 : Hạn chế Trang 32Chương 4 : Ảo Hóa Với Vmware ESX Server 4.1 : Giới thiệu Trang 344.2: Cấu trúc Vmware ESX Server Trang 344.2.1 : Console Operating System Trang 364.2.2 : Vmkernel Trang 374.2.3 : ESX Boot Process .Trang 374.2.3.1 : LILO Trang 374.2.3.2 : Init .Trang 38SVTH : Nguyễn Văn Van,Phạm Ngọc Đạo Trang 4 GVHD : Lê Mạnh Hải Công Nghệ Ảo Hóa 4.2.4 : Phần cứng ảo .Trang 384.2.5 : Tính năng của ESX Server Trang 394.2.5.1 : Virtual Machine File System (VMFS) .Trang 404.2.5.2 : Virtual symmetric multi-processing (Virtual SMP) .Trang 404.2.5.3 : VMware High Availability (VMHA) Trang 404.2.5.4 : VMotion & Storage Vmotion Trang 424.2.5.5 : VMware Consolidated Backup (VCB) .Trang 434.2.5.6 : Vcenter update Manager Trang 444.2.5.7 : Distributed resource scheduler( DRS) Trang 444.2.5.8 : Distributed Power Manager (DPM) .Trang 454.2.5.9 : VMware vShere Data Recovery Trang 454.2.5.10 : Virtual Center (VC) & Infrastructure Client (VI Client) Trang 45Chương 5 : Xây Dựng Mô Hình Ứng Dụng Ảo Hóa Cho Doanh Nghiệp Nhỏ5.1 : Mục tiêu giải pháp Trang 475.2 : Mô hình ứng dụng Trang 475.3 : Yêu cầu .Trang 485.4 : Triển khai hệ thống Trang 485.4.1 : cài đặt Vmware ESX Server .Trang 485.4.2 : giao diện đăng nhập chính .Trang 555.4.3 : quản lý ESX Server với VM vSphere client Trang 565.4.4 : Tạo máy ảo Trang 575.4.5 : Quản lý và theo dõi máy ảo Trang 625.4.6 : Triển khai máy chủ Trang 645.4.6.1 : Domain + File Server .Trang 65SVTH : Nguyễn Văn Van,Phạm Ngọc Đạo Trang 5 GVHD : Lê Mạnh Hải Công Nghệ Ảo Hóa 5.4.6.2 : Mail Server .Trang 665.4.6.3 : Web + Ftp Server .Trang 70Chương 6 : Kết Luận 6.1 : Những điều đã đạt được Trang 726.2 : Những hạn chế Trang 726.3 : Hướng phát triền .Trang 73Tài Liệu Tham Khảo .Trang 74 SVTH : Nguyễn Văn Van,Phạm Ngọc Đạo Trang 6 GVHD : Lê Mạnh Hải Công Nghệ Ảo Hóa Chương 1 :Tổng Quan1.1 : Bối Cảnh.Nền công nghệ thông tin trên thế giới đang phát triển với tốc độ nhanh chóng.Ngày càng nhiều sản phẩm và nhiều tiện ích được phát triển và đưa đến tay người dùng. Các công nghệ cũ dần dần đã thể hiện nhiều mặt hạn chế và không phù hợp với nhu cầu thực tiễn nữa,đặc biệt trong thời buổi kinh tế phát triển không ổn định như lúc này, các doanh nghiệp phải đối mặt với nhiều rủ ro . Do đó yêu cầu nhất thiết được đặt ra là tìm mọi cách để giảm thiểu các chi phí có thể. Trong lĩnh vực công nghệ thông tin thì công nghệ ảo hóa là giải pháp lý tưởng cho các doanh nghiệp có thể giải quyết bài toán về các trung tâm dữ liệu của họ. Công nghệ này giúp giảm thiểu chi phí đầu tư mua nhiều máy chủ,tiết kiệm điện năng ,hệ thống làm mát …Nhiệm vụ của công nghệ ảo hóa chính là tận dụng tối đa hiệu suất làm việc của các máy chủ bằng cách cho phép cài đặt nhiều máy chủ ứng dụng trên một máy chủ vật lý duy nhất. Và việc quản lý cũng trở nên dễ dàng hơn khi quản lý tập trung nhiều máy trên một máy chủ duy nhất. Vấn đề khó khăn của công nghệ này chính là sự an toàn dữ liệu khi lo lắng rằng nếu máy chủ này bị sự cố về ổ đĩa thì sẽ bị mất dữ liệu. Tuy nhiên vấn đề đó đã được khắc phục bằng một loạt các công nghệ đảm bảo an toàn dữ liệu và hoạt động ổn định của máy chủ như công nghệ High Availability,Vmmonitor,raid ,công nghệ lưu trữ mạng SAN.Hiện nay các nhà cung cấp các sản phẩm phần mềmmáy chủ đều ra sức tập trung để nghiên cứu và phát triển công nghệ này.nổi bật là VMware và Microsoft.Đây là hai nhà cung cấp đang nắm giữ phần lớn thị trường ảo hóa hiện nay.Tại việt nam,ứng dụng công nghệ ảo hóa còn rất dè dặt do chưa có nhiều doanh nghiệp thấy được nhu cầu cần thiết và nắm được công nghệ này. Bên cạnh đó SVTH : Nguyễn Văn Van,Phạm Ngọc Đạo Trang 7 GVHD : Lê Mạnh Hải Công Nghệ Ảo Hóa thì việc còn thiếu một đội ngũ lành nghề và lo ngại về tính an toàn của công nghệ này cũng làm cho các doanh nghiệp lo ngại và ít chú tâm vào công nghệ này. 1.2 : Nhiệm Vụ Đồ Án .Việc ra đời của công nghệ ảo hóa đã dẫn đến những động lực phát triển và các mục tiêu mới cho các nhà cung cấp sản phẩm ảo hóa cho phù hợp với nhu cầu thị trường và yêu cầu thực tiễn.Nhiệm vụ chính của luận văn là nghiên cứu về công nghệ ảo hóa nhằm ứng dụng xây dựng mô hình ứng dụng ảo hóa cho doanh nghiệp nhỏ.Từ đó có thể cho thấy được các lợi ích mà công nghệ này đem lại và cũng để đánh giá để tìm ra giải pháp xây dựng các giải pháp nhằm tối ưu hóa hệ thống công nghệ thông tin.1.3 : Cầu trúc đồ ánChương 1 : Tổng Quan. Chương này sẽ nêu lên bối cảnh của nền khoa học công nghệ hiện nay ,những hạn và lãn phí khi vẫn áp dụng mô hình truyền thống vào các hê thống máy chủ và nhiệm vụ của đồ án để giải quyết vấn đề này.Chương 2 : Công Nghệ Ảo Hóa. Chương này sẽ giới thiệu về công nghệ mà chúng ta sẽ ứng dụng xây dựng hệ thống,nêu cấu trúc ,các thành phần trong mô hình ảo hóa và các lợi ích mà nó mang lại.Chương 3 : Các Công Ngệ Giúp Ảo Hóa Hệ thống. Chương này sẽ giới thiệu về các công nghệ hữu ích không kém phần quan rọng trong môi trường ảo hóa giúp xây dựng hệ thống an toàn và ổn định.Chương 4 : Ảo Hóa Với máy chủ ESX SVTH : Nguyễn Văn Van,Phạm Ngọc Đạo Trang 8 GVHD : Lê Mạnh Hải Công Nghệ Ảo Hóa  Chương này sẽ trình bày về hệ thống ảo hóa của VMware đó là máy chủ VMware ESX Qua đó sẽ thấy được các ưu điểm và tính năng vượt trội của sản phẩm ảo hóa nàyChương 5 : Xây Dựng Mô Hình Ứng Dụng Ảo Hóa Cho Doanh Nghiệp Nhỏ Chương này sẽ trình bày triển khai xây dựng mô hình thực tế,từ đó sẽ thấy được ưu nhược điểm của ứng dụng.Chương 6: Kết Luận  Trình bày những kết quả đạt được,những hạn chế và hướng phát triển của đề tài.SVTH : Nguyễn Văn Van,Phạm Ngọc Đạo Trang 9 GVHD : Lê Mạnh Hải Công Nghệ Ảo Hóa Chương 2 : Công Nghệ Ảo Hóa.2.1 : Tổng Quan Ảo Hóa2.1.1 : Khái niệm ảo hóaẢo hóa là một công nghệ được ra đời nhằm khai thác triệt để khả năng làm 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 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. Hình 2.1 : Một server vật lý trong hệ thống ảo hóaCác bộ xử lý của hệ thống máy tính lớn được thiết kế hỗ trợ công nghệ ảo hoá và cho phép chuyển các lệnh hoặc tiến trình nhạy cảm của các máy ảo có thể ảnh hưởng trực tiếp đến tài nguyên hệ thống cho hệ điều hành chủ xử lý, sau đó lớp ảo SVTH : Nguyễn Văn Van,Phạm Ngọc Đạo Trang 10 [...]... tính ổn định của hệ thống.thế nên việc ứng dụng ảo hóa trở thành nhu cầu cần thiết của bất kì doanh nghiệp lớn hay nhỏ. Vì thay vì mua mười máy chủ cho mười ứng dụng thì chỉ cần mua một hoặc hai máy chủ có hỗ trợ ảo hóa thì vẫn có thể chạy tốt mười ứng dụng trên.Điều này cho ta thấy sự khác biệt giữa hệ thống ảo hóa và không ảo hóa. Bên cạnh đó việc ứng dụng ảo hóa còn đem lại những lợi ích sau đây ... Công Nghệ Ảo Hóa Chương 4 : Ảo Hóa Với Vmware esx Server 4.1.Giới Thiệu Vmware được mọi người biết đến như là một nhà cung cấp các sản phẩm ảo hóa hàng đầu thế giới Các giải pháp công nghệ và ảo hóa của VMware đã trở thành chuẩn trong ứng dụng doanh nghiệp năm 1999 Vmware giới thiệu sản phẩm vmware workstation Sản phẩm này ban đầu được thiết kế để hỗ trợ việc phát triển và kiểm tra phần mềm và đã trở... 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 tản của một môi trường ảo hóa Nó cho SVTH : Nguyễn Văn Van,Phạm Ngọc Đạo Trang 13 GVHD : Lê Mạnh Hải Công Nghệ Ảo Hóa phép tạo ra các máy ảo cho người sử dụng, quản lý các tài nguyên và. .. 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 dung có những thao tác giống như là đang thao tác trên một lớp phần cứng vật lý thực sự Khi có đủ các thành phần trên thì bạn có thể xây dựng cho mình một hệ thống ứng dụng ảo hóa Ngoài việc lựa chọn phần cứng cho thích hợp bạn còn phải cân nhắc xem phải sử dụng phần mềm ảo hóa gì hoặc loại ảo hóa. .. tác với tài nguyên phần cứng nó phải liên lạc thông qua hệ điều hành chủ.các sản phẩm điển hình cho kiểu ảo hóa này là VMware Server, Microsoft Virtual PC, máy ảo Java Mối liên lạc giữa phần cứng và trình điều khiển thiết bị trên hệ điều hành trong kiểu ảo hóa VMM được mô tả như sau như sau:  Bước đầu tiên mô phỏng phần cứng Lớp ảo hóa hypervisor sẽ tạo ra một phân vùng trên ổ đĩa cho các máy ảo Phân... của sản phẩm ESX server được người dùng đánh giá cao 4.2 : Cấu trúc Vmware Esx Server Máy chủ Esx sử dụng cấu trúc VMM– Hypervisor, nghĩa là máy chủ Esx sẽ tạo một lớp ảo hóa hypervisor để điều khiển quá trình chia sẻ và sử dụng tài nguyên của các máy ảo. nhờ cấu trúc xử lý linh hoạt nên các máy ảo có thể tận dụng tối đa hiệu suất phần cứng và quản lý dễ dàng hơn Trong mô hình này các máy ảo không phải... nhanh hơn là lớp ảo hóa chạy trong trong chế độ hạt nhân (chạy song song với hệ điều hành) trái với Virtual Machine Monitor với lớp ảo hóa chạy trong trong chế độ người dùng (chạy như một ứng dụng cài trên hệ điều hành) Phương pháp ảo hóa Hybird được sử dụng trong hai sản phẩm ảo hóa phổ biến của là Microsoft Virtual PC 2007 và Microsoft Virtual Server 2005 R2 Hình 2.5 : kiến trúc ảo hóa Hybrid 2.2.4... nghệ máy ảo cho phép cài và chạy nhiều máy ảo trên một máy tính vật lý Mỗi máy ảo có một hệ điều hành máy khách riêng lẻ và được phân bố tài nguyên, ổ cứng, card mạng và các tài nguyên phần cứng khác một cách hợp lý Việc phân bố tài nguyên này phụ thuộc vào nhu cầu của từng máy ảo ứng dụng và cũng tùy thuộc vào phương pháp ảo hóa được dùng Đặc biệt khi máy ảo cần truy xuất tài nguyên phần cứng thì nó... máy ảo. Kế hoạch quản lý sử dụng tài nguyên khi có sự tranh chấp một tài nguyên đặc biệt của các máy ảo, điều này dẫn tới sự hiệu quả làm việc của các máy ảo Ngoài ra phần mềm ảo hóa còn cung cấp giao diện quản lý và cấu hình cho các máy ảo 2.1.3.3 : 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. .. trên một máy ảo và được gọi là trình điều khiển chính,trình điều khiển chính này tạo và quản lý các trình điều khiển con cho các máy ảo Khi máy ảo có nhu cầu liên lạc với phần cứng thì trình điều khiển con sẽ liên lạc với trình điều khiển chính và trình điều khiển chính này sẽ chuyển yêu cầu xuốn lớp Hypervisor để liên lạc với phần cứng Tiêu biểu cho ứng dụng loại ảo hóa này là Windows Server 2008 Hyper-V . nghệ ảo hóa nhằm ứng dụng xây dựng mô hình ứng dụng ảo hóa cho doanh nghiệp nhỏ. Từ đó có thể cho thấy được các lợi ích mà công nghệ này đem lại và cũng. trội của sản phẩm ảo hóa nàyChương 5 : Xây Dựng Mô Hình Ứng Dụng Ảo Hóa Cho Doanh Nghiệp Nhỏ Chương này sẽ trình bày triển khai xây dựng mô hình thực tế,từ