Nghiên cứu công cụ ảo hóa trên ứng dụng web và kết hợp tối ưu cân bằng tải (tt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Nguyễn Tuấn Linh NGHIÊN CỨU CƠNG CỤ ẢO HĨA TRÊN ỨNG DỤNG WEB VÀ KẾT HỢP TỐI ƯU CÂN BẰNG TẢI Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2013 Luận văn hồn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS.Nguyễn Chiến Trinh Phản biện 1: …………………………………………………… Phản biện 2: …………………………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông Vào lúc: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng MỞ ĐẦU Theo khảo sát gần Enterprise Strategy Group, thị trường Mỹ, 28% DN có kế hoạch sử dụng mơi trường ảo hóa thực ảo hóa máy chủ vịng tháng tới 42% có kế hoạch khai thác ảo hóa năm sau Các ban ngành IT Mỹ sử dụng ảo hóa ảo hóa 24% số máy chủ dự kiến số tăng lên 45% vào năm 2009 Ở quốc gia phát triển Singapore có khoảng 40% DN trang bị kỹ thuật Tại Việt Nam việc ứng dụng cơng nghệ ảo hóa phát triển nhanh chóng dần kh ng định đư c vị tr quan tr ng thị trường công nghệ vi n thông Việc triển khai áp dụng thành công công nghệ b ng việc sử dụng tối ưu ngu n tài nguyên hệ thống chi ph triển khai ban đầu đư c giảm xuống doanh nghiệp nhanh chóng thu h i vốn đầu tư đ y mạnh hiệu ch t lư ng kinh doanh Citrix tập đoàn đa quốc gia đư c thành lập vào năm 1989 chuyên cung c p giải pháp ảo hóa máy chủ Desktop, mạng, Software-as-a-service (SaaS), cơng nghệ điện tốn đám mây sản ph m mã ngu n mở Xen Năm 1995 Citrix giới thiệu đến thê giới tảng ảo hóa NT 3.5 WinFrame, giải pháp ảo hóa ứng dụng Sau h nâng c p tảng ảo hóa NT 4.0 Terminal, giải pháp ảo hóa Desktop Là người tiên phong công nghệ ảo hóa, Citrix cung c p giải pháp ảo hóa đáng tin cậy đư c nhiều doanh nghiệp tin dùng Luận văn “Nghiên cứu công cụ ảo hóa ứng dụng web kết hợp với tối ưu cân tải” với mục đ ch thực kết h p sử dụng phần mềm mô ph ng xây dựng máy t nh laptop cài đ t cơng cụ ảo hóa thực phân chia tài nguyên máy chủ thật thành máy chủ ảo chạy ứng dụng web độc lập kết h p tối ưu cân b ng tải đảm bảo t nh backup cho hệ thống Luận văn g m có chương:  Chương – Tổng quan phương pháp ảo hóa  Chương – Xây dựng mơ hình ảo hóa cho web server  Chương – Mơi trường giả lập cơng cụ ảo hóa  Chương – Thực mô webserver kết hợp tối ưu cân tải – U 1.1 o hóa cơng nghệ phần mềm thay đổi nhanh chóng tồn cảnh lĩnh vực Cơng nghệ Thơng tin (CNTT) cách tính tốn người Máy chủ hệ thống CNTT ngày thường đư c thiết kế để chạy hệ điều hành với vài ứng dụng Điều không khai thác triệt để hiệu hầu hết máy chủ r t lớn o hóa cho phép ta vận hành nhiều máy chủ ảo máy chủ vật lý, dùng chung tài nguyên máy chủ vật lý qua nhiều môi trường khác Các máy chủ ảo khác vận hành nhiều hệ điều hành ứng dụng khác máy chủ vật lý Nhu cầu số hóa liệu, m i ngu n thông tin cần lưu trữ bùng nổ khắp m i nơi cần r t nhiều máy chủ để lưu trữ lư ng thông tin khổng l trung tâm liệu v n đề đ t là: Dung lư ng lưu trữ chúng dần cạn kiệt tăng máy chủ lên vơ tận v p phải v n đề kiến trúc mạng Do cơng nghệ ảo hóa lưu trữ liệu đời nghĩa lưu trữ đư c xử lý b ng b t kỳ phần cứng độc lập Công nghệ cho phép host lúc hệ thống máy khách máy chủ trung tâm liệu đư c nâng c p dung lư ng lưu trữ giảm chi ph tăng dung lư ng trung tâm liệu (cách làm truyền thống không ảo hóa lưu trữ liệu) Về m t kĩ thuật, ảo hóa tách biệt người sử dụng ứng dụng đ c tính phần cứng chuyên biệt hệ thống mà h sử dụng để thực cơng việc máy tính Cơng nghệ hứa hẹn mở sóng cách mạng phần cứng phần mềm hoàn toàn ứ 1.2 Hiện Việt Nam giới áp dụng nhiều phương án ảo hóa hữu hiệu phải kể đến kiểu ảo hóa sau:  o hóa mạng: tạo virtual LAN virtual Nics …  o hóa lưu trữ: tạo hệ lưu trữ ảo  o hóa máy chủ: Tạo máy chủ ảo từ hệ máy chủ thật  o hóa desktop 1.3 Ứ ộ: Toàn phần cứng máy t nh đư c ảo hóa hết để hệ điều hành ảo khác chạy cách đầy đủ bình thường khơng bị thay đổi hay chỉnh sửa Khi đư c ảo hóa tồn phần máy ảo truy cập sử dụng hết m i t nh phần cứng bao g m BIOS driver lệnh nhập/xu t liệu truy cập nhớ Ứng dụng ảo hóa toàn phần bao g m: chia sẻ máy t nh cho nhiều người sử dụng lúc cách ly tài khoản người dùng với để tăng cường t nh bảo mật độ ổn định hiệu su t làm việc hệ thống máy t nh ộ ầ : Khác với ảo hóa tồn phần ảo hóa phần tiến hành ảo hóa số phần cứng nh t định máy t nh nên khơng đủ tài ngun để vận hành hệ điều hành ảo hồn chỉnh thay vào cho phép chạy số phần mềm mà thơi Ưu điểm áo hóa phần d triển khai ảo hóa tồn phần t hữu ch người ta muốn dùng máy ảo để chạy phần mềm quan tr ng h dùng ảo hóa phần để tạo đủ tài nguyên cần thiết để chạy mà khơng cần phải ảo hóa hệ thống phức tạp Nếu dùng ảo hóa tồn phần để chạy phần mềm nh t coi ta lãng ph tài nguyên máy t nh cách vô ch s s : Khái niệm rắc rối nên khơng muốn giải th ch sâu nói cách tóm g n ảo hóa song song khác với loại ảo hóa kể chỗ khơng mơ ph ng phần cứng để chạy hệ điều hành ảo mà thay vào tạo một lớp giao diện phần mềm (hay tập lệnh API) để hệ điều hành ảo hypervisor giao tiếp với xem API ngơn ngữ chung ph a mục đ ch để giảm thiểu thời gian cần thiết thi hành câu lệnh hệ thống Ta tìm hiểu kỹ ảo hóa song song U: Để tăng cường hiệu ảo hóa người ta nhờ đến thành phần r t quan tr ng hệ thống CPU Những CPU hỗ tr ảo hóa từ bên CPU đư c thiết kế đ c biệt để chúng hỗ tr ta tối đa việc tạo chạy máy ảo Vì t nh có liên quan trực tiếp đến phần cứng (cụ thể CPU) nên cần phải kiếm tra xem CPU có hỗ tr sẵn chức ảo hóa hay khơng khơng phải CPU hỗ tr ảo hóa từ phần cứng để kiểm tra tải phần mềm Intel Processor Identification Utility (dành cho CPU Intel) ho cAMD Virtualization Compatibility Tool (dành cho AMD) Một số phần máy ảo v dụ XP Mode (tạo Win XP chạy song song Win 7) đòi h i CPU phải hỗ tr ảo hóa xem chi tiết dịng CPU hỗ tr ảo hóa Intel đây(cột Intel VT-x) May mắn hầu hết CPU Sandy Bridge Ivy Bridge mắt gần hỗ tr chức ảo hóa VT-x từ Intel 1.4 K l ậ o hóa mở khả tận dụng cách tối ưu ngu n tài nguyên hệ thống, hay nói cách khác tăng hiệu su t sử dụng hệ thống Việc ngu n tài nguyên vật lý riêng rẽ đư c h p nh t thành ngu n chung nhờ áp dụng ảo hóa cho phép phân bổ chia sẻ linh hoạt tài nguyên cho đối tư ng sử dụng ngu n tài nguyên h p nh t Sự b t h p lý hiệu su t sử dụng (tức trường h p ngu n tài nguyên vật lý có hiệu su t th p, ngu n tài nguyên vật lý khác lại có tải cao) đư c giảm thiểu o hóa giúp giảm chi ph đầu tư vận hành Với việc áp dụng cơng nghệ ảo hóa, cần thiết bị phần cứng kéo theo giảm bớt diện tích sử dụng để lưu chứa thiết bị phần cứng (phòng máy chủ, trung tâm liệu) nhu cầu chi ph lư ng ngu n điện chi ph làm mát để bảo đảm điều kiện hoạt động cho thiết bị phần cứng giảm Hơn nữa, nhiều trường h p, sử dụng máy (máy chủ) ảo làm giảm số quyền phần mềm cần mua so với dùng máy vật lý, tạo tiết kiệm chi phí quyền – XÂY DỰ MƠ Ì Ứ DỤ CHO WEB SERVER 2.1 Đ Các tổ chức khác đưa phương pháp ảo hóa khác phù h p với cơng nghệ đư c áp dụng Trong chia phương pháp theo công nghệ đư c biết đến nhiều Trong khuôn khổ luận văn chia thành công nghệ VMware XenCitrix OpenVZ công nghệ mà đư c biết đến trình tìm hiểu làm việc công ngh VM ware VMware Workstation phần mềm ảo hóa mạnh mẽ dành cho nhà phát triển, kiểm tra phần mềm chuyên gia công nghệ thông tin cần chạy nhiều hệ điều hành lúc máy máy chủ để nghiên cứu kiểm tra ho c đánh giá sản ph m Các hoạt động chủ yếu đư c mô ph ng máy ảo cho giống thao tác máy thật c điểm lớn nh t khơng có cơng cụ quản lý từ xa Vì nên Vmware workstation khơng đáp ứng đư c nhu cầu hiệu su t độ tin cậy môi trường hệ thống lớn Tuy vmware thật công cụ mạnh mẽ cho việc h c tập giả lập môi trường làm việc cách linh hoạt nhờ vào t nh chạy b t kì hệ điều hành Sản ph m mạnh Vmware mơi trường ảo hóa hệ thống phiên ESX server Đây đơn gói phần mềm mà hệ điều hành riêng Nó khác h n vmware workstation, GSX hay microsof virtual server 2005 gói phần mềm đư c cài đ t vào máy chủ lưu trữ Hệ điều hành ESX hệ điều hành máy chủ đư c thiết kế cho phù h p với nhu cầu ảo hóa ngày phát triển v n đề hiệu su t làm việc hệ thống máy chủ ngày đư c tâm Nó cung c p việc quản lý chia sẻ tài nguyên phần cứng cách ch t chẽ hiệu Và việc quản lý máy ảo chạy đư c d dàng nhờ công cụ hỗ tr từ xa ủ Xe x Xen giám sát máy ảo (VMM) cung c p dịch vụ cho phép nhiều hệ điều hành máy t nh thực thi phần cứng máy t nh cách đ ng thời Citrix tập đoàn đa quốc gia đư c thành lập vào năm 1989 chuyên cung c p giải pháp ảo hóa máy chủ Desktop mạng Software-as-a-service (SaaS) cơng nghệ điện toán đám mây sản ph m mã ngu n mở Xen Citrix có khoảng 230 000 sở toàn cầu trụ sở ch nh đ t Fort Lauderdale Florida Những sản ph m ch nh Citrix Citrix XenApp, Citrix XenDesktop, Citrix XenServer Trong hệ thống Xen Xen hypervisor lớp phần mềm th p nh t ưu tiên nh t Lớp hỗ tr ho c hệ điều hành guest ghi lịch trình CPU vật lý Hệ điều hành guest đư c g i thuật ngữ Xen domain0(dom0) thực thi cách tự động hypervisor boot nhận quyền quản lý đ c biệt truy cập trực tiếp vào m i phần cứng vật lý m c định Quản trị viên hệ thống đăng nhập vào dom0 yêu cầu quản lý b t kỳ hệ điều hành guest bổ sung đư c g i user domain (domU) thuật ngữ Xen ủ e Z Một nhiều công cụ ảo hoá dành cho Linux để lựa ch n OpenVZ phần mềm mi n ph thuộc Virtuozzo SWsoft cung c p OpenVZ Virtuozzo giải pháp ảo hoá mức hệ điều hành cho phép phân vùng server thành máy chủ riêng ảo (VPS) Dạo qua vòng tài liệu hướng dẫn ch nh OpenVZ th y để hiểu đư c đầy đủ sâu sắc công cụ thông qua tài liệu nhà sản xu t không “d xơi” ch “đáng s ” OpenVZ hỗ tr nhiều tảng vi xử lý luân phiên VMware Server Xen dùng đư c cho dịng x86 AMD 64; OpenVZ đư c ch p nhận dòng x86 AMD64 Itanium (IA64) PowerPC UltraSPARC 2.2 Tính chất Bản quyền Phân tích, lự ọ VMWare Server Citrix XenServer Free số t nh Còn lại đại đa số phải mua license Hỗ tr Hosted Hypervisor lẫn hypervisor Bare-metal hypervisor Công nghệ Full Virtualization ảo hóa ho c thuộc dạng / Bare-metal hypervisor Para Virtualization Số máy ảo / 100 máy máy chủ Free với hầu hết t nh nâng cao VM Ware Loại ảo hoá lậ (phụ thuộc vào c u hình phần cứng) ParaVirtualization máy - Đối với Hosted Hypervisor: Chạy - Đư c cài đ t trực tiếp trên hệ điều hành Windows ho c phần cứng máy chủ Điều Linux Điều có nghĩa sử có nghĩa XEN địi h i dụng ứng dụng t n phần cứng trống hoàn toàn chạy VMware Server với Ch nh điều mà đem lại thực Và cuảng hiệu su t tối đa chạy trực Đ c điểm chạy b t kỳ phần cứng hệ điều tiếp phần cứng hành Windows ho c Linux hỗ tr - Đối với Bare-metal Hypervisor: Chạy phần cứng máy chủ Điều có nghĩa cần phải xóa t t ứng dụng liệu máy t nh để cài đ t VMWare Phần cứng: Phần cứng: - CPU Pentium Pro, Celeron, PII, - Yêu cầu hỗ tr 64 bit ảo PIII, AMD K6-2, K6-III, Athlon ho c hoá tương đương tốc độ 266Mhz ho c cao - RAM 1G - Đĩa cứng trống 50Mb (để install C u hình tối thiểu để cài đ t VMWare) + 500Mb cho máy khách - Card hình hỗ tr 256 màu Phần m m: Phần m m: - Các hệ điều hành Windown - Khơng địi h i phần mềm Server:Windows NT 4.0 (Workstation hỗ tr kèm theo ho c Server) + Service Pack 3,4,5 ho c 6; Windows 2000 Professional ho c Server v.v… Ho c hệ điều hành Linux - IE 4.0 (để đ c file Help) - Hệ điều hành: Windown, Linux, Unix, Mac, Vista - Hỗ tr CPU máy ảo hỗ tr hệ điều hành 64bit cho máy ảo Hỗ tr - Hỗ tr thiết bị USB 2.0 - Hỗ tr nhiều hình – Ta thiết lập để VM trải rộng nhiều hình, ho c nhiều VM, với VM hình riêng biệt - Hệ điều hành: Linux 2.4 2.6, NetBSD, FreeBSD - Hỗ tr dòng CPU x86, x86-64, IA64 Hệ điều hành máy ảo thơng Mơ hình kiến trúc Hypervisor Hệ điều hành máy ảo giao tiếp qua giao diện công nghệ Xen với phần tích h p m ng hệ thống Citrix chuyển thành VMware thơng qua giao tiếp với giao diện kết nối trực tiếp xuống tài nguyên phần cứng để tài nguyên phần cứng thiết bị hoạt động - Vmware hoạt động tốt môi trường Linux Với Window VMWare động hoạt không tốt - Chỉ chạy số phần cứng mà hỗ tr performent Window không ổn Hạn chế định - Dạng Hosted Hypervisor VMWare có hiệu su t khơng tốt b ng XEN chạy bên hệ điều hành chủ 2.3 M ì ứ We Se e ì ộ ầ hệ thống phần cứng ban đầu Base Hardware ta dựng hệ điều hành gốc Host operating system Trên hệ điều hành gốc ta đư c thiết lập hệ thống quản lý ảo hóa chiếm phần tài nguyên Sau dựa tài nguyên đư c phân bổ cho hệ thống quản lý ảo hóa ta lại chia thành máy ảo hoạt động server độc lập để chạy phần mềm ứng dụng Các App dựng web server mail server game server ầ , toàn tài nguyên phần cứng hệ thống ta ì xây dựng hệ thống quản lý ảo hóa từ phân bổ thiết lập hệ điều hành cài ứng dụng Với phương án hệ thống đư c quản lý cách nh t quán tập trung ì ộ ( â ) bao g m:  SaaS (Software as a Service): tiếng Việt tạm dịch “phần mềm dịch vụ” Theo định nghĩa hãng nghiên cứu tồn cầu IDC SaaS “phần mềm 10 XenServer khơng phải dòng chủ đạo sản ph n khác nhiên tùy ch n làm đư c đư c download đư c cài đ t hoàn toàn mi n ph không yêu cầu đăng ký hệ điều hành ho c hệ điều hành bên – MƠ 3.1 Ô Ụ lậ VMware Workstation phần mềm ảo hóa mạnh mẽ dành cho nhà phát triển, kiểm tra phần mềm chuyên gia công nghệ thông tin cần chạy nhiều hệ điều hành lúc máy máy chủ để nghiên cứu kiểm tra ho c đánh giá sản ph m Tuy r t mạnh lĩnh vực nghiên cứu h c tập vmware workstation nhiều giới hạn chạy lớp mơ hình ảo hóa Có nghĩa lớp ứng dụng có r t hạn chế quyền truy cập kiểm sốt tài ngun phần cứng Các hoạt động chủ yếu đư c mô ph ng máy ảo cho giống thao tác máy thật c điểm lớn nh t khơng có cơng cụ quản lý từ xa Vì nên Vmware workstation khơng đáp ứng đư c nhu cầu hiệu su t độ tin cậy môi trường hệ thống lớn.tuy vmware thật công cụ mạnh mẽ cho việc h c tập giả lập môi trường làm việc cách linh hoạt nhờ vào t nh chạy b t kì hệ điều hành Các máy chủ ESX cung c p, phân phối chia tài nguyên hệ thống cách linh hoạt.đ c biệt esx hệ điều hành máy chủ nên có thề cung c p cho máy ảo khả tương tác cao nh t với phần cứng tài nguyên hệ thống Vì máy ảo đạt hiệu su t làm việc cao nh t Ngoài hiệu su t độ tin cậy sản ph m ESX server đư c người dùng đánh giá cao We Se e 3.2 3.2.1 Công nghệ Xen Citrix 3.2.2.1 Xen Server Đây giải pháp ảo hóa mi n ph phù h p với doanh nghiệp vừa nh XenServer cung c p t nh cao c p không trả ph bao g m: - Hỗ tr số lư ng máy chủ không giới hạn, máy ảo nhớ vật lý 11 - Cho phép chuyển đổi từ máy chủ ảo thành máy chủ vật lý ngư c lại cần (t nh có t nh ph ) - Chia sẻ hệ thống lưu trữ SAN NAS máy chủ - Quản lý d dàng máy chủ ảo từ nơi nh t - Khi máy chủ vật lý bị lỗi, máy ảo bị ảnh hưởng đư c tự động khởi động máy chủ vật lý khác - Một thư viện máy ảo mẫu đư c c u hình sẵn - Quản lí tập trung việc cập nhật vá lỗi cho máy chủ ảo - Nhân d dàng máy chủ ảo từ máy chủ vật lý sang máy chủ vật lý khác - XenServer mã ngu n mở nên có ưu nhiều người đóng góp xây dựng - XenServer tương th ch hầu hết với phần cứng 3.2.2.2 Xen Desktop Đây giải pháp ảo hóa Desktop Citrix XenDesktop phân phối giao diện người dùng đến b t đâu Các t nh bao g m: - Người dùng truy cập vào giao diện người dùng h b t kì đâu nhiều thiết bị hỗ tr khác PC Mac Smart Phone - Đư c tối ưu hóa hiệu su t bảo mật cho người dùng - Tương th ch với hầu hết hết thiết bị người dùng đầu cuối 3.2.2.3 Xen App XenApp: giải pháp ảo hóa ứng dụng Citrix cho phép người dùng kết nối trực tiếp đến ứng dụng Windows thông qua máy Desktop hay trình duyệt web Những t nh bao g m: - Truy cập ứng dụng Windows thiết bị sử dụng hệ điều hành khơng thuộc Windows có 30 hệ điều hành đư c hỗ tr - Giải pháp yêu cầu ảo ứng dụng Office đư c cài đ t, cho phép số lư ng không giới hạn người dùng truy cập sử dụng - Ứng dụng đư c truyền trực tiếp từ máy chủ đến người dùng làm việc mạng cục hay xa cho phép người dùng tải truy cập ứng dụng Offline - Tương th ch với hầu hết hết thiết bị người dùng đầu cuối 12 3.2.2 Kiến trúc XenServer sản ph m dự án phát triển mã ngu n mở Xen đư c hãng XenSource thực từ năm 2002 Đến năm 2007 hãng Citrix mua lại XenSource sản ph m trở thành Citrix XenServer sử dụng công nghệ “paravirtualization” cho phép hệ điều hành cuả máy ảo (hay g i hệ điều hành guest OS) tương tác với lớp ảo hóa để tăng hiệu tốc độ máy ảo Sử dụng paravirtualization mang lại tốc độ hoạt động nhanh yêu cầu hệ điều hành máy ảo phải có hỗ tr số t nh liên quan đến ảo hóa Xen hỗ tr chức sau: - Máy ảo với hiệu su t gần với phần cứng - Hỗ tr nhiều máy ảo máy vật lý Với chương trình ảo hóa Xen cho server hay giải pháp ảo hóa desktop lớp phần mềm “m ng” (đư c biết đến Xen Hypervisor) đư c cài đ t trực tiếp lên thiết bị phần cứng cơng cụ giao tiếp thiết bị máy chủ hệ thống hệ điều hành th p d dàng cho người sử dụng đầu cuối 3.2.3 Quản lý tài nguyên  Yêu cầu h thống XenServer chạy trực tiếp phần cứng đ ng nghĩa với việc khơng có b t thứ n m phần cứng XenServer Nói cách khác XenServer nghĩa hệ điều hành Nó giao tiếp trực tiếp với phần cứng g m card mạng (NIC) điều khiển lưu trữ Chương trình yêu cầu CPU 64 bit k ch hoạt Intel VT ho c AMD-V Nhưng khuyến nghị từ nhà cung c p XenServer đư c cài CPU khơng đư c k ch hoạt Intel VT hay AMD-V Tuy nhiên tiện ch t nh bị hạn chế Nhớ r ng XenServer chương trình ảo hóa phần Nó sử dụng kỹ thuật ảo hóa phần ảo hóa server Do chương trình địi h i 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 đ t XenServer theo khuyến nghị nên sử dụng t nh t 8GB RAM đ c biệt người dùng dự định tạo nhiều máy ảo Bản thân XenServer yêu cầu 16GB nhớ ta cần nhiều không gian cho máy ảo 13 Chương trình hoạt động với điều khiển NIC 100Mb Tuy nhiên điều khiển Gigabit hay ch 10Gigabit đư c khuyến nghị  u cầu phần cứng a) Máy chủ: Chìa khóa để việc ảo hóa máy chủ thành cơng mơi trường nh bắt đầu với máy chủ host vật lý máy chủ hosting nhiều máy chủ ảo Dù máy chủ vật lý hosting r t nhiều máy ảo nhiên yêu cầu t lư ng tài nguyên CPU r t t so với bạn thừa nhận Phụ thuộc vào phần mềm ảo hóa đư c sử dụng - VMware, Microsoft's HyperV Citrix XenServer ho c phần mềm – bạn chạy số máy ảo đáng ngạc nhiên CPU ho c lõi Lý cho điều phần lớn thời gian máy chủ n m chế độ nhàn rỗi Khi chúng đư c đ t nhiệm vụ cho công việc tài nguyên chúng đư c chia sẻ với thành phần khác RAM CPU đĩa vào mạng tập nh máy ảo thực yêu cầu tài nguyên CPU cao B ng cách l i dụng luật bình quân bạn h p nh t số đáng kể máy chủ vật lý vào máy chủ host b) RAM thiết bị lưu trữ: Khi định lựa ch n xong CPU bước mà bạn cần quan tâm RAM Các máy host ảo ln cần sử dụng nhiều RAM nhiều tốt ch n RAM có tốc độ truy xu t nhanh nh t Càng nhiều Ram bạn có nhiều máy ảo bạn chạy Điều đ c biệt bạn chạy hypervisor (các máy t nh có nhiệm vụ quản lý t t máy chủ ảo) không cung c p t nh chia sẻ nhớ Một số yêu cầu số lư ng RAM cố định cần phải có cho máy ảo RAM đư c định trạng thái tồn vẹn Một số khác thiết lập tiên tiến định đoạn nhớ giống có nhiều máy ảo đ hóa nhớ theo cho phép nhiều RAM đư c định cho nhiều máy ảo t n số t n vật lý bên host Dù cách cung c p cho hệ thống bạn số lư ng RAM r i rào Hệ số thứ ba cần phải xem thiết bị lưu trữ Trong mơi trường nh bạn khơng có Storage Area Network (SAN) ho c thiết bị NAS để quản lý lưu trữ t t image máy ảo máy chủ host phải thực nhiệm vụ Trong trường h p nhiều đĩa tốt Với mục đ ch sử chung ổ cứng 14 SATA mảng RAID ho c RAID đủ đáp ứng m c dù thiết bị SAS cung c p hiệu su t cao Nếu bảo đảm máy chủ vật lý có thêm RAID controller hỗ tr RAID ho c RAID lên kế hoạch lưu trữ bạn theo c) Giao diện mạng: Một lĩnh vực khác cần đư c xem xét cho máy chủ vật lý giao diện mạng Trong nhiều trường h p việc thiết lập tương đối đơn giản b ng cách sử dụng ho c hai network interface controllers(NIC) để hỗ tr tồn mơi trường máy chủ ảo nhiên Ethernet Switch bạn cho phép link bonding ho c link aggregation thời điểm tốt để l i dụng t nh tăng băng thơng có sẵn cho máy ảo bạn B ng cách bonding hai ho c nhiều giao diện mạng gigabit bạn co thể tạo giao diện mạng ảo lớn hỗ tr băng thơng lớn cho người dùng cho máy chủ vật lý khác mạng Nhiều Ethernet Switch cỡ trung bình có hỗ tr t nh xem bạn cần phải xác định phương pháp làm đư c d) Ngu n c p: Câu h i cuối liên quan đến ngu n c p Nói chung bạn ln xây dựng máy chủ có ngu n đơn; nhiên dự định chạy nhiều máy chủ ảo host bạn nên đầu tư ngu n c p dư thừa đôi chút Ở điểm so sánh giống việc đ t trứng vào gi tăng cường khả ổn định gi giúp hoạt động lâu Tuy bước không nh t thiết cần phải có có ngân khố tùy ch n nên cân nhắc Với móng tối thiểu CPU multicore số lư ng RAM đáng kể mảng RAID ho c RAID cho đĩa cứng cục bạn xây dựng đư c máy chủ ảo hóa tráng kiện cho mơi trường làm việc nh 3.3 Ứ ủ We 3.3.1 Lựa chọn cấu hình tài ngun Đối với cơng nghệ ảo Xen Citrix việc phân bổ tài nguyên phần cứng RAM CPU đơn giản thuận tiện nhiên yếu tố phần cứng vật lý ban đầu khó thay đổi sau triển khai cơng nghệ ảo Việc điều chỉnh phần cứng vật lý sau làm ảnh hưởng tới toàn dịch vụ chạy hệ thống phần cứng ảo đư c phân bổ Xen Citrix Do hệ thống Xen Citrix đư c xây dựng ban đầu cần thiết phải đư c xây dựng hệ thống máy chủ vật lý độc lập tài nguyên phân bổ cho dịch vụ 15 tảng ảo phải chia đối xứng hệ thống vật lý độc lập điều đảm bảo t nh dự phịng cho hệ thống có nâng c p thay đổi phần cứng vật lý M ố Ml ể ấ D l ĩ l Minimum 16GB, 40GB or more Windows (32 bit) 1GB 4GB Windows (64 bit) 2GB 32GB Minimum 20GB 512MB 32GB Minimum 32GB 512MB 32GB Windows Server 2003 256MB 32GB 2GB Windows Vista (32 bit) 1GB 4GB 16GB Windows XP SP3 256MB 32GB 1.5GB CentOS 256MB 16GB 800MB Red Hat Enterprise Linux 256MB 16GB 800MB 256MB 32GB 1GB 512MB 16GB 800MB 128MB 32GB 4GB Windows Server 2008 R2 (64 bit) Windows Server 2008 (32/64 bit) SUSE Linux Enterprise Server Oracle Enterprise Linux Debian ữ recommended Minimum 10GB, 40GB or more recommended 3.3.2 Thực cài đặt Quá trình thực cài đ t máy ảo thực bước tương tự máy chủ vật lý thông thường nhiên cần ý cài đ t thêm gói hỗ tr máy ảo Xen Citrix cài đ t hệ điều hành dạng tối giản – khơng cài đầy đủ gói hỗ tr Ch ng hạn web bạn dùng httpd java tomcat php apache cần tải thêm gói tương ứng phù h p với phiên hệ điều hành để sử dụng Ngoài ý cài đ t điều chỉnh hệ thống web đáp ứng theo tiêu chu n an tồn thơng tin chống lỗi bảo mật sql injections xss … Điều r t quan tr ng thời đại cơng nghệ thơng tin phát triển nhanh chóng Việc hệ thống web quảng bá môi trường internet tiềm n nhiều nguy l t lộ liệu m t quyền điều khiển m t mật kh u … từ ảnh hưởng lây truyền tới hệ thống ảo khác server vật lý vùng mạng nội 3.4 K l ậ 16 Cơng nghệ ảo hố có hàng loạt ưu Trước hết giảm chi ph cho doanh nghiệp Ngoài việc tiết kiệm giảm thiểu số lư ng thiết bị máy chủ doanh nghiệp tiết kiệm đư c điện tiêu thụ tiết kiệm diện t ch kê máy chủ không cần nhiều công su t làm mát số lư ng máy chủ thiết bị giảm Cịn ưu ảo hố tiết kiệm thời gian khôi phục Khi xu t v n đề thiết bị cần dịch chuyển tập tin máy ảo sang máy chủ thiết bị khác Trong khuôn khổ giải pháp công nghiệp việc máy chủ thiết bị ngưng trệ không dẫn đến ngừng trệ dịch vụ đư c sử dụng khác Là giải pháo ảo hóa máy t nh thực thụ XenServer giúp doanh nghiệp đạt đư c l i ch kinh tế từ đám mây thơng qua việc tự động hóa trung tâm liệu tăng cường hiệu giám sát quản lý với độ tin cậy cao đảm bảo t nh liên tục kinh doanh khả tân dụng điện toán đám mây giải pháp mở rộng sở hạ tầng doanh nghiệp XenServer giúp doanh nghiệp:  Tự động hóa trung tâm liệu h p lý hóa quy trình vận hành  Th ch nghi với yêu cầu ngày cao hiệu quản lý CNTT  Giảm thời gian chết kế hoạch  Tăng sức mạnh cho hệ thống điện toán đám mây doanh nghiệp – Ự MÔ K 4.1 â W S U Â ể We Se e 4.1.1 Các gói cài đặt a) Cơng cụ VM ware K ch thước: 473MB Hệ Điều Hành: Windows 2000/XP/Vista/7/8 Trang chủ: http://www.vmware.com/ b) Công cụ Xen Server Yêu cầu phần cứng tối thiểu sau: CPU: CPU 64bit x86 1.5GHz có hỗ tr Intel VT ho c AMD V-64bit RAM: 2GB HDD: PATA/SATA/SCSI trống 16GB 17 NETWORK: 100 Mbps Tải gói theo đường dẫn bên dưới: http://www.citrix.com/downloads/xenserver/product-software/xenserver62.html c) Công cụ Xen Center Yêu cầu phần cứng tối thiểu sau: Operating System: WindowsXp/Vista/7/2003/2008/2008R2 Net Framework: 3.5 CPU: Tối thiểu 750 MHz RAM: Tối thiểu 1GB HDD: Tối thiểu 100MB Tải gói Xen Center.msi theo đường dẫn hướng dẫn bên dưới: http://www.citrix.com/downloads/xenserver/product-software/xenserver62.html 4.1.2 Cài đặt hệ thống quản lý ảo hóa tập trung Cài đ t theo bước hướng dẫn trang web: http://kenhgiaiphap.vn/software/OfflineCitrix06052012.pdf Chú ý: - Khi cài đ t Xen Server cần thực phân bổ tài nguyên h p lý để làm sở phân chia máy ảo sau Trong khuôn khổ luận văn ta sử dụng máy ảo để cài web nên ta ch n số lư ng CPUs RAM nên ch n lớn chút khoảng 2048GB dung lư ng ổ lưu trữ 60GB 4.1.3 Phân bổ tài nguyên cho máy ảo Bước 1: Thêm vào Xen Center máy chủ cài Xen Server b ng cách nhập thông số IP account root/pass Bước 2: Ta thực ch n hình Xen Center ch n công cụ Điền tên server ảo lần lư t web01 web02 Bước 3: Ch n kết nối tới ổ đĩa cài hệ điều hành máy ảo Ở ta cài CentOS 6.3 Bước 4: Ch n c u hình quan tr ng số lõi xử lý đơn vị CPU nh nh t CPU phụ thuộc vào hệ thống thử nghiệm cần tốc độ xử lý cao hay th p Ch n dung lư ng RAM xử lý hệ điều hành linux th p nh t 512M ý phân bổ dựa dung lư ng RAM phân bổ lúc đầu cho Xen Server 18 Bước 5: Trong phân vùng lưu trữ để điều chỉnh ch n properties Ở dung lư ng lưu trữ tối thiểu 8G Bạn điều chỉnh tăng tùy nhu cầu Chú ý dung lư ng phụ thuộc vào dung lư ng ban đầu c p cho Xen Server cài đ t Bước 6: Thực cài centOS 6.3 Sau cài đ t xong thực reboot lại để hoàn thành 4.2 lậ ứ We Se e 4.2.1 Các gói cài đặt Tải gói hỗ tr httpd-2.2.15-26.el6.centos.i686.rpm – dung lư ng khoảng 1M b ng lệnh: wget ftp://rpmfind.net/linux/centos/6.4/os/i386/Packages/httpd-2.2.1526.el6.centos.i686.rpm Thực cài b ng lệnh: yum –y install httpd-2.2.15-26.el6.centos.i686.rpm Khởi động win: chkconfig httpd on 4.2.2 Thiết lập ứng dụng web Server ảo Bước 1: Trên Web Server ta thực cài đ t dịch vụ httpd dịch vụ kèm theo khác cho việc chạy ứng dụng web:  Dùng lệnh để tải gói cài đ t: yum install httpd  C u hình Apache khởi động với Server: chkconfig httpd on  Sau khởi động Apache: service httpd start Bước 2: Sau cài đ t dịch vụ httpd ta cài đ t thêm gói sau (download file đ nh kèm) # rpm -ivh arptables_jf-0.0.8-8.i386.rpm # rpm –ivh arptables-noarp-addr-0.99.2-1.rh.el.um.1.noarch.rpm Bước 3: Tạo thêm card loopback ảo # vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0 Thêm vào nội dung: DEVICE=lo:0 IPADDR=192.168.10.100 NETMASK=255.255.255.255 NETWORK=192.168.10.0 BROADCAST=192.168.10.255 ONBOOT=yes NAME=loopback 19 Trong 192.168.10.100 địa IP ảo Bước 4: Thực ch n ARP IP ảo Web Server: # /etc/init.d/arptables_jf stop # /usr/sbin/arptables-noarp-addr 192.168.10.100 start # /etc/init.d/arptables_jf save # /etc/init.d/arptables_jf start # /sbin/chkconfig level 2345 arptables_jf on Tham khảo http://www.austintek.com/LVS/LVS-HOWTO/HOWTO/LVS- HOWTO.arp_problem.html Bước 5: Ta khởi động lại dịch vụ mạng dịch vụ httpd # service network restart # service httpd restart Để test kết ta tạo trang web đơn giản Web Server sau: Trên Web Server 1: # echo " Web Server 1" > /var/www/html/index.html # echo "alive" >/var/www/html/check.html Trên Web Server 2: # echo " Web Server 2" > /var/www/html/index.html # echo "alive" >/var/www/html/check.html 4.3 lậ ố â e e-backup 4.3.1 Các gói cài đặt Cài đ t heartbeat gói cần thiết b ng lệnh sau (chạy lần) # yum -y install libnet heartbeat-* ipvsadm 4.3.2 Thiết lập chế active-backup a) Mơ hình thực hiện: Dựng server LB1 LB2 kết nối tới Web1 Web2 sơ đ C u hình LB1 LB2 chạy theo chế active-backup quảng bá mạng IP ảo LB1 kết nối với LB2 theo tiến trình heartbeat để kiểm tra t n Khi có cố hệ thống LB active có lỗi ho c bị down Tiến trình heartbeat thể thông tin LB active lúc LB standby bật thành active 20 b) Các bước thực hiện: : Tạo file authkeys # vi /etc/ha.d/authkeys Thêm vào dòng sau: auth 1 sha1 123456 Sau chmod lại file # chmod 600 /etc/ha.d/authkeys 2: Tạo file ha.cf # vi /etc/ha.d/ha.cf Thêm vào nội dung sau: debugfile /var/log/ha-debug logfile /var/log/ha-log logfacility local0 #Tiện ch dùng cho syslog ho c logger keepalive #Thời gian kiểm tra heartbeat deadtime 10 #Thời gian định host die hay chưa? warntime # Thời gian để đưa cảnh báo initdead 120 # Thời gian chết udpport 694 # Port để gửi t n hiệu heartbeat bcast eth1 #Card mạng để gửi t n hiệu heartbeat auto_failback off #Tự động gửi lại tài nguyên sai trở lại node ch nh node lb1.linhnt.com.vn # Tên load balancer node lb2.linhnt.com.vn # Tên load balancer respawn hacluster /usr/lib/heartbeat/ipfail 21 : Tạo file haresources # vi /etc/ha.d/haresources Thêm vào nội dung lb1.linhnt.com.vn \ ldirectord::ldirectord.cf \ LVSSyncDaemonSwap::master \ IPaddr2::192.168.10.100/24/eth0/192.168.10.255 Trong đó:  lb1.linhnt.com.vn: node (master)  ldirectord: dịch vụ c u hình load balancing  192.168.10.100: địa IP ảo : Tạo file ldirectord.cf # vi /etc/ha.d/ldirectord.cf Thêm vào nội dung: logfile="/var/log/ldirectord.log" checktimeout=15 checkinterval=5 autoreload=yes quiescent=no virtual=192.168.10.100:80 fallback=127.0.0.1:80 real=192.168.10.3:80 gate real=192.168.10.4:80 gate service=http request="check.html" receive="alive" scheduler=lblc persistent=600 protocol=tcp checktype=negotiate Trong đó:  192.168.10.100: địa IP ảo  192.168.10.3 192.168.10.4: địa IP Web Server 22  http: dịch vụ cần c u hình load balancing  check.html: tệp tin mà ldirectord kiểm tra Web Server cịn sống hay khơng?  alive: nội dung chứa file check.html  scheduler: Có thể set giá trị rr ho c lblc để dùng cho dịch vụ http 5: Bật t nh chuyển hướng gói tin # vi /etc/sysctl.conf Sửa net.ipv4.ip_forward = thành net.ipv4.ip_forward = Để thay đổi có hiệu lực ta thực # sysctl –p 4.4 Đ 4.4.1 Tiến hành kiểm tra sau thiết lập mô Trên LB Server ta thực hiện: # chkconfig ldirectord off # chkconfig heartbeat on # service heartbeat restart # service ldirectord stop Kiểm tra t nh cân b ng tải: Ta truy cập web nhiều lần tới trang web: http://192.168.10.100 Kết thực nghiệm ta th y r ng có lúc vào đư c trang web1 lúc vào đư c trang web2 với tỷ lệ 50/50 Như đạt yêu cầu hệ thống có khả cân b ng tải Kiểm tra t nh active-standby: Ta thực stop tiến trình heartbeat server LB1 (đang active) đ ng thời dừng tiến trình httpd server web Kết thực nghiệm th y r ng tiến trình kết nối ip ảo bật lên server LB standby Thử truy cập lại trang web th y bình thường 4.4.2 Đánh giá kết thu Việc truy cập vào ứng dụng web đư c xây dựng tảng máy chủ ảo công nghệ Xen Citrix r t tốt Với băng thông 100MB số lư ng người dùng truy cập lớn dung lư ng trang web tải nh hình dưới: 23 Theo đánh giá trang web uy t n số lư ng truy cập hình so sánh với cơng nghệ ảo hóa tiên tiến th y r ng hiệu đạt đư c hệ thống Xen server mức đứng sau hệ thống có t nh ph HyperV, RHEV, Vsphere 5.0 Việc thực mơ ph ng cịn bị chậm ho c treo server nguyên nhân máy t nh xách tay có c u hình th p tốc độ xử lý yếu Để thực tốt nh t cần sử dụng máy chủ thực DELL IBM …từ thử nghiệm ứng dụng lớn 4.5 K l ậ Hệ thống Xen Server cho th y sức mạnh ảo hóa tinh xảo đ h a cho người vận hành r t tiện l i Người vận hành hệ thống qua ảo hóa Xen Server dần th y công cụ giao tiếp trở nên đơn giản tiện l i so với trước Qua thực nghiệm cho th y sản ph m mi n ph XenCitrix kết so sánh với công nghệ t nh ph lại tương quan 24 K U K Việc áp dụng cơng nghệ ảo hóa bước tiến quan tr ng việc sử dụng hiệu tài nguyên phần cứng Cơng nghệ ảo hóa cơng cụ đư c sử dụng trên hệ thống chạy thực tế Việc áp dụng sử dụng thành công công cụ kỹ quý báu hỗ tr tốt công tác vận hành quản trị hệ thống dịch vụ giá trị gia tăng lĩnh vực vi n thông công nghệ thông tin Đề xu t nghiên cứu mở rộng:  Tập trung khai thác t nh công cụ ảo hóa nh m xây dựng tối ưu hệ thống streaming video tổng đài IVR (Interactive voice response) giám sát trực tuyến thời gian thực…  Mở rộng mơ hình với hệ thống có giả lập hệ thống switching router DB server để đánh giá ảo hóa mạng (VLAN VIP) ảo hóa lưu trữ liệu (SAN)  p dụng việc xây dựng hệ thống máy ảo mơ ph ng phịng th nghiệm nh m trình di n giới thiệu hỗ tr tìm hiểu nghiên cứu sản phầm thực tế mạng vi n thông ... dùng Luận văn ? ?Nghiên cứu cơng cụ ảo hóa ứng dụng web kết hợp với tối ưu cân tải? ?? với mục đ ch thực kết h p sử dụng phần mềm mô ph ng xây dựng máy t nh laptop cài đ t cơng cụ ảo hóa thực phân... tảng ảo hóa NT 3.5 WinFrame, giải pháp ảo hóa ứng dụng Sau h nâng c p tảng ảo hóa NT 4.0 Terminal, giải pháp ảo hóa Desktop Là người tiên phong cơng nghệ ảo hóa, Citrix cung c p giải pháp ảo hóa. .. chủ ảo chạy ứng dụng web độc lập kết h p tối ưu cân b ng tải đảm bảo t nh backup cho hệ thống Luận văn g m có chương:  Chương – Tổng quan phương pháp ảo hóa  Chương – Xây dựng mơ hình ảo hóa