Nghiên cứu mô hình điện toán đám mây và ứng dụng triển khai tại trường đại học kỹ thuật hậu cần cand (tt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - ĐÀO DUY TIẾN NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG, TRIỂN KHAI TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - HẬU CẦN CAND Chuyên ngành: Truyền liệu mạng máy tính Mã số: 60.48.15 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2013 Luận văn hoàn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THÀNH PHÚC Phản biện 1: ………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Vào lúc: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông MỞ ĐẦU 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 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 phịng (trên mặt đất) để người kết nối sử dụng họ cần * Lý lựa chọn đề tài Trường Đại học Kỹ thuật - Hậu cần CAND thành lập sở nâng cấp Trường trung cấp Kỹ thuật nghiệp vụ CAND xếp lại sở đào tạo kỹ thuật nghiệp vụ hậu cần ngành Công an Mặc dù trường đại học thành lập, điều kiện sở vật chất nhiều hạn chế, nhà trường thấy rõ vai trò CNTT việc ứng dụng CNTT vào mặt công tác như: công tác nghiệp vụ, cơng tác giảng dạy, giúp học viên tiếp cận công nghệ mới, công nghệ đại Với mục tiêu đào tạo đội ngũ cán có trình độ, giỏi chuyện mơn nghiệp vụ, đáp ứng với tình hình Luận văn hi vọng góp phần xây dựng mơ hình tổng thể giúp cho việc truyền tải thông tin dễ dàng hơn, ứng dụng CNTT vào mặt việc cải cách hành nhà trường, cơng tác giảng dạy * Mục tiên phạm vi nghiên cứu Xây dựng mơ hình truyền tải thông tin, ứng dụng CNTT vào tất mặt công tác nhà trường Ban Giám Hiệu tồn thể cán bộ, giảng viên, cơng nhân viên nhà trường coi trọng Với mục đích cải cách thủ tục hành chính, trao đổi thơng tin phận nhanh chóng, dễ dàng Luận văn nhằm nghiên cứu mơ hình ĐTĐM, từ đưa đề xuất ban đầu phù hợp, khả thi để triển khai ứng dụng điện toán đám mây vào mơ hình hoạt động nhà trường Cụ thể: - Cung cấp nhìn tổng thể ĐTĐM, lợi ích, ưu nhược điểm ĐTĐM - Nghiên cứu cơng nghệ giải pháp ĐTĐM để từ đề xuất mơ hình triển khai đám mây riêng trường Đại học Kỹ thuật - Hậu cần CAND - Xác định ứng dụng sử dụng mơ hình điện toán đám mây riêng trường Đại học Kỹ thuật - Hậu cần CAND Do phạm vi công nghệ sử dụng mơ hình điện tốn đám mây rộng, luận văn khơng thể sâu cụ thể vào tất cơng nghệ triển khai mơ hình điện tốn đám mây riêng mà chủ yếu nghiên cứu chất mơ hình điện tốn đám mây, lợi ích, số kỹ thuật sử dụng mơ hình ĐTĐM kết hợp với triển khai thực tế phần mơ hình ĐTĐM phạm vi nhỏ để đưa đề xuất, triển khai, kiểm thử, đưa kinh nghiệm, khuyến nghị triển khai mơ hình ĐTĐM trường Đại học Kỹ thuật - Hậu cần CAND * Đóng góp luận văn Mặc dù kết luận văn nhiều hạn chế , nhiên đóng góp số lợi ích trình phát triển, ứng dụng CNTT trường Đại học Kỹ thuât - Hậu cần CAND - Giới thiệu đề xuất cách tiếp cận xây dựng mơ hình ứng dụng CNTT trường - Các mơ hình, thành phần hệ thống coi giải pháp nghiên cứu, ứng dụng triển khai trường - Kết luận văn nguồn thơng tin hữu ích cho việc nghiên cứu, ứng dụng, điểm cần ý triển khai đánh giá hiệu ban đầu mơ hình Chương - TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY 1.1 Khái niệm điện toán đám mây (Cloud Computing) 1.1.1 Định nghĩa ĐTĐM “ĐTĐM tài nguyên dịch vụ IT xử lý tách rời khỏi hạ tầng bên cung cấp theo nhu cầu người sử dụng, với quy mô tùy biến phục vụ cho môi trường nhiều người sử dụng từ phiên triển khai” - diễn giải Cisco “Nói đến ĐTĐM nói đến ứng dụng cung cấp dạng dịch vụ qua Internet cung cấp hệ thống phần cứng phần mềm trung tâm liệu Các ứng dụng gọi tên Software-as-a- Service (SaaS) Hệ thống phần cứng phần mềm trung tâm liệu gọi đám mây” - diễn giải (1) giới khoa học 1.1.2 Lợi ích - Sử dụng tài nguyên tính toán động - Giảm chi phí 1.1.3 Ưu điểm nhược điểm 1.1.3.1 Ưu điểm mạnh - Tốc độ xử lý nhanh giá thành rẻ - Chi phí đầu tư ban đầu giảm - Khơng cịn phụ thuộc vào thiết bị vị trí địa lý - Chia sẻ tài nguyên chi phí cho địa bàn rộng lớn, mang lại lợi ích cho người dùng - Khả mở rộng, giúp thiện chấp lượng dịch vụ - Khả bảo mật tập trung liệu - Ứng dụng dễ dàng sửa chữa 1.1.3.2 Nhược điểm - Tính riêng tư - Tính sẵn dụng - Mất liệu - Khả bảo mật thông tin 1.2 Cấu trúc phân lớp 1.2.1 Client (Lớp khách hàng) 1.2.2 Application (Lớp ứng dụng) 1.2.3 Platform (Lớp tảng) 1.2.4 Infrastructure (Lớp sở hạ tầng) 1.2.5 Server (Lớp server - Máy chủ) 1.3 Cách thức hoạt động Bao gồm lớp: Lớp Back-end lớp Front-end Lớp Front-end lớp người dùng, cho phép người sử dụng thao tác thông qua giao diện người dùng Khi người dùng truy cập dịch vụ trực tuyến họ phải sử dụng thông qua giao diện lớp Front-end phần mềm chạy lớp Back-end nằm đám mây Lớp Back-end bao gồm cấu trúc phần cứng phần mềm để cung cấp giao diện cho lớp Front-end người dùng tác động thơng qua giao diện 1.4 Các mơ hình ĐTĐM 1.4.1 Các mơ hình đám mây 1.4.1.1 Đám mây riêng Các đám mây riêng (dùng cho nội sở) cho phép công ty phủ lớp ảo hóa phần mềm quản lý lên sở hạ tầng 1.4.1.2 Đám mây công cộng cho thuê Đám mây cơng cộng (hay cịn gọi đám mây ngồi) - dịch vụ CNTT trì nhà cung cấp dịch vụ bên truy cập thông qua Internet 1.4.1.3 Đám mây lai ĐTĐM lai bao gồm hỗn hợp đám mây nội bộ, dịch vụ đám mây bên ngoài, lựa chọn SaaS truyền thống 1.4.2 Các mô hình dịch vụ 1.4.2.1 Cơ sở hạ tầng dịch vụ (IaaS - Infrastructure as a Service) Với IaaS, bạn có khả xử lý dự phịng, nơi lưu trữ, làm việc với mạng, tài nguyên điện toán khác, bạn triển khai chạy phần mềm tùy ý hệ điều hành ứng dụng 1.4.2.2 Nền tảng dịch vụ (PaaS - Platform as a Service) PaaS cho phép nhà phát triển xây dựng triển khai ứng dụng web sở hạ tầng lưu trữ máy chủ 1.4.2.3 Phần mềm dịch vụ (SaaS - Software as a Service) SaaS tiêu biểu cho tiềm sử dụng phần mềm với chi phí thấp cho sở - sử dụng phần mềm theo yêu cầu khơng mua giấy phép cho máy tính 1.5 Khả mở rộng 1.5.1 Khái niệm Khả mở rộng đám mây khả cung cấp ứng dụng, quy trình, phương tiện truyền thơng số lượng người sử dụng ngày phát triển Sự mở rộng tăng về: - Kích thước: Tăng lượng người dùng và/hoặc tài nguyên - Địa lý: Một hệ thống phát triển địa lý hay khoảng cách - Quản lý: Khi hệ thống phát triển thành phần ngày mở rộng đa dạng 1.5.2 Khả mở rộng ĐTĐM Có phương pháp để tăng khả mở rộng là: - Khả mở rộng theo chiều dọc - Khả mở rộng theo chiều ngang 1.5.3 Các kỹ thuật mở rộng - Che dấu độ trễ liên lạc - Phân tán - Các liệu đệm thường dễ áp dụng 1.5.4 Công nghệ đảm bảo khả mở rộng ĐTĐM * Khả mở rộng ĐTĐM chia thành nội dung sau: - Khả mở rộng kho liệu (Scalable Datastore) - Khả mở rộng lưu trữ file (Scalable File Storage ) - Phương pháp tiếp cận để chịu lỗi sở hạ tầng đám mây(Approaches to Fault Tolerance in Cloud Infrastructure) - Khả mở rộng xử lý theo khối (Scalable Batch Processing) Chương - SỰ ẢO HĨA 2.1 Khái niệm ảo hóa (virtualization) Ảo hóa thuật ngữ trừu tượng tài ngun máy tính Hay nói cách khác, ảo hóa việc tạo phiên ảo đó, chẳng hạn tảng phần cứng, hệ điều hành, thiết bị lưu trữ tài nguyên mạng 2.2 Vai trò ảo hóa 2.2.1 Tối ưu hóa cơng suất sử dụng phần cứng Thay dùng nhiều máy thật người ta sử dụng máy, máy “giả lập” máy khác, dùng máy thật cấp cho nhiêu tài nguyên sử dụng triệt để 2.2.2 Giải vấn đề chi phí quản lý cố máy tính Quản lý riêng biệt server làm đau đầu nhà quản lý chúng gặp cố q trình phục hối lại địi hỏi thời gian, làm gián đoạn hoạt động nhân viên gây tốn cho cơng ty Ảo hóa giúp giải vấn đề Ảo hóa cịn giải pháp giúp tiết kiệm điện, giảm chi phí vận hành cho máy tính thực tế, giảm tỏa nhiệt trung tâm liệu 2.2.3 Đảm bảo tương thích ứng dụng Ảo hóa bảo đảm khả tương thích ứng dụng Có thể cài đặt nhiều máy ảo, cài đặt nhiều tảng tương ứng tương thích ứng dụng 2.3 Các thành phần hệ thống ảo hóa 2.3.1 Tài nguyên vật lý (host machine / host hadware) 2.3.2 Các phần mềm ảo hóa (virtual software) 2.3.3 Máy ảo (virtual machine) 2.3.4 Hệ điều hành khách(Guest operating system) 2.4 Các phương pháp ảo hóa 2.4.1 Ảo hóa phần cứng (Hardware virtualization) Ảo hóa phần cứng đề cập đến việc tạo máy ảo hoạt động máy tính thực với hệ điều hành riêng Phần mềm thực máy ảo tách từ tài nguyên phần cứng nằm bên 2.4.1.1 Ảo hóa đầy đủ (Full virtualization) 2.4.1.2 Ảo hóa song song (Paravirtualization) 2.4.1.3 Phần cứng hỗ trợ ảo hóa (Hardware-assisted virtualization) 2.4.2 Ảo hóa phần mềm (Software virtualization) 2.4.2.1 Ảo hóa mức hệ điều hành (SoftwareOperating system-level virtualization) 2.4.2.2 Ảo hóa ứng dụng ảo hóa khơng gian làm việc (Application virtualization and Workspace virtualization) 2.4.3 Ảo hóa nhớ (Memory virtualization) Ảo hóa nhớ tổng hợp tài nguyên nhớ RAM từ hệ thống nối mạng vào nhớ chung 2.4.4 Ảo hóa lưu trữ (Storage virtualization) Là q trình trừu tượng hóa lưu trữ hoàn toàn hợp lý từ lưu trữ vật lý 2.4.5 Ảo hóa liệu (Data virtualization) Là trình bày liệu lớp trừu tượng, độc lập hệ thống sở liệu, cấu trúc lưu trữ liệu 2.4.6 Ảo hóa mạng (Network virtualization) Các khái niệm mơi trường máy tính để bàn tách từ máy tính vật lý (và hệ điều hành nó) lưu trữ máy khác mạng 2.5 Giải pháp ảo hóa mơ hình điện tốn đám mây riêng VMware VMware giải pháp hoàn chỉnh toàn diện với kết hợp thành phần bao gồm tảng ảo hóa vSphere, phần mềm quản trị vCenter Server, vCloud Director, phần mềm giám sát mức độ sử dụng tài nguyên, tính phí vCenter Chargeback thành phần bảo mật vShield Edge Trong mơ hình giải pháp đám mây riêng VMware, ảo hóa đóng vai trị tảng VMware Sphere giúp khách hàng ảo hóa tài nguyên vật lý đồng thời giúp họ tập trung tài nguyên ảo thành trung tâm liệu ảo, giúp cho việc quản lý sử dụng trở nên dễ dàng linh hoạt VMware vCenter Server cung cấp tảng thay đổi mở rộng để hình thành tảng cho quản lý ảo VMware vCenter Server tập trung môi trường quản lý VMware vSphere, cải thiện đáng kể quản lý môi trường ảo so với tảng quản lý khác Nằm lớp cao hơn, vCloud Director đóng vai trị trái tim giải pháp ĐTĐM VMware Đây thành phần tạo khác biệt ĐTĐM ảo hóa Tính vCloud Director khả tự động cấp phát thu hồi máy ảo dựa giao diện tự phục vụ (selfservice portal) danh mục máy ảo mẫu (service catalog) Bên cạnh đó, vCloud Director cịn hỗ trợ mơi trường đa người dùng (multi-tenant) cho phép tạo môi trường hồn tồn riêng biệt cho phịng ban tổ chức, hay công ty tập đoàn Để hoàn thiện giải pháp đám mây riêng mình, VMware cung cấp phần mềm vCenter Chargeback vừa để theo dõi mức độ sử dụng tài nguyên, vừa để tính mức chi phí sử dụng phần mềm vShield Edge nhằm nâng cao tính bảo mật vCenter Chargeback cung cấp cho khách hàng báo cáo thường xuyên mức độ sử dụng tài nguyên máy ảo, phòng ban cụ thể hay công ty Đồng thời dựa bảng cước khách hàng định nghĩa, vCenter Chargeback tạo báo cáo chi tiết chi phí sử dụng tài nguyên 2.5.1 Nghiên cứu VMware vSphere Hypervisor 2.5.1.1 Giới thiệu 2.5.1.2 Cấu trúc VMware Esx Server Máy chủ Esx sử dụng cấu trúc VMM - Hypervisor, nghĩa máy chủ Esx tạo lớp ảo hóa hypervisor để điều khiển trình chia sẻ sử dụng tài nguyên máy ảo Nhờ cấu trúc xử lý linh hoạt nên máy ảo tận dụng tối đa hiệu suất phần cứng quản lý dễ dàng 2.5.1.2.1 Hệ điều hành điều khiển Hệ điều hành điều khiển (COS) sử dụng để khởi động hệ thống chuẩn bị trình làm việc phần cứng cho vmkernel Khi hệ điều hành điều khiển tải lên hoạt động chương trình khởi động cho vmkernel, có nghĩa chuẩn bị tất tài nguyên cần thiết cho hoạt động vmkernel Khi COS tải xong Esx vmkernel bắt đầu hoạt động khởi động hệ thống đảm nhận vai trị hệ điều hành Lúc vmkernel tải lại COS số thành phần phụ gọi “người giúp đỡ công việc 10 Cho phép hệ thống kết nối hệ thống lưu trữ SAN bên với hệ thống tập tin máy chủ 2.5.1.3.6 Vcenter update Manager Có thể thực nâng cấp ESX Server, nâng cấp hệ điều hành Windows Linux máy ảo để vá lỗi cho hệ thống 2.5.1.3.7 VMware vShere Data Recovery Một tính máy chủ Esx Backup dự phòng tránh backup phần backup nhằm tiết kiệm không gian lưu trữ 2.5.1.3.8 Virtual Center (VC) VMware vSphere Client Cung cấp nhiều công cụ quản lý từ xa máy chủ Esx Chương - ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ỨNG DỤNG TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - HẬU CẦN CAND 3.1 Hiện trạng phần cứng, phần mềm 3.1.1 Phần cứng Trường Đại học kỹ thuật - hậu cần CAND có tổng số 400 thành viên (cán bộ, giảng viên, công nhân viên) hoạt động khoa, phịng, mơn Mỗi thành viên trang bị máy tính để phục vụ cho công tác chuyên môn, công tác giảng dạy nhà trường Nhà trường đề yêu cầu đào tạo đội ngũ cán công an sau trường có lực trình độ chun môn cao, đáp ứng yêu cầu thực tế địa phương Để đáp ứng yêu cầu đó, trường trang bị 20 phòng thực hành, phòng trang bị 30 máy tính phục vụ cơng tác giảng dạy, tạo điều kiện cho học viên học tập lý thuyết, gắn liền với thực hành, thực tập 11 Nhà trường triển khai sở hạ tầng cho hệ thống mạng nội bộ, hệ thống mạng Internet theo mơ hình CNTT cũ, chưa đáp ứng với nhu cầu ứng dụng, nhu cầu mở rộng, nhu cầu trao đổi thơng tin cách nhanh chóng tình hình 3.1.2 Phần mềm Mơ hình hoạt động nhà trường chia thành nhiều phận, thực cơng tác chun mơn riêng biệt Vì vậy, phận lại có chương trình phần mềm riêng phục vụ chun mơn Phịng đào tạo cần triển khai hệ thống phần mềm quản lý học viên, phần mềm quản lý điểm, phần mềm xếp lịch học Phòng xây dựng lực lượng triển khai phần mềm quản lý nhân sự… Ngoài phần mềm chuyên biệt dành riêng cho khoa, phịng, mơn cịn cần phần mềm, chương trình, chức phục vụ cơng tác chung nhà trường Có thể kể đến như: Hệ thống mail nội bộ, phần mềm trắc nghiệm trực tuyến, xây dựng website nội bộ… 3.2 Nhu cầu, định hướng phát triển Trong tình hình đặt yêu cầu thách thức mới: - Xây dựng mơ hình mạng máy tính hoạt động tốt, ổn định, dễ dàng mở rộng Các phận trường giao tiếp, trao đổi thơng tin, chia sẻ tài nguyên cho cách dễ dàng, tránh truy cập trái phép từ bên - Tận dụng sở hạ tầng CNTT sẵn có 12 - Việc chuyển đổi, triển khai mơ hình ứng dụng CNTT phải dễ dàng, chia thành nhiều giai đoạn, thực giai đoạn không làm ảnh hưởng lớn đến hoạt động chung nhà trường - Việc vận hành, khai thác, bảo trì, khắc phục cố phải tự động, dễ dàng Hiệu suất hoạt động mơ hình hệ thống cao - Tiết kiệm chi phí đầu tư chuyển đổi, chi phí vận hành, bảo trì, khắc phục cố xảy 3.3 Đề xuất giải pháp 3.3.1 Xu hướng ứng dụng mơ hình ĐTĐM giáo dục 3.3.2 Đề xuất giải pháp ứng dụng CNTT Trong luận văn này, tác giả xin đưa phương án chuyển đổi sang mơ hình ĐTĐM riêng với giải pháp VMware chia thành bước cụ thể sau: - Bước 1: Rà soát lại toàn hạ tầng mạng nội nhà trường Tất người sử dụng thông qua môi trường mạng để đưa yêu cầu Hệ thống thông qua môi trường mạng để đáp ứng yêu cầu người dùng Vì vậy, hệ thống mạng ổn định yếu tố quan trọng việc xây dựng, hoạt động mơ hình điện tốn đám mây - Bước 2: Triển khai ảo hóa hệ thống máy chủ Chuyển đổi mơ hình ứng dụng CNTT truyền thống sang tảng ảo hóa - Bước 3: Xây dựng giải pháp bảo mật, quản lý tập trung, khai thác, bảo trì hệ thống máy chủ ảo, khắc phục cố xảy - Bước 4: Rà soát lại toàn phần mềm sử dụng nhà trường Đánh giá xem phần mềm sử dụng nhiều; thông 13 tin nào, phần mềm công khai, thông tin khơng cơng khai; phần mềm có khả đáp ứng yêu cầu chuyển đổi sang mô hình ĐTĐM Từ đó, xây dựng, triển khai phần mềm mơ hình ĐTĐM để cung cấp cho đơn vị có liên quan - Bước 5: Kiểm tra hệ thống, tính tự động hóa hệ thống, chức bổ sung hệ thống lực vận hành hệ thống Tối ưu hóa hệ thống 3.4 Mơ hình điện tốn đám mây riêng 3.4.1 Mơ hình tổng thể Mơ hình tổng thể ứng dụng CNTT trường Đại học Kỹ thuật - Hậu cần CAND mơ hình ĐTĐM Đám mây xây dựng theo mơ hình đám mây riêng với giải pháp VMware có phạm vi cung cấp dịch vụ giới hạn khuôn viên nhà trường Các dịch vụ cung cấp đám mây bao gồm: - Dịch vụ lưu trữ liệu cung cấp cho đơn vị phục vụ cho việc lưu trữ lưu liệu - Dịch vụ máy ảo cung cấp tài nguyên tính tốn phục vụ mặt cơng tác nhà trường - Cung cấp số phần mềm sử dụng nhiều hay địi hỏi tài ngun tính tốn lớn cho đơn vị để phục vụ công tác chuyên môn, ứng dụng CNTT, cách hành - Cung cấp máy chủ mail nội giúp cho việc trao đổi thông tin thành viên, đơn vị dễ dàng 14 - Cung cấp máy chủ web nội giúp cho việc truyền tải thông tin, thông báo đến cán giáo viên, công nhân viên, học viên nhà trường nhanh chóng, xác đầy đủ Tất dịch vụ cung cấp cho đơn vị thống tảng sở hạ tầng ĐTĐM Về mặt người dùng, chuyển sang sử dụng mơ hình ĐTĐM khơng có khác so với mơ hình truyền thống Người sử dụng truy cập sử dụng hệ thống thông qua mạng nội nhà trường Về cấu trúc đám mây, bao gồm hai hay nhiều máy chủ đóng vai trị cung cấp tài ngun hệ thống phân chia cho đơn vị có liên quan Số lượng máy chủ vật lý suốt người sử dụng Người sử dụng tương tác trực tiếp với máy chủ ảo hệ thống Tại mức triển khai giải pháp ảo hóa để cung cấp dịch vụ đám mây Gom tất máy chủ vật lý lại phủ lên lớp ảo hóa biến trở thành trung tâm liệu cung cấp tất máy chủ cần thiết cho hệ thống, đáp ứng tất yêu cầu người sử dụng Các đơn vị đưa mức yêu cầu sử dụng mình, mơ hình ĐTĐM tính tốn cung cấp tài ngun tính tốn, tài ngun lưu trữ, phần mềm… đáp ứng yêu cầu Về cấu trúc đám mây chia thành lớp sau: - Lớp tài nguyên thiết bị: bao gồm thiết bị phần cứng vật lý đầu tư tận dụng từ mơ hình truyền thống sẵn có 15 - Lớp ảo hóa hạ tầng: Sử dụng giải pháp VMware hợp ảo hóa hình thành máy chủ ảo, máy ảo, lưu trữ ảo, mạng ảo cung cấp tài nguyên cho người sử dụng - Lớp dịch vụ tảng: Triển khai hạ tầng ảo hóa cung cấp dịch vụ sau: + Mơi trường triển khai, vận hành ứng dụng web + Cung cấp dịch vụ chia sẻ liệu + Cung cấp môi trường tảng cho phần mềm chuyên dụng chạy - Lớp phần mềm dịch vụ: Triển khai phần mềm dùng chung Email nội bộ, Website, phần mềm chuyên dụng dùng chung Tất dịch vụ cung cấp lớp quản lý hệ thống quản lý dịch vụ mà xem trung tâm điều khiển 3.4.1 Mô hình triển khai Triển khai mơ hình điện tốn đám mây riêng sử dụng giải pháp Vmware Hình 3.4 Mơ hình triển khai ĐTĐM riêng với giải pháp VMware 16 * Thành phần hệ thống: - Server vật lý + Một server vật lý cài đặt vCloud Director (Quản lý điện toán đám mây), vShield (an ninh), VMware vCenter Site Recovery Manager (phục hồi) + Một Server vật lý cài đặt vCenter Server để quản lý ESXi + Các server vật lý khác cài đặt ESXi - Server ảo + Một server đóng vai trị Domain Controller + DNS Server + Một server đóng vai trị DHCP Server + Một server đóng vai trị Mail Server + Một server đóng vai trị Web Server + Các Server khác cung cấp dịch vụ, phần mềm, nơi lưu trữ cho Phịng, Khoa, Bộ mơn nhà trường - Hệ thống khác + Hệ thống máy tính cán bộ, công nhân viên nhà trường + Hệ thống máy in, máy photocopy,… + Hệ thống phần mềm phục vụ cơng tác chun mơn Khoa, phịng, môn * Mô tả hệ thống - Máy chủ vCloud Director đóng vai trị trái tim giải pháp ĐTĐM VMware Đây thành phần tạo 17 khác biệt ĐTĐM ảo hóa Tính vCloud Director khả tự động cấp phát thu hồi máy ảo dựa giao diện tự phục vụ (selfservice portal) danh mục máy ảo mẫu (service catalog) Bên cạnh đó, vCloud Director cịn hỗ trợ mơi trường đa người dùng (multi-tenant) cho phép tạo mơi trường hồn toàn riêng biệt cho đơn vị Trên máy chủ cài đặt thêm phần mềm vCenter Chargeback để theo dõi mức độ sử dụng tài nguyên, phần mềm vShield Edge nhằm nâng cao tính bảo mật - Máy chủ vật lý cài đặt vCenter Server đóng vai trò quản lý tập trung hệ thống máy chủ ESXi Người quản trị sử dụng phần mềm vSphere Client để truy cập vào hệ thống, quản trị hệ thống qua vCenter Server - Theo yêu cầu sử dụng tạo máy chủ ảo cung cấp cho Khoa, phịng, mơn thực cơng việc chun biệt - Tạo số máy chủ thực tác vụ chung nhà trường DNS Server, DHCP server, Web Server, Mail Server, File server … 3.5 Đánh giá mơ hình điện tốn đám mây Về mơ hình điện tốn đám mây riêng với giải pháp VMware đề xuất đáp ứng yêu cầu thực tiễn trường Đại học Kỹ thuật - Hậu cần CAND như: - Việc chuyển đổi từ mơ hình cơng nghệ thơng tin cũ sang mơ hình điện tốn đám mây dễ dàng, chia thành nhiều giai 18 đoạn để chuyển đổi không làm gián đoạn trình hoạt động nhà trường - Tiết kiệm chi phí đầu tư, tận dụng hệ thống CNTT sẵn có Thay phải mua nhiều Server để cung cấp cho Khoa, phòng, mơn riêng biệt, ta sử sụng hệ thống server sẵn để cung cấp hệ thống server ảo cho Khoa, phịng, mơn - Nâng cao hiệu suất, hiệu sử dụng CNTT Việc triển khai mơ hình khiến cho hiệu suất làm việc server nói riêng hay hiệu suất làm việc hệ thống nói chung cải thiện rõ rệt Bởi vì, hệ thống CNTT khơng phải lúc hoạt động hết công suất tất phận Với mơ hình này, tài ngun cung cấp để đáp ứng yêu cầu phận cách nhanh giải phóng tài nguyên phận thực xong công việc - Nâng cao tính bảo mật (vShield tường lửa) - Quản lý hệ thống tập trung, dễ dàng Chúng ta cài đặt phần mềm VMware vSphere Client máy tính mạng qua phần mềm truy cập, quản lý toàn hệ thống - Dễ dàng mở rộng hệ thống Với VMware, việc triển khai thêm máy chủ ảo dễ dàng Người quản trị cần truy cập vào hệ thống thực số thao tác tạo máy chủ ảo Cịn muốn mở rộng phần cứng, ta việc cài đặt, 19 triển khai thêm máy chủ cài ESXi Sau đó, thêm máy chủ vật lý cài đặt ESXi vào hệ thống - Dễ dàng bảo trì, sửa chữa, khắc phục cố hệ thống mà khơng làm ảnh hưởng đến q trình vận hành hệ thống Với gói giải pháp mình, an tâm với việc VMware tự động khắc phục số máy chủ vật lý gặp cố Ngoài ra, dễ dàng chuyển đổi việc lưu trữ máy chủ ảo máy chủ vật để phục vụ cho việc lập, bảo trì, khắc phục cố phần cứng, phần mềm dễ dàng Chương - THỰC NGHIỆM TRIỂN KHAI MƠ HÌNH ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY RIÊNG TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - HẬU CẦN CAND Do thời gian nghiên cứu có hạn, điều kiện sở vật chất nhiều hạn chế luận văn tơi xin phép trình bày bước thứ hai mơ hình giải pháp ứng dụng CNTT đề xuất Đó là: Triển khai ảo hóa hệ thống máy chủ Chuyển đổi mơ hình ứng dụng CNTT truyền thống sang tảng ảo hóa.Với giải pháp VMware việc triển khai máy chủ ESXi 4.1 Phạm vi triển khai Từ máy chủ vật lý IBM System X3650-7979B3A, ta triển khai thành bốn máy chủ ảo: Domain Server, File Server, Mail Server, Web Server Cung cấp số chức năng, dịch vụ sử dụng cho khoa CNTT để kiểm thử, đánh giá mơ hình trước nhân rộng mơ hình tồn trường 20 Đây coi nhánh nhỏ, bước thực nghiệm q trình chuyển đổi, xây dựng mơ hình điện toán đám mây riêng Trường Đại học Kỹ thuật - Hậu cần CAND Từ đó, đưa kinh nghiệm, khuyến nghị để tiếp tục triển khai bước mơ hình điện tốn đám mây riêng với giải pháp VMware 4.2 Xây dựng mô hình triển khai Hình 4.1 Mơ hình triển khai ESXi * Thành phần: - máy chủ vật lý IBM system X3650-7979B3A cài đặt VMware ESXi 4.0.0 Releasebuild-171294 Từ máy chủ vật lý tạo máy chủ ảo: Domain server, File server, Mail server, Web server - switch để kết nối thiết bị lại với - máy tính cài đặt chương trình VMware vSphere Client sử dụng để điều khiển Vmware ESXi - Ngồi cịn số máy tính thiết bị khác… 21 * Chức - Máy chủ vật lý IBM cài đặt hệ điều hành máy chủ ESXi phân chia để tạo máy chủ ảo: + Domain Server: Cài đặt hệ điều hành Windows server 2003, nâng cấp AD quản lý tài khoản người sử dụng, cấu hình DNS server, DHCP server + File Server: Nơi lưu trữ tài nguyên chia sẻ, tài nguyên dùng chung + Mail Server: Cung cấp hệ thống mail nội + Web Server: Triển khai trang web nội nhà trường 4.3 Thực nghiệm 4.3.1 Quy trình triển khai mơ hình đám mây riêng 4.3.1.1 Cài đặt * Cài đặt ESXi VMware vSphere Client * Triển khai hệ thống mạng tới thiết bị sơ đồ (Hình 4.1) * Quản lý từ xa VMware vSphere Client * Khởi tạo máy chủ ảo * Quản lý máy ảo * Triển khai máy chủ cho hệ thống 4.3.1.2 Sử dụng * Sử dụng dịch vụ Web * Sử dụng dịch vụ mail * Lưu trữ khai thác File Server 4.3.2 Kết đạt 22 Từ việc triển khai hệ thống nhận thấy lợi ích mà mơ hình mang lại như: - Tiết kiệm chí phí đầu tư mua nhiều server lúc - Tiết kiệm không gian đặt server tủ rack không gian phòng chứa - Tiết kiệm điện năng, hệ thống làm mát cable - Quản lý đơn giản tập trung server vật lý - Dễ dàng triển khai, nâng cấp backup hệ thống - Dễ dàng mở rộng hệ thống 4.3.3 Kinh nghiệm, kiến nghị triển khai Qua việc triển khai thực tế mơ hình ESXi, thấy ưu điểm so với mơ hình trước khơng sử dụng ảo hóa, mơ hình điện tốn đám mây Phần mềm VMware ESXi cài đặt trực tiếp, không thông qua hệ điều hành trung gian khiến tốc độ truy cập, quản trị sử dụng nhanh Việc truy cập từ xa qua máy client khiến công việc quản trị, bảo trì trở nên dễ dàng Hệ thống hoạt động ổn định Hơn nữa, việc mở rộng hệ thống dễ dàng Tạo điều kiện thuận lợi để tiêp tục nghiên cứu, ứng dụng, triển khai tiếp bước Qua việc nghiên cứu điện tốn đám mây nói chung, giải pháp cho mơ hình điện tốn đám mây VMware nói riêng việc khảo sát nhu cầu, điều kiện hoàn cảnh, nhu cầu thực tế, tương lai nhà trường, tơi nhận thấy việc triển khai mơ hình điện 23 toán đám mây riêng với giải pháp VMware phù hợp với bối cảnh chung nhà trường cần sớm nhân rộng, triển khai KẾT LUẬN Luận văn đạt yêu cầu đặt ra: - Nghiên cứu mơ hình ĐTĐM, đề xuất mơ hình, giải pháp ứng dụng CNTT trường Đại học Kỹ thuật - Hậu cần CAND - Nghiên cứu ảo hóa tảng sở mơ hình ĐTĐM - Triển khai bước mơ hình ĐTĐM: Ảo hóa máy chủ với giải pháp VMware Tuy nhiên, kết khiêm tốn Chưa hết tính ưu việt VMware như: vCloud Director, vCenter, vCloud Networking and Security, vShield Sercurity… Mới triển khai bước mơ hình điện tốn đám mây riêng đề xuất với giải pháp VMware Trong thời gian tới, có điều kiện, sở vật chất đáp ứng yêu cầu, tác giả xin tiếp tục nghiên cứu, triển khai tiếp nội dung chưa đạt được: - Nghiên cứu đầy đủ tính tiện ích ESXi Server, xây dựng mơ hình ứng dụng đầy đủ hơn, triển khai nhiều ESXi, kết hợp nhiều server vật lý tạo thành trung tâm điện toán - Nghiên cứu xây dựng phần mềm cung cấp đám mây phục vụ cho công tác nghiệp vụ, công tác riêng đơn vị, công tác chung nhà trường 24 - Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo mật khác cho tài khoản, thông tin, liệu mơ hình ĐTĐM đề xuất cách cụ thể, chi tiết - Vận hành, kiểm thử, đánh giá cụ thể, chi tiết mơ hình ĐTĐM riêng đề xuất Tiếp tục nghiên mơ hình ĐTĐM khác Ví dụ mơ hình đám mây lai để kết hợp tận dụng thành tựu khoa học công nghệ sở khác giới ... Chương - ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY ỨNG DỤNG TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - HẬU CẦN CAND 3.1 Hiện trạng phần cứng, phần mềm 3.1.1 Phần cứng Trường Đại học kỹ thuật - hậu cần CAND có tổng số... - Nghiên cứu công nghệ giải pháp ĐTĐM để từ đề xuất mơ hình triển khai đám mây riêng trường Đại học Kỹ thuật - Hậu cần CAND - Xác định ứng dụng sử dụng mơ hình điện tốn đám mây riêng trường Đại. .. thống 3.4 Mơ hình điện tốn đám mây riêng 3.4.1 Mơ hình tổng thể Mơ hình tổng thể ứng dụng CNTT trường Đại học Kỹ thuật - Hậu cần CAND mơ hình ĐTĐM Đám mây xây dựng theo mơ hình đám mây riêng với