Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ ảo hóa máy chủ (tóm tắt luận văb ngành hệ thống thông tin)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Phạm Thanh Duy NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ ẢO HĨA MÁY CHỦ Chun ngành: Hệ thống thơng tin Mã số: 8480104 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2018 Luận văn hồn thành tại: HỌC VIÊN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: PGS Nguyễn Văn Tam Phản biện 1: PGS.TS Đặng Văn Chuyết Phản biện 2: PGS.TS Đỗ Trung Tuấn Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Vào lúc: …… giờ…….ngày …… tháng…… năm …… Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày nay, nhiều tảng ảo hoá xuất hiện, có giải pháp phần mềm phần cứng Ảo hoá từ chip xử lý hạ tầng công nghệ thông tin (IT) phát triển mạnh mẽ với kỳ vọng vào lợi ích cơng nghệ mang lại - Ảo hóa cho phép giúp nhiều tổ chức chia sẻ tài nguyên IT theo cách tốn chi phí, làm cho sở hạ tầng IT trở nên linh động bảo đảm cung cấp tự động với nhu cầu thiết yếu - Tăng hiệu sử dụng máy chủ lý chủ yếu để giải thích cơng nghệ ảo hóa có sức hấp dẫn môi trường doanh nghiệp Giảm chi phí song đảm bảo có trung tâm liệu hiệu quả, linh hoạt, tiết kiệm lượng nhu cầu không gian yếu tố tích cực khác mà cơng nghệ ảo hóa mang lại - Cơng nghệ ảo hố khơng trực tiếp tăng cường vấn đề an toàn hệ thống IT, cho phép tổ chức quản lý hệ thống cách hiệu Nó tạo nhiều thuận lợi việc cấu hình quản lý hành vi người dùng cách tăng hiệu suất máy chủ, quản lý hệ thống xử lý tải trọng công việc cách hợp lý - Một lý quan trọng mà cơng nghệ ảo hóa thu hút tổ chức, đặc biệt doanh nghiệp khả giảm nhu cầu tài nguyên cho ứng dụng tăng tận dụng tài nguyên Trong lĩnh vực phân phối ứng dụng máy khách, chuyên gia IT tiết kiệm chi phí quản trị việc bảo trì - hỗ trợ cho ứng dụng môi trường máy khách tập trung dễ dàng quản lý - Công nghệ ảo hố tính đến có nhu cầu hợp phần cứng Tình trạng phần cứng lỗi thời, tràn trung tâm liệu tải, tốn điện năng… số vấn đề điển hình tồn thiết bị vật lý - Hệ thống máy chủ làm việc trạng thái rỗi nên hiệu sử dụng tài nguyên (bộ xử lý nhớ) thường thấp, gây lãng phí lớn Để tăng hiệu sử dụng tài nguyên tức khai thác tối đa lực máy chủ, tạo môi trường làm việc cho nhiều người chia sẻ máy chủ, ý tưởng có từ thời mainframe gọi “ảo hóa” Trên sở phân tích trên, học viên chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ ảo hóa máy chủ “ để tìm hiểu, nghiên cứu Tổng quan vấn đề nghiên cứu Việc đời cơng nghệ ảo hóa dẫn đến động lực phát triển mục tiêu cho nhà cung cấp sản phẩm ảo hóa cho phù hợp với nhu cầu thị trường yêu cầu thực tiễn Nhưng khơng ngừng lại đó, khả lợi ích ảo hố cịn thế, nơi gặt hái nhiều thành công tạo nên thương hiệu cơng nghệ ảo hóa môi trường hệ thống máy chủ ứng dụng hệ thống mạng - Nghiên cứu nhằm trang bị kiến thức ảo hóa để tiếp cận đề tài nghiên cứu khoa học nhiều nhà khoa học quan tâm ảo hóa mạng máy tính, ảo hóa điện tốn đám mây, ảo hóa máy chủ, SDN … - Ý nghĩa thực tiễn đề tài: Xây dựng mơ hình, giải pháp triển khai ứng dụng máy chủ ảo cho quan, doanh nghiệp - Luận văn tài liệu tham khảo cơng nghệ ảo hóa ứng dụng 3 Nhiệm vụ nghiên cứu Tìm hiểu nắm công nghệ, phương pháp, kỹ thuật cơng nghệ ảo hóa Nhiệm vụ luận văn nghiên cứu cơng nghệ ảo hóa nhằm áp dụng vào ảo hóa máy chủ ứng dụng trường Cao Đẳng Y Tế Hà Đông Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Lý thuyết Công nghệ ảo hóa - Các mơ hình, kiến trúc ảo hóa Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp tài liệu: nghiên cứu tài liệu liên quan đến công nghệ ảo hóa, cung cấp tài nguyên tảng máy chủ chia sẻ,các cơng nghệ tẳng ảo hóa, Ảo hóa dựa Vmware vsphere, Hyper – V - Phương pháp thực nghiệm: Cài đặt, cấu hình Vmware ESX, Cài đặt ứng dụng máy chủ ESX Server trường Cao Đẳng Y Tế Hà Đông Nội dung luận văn Bao gồm chương Chương 1: Trình bầy tổng quan, khái niệm ảo hóa, số loại ảo hóa ứng dụng Chương 2: Các cơng nghệ ảo hóa máy chủ, trình bày nắm bắt cơng nghệ ảo hóa máy chủ hành phương pháp ảo hóa Chương 3: Áp dụng mơ hình ảo hóa VNWare, ảo hóa máy chủ số thử nghiệm thực tế trường Cao đẳng Y tế Hà Đơng Phần kết luận tóm tắt lại nội dung trình bầy, kết huớng phát triển luận văn Chương - TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ ẢO HĨA 1.1 Giới thiệu cơng nghệ ảo hóa 1.1.1 Khái niệm Định nghĩa - Ảo hóa có tên tiếng Anh "Virtualization" - Là thuật ngữ ngành cơng nghiệp máy tính đời từ năm 60 Ảo hóa cơng nghệ thiết kế để tạo tầng trung gian hệ thống phần cứng máy tính phần mềm chạy Bằng cách đưa khái niệm logic tài nguyên máy tính khái niệm vật lí, giải pháp ảo hóa thực nhiều việc có ích 1.1.2 Q trình phát triển - Thuật ngữ “Ảo Hóa” đời năm máy tính có khả xử lý lớn, ban đầu ch phương pháp phân chia tài chuyên cách hợp lý để chạy ứng dụng khác nhau, từ thuật ngữ “Ảo Hóa” phát triển 1.2 Các thành phần hệ thống ảo hóa 1.2.1 Tài nguyên vật lý Các tài ngun vật lý mơi trường ảo hóa cung cấp tài nguyên mà máy ảo sử dụng tới Một mơi trường tài ngun 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… 1.2.2 Phần mềm ảo hóa 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 Ngoài phần mềm ảo hóa cịn cung cấp giao diện quản lý cấu hình cho máy ảo 1.2.3 Máy ảo Ý tưởng phía sau cơng nghệ ảo hóa máy chủ từ máy thực đơn lẻ tạo nhiều máy ảo độc lập Mỗi máy ảo có thiết lập thành hệ thống riêng lẻ: hệ điều hành riêng ứng dụng riêng 1.3 Phân loại cơng nghệ ảo hóa 1.3.1 Phân loại theo kiến trúc a) Kiến trúc ảo hóa Hosted-based Cịn gọi kiến trúc hosted hypervisor, kiến trúc sử dụng lớp hypervisor chạy tảng hệ điều hành, sử dụng dịch vụ hệ điều hành cung cấp để phân chia tài nguyên tới máy ảo Nếu ta xem hypervisor lớp phần mềm riêng biệt, hệ điều hành khách máy ảo nằm lớp thứ so với phần cứng máy chủ b) Kiến trúc ảo hóa Hypervisor-based Cịn gọi kiến trúc bare-metal hypervisor Trong mơ hình này, lớp phần mềm hypervisor chạy trực tiếp tảng phần cứng máy chủ, không thông qua hệ điều hành hay tảng khác Qua đó, hypervisor có khả điều khiển, kiểm soát phần cứng máy chủ Đồng thời, có khả quản lý hệ điều hành chạy Nói cách khác, hệ điều hành chạy lớp nằm phía hypervisor dạng baremetal c) Kiến trúc ảo hóa Hybrid Hybrid kiểu ảo hóa có nhiều ưu điểm Trong lớp ảo hóa hypervisor chạy song song với hệ điều hành máy chủ Tuy nhiên cấu trúc ảo hóa này, máy chủ ảo phải qua hệ điều hành máy chủ để truy cập phần cứng khác biệt chỗ hệ điều hành máy chủ máy chủ ảo chạy chế độ hạt nhân 1.3.2 Phân loại theo mức a) Ảo hóa tồn phần - Full Virtualization Đây loại ảo hóa mà ta khơng cần ch nh sửa hệ điều hành khách (guest OS) phần mềm cài đặt để chạy môi trường hệ điều hành chủ (host OS) Khi phần mềm chạy guest OS, đoạn code khơng bị biến đổi mà chạy trực tiếp host OS phần mềm chạy hệ thống thực Bên cạnh đó, ảo hóa tồn phần gặp số vấn đề hiệu hiệu sử dụng tài nguyên hệ thống b) Paravirtualization - Ảo hóa cận tồn phần Là phương pháp ảo hóa máy chủ mà đó, thay mơ mơi trường phần cứng hồn ch nh, phần mềm ảo hóa lớp mỏng dồn truy cập hệ điều hành máy chủ vào tài nguyên máy vật lý sở, sử dụng môt kernel đơn để quản lý Server ảo cho phép chúng chạy lúc (có thể ngầm hiểu, Server giao diện người dùng sử dụng để tương tác với hệ điều hành) 1.3.3 Phân loại theo đối tượng ảo hóa a) Ảo hóa hệ điều hành Một hệ điều hành vận hành hệ điều hành chủ tồn có khả cung cấp tập hợp thư viện tương tác với ứng dụng, khiến cho ứng dụng truy xuất tài nguyên phần cứng cảm thấy truy xuất trực tiếp máy chủ vật lý Từ phối cảnh ứng dụng, nhận thấy tương tác với ứng dụng chạy hệ điều hành ảo, tương tác với hệ điều hành ảo kiểm sốt tài ngun hệ điều hành ảo Nói chung, thấy ứng dụng tài nguyên hệ điều hành đặt hệ điều hành ảo khác b) Ảo hóa ứng dụng Thơng thường, muốn sử dụng phần mềm office, design, người dùng hay có suy nghĩ cần phải tốn thời gian cài đặt phần mềm lên máy tính, cụ thể lên hệ điều hành sử dụng Điều tốn nhiều thời gian, áp dụng doanh nghiệp lớn, có ngàn máy tính, đồng thời vấn đề quản lý phần mềm truy xuất, thời gian truy xuất cho phép trở thành thách thức thật c) Ảo hóa hệ thống lưu trữ Ảo hóa hệ thống lưu trữ mô phỏng, giả lập việc lưu trữ từ thiết bị lưu trữ vật lý Các thiết bị băng từ, ổ cứng hay kết hợp loại Việc làm mang lại ích lợi việc tăng tốc khả truy xuất liệu, việc phân chia tác vụ đọc, viết mạng lưu trữ Ngồi ra, việc mơ thiết bị lưu trữ vật lý cho phép tiết kiệm thời gian thay phải định vị xem máy chủ hoạt động ổ cứng để truy xuất d) Ảo hóa hệ thống mạng Ảo hóa hệ thống mạng tiến trình hợp tài nguyên, thiết bị mạng phần cứng lẫn phần mềm thành hệ thống mạng ảo Sau đó, tài nguyên phân chia thành channel gắn với máy chủ thiết bị e) Ảo hóa hệ thống máy chủ Ảo hóa hệ thống máy chủ cho phép ta chạy nhiều máy ảo máy chủ vật lý, đem lại nhiều lợi ích tăng tính di động, dễ dàng thiết lập với máy chủ ảo, giúp việc quản lý, chia sẻ tài nguyên tốt hơn, quản lý luồng làm việc phù hợp với nhu cầu, tăng hiệu suất làm việc máy chủ vật lý 1.4 Lợi ích, tính đa dạng việc ảo hóa - Giúp tận dụng tối đa tài nguyên phần cứng máy chủ vật lí, tiết kiệm chi phí đầu tư hệ thống.Tài nguyên (RAM, vi xử lý,…) server ảo sử dụng nhiều (so với server cài hệ điều hành/ứng dụng) với nhiều hệ điều hành ứng dụng chia sẻ tài nguyên server vật lý - Ảo hóa khái niệm quan trọng xây dựng tảng bảo mật máy tính - Máy ảo sử dụng để tạo hệ điều hành, hay môi trường thực thi với tài nguyên giới hạn, mang lại lịch trình đúng, bảo đảm tài nguyên - Máy ảo cung cấp ảnh ảo phần cứng, hay cấu hình phần cứng mà bạn khơng có (chẳng hạn thiết bị SCSI, đa xử lý, ) Ảo hóa sử dụng để mô mạng hay máy tính độc lập 1.5 Ứng dụng Ảo hóa Việc ứng dụng cơng nghệ ảo hóa vào hạ tầng cơng nghệ yếu tố quan trọng giúp thúc đẩy phát tiển ứng dụng công nghệ thông tin quan, sử dụng công nghệ để tăng suất lao động Ứng dụng máy chủ Nếu nhiều máy chủ vận hành ứng dụng mà ch tiêu thụ phần nhỏ tài ngun sẵn có, cơng nghệ máy ảo sử dụng phép nhiều ứng dụng chạy song song máy chủ nhất, 10 Chương - CÔNG NGHỆ ẢO HỐ MÁY CHỦ 2.1 Một số cơng nghệ ảo hố máy chủ 2.1.1 Cơng nghệ ảo hố Virtuozzo Containers Parallels Virtuozzo Containers hãng Parallels giải pháp ảo hóa khai thác đầy đủ lực hạ tầng công nghệ thông tin cách gia tăng việc tận dụng tài nguyên dư thừa máy chủ hữu gấp - lần so với công nghệ khác Tổng quan Parallels Virtuozzo Containers  Một số đặc tính: Phân vùng thơng minh: Mỗi máy ảo chứa liên kết ánh xạ đến phiên hệ điều hành Quản lý tài nguyên linh hoạt: việc phân bổ tài nguyên hệ thống thực thi tự động quản trị viên Quản lý tập trung: tiến trình vận hành, bảo trì, nâng cấp thực cách tập trung thông qua công cụ quản lý Di trú trực tiếp (Linux Only): di chuyển linh hoạt containers máy chủ vật lý  Công cụ quản lý: Parallels Virtuozzo Containers: Cung cấp công cụ quản lý hướng tới yếu tố dễ sử dụng, quản lý tập trung đa chức Parallels Virtual Automation: Tiền thân Parallels Infrastructure Manager cho phép quản trị viên quản lý hầu hết ứng dụng ảo hóa bao gồm Parallels Virtuozzo Containers (Windows and Linux), Parallels Server Bare Metal (standard and advanced editions), Parallels Server for Mac and Parallels Server for Mac Bare Metal Edition thông qua giao diện web 11 Parallels Management Console thành phần tự động cài đặt chung với Parallels Virtuozzo Containers Với PMC, quản trị viên thực tác vụ: 2.1.2 Cơng nghệ ảo hố XenServer Citrix Citrix XenServer mơt tảng quản lý máy chủ ảo hóa hồn ch nh, xây dựng trên tảng Xen Hypervisor mạnh mẽ Công nghệ Xen chuyên gia ngành thừa nhận rộng rãi phần mềm ảo hóa nhanh an tồn XenDesktop thiết kế để quản lý máy chủ ảo Windows Linux cách hiệu cung cấp giải pháp hợp máy chủ với chi phí hợp lí đảm bảo tính liên tục hoạt động kinh doanh Tổng quan XenServer Một số đặc tính: • Chuyển đổi Hợp Nhất Chuyển đổi máy chủ vật lý thành máy ảo sử dụng XenConvert tạo máy chủ áo từ trình điều khiển trung tâm XenCenter • Vận hành Quản lý Thực thi tác vụ trung tâm liệu cách tự động sử dụng tính phiên miễn phí XenServer mơi trường vận hành trực tiếp • Lợi ích: Là giải pháo ảo hóa máy chủ thực thụ, XenServer giúp doanh nghiệp đạt lợi ích 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 tính liên tục kinh doanh, khả tân dụng điện toán đám mây giải pháp mở rộng sở hạ tầng doanh nghiệp 2.1.3 Cơng nghệ ảo hố Hyper – V Microsoft 12 Hyper-V cơng nghệ ảo hóa hệ dựa hypervisor, khai thác phần cứng server 64-bit hệ Người dùng (chủ yếu doanh nghiệp) không cần phải mua thêm phần mềm để khai thác tính ảo hố Kiến trúc mở Hyper-V cho phép nhóm phát triển nội nhà phát triển phần mềm hãng thứ ba cải tiến công nghệ công cụ [4] a) Kiến trúc Hyper-V Hyper-V gồm thành phần chính: hypervisor, ngăn ảo hóa mơ hình I/O (nhập/xuất) ảo hóa Hypervisor lớp phần mềm nhỏ diện xử lý (BXL) theo công nghệ Intel-V hay AMD-V, có vai trị tạo "partition" (phần vùng) mà thực thể ảo chạy b) Các tính Hyper-V Broad operating system support: Khả hỗ trợ đa dạng hệ điều hành máy khách bao gồm 32-bit lẫn 64-bit đa dạng tảng máy chủ Windows, Linux hệ điều hành khác Extensibility: Được hỗ trợ với khả mở rộng kể nhờ việc xây dựng dựa Windows Management Instrumentation (WMI) application programming interfaces (APIs) cho phép khả nhà sản xuất phản mềm nhà phát triển xây dựng nên cơng cụ hỗ trợ, tiện ích ccai3 tiến cho tảng áo hóa Netwok Load Balancing: Được trang bị khả cho phép chuyển mạch ảo từ cung cấp tính Windows Network Load Balancing (NLB) cho máy ảo chạy máy chủ vật lý khác Microkernelized architecture: Hyper-V thiết kế dưa kiến trúc microkernwlized hypervisor 64bit cho phép cung cấp 13 chuỗi thiết bị hỗ trợ phương thức cải tiến hiệu suất vấn đề bảo mật Hardware sharing architecture: Hyper-V bao gồm kiến trúc Virtualization Service Provider (VSP) Virtualization Service Client (VSC) cung cấp việc cải tiến trình truy xuất sử dụng tài nguyên phần cứng đĩa cứng, mạng, video Quick migration: Đây tính mạnh bật Hyper-V với khả cung cấp việc di trú máy ảo hoạt động từ máy vật lý chạy sang máy vật lý khác mà đảm bảo thời gian downtime thấp gia tăng tính sẵn sàng cho hệ thống c) Các lợi ích sử dụng Hyper - V Độ tin cậy: Hyper-V cung cấp độ tin cậy tốt khả mở rộng lớn cho ảo hóa sở hạ tầng Hypervisor không phụ thuộc vào trình điều khiển thiết bị hãng thứ ba Máy chủ ảo hóa mạnh: Ảo hóa cho phép khả sử dụng, quản lý tài nguyên, ứng dụng hiệu máy chủ Các máy chủ ảo hóa có khả làm cơng việc với linh hoạt cao, tận dụng khả phần cứng tối đa, mà khơng có xung đột với máy chủ ảo hóa khác Bảo mật: An ninh bảo mật thách thức giải pháp máy chủ Các máy chủ ảo hóa tiếp xúc với chức máy chủ khác hệ thống Hiệu suất: Hyper-V giải khối lượng cơng việc địi hỏi nhiều giải pháp ảo hóa trước cung cấp khả phát triển hệ thống 2.2 Cấu trúc Vmware Esx Server VMware Workstation phần mềm ảo hóa mạnh mẽ dành cho nhà phát triển,kiểm tra phần mềm chuyên gia công 14 nghệ thông tin cần chạy nhiều hệ điều hành lúc máy máy chủ để nghiên cứu kiểm tra đánh giá sản phẩm 2.2.1 Hệ điều hành điều khiển (Console Operating System) 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 [6] [8] 2.2.2 Vmkernel (lõi điều khiển chính) Khi hệ điều hành nạp, vmkernel bắt đầu khởi động khởi động hệ thống Nó chịu trách nhiệm quản lý phân phối tài nguyên Các COS nạp lại máy ảo quản lý cấu hình Các COS thực quy tắc tương tự cho nguồn tài nguyên phân bổ cho người dùng hệ thống 2.2.3 The ESX Boot Process (Quá trình khởi động máy chủ ESX) Là trình khởi động máy chủ ESX Bằng việc quan sát trình khởi động hệ thống máy chủ ESX thấy COS vmkernel tương tác với lúc nào, vmkernel nắm quyền quản lý tài nguyên hệ thống cần phải nắm rõ trình để hiểu COS phần tách biệt với vmkernel 2.2.4 Phần cứng ảo (HardwareVirtualization) ESX có trách nhiệm cung cấp phần cứng ảo cho máy ảo.khi máy ảo yêu cầu truy suất hay truy cập tài ngun vmkernel chịu trách nhiệm thiết lập đồ ảo tương tác 15 yêu cầu máy ảo với phần cứng vật lý để xử lý số tài nguyên ổ cứng, card mạng có nhiều lựa chọn 2.2.5 Tính Năng Của ESX Server a) VMware Distributed Resource Scheduler Distributed Resource Scheduler (DRS) tính nhằm cung cấp tiện ích giúp tự động phân phối nguồn tài nguyên đến nhiều máy chủ ESX cấu hình cluster Một ESX cluster tập hợp tiềm ẩn sức mạnh CPU nhớ tất máy chủ tham gia vào cluster b) Virtual symmetric multi-processing (Virtual SMP) VMware Virtual Symmetric Multi-Processing (VSMP, hay SMP ảo) cho phép nhà quản trị sở hạ tầng xây dựng máy ảo với nhiều xử lý ảo VMware Virtual SMP sản phẩm quyền cho phép ESX cài đặt máy chủ với nhiều xử lý, mà cơng nghệ có phép sử dụng nhiều xử lý bên máy chủ ảo hóa c) VMware High Availability (VMHA) High Availability cung cấp nhà sản suất VMware Đây tiện ích hoàn hảo thiết kế cho hệ thống máy chủ ESX VMware Infrastructure Mục đích cơng nghệ di chuyển máy ảo từ máy chủ sang máy chủ khác sảy cố hỏng hóc máy chủ vật lý hay kết nối mạng.Công nghệ giúp máy ảo ứng dụng phục hồi hoạt động chuyển sang máy chủ mà khơng có lo lằng vấn đề tương thích với máy chủ vật lý d) VMotion & Storage Vmotion VMotion hay gọi live migration, tính ESX vCenter Server cho phép máy ảo chạy di chuyển từ máy chủ vật lý đến máy chủ vật lý 16 khác mà không cần phải tắt nguồn máy ảo Sự di chuyển hai máy chủ vật lý xảy khơng có thời gian chết khơng làm kết nối mạng đến máy ảo e) VMware Consolidated Backup (VCB) VBC nhóm tiện ích dịng lệnh Windows, cài đặt hệ thống Windows, có kết nối SAN đến hệ thống file ESX Server VMFS Với VCB, bạn thực backup mức file mức image, khôi phục máy khách VM, quay trở máy chủ VCB g) Vcenter update Manager Quản lý nâng cấp (Update Manager) tính kèm với Virtual Center & ESX Server Với Update Manager, bạn thực nâng cấp ESX Server, nâng cấp hệ điều hành Windows Linux máy khách VM Để thực nâng cấp ESX Server, bạn sử dụng Vmotion nâng cấp ESX Server mà không gây thời gian chết máy máy khách VM chạy h) Virtual Machine File System (VMFS) VMFS VMware ch tạo dành cho ảo hóa VMware Vì hệ thống file hiệu suất cao có sẵn để sử dụng việc ảo hóa doanh nghiệp Tuy gộp vào phiên gói ESX Server hay VI bạn chọn VMFS đưa sản phẩm riêng Vmware Điều độc i) Virtual Center (VC) & Infrastructure Client (VI Client) Vmware VMware Infrastructure client Virtual Center tính tiên tiến ESX Server & VI Suite Virtual Center phần nhiều tính máy chủ ESX Nó có nhiều tính tiên 17 tiến bên Khi kèm với VC, VI Client thực giao diện cho quản trị viên VMware sử dụng để cấu hình, tối ưu quản trị tất hệ thống máy chủ ESX k) Quản lý khôi phục site (Site Recovery Manager (SRM)) Quản lý khơi phục site tính khơi phục thảm họa tuyệt vời Nếu bạn có hai trung tâm liệu (một bảo vệ cịn phụ dùng để khôi phục - primary/protected secondary/recovery), máy chủ ESX VMware SRM hỗ trợ SAN site bạn sử dụng SRM để lập kế hoạch, kiểm tra khôi phục tồn sở hạ tầng ảo hóa VMware l) VMware vShere Data Recovery Một tính vSphere Data Recovery, cụm giải pháp “Essentials Plus” phiên vSphere Advanced Tính cung cấp máy ảo bên mơi trường vSphere tích hợp với máy chủ vCenter nhằm cung cấp cách thức quản lý tập trung backup m) vCenter Convert Tính cho phép convert máy vật lý chạy (bao gồm hệ điều hành liệu máy vật lý tùy bạn muốn) thành máy ảo chạy VMware ESX Server (cả windows linux) Tính miễn phí 18 Kết luận chương 2: Ảo hóa máy chủ cơng nghệ thay đổi nhanh chóng tồn cảnh lĩnh vực Cơng nghệ Thơng tin cách tính tốn người Máy chủ hệ thống công nghệ thông tin ngày thường thiết kế để chạy hệ điều hành ứng dụng Điều không khai thác triệt để hiệu hầu hết máy chủ lớn Ảo hóa cho phép bạn 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 19 Chương - XÂY DỰNG MƠ HÌNH ỨNG DỤNG ẢO HÓA MÁY CHỦ TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG Y TẾ HÀ ĐƠNG Trường Cao đẳng Y tế Hà Đơng thành lập vào 26/10/1960 39 Nguyễn Viết Xuân, Hà Đông, Hà Nội Với nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực y tế cho địa bàn thủ đô vùng lân cận Cùng theo phát triển xã hội trường dần áp dụng công nghệ thông tin vào giảng dậy làm việc hàng ngày 3.1 Hiện trạng hệ thống thông tin trường Cao đẳng Y tế Hà Đơng Vì trường chun ngành giảng dậy y dược nên việc đầu tư công nghệ thơng tin cịn khiêm tốn sơ sài Ch có máy chủ chạy phần mềm quản lý điểm sinh viên, liệu chung Một máy chủ chạy phần mềm thi trắc nghiệm máy tính đủ mạnh phục vụ nhu cầu cho 40 sinh viên dự thi ca thi Mỗi máy chủ đặt tòa nhà riêng biệt gây khó khăn cho việc quản lý, điều hành chưa có tầm nhìn xa tận dụng hết nguồn tài nguyên công nghệ 3.2 Ứng dụng ảo hóa máy chủ vào hệ thống thơng tin trường Cao đẳng Y tế Hà Đông 3.2.1 Giải pháp tổng thể Xây dựng hệ thống ảo hóa máy chủ: - Phục vụ hầu hết công việc cần đến máy chủ nhà trường - Dễ dàng triển khai, sử dụng, cài đặt, nâng cấp, backup liệu - Giảm thiểu tài khơng cần phải mua nhiều Server - Quản trị nguồn tài nguyên, liệu tập trung - Hiệu cao, dành cho phát triển lâu dài nhà trường 3.2.2 Giải pháp triển khai 20 - 01 máy chủ: chạy phần mềm quản lý điểm sinh viên - 01 máy chủ: chia sẻ liệu, tài nguyên - 02 máy chủ: chạy phần mềm thi trắc nghiệm máy tính 3.2.3 Thiết kế thực thi hệ thống ứng dụng với Vmware ESX Server Chuẩn bị chạy hệ thống: - Phần cứng: máy chủ HP Proliant ML10 E3 v2, Switch, 80 máy PC - Phần mềm: Bộ công cụ VMWare VMWare ESX, VMWare vSpheer Client, Windows Server 2008, phần mềm quản lý điểm Unimax, phần mềm thi trắc nghiệm máy tính mã nguồn mở Cài đặt hệ thống : - Chạy phần mềm cài đặt VMWare ESX - Đặt IP cho máy chủ vật lý phần Configure Managament Network Tại set IP máy chủ 192.168.1.221 - Sau cài đặt phần mềm VMWare vSphere Client để kết nối từ máy Client đến máy chủ vật lý để quản lý tài nguyên máy vật lý máy chủ ảo tạo Kết nối địa ch IP set 192.168.1.221 - Tạo máy chủ ảo với tên CDYT Ha Dong đến 04 cho chức máy - Ta tiến hành chạy phần mềm cần ảo hóa máy chủ ảo Q trình chạy thành công Các phần mềm chạy ổn định 3.3 Đánh giá hiệu hệ thống ứng dụng với máy chủ ảo máy chủ thực Ảo hóa máy chủ nói mang lại nhiều lợi ích Từ máy chủ vật lý tạo nhiều máy chủ ảo đảm nhận công việc, xử lý máy chủ thật mà hiệu khơng suy giảm 21 nhiều Để đưa đánh giá lợi ích việc ảo hóa máy chủ Ta thực thử nghiệm hệ thống để đánh giá hiệu máy chủ ảo so với máy chủ vật lý 3.3.1 Mơ hình kịch thử nghiệm Tiến hành thử nghiệm thi trắc nghiệm sinh viên máy chủ thật máy chủ ảo ảo hóa từ máy chủ thật 80 máy PC làm máy khách để thực kết nối vào phần mềm thi trắc nghiệm làm thi Trong phần mềm thi có đo thời gian load thi bắt đầu tính Thử nghiệm lần : Dùng 20 máy PC đăng nhập 20 tài khoản sinh viên phần mềm thi kết nối lúc làm thi máy chủ vật lý thật Sau 20 máy lại kết nối đến máy chủ ảo làm thi lúc Thử nghiệm lần 2: Dùng 40 máy PC đăng nhập 40 tài khoản sinh viên phần mềm thi kết nối lúc làm thi máy chủ vật lý thật Sau 40 máy lại kết nối đến máy chủ ảo làm thi lúc Thử nghiệm lần 3: Dùng 60 máy PC đăng nhập 60 tài khoản sinh viên phần mềm thi kết nối lúc làm thi máy chủ vật lý thật Sau 60 máy lại kết nối đến máy chủ ảo làm thi lúc Thử nghiệm lần 4: Dùng 80 máy PC đăng nhập 80 tài khoản sinh viên phần mềm thi kết nối lúc làm thi máy chủ vật lý thật Sau 80 máy lại kết nối đến máy chủ ảo làm thi lúc 3.3.2 Kết thử nghiệm đánh giá Sau thử nghiệm thu thời gian kết nối trung bình tất máy đến máy chủ , số máy lỗi kết nối đến máy chủ khơng load thi có bảng kết thử nghiệm sau: 22 Bảng Thử nghiệm Thử nghiệm Máy chủ thật Máy chủ ảo Thời gian kết nối 4,31 s 4,52 s Số máy lỗi 0 Bảng Thử nghiệm Thử nghiệm Máy chủ thật Máy chủ ảo Thời gian kết nối 4,63 s 4,67 s Số máy lỗi 0 Bảng Thử nghiệm Thử nghiệm Máy chủ thật Máy chủ ảo Time connect 7,83 s 6,12 s Số máy lỗi Bảng Thử nghiệm Thử nghiệm Máy chủ thật Máy chủ ảo Thời gian kết nối 10,87 s 8,32 s Số máy lỗi Từ kết Thử nghiệm Bảng 1, Thử nghiệm Bảng ta thấy thời gian load thi máy chủ vật lý thật ảo thử nghiệm không chênh lệch nhiều Máy chủ thật máy chủ ảo thực tốt tác vụ không phát sinh lỗi kết nối Từ kết Thử nghiệm Bảng ta thấy lúc thời gian load máy chủ thật máy chủ ảo có khác biệt, hiệu suất máy chủ ảo có bước tiến máy chủ thật Đặc biệt máy chủ thật có phát sinh lỗi kết nối từ máy Client đến máy chủ trung bình 01 máy Tại Thử nghiệm Bảng thời gian load máy chủ vật lý máy chủ ảo hóa khác rõ rệt, số máy lỗi kết nối tăng lên nhiều 06 máy Các máy Client load hết số câu 23 hỏi thi phần mềm từ máy chủ thật gây nên tình trạng treo, crash thi Còn máy chủ ảo tác vụ thực tốt, không phát sinh lỗi kết nối, treo máy Máy chủ ảo phân chia tài nguyên xử lý tác vụ tốt máy chủ thật thực nghiệm đảm bảo ổn định kết nối máy Client đến phần mềm thi Kết luận chương 3: Thiết kế cài đặt thành cơng mơ hình Ảo hóa Vmware ESX Server máy chủ vật lí thiết lập nên máy chủ ảo Cài đặt dịch vụ, phần mềm riêng biệt lên máy chủ ảo Hệ thống ứng dụng cơng nghệ Ảo hóa máy chủ giúp tận dụng tối đa nguồn tài nguyên phần cứng máy chủ vật lý; người dùng máy Client (trong phạm vi cấp quyền) sử dụng nhiều dịch vụ hữu ích nhờ có máy chủ chuyên trách cung cấp dịch vụ khác nhau, từ góp phần nâng cao hiệu suất hiệu công việc Hệ thống máy ảo hoạt động tốt thực nghiệm Đáp ứng nhu cầu sử dụng trường 24 KẾT LUẬN Kết đạt Về luận văn hoàn thành thực mục tiêu đề Những hạn chế Do nhiều hạn chế thời gian,vật chất số điều kiện khách quan khác nên bên cạnh vấn đề đạt luận văn cịn tồn hạn chế số điều chưa thực Hướng phát triển Xây dựng mơ hình ứng dụng đầy đủ phát triển cho đơn vị, tổ chức quy mô lớn Quy mô ảo hóa lớn hơn, chạy ứng dụng thi cho sinh viên đáp ứng từ 250 – 300 sinh viên dự thi lúc mà hệ thống hoạt động tốt ổn định ... Ảo hóa Việc ứng dụng cơng nghệ ảo hóa vào hạ tầng công nghệ yếu tố quan trọng giúp thúc đẩy phát tiển ứng dụng công nghệ thông tin quan, sử dụng công nghệ để tăng suất lao động Ứng dụng máy chủ. .. dụng 3 Nhiệm vụ nghiên cứu Tìm hiểu nắm công nghệ, phương pháp, kỹ thuật cơng nghệ ảo hóa Nhiệm vụ luận văn nghiên cứu cơng nghệ ảo hóa nhằm áp dụng vào ảo hóa máy chủ ứng dụng trường Cao Đẳng... với máy chủ thiết bị e) Ảo hóa hệ thống máy chủ Ảo hóa hệ thống máy chủ cho phép ta chạy nhiều máy ảo máy chủ vật lý, đem lại nhiều lợi ích tăng tính di động, dễ dàng thiết lập với máy chủ ảo,