Nghiên cứu và triển khai hệ quản trị tài nguyên trên điện toán đám mây

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Tên đề tài: Xây Dựng Hệ Quản Trị Tài Nguyên Trên Điện Toán Đám Mây IaaS Mã số: Tên báo cáo chuyên đề: Nghiên Cứu Và Triển Khai Hệ Quản Trị Tài Nguyên Trên Điện Toán Đám Mây Chủ nhiệm đề tài: ThS Bùi Thanh Khiết Người chủ trì thực chuyên đề: ThS Bùi Thanh Khiết Bình Dương, 20/05/2015 MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC HÌNH VẼ iv Đặt vấn đề .1 1.1 Hiện trạng 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu .2 Phương pháp nghiên cứu Tổng quan điện toán đám mây 3.1 Khái niệm điện toán đám mây 3.2 Tính chất điện toán đám mây 3.3 Các tầng dịch vụ điện toán đám mây 3.4 Mơ hình triển khai điện tốn đám mây .5 3.5 Lợi ích thách thức điện toán đám mây Quản lý tài nguyên điện toán đám mây 4.1 Tài nguyên đám mây điện toán 4.1.1 Ảo hoá server 4.1.2 Ảo hoá Storage .8 4.1.3 Ảo hoá Network 4.1.4 Ảo hoá Application 4.2 Khảo sát công cụ quản lý tài nguyên đám mây điện toán .10 4.2.1 Mơ hình quản lý tài ngun ĐTĐM IaaS thông qua phần mềm Grid Midleware 10 4.2.2 Mơ hình quản lý tài ngun tập trung OpenNebula .11 4.2.3 Đánh giá 13 i Phân tích, thiết kế hệ quản trị tài nguyên điện toán đám mây IaaS 14 5.1 Yêu cầu chức hệ thống .14 5.2 Mơ hình quản trị tài ngun điện tốn đám mây IaaS .15 5.2.1 Kiến trúc hệ thống 15 5.2.2 Tiến trình cấp phát tài nguyên ảo .18 5.2.3 Tiến trình giám sát tài nguyên 19 5.2.4 Mơ hình sở liệu hệ 20 5.2.5 Sơ đồ hoạt động 20 Triển khai hệ quản trị tài nguyên điện toán đám mây IaaS 31 6.1 Sơ đồ triển khai hệ thống 31 6.2 Kết thực chức ĐTĐM IaaS .32 6.2.1 Quản lý máy vật lý 32 6.2.2 Quản lý máy ảo 33 6.2.3 Quản lý mạng ảo 34 6.2.4 Quản lý gói dịch vụ 34 6.2.5 Mơ hình khai thác cụm máy ảo ĐTĐM IaaS 36 Kết luận kiến nghị 37 7.1 Kết đạt .37 7.2 Những vấn đề tồn 37 7.3 Hướng phát triển .38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 PHỤ LỤC 39 ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh ĐTĐM Tiếng Việt Điện toán đám mây EC2 Elastic Compute Cloud IaaS Infrastructure as a Service Dịch vụ sở hạ tầng MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập môi trường PaaS Platform as a Service Dịch vụ tảng QA Quality Assurance Đảm bảo chất lượng QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ SaaS Software as a Service Dịch vụ phần mềm VM Virtual Machine Máy ảo VMM Virtual Machine Monitor Giám sát máy ảo VPS Virtual Private Server Máy chủ riêng ảo iii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Kiến trúc DIET-Solve Eucalyptus 11 Hình Mơ hình ĐTĐM OpenNebula 12 Hình Sơ đồ chức hệ thống 14 Hình Kiến trúc quản lý tài nguyên tập trung cho ĐTĐM IaaS 16 Hình Cụm máy vật lý triển khai máy ảo 17 Hình Sơ đồ khối cấp phát máy ảo .18 Hình 5 Sơ đồ khối giám sát máy vật lý 19 Hình Sơ đồ khối giám sát sử dụng tài nguyên .19 Hình Mơ hình sở liệu quan hệ 20 Hình Mơ hình quản lý máy vật lý .21 Hình 5.10 Mơ hình quản lý mạng ảo 23 Hình 5.12 Mơ hình quản lý gói dịch vụ 25 Hình 5.13 Mơ hình quản lý máy ảo 26 Hình 5.15 Mơ hình quản lý trạng thái máy ảo 28 Hình Sơ đồ triển khai hệ thống 31 Hình Giao diện quản lý máy chủ 33 Hình Giao diện quản lý máy ảo 33 Hình Giao diện quản lý mạng ảo 34 Hình Giao diện quản lý gói dịch vụ .35 Hình 6 Mơ hình cụm máy ảo 36 iv Đặt vấn đề 1.1 Hiện trạng Hiện nhu cầu tài ngun tính tốn ngày tăng cao, việc nghiên cứu học tập trường đại học Các phần mềm phục vụ ngành công nghệ thông tin, xây dựng, điện tử, môi trường, kiến trúc, kinh tế… địi hỏi phải có hệ thống máy tính có cấu hình đủ mạnh để đáp ứng Vấn đề đặt làm để việc quản lý cấp phát tài ngun tính tốn cho đơn vị cách hợp lý; tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu, chi phí quản lý hệ thống; tận dụng triệt để tài nguyên hệ thống Để giải vấn đề tài đề xuất “Xây dựng hệ quản trị tài nguyên cho điện toán mây IaaS” giúp cho việc quản lý cấp phát tài nguyên Điện Toán Đám Mây dễ dàng Các đơn vị đăng ký sử dụng, cấp phát tài nguyên theo thời gian thực thi nhu cầu thực tế Kỹ thuật Điện toán đám mây mang đến khả tận dụng triệt để tài nguyên công suất hệ thống cách linh hoạt theo thời điểm yêu cầu sử dụng Nói rõ hơn, kỹ thuật Điện toán đám mây với mục tiêu EaaS – Everything as a Service (Mọi thứ dịch vụ) tạo khả linh hoạt việc sử dụng tài nguyên, khả thực thi lực tính tốn – để cung cấp cho người dùng dịch vụ 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Trong chuyên đề này, có mục tiêu sau:  Nghiên cứu tổng quan điện toán đám mây gồm: khái niệm, tính chất, mơ hình cung cấp dịch vụ mơ hình triển khai điện tốn đám mây Bên cạch phân tích lơi ích khó khăn ứng dụng điện toán đám mây  Vấn đề quản lý tài ngun điện tốn đám mây gồm: mơ hình quản lý tài ngun, cơng cụ quản lý tài nguyên sử dụng vấn đề tồn việc quản lý tài nguyên đám mây điện toán  Xây dựng hệ quản trị tài ngun ngun điện tốn đám mây IaaS gồm: phân tích, thiết kế, triển khai hệ thống 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng  Cơ chế ảo hóa;  Cơ chế lưu trữ quản lý máy ảo;  Cách thức triển khai điện toán đám mây dựa mã nguồn mở Phạm vi  Xây dựng hệ quản trị dựa mã nguồn mở (Open Nebula, Xen, … ) sử dụng số công cụ để thực chức hệ thống đề trên;  Hệ điều hành máy vật lý linux;  Hệ điều hành máy ảo có linux Phương pháp nghiên cứu  Nghiên cứu sở lý thuyết  Khảo sát ứng dụng có liên quan đến điện tốn đám mây thực tế  Tham khảo tài liệu từ từ hội thảo, cơng trình, đề tài, luận văn thực nước  Khảo sát mơ hình, ứng dụng chế quản lý máy ảo cho điện tốn đám mây có thực tế  Nghiên cứu mã nguồn mở xây dựng dịch vụ co sở hạ tầng điện toán đám mây Tổng quan điện toán đám mây 3.1 Khái niệm điện toán đám mây Rất nhiều chuyên gia đưa định nghĩa điện tốn đám mây, nhóm nghiên cứu đưa định nghĩa theo cách hiểu, cách tiếp cận riêng nên khó tìm định nghĩa tổng qt điện tốn đám mây Theo điện tốn đám mây hiểu theo nghĩa đây:  Điện toán đám mây mơ hình điện tốn phân tán có tính co giãn lớn mà hướng theo co giãn mặt kinh tế, nơi chứa sức mạnh tính toán, kho lưu trữ, tảng dịch vụ trực quan, ảo hóa co giãn linh động, phân phối theo nhu cầu cho khách hàng bên ngồi thơng qua internet [7]  Điện tốn đám mây cịn định nghĩa theo hướng thương mại, từ góc nhìn khách hàng đầu cuối Theo đó, tính chủ yếu điện tốn đám mây cung cấp sở hạ tầng ứng dụng công nghệ thông tin dạng dịch vụ có khả mở rộng 3.2 Tính chất điện toán đám mây [2, 10] Khả tự phục vụ theo nhu cầu (On-demand self service): điện tốn đám mây có khả đáp ứng nhu cầu người sử dụng dịch vụ cách linh hoạt Người sử dụng gửi thông tin yêu cầu thông qua website cung cấp dịch vụ, hệ hống nhà cung cấp dịch vụ tự động đáp ứng yêu cầu khách hàng Khả truy xuất diện rộng (Broad-network Acess): khách hàng dù đâu sử dụng thiết bị kết nối internet sử dụng dịch vụ điện toán đám mây Điện toán đám mây cho phép cung cấp dịch vụ thơng qua mơi trường internet Thêm vào đó, điện tốn đám mây cung cấp dạng dịch vụ ứng dụng khơng địi hỏi khả xử lý cao phía người sử dung, cần thơng qua thiết bị đầu cuối PDA, điện thoại hay Internet TV truy cập sử dụng dịch vụ Khả co giãn hệ thống (Elastic Scaling): điện toán đám mây cho phép người sử dụng linh hoạt mở rộng (scale down) hay thu hẹp (scale down) hệ thống cách nhanh chóng dễ dàng Người sử dụng việc trả phí tương ứng cho họ sử dụng Điều giúp người sử dụng tiết kiệm chi phí sử dụng dịch vụ họ khơng trả cho tài nguyên dư thừa họ không dùng tới Đối với nhà cung cấp dịch vụ việc thêm nhiều máy vật lý vào đám mây thêm đám mây vào đám mây lớn, loại bỏ đám mây khỏi đám mây lớn … Khả sử dụng chung tài nguyên (Resource Pooling): Hệ thống tài nguyên ảo vật lý xem kho tài nguyên sẵn sàng phục vụ lúc Người sử dụng thuê họ cần thời gian trả phí cho họ sử dụng Lợi ích mang lại từ khái niệm Resource Pooling kho tài nguyên cực lớn xây dựng đáp ứng yêu cầu tài nguyên khách hàng Khả điều tiết dịch vụ: khả tự động kiểm soát tận dụng triệt để việc sử dụng nguồn tài nguyên CPU, nhớ, băng thông mạng hay dung lượng lưu trữ Lượng tài nguyên mà khách hàng sử dụng theo dõi, kiểm soát lưu lại, sau báo cáo xác cho người sử dụng Nhờ vào việc xác định lưu lượng hệ thống theo thời gian mà hệ thống tự điều tiết để dễ dàng phục vụ 3.3 Các tầng dịch vụ điện toán đám mây[7, 8, 10] Dịch vụ phần mềm (Software as a Service – SaaS): Ứng dụng chạy điện toán đám mây cung cấp đến khách hàng thông qua Website Khách hàng bận tâm đến việc đầu tư sở hạ tầng, chi phí quản lý, vận hành bảo dưỡng hệ thống Những công việc nhà cung cấp dịch vụ thực Nhà cung cấp dịch vụ phải đảm bảo hoạt động bên hệ thống để ứng dụng thực thi Một ví dụ phổ biến dịch vụ dịch vụ mail Yahoo mail, Gmail… ngồi cịn có nhiều ứng dụng khác phát triển theo công nghệ Web 2.0 ứng dụng quản lý nguồn nhân lực, kế toán, quản lý lương, quản lý khách hàng Có thể kể đến cá ứng dụng phổ biến Salesforce.com [12], Sugar CRM, IBM® Lotus® Live IBM Lotus Sametime® Dịch vụ tảng (Platform as a Service – PaaS): Ở mơ hình này, nhà cung cấp dịch vụ cung cấp cho khách hàng tảng để phát triển ứng dụng Khách hàng tự xây dựng ứng dụng tảng thơng qua cơng cụ phát triển mà nhà cung cấp dịch vụ cung cấp Khách hàng quan tâm đến việc phát triển ứng dụng dựa tảng sở hạ tầng cung cấp mà không cần bận tâm đến việc đầu tư vào sở hạ tầng bên hay chi phí quản lý khác Các ví dụ kể đến mơ hình Amazon Web Services [3] , Azure, IBM® WebSphere® Application Server Virtual Images Google App Engine[5] Dịch vụ sở hạ tầng (Infrastructure as a Service – IaaS): Ở mơ hình này, người sử dụng cung cấp sở hạ tầng mạng, máy chủ, CPU, nhớ, không gian lưu trữ tài nguyên tính tốn khác Khách hàng tự định sử dụng hệ điều hành gì, xây dựng ứng dụng dựa tảng tài nguyên hạ tầng mà cung cấp Các tài nguyên hạ tầng cung cấp dạng máy ảo (VM) ảo hóa từ máy chủ vật lý dựa cơng nghệ ảo hóa Các tài ngun ảo hóa dễ dàng phân phối cấp phát cách linh hoạt nhiều so với tài nguyên vật lý Các ví dụ dịch vụ sở hạ tầng VMware, Amazon EC2 [3], IM Bluehouse, Sun ParaScale Cloud Storage Microsoft Azure Platform 3.4 Mơ hình triển khai điện toán đám mây [1, 7, 8, 13] Mơ hình điện tốn đám mây cơng cộng (Public cloud): dịch vụ điện toán đám mây cung cấp cho người sử dụng dạng ứng dụng web dịch vụ web thông qua môi trường Internet Các ứng dụng khách hàng nằm hệ thống điện toán đám mây Khách hàng quan tâm đến việc đầu tư sở hạ tầng, quản lý, vận hành bảo trì hệ thống, tất nhà cung cấp dịch vụ quản lý, kiểm soát đảm bảo cho ứng dụng hoạt động, khách hàng giảm thiểu chi phí đầu tư Mơ hình điện tốn đám mây riêng (Private Cloud): Trong mơ hình 2.6, sở hạ tầng dịch vụ xây dựng để phục vụ cho tổ chức, doanh nghiệp Những đám mây tồn bên tường lửa doanh nghiệp doanh nghiệp quản lý Điều giúp cho doanh nghiệp tự kiểm sốt tối đa nguồn tài nguyên, liệu, chất lượng dịch vụ chế bảo mật Doanh nghiệp tự xây dựng quản lý sở hạ tầng ứng dụng triển khai đám mây điện toán riêng họ Một mặt doanh nghiệp giảm chi phí đầu tư tràn lan rộng rãi, mà đầu tư cách tập trung, kiểm soát tài nguyên độ co giãn theo nhu cầu Mặt khác, đảm bảo vấn đề bảo mật thơng tin doanh nghiệp Mơ hình điện tốn đám mây lai (Hybrid Cloud): kết hợp nhằm tận dụng ưu hai mơ hình Như phân tích, mơ hình Public Cloud dễ áp dụng, chi phí thấp lại an tồn Ngược lại, mơ hình Private 6.2.3 Quản lý mạng ảo Giúp cho người quản trị định nghĩa lớp mạng ảo dành cho máy ảo Quản trị viên tao tác: Hiển thị thơng tin,thêm, xóa, cập nhật thông tin mạng ảo mới; Các thông tin mạng ảo gồm: mã (ID) mạng ảo, địa IP, địa MAC, giao diện mạng dùng cho máy ảo (Brigde); Hình Giao diện quản lý mạng ảo 6.2.4 Quản lý gói dịch vụ Gói dịch vụ phần định nghĩa máy ảo Gồm chức sau: Hiển thị thơng tin,thêm, xóa, cập nhật thơng tin gói dịch vụ; Gói dịch vụ gồm thơng tin: ID gói dịch vụ, tên gói dịch vụ, hệ điều hành máy ảo, tình trạng, thơng tin phần cứng máy ảo (còn gọi template máy ảo) gồm: tên máy ảo, CPU, MEMORY, điều hành cho máy ảo, đường dẫn đến ảnh (image) máy ảo, đĩa cứng, thiết bị nhập xuất, chiến lược triển khai máy ảo lên máy chủ vật lý; 34 Hình Giao diện quản lý gói dịch vụ Định nghĩa cấu hình máy ảo Việc đăng ký cấp phát tài nguyên dựa tập tin khuôn mẫu Template – việc quản lý tập tin khuôn mẫu gọi quản lý gói dịch vụ, Template định nghĩa cấu hình máy ảo Các Template thiết kế để phù hợp với dạng ảo hóa khác Tùy vào loại cơng nghệ ảo hóa máy máy chủ ảo hóa dạng XEN, KVM hay VMware mà có tham số thuộc tính khác Dưới ví dụ tập tin Template định nghĩa máy ảo với 512MB nhớ CPU, máy ảo sử dụng Image tạo trước có tên “centos5.img”, thời gian khởi sau đồng hồ sử dụng 10 đồng hồ NAME = VM1 CPU = MEMORY = 512 OS = [ KERNEL = "/boot/vmlinuz-2.6.18-194.el5xen", INITRD = "/usr/soft/on/img/centos5.img", ROOT = "sda", 35 KERNEL_CMD = "ro xencons=tty"] NIC = [ NETWORK = "VN01" ] HAIZEA = [ start ="+01:00:00", duration="10:00:00", preemptible = "no",] 6.2.5 Mô hình khai thác cụm máy ảo ĐTĐM IaaS Để kiểm chứng hệ thống, cụm máy ảo sử dụng để triển khai mơi trường tính tốn song song OpenMPI [9] Chúng triển khai máy ảo (1 máy điều phối, máy thực thi) có cấu hình CentOS 5, chung lớp mạng cài đặt mơi trường lập trình song song OpenMPI Sau làm ví dụ đơn giản để kiểm tra mơi trường OpenMPI Hình 6 Mơ hình cụm máy ảo 36 Kết luận kiến nghị 7.1 Kết đạt Đề tài khai thác đặc điểm bật điện toán đám mây khả co giãn linh hoạt nhằm tạo tiện lợi cho việc quản lý máy ảo giảm thiểu chi phí cho người sử dụng Dựa việc nghiên cứu sở lý thuyết công nghệ liên quan đề tài xây dựng nên hệ quản trị máy ảo cho điện toán đám mây đáp ứng mục tiêu đề Hệ quản trị máy ảo tạo tiền đề cho dịch vụ ứng dụng trực tuyến Từ nhà cung cấp dịch vụ đưa nhiều gói dịch vụ linh động phù hợp với nhu cầu khách hàng Các dịch vụ cung cấp người sử dụng quản trị trực quan thông qua công cụ quản trị Web hệ quản quản trị máy ảo Đề tài kết hợp việc sử dụng công cụ quản lý dựa mã nguồn mở để thực chức cho hệ thống Các chức dành cho khách hàng gồm: đăng ký, đăng nhập, quản lý máy ảo, quản lý thông tin cá nhân Chức nhân viên quản trị gồm: quản lý mạng ảo, quản lý cụm máy vật lý, quản lý máy vật lý, quản lý gói dịch vụ, quản lý nhóm khách hàng, quản lý khách hàng, quản lý máy ảo 7.2 Những vấn đề tồn Thứ nhất, theo mơ hình triển khai mạng có máy Front End quản lý toàn hệ thống máy vật lý bên Máy Front End tiếp nhận tất yêu cầu từ thành phần giao diện điện tốn đám mây xử lý thơng tin gửi xuống cho máy vật lý Chính có lượng truy cập cao vào hệ thống gây tượng nghẽn cổ chai máy Front End Để giải vấn đề cần xây dựng nhiều máy Front End máy Front End quản lý số lượng máy vật lý định tùy vào lực máy Front End Từ đó, thành phần giao điện toán đám mây nhận yêu cầu từ khách hàng tính tốn xem nên triển khai máy ảo lên máy Front End có lưu lượng mạng thấp Thứ hai, chưa đánh giá đề tài dựa việc so sánh hiệu mơ hình đề xuất sản phẩm thương mại, để thấy ưu mặt tiết kiệm chi phí chủ động triển khai điện toán đám mây Đề tài chưa giải 37 vấn đề phần hạn chế trang thiết bị để triển khai, giới hạn thời gian thực Tuy nhiên đề tài tiếp tục giải vấn đề tồn thời gian tới 7.3 Hướng phát triển Trong thời gian tới, đề tài tập trung giải vấn đề tồn nêu phát triển để hoàn thiện hệ thống nhằm đưa mơ hình quản lý tài ngun đề xuất vào áp dụng thực tiễn Đề tài tập trung vào mục tiêu cụ thể sau:  Phát triển hệ thống tránh trường hợp nghẽn cổ chai máy Front End phân tích  Hiện hệ thống thử nghiệm cơng nghệ ảo hóa XEN Vì vậy, tiến hành xây dựng hệ thống dựa công nghệ ảo hóa khác KVM Vmware  Hiện hệ thống triển khai máy ảo chạy hệ điều hành CentOS Windows XP Đề tài tiếp tục phát triển để triển khai máy ảo chứa hệ điều hành Windows Server 2008, Solaris, Ubuntu  Nâng cấp giao diện web hệ thống để ngày thân thiện cho người sử dụng  Phát triển, hoàn thiện chất lượng dịch vụ khả chịu lỗi hệ thống 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Borja Sotomayor, R.S.M., Ignacio M Llorente, and Ian Foster (2009) ‘An Open Source Solution for Virtual Infrastructure Management in Private and Hybrid Clouds’, IEEE Internet Computing [2] Buyya, C.S.Y., Venugopal (2008) ‘Market-Oriented Cloud Computing: Vision, Hype, and Reality for Delivering IT Services as Computing Utilities’, http://ieeexplore.ieee.org/ [3] EC2, A.W.S., http://aws.amazon.com/ec2/ [4] Eddy Caron, F.D., David Loureiro(2009) ‘Cloud Computing Resource Management through a Grid Middleware: A Case Study with DIET and Eucalyptus’, IEEE International Conference on Cloud Computing [5] Engine, G.A., http://code.google.com/appengine/ [6] Fontán, J.(2010) ‘Deployment of Private, Hybrid & Public Clouds with OpenNebula’, http://ieeexplore.ieee.org/ [7] Ian Foster, Y.Z., Ioan Raicu, Shiyong Lu(2008) ‘Cloud Computing and Grid Computing 360-Degree Compared’, Grid Computing Environments Workshop [8] John W Rittinghouse, J.F.R.(2010) ‘Cloud Computing Implementation, Management and Security’, Cloud Computing Implementation, Management and Security [9] Kunal Mahurkar, S.K.S.B., Pratikawale(2013) ‘Reducing Cost of Provisioning in Cloud Computing’, International Journal of Advance in Computer Science and Cloud Computing, 1, (2) [10] Mohammad Ilyas , S.A.A.(2011) ‘Cloud Computing and Software Services’, CRC Press [11] OpenNebula, http://www.opennebula.org/documentation/ [12] SaleForce, http://www.salesforce.com/cloudcomputing/ [13] William Y Chang, H.A.-A., Jessica Sanford(2010) ‘Transforming Enterprise Cloud Services’, Springer Dordrecht Heidelberg London New York 39 PHỤ LỤC Nội dung chi tiết bảng sở liệu Bảng cluster Stt Tên trường Kiểu Kích thước Ý nghĩa cluster_id Int 11 Mã cụm máy vật lý cluser_name Varchar 100 Tên cụm máy vật lý Bảng host Stt Tên trường Kiểu Kích thước host_id Int 11 cluster_id Int 11 host_name Varchar 255 im_mad Varchar 128 tm_mad Varchar 128 Ý nghĩa Mã máy vật lý Mã cụm máy vật lý (khóa ngoại) Tên máy vật lý Tên trình điều khiển lấy thơng tin máy vật lý Tên trình điều khiển giao tiếp với máy vật lý Tên trình điều khiển ảo vm_mad Varchar 128 hóa Hệ thống hỗ trợ trình ảo hóa Xen, KVM last_mon_time Int template text 11 Thời gian giám sát gần Thông tin máy vật lý dạng xml Bảng network Stt Tên trường Kiểu Kích thước Ý nghĩa network_id Int 11 Mã mạng ảo name Int 11 Tên mạng ảo type Int 11 Loại mạng ảo bridge text Kiểu cầu nối 40 public Int template text 11 Giá trị public Giá trị private Lưu thông tin mạng ảo dạng xml Bảng package Stt Tên trường Kiểu Kích thước Ý nghĩa package_id Int 11 Mã gói dịch vụ network_id Int 11 Mã mạng ảo (khóa ngoại) name Int 11 desciption Varchar 255 Mơ tả gói dịch vụ price Int 11 Giá gói cước os Varchar 255 Tên hệ điều hành invalid Int 11 template text created_at Datetime 10 updated_at Datetime Mã cụm máy vật lý (khóa ngoại) Giá trị valid Giá trị invalid Thơng tin gói dịch vụ Thời gian tạo gói dịch vụ Thời gian cập nhật gói dịch vụ Bảng group Stt Tên trường Kiểu Kích thước group_id Int 11 Mã nhóm group_name Varchar 255 Tên nhóm invalid Varchar 255 created_at Datetime Thời gian tạo nhóm updated_at Datetime Thời gian cập nhật nhóm description Varchar 255 Ý nghĩa Giá trị valid Giá trị invalid Mơ tả nhóm Bảng user 41 Stt Tên trường Kiểu Kích thước Ý nghĩa user_id Int 11 Mã gói dịch vụ group_id Int 11 Mã nhóm (khóa ngoại) user_name Int 11 password Varchar 255 Tên máy vật lý email Varchar 255 Địa thư điện tử address1 Varchar 255 Địa address2 Varchar 255 Địa City Varchar 255 Thành phố zipcode Varchar 255 Mã khu vực 10 country Varchar 255 Quốc gia 11 phone_number Varchar 255 Số điện thoại 12 company Varchar 255 Tên công ty 13 url Varchar 255 Địa trang web cá nhân 14 invalid Int 11 15 created_at Datetime 16 updated_at Datetime Stt Tên trường Kiểu Kích thước vm_id Int 11 user_id Int 11 package_id Int 11 host_id Int 11 Mã cụm máy vật lý (khóa ngoại) Giá trị valid Giá trị invalid Thời gian tạo khách hàng Thời gian cập cập nhật thông tin khách hàng Bảng vm Ý nghĩa Mã máy ảo Mã khách hàng (khóa ngoại) Mã gói dịch vụ (khóa ngoại) Mã máy vật lý (khóa ngoại) 42 name Varchar 255 Tên máy ảo state Varchar 255 Tình trạng máy ảo start_time Datetime end_time Datetime template text Thời gian khởi động máy ảo gần Thời gian ngừng máy ảo gần Thông tin máy ảo lưu dạng xml Triển khai máy chủ Worker Node Các máy chủ Worker Node nơi triển khai máy ảo Các Worker Node chịu điều khiển giám sát OpenNebula Worker Node phải cung cấp tài khoản quản trị để OpenNebula điều khiển từ xa thông qua lệnh ssh Bên cạnh cần phải định nghĩa nơi chứa image máy ảo, nơi chứa máy ảo cấu hình giao diện mạng Worker Node để phục vụ việc triển khai, thực thi máy ảo Phần mềm cài đặt Phiên ssh 1.x Xen Server 2.2 ruby 1.8.5 đến 1.9.0 Các phần mềm cài đặt Worker Node Cài đặt tài khoản quản trị Cài đặt group “cloud” có gid(group id) 1001 tài khoản “onedamin” có uid (user id) 1001 Worker Node sau: # groupadd gid 1001 cloud # useradd uid 1001 -g cloud -d /usr/soft/on/oneadmin Lưu ý: Thông tin gid uid máy Worker Node phải giống với gid uid máy Front End 43 Cài đặt thư mục chứa ảnh ảo Ở tất Worker Node tạo thư mục chứa ảnh máy ảo Thư mục phân quyền để tài khoản “oneadmin” thao tác Đường dẫn sau: /usr/soft/on/img/ Cài đặt thư mục chứa máy ảo Ở tất Worker Node tạo thư mục chứa máy ảo Thư mục phân quyền để tài khoản “oneadmin” thao tác Đường dẫn sau: /usr/soft/on/vm Cấu hình mạng ảo Khi máy ảo triển khai cần phải tạo hay nhiều mạng vật lý truy cập đến máy ảo Điều đạt với cầu nối ethernet Trong cụm máy vật lý có hai mạng vật lý:  Một cho địa IP Public (thuộc NIC eth0);  Một cho mạng LAN ảo cá nhân(NIC eth1) Chúng ta phải có hai cầu nối sau: $ brctl show bridge name bridge id STP enabled interfaces vbr0 8000.001e682f02ac no eth0 vbr1 8000.001e682f02ad no eth1 Triển khai máy chủ Front End Máy chủ Front End cài đặt hệ thống quản lý ảo hóa tập trung dựa công cụ OpenNebula, thành phần quản lý IP đựa công cụ DHCP Server thành phần sở liệu dựa công cụ MYSQL Cài đặt thành phần sở dự liệu MYSQL Là nơi lưu trữ thông tin máy ảo, khách hàng Thành phần sở liệu xây dựng công cụ MYSQL Các thông tin máy ảo, mạng ảo, 44 máy vật, thông tin khách hàng, máy ảo khác hàng, nhóm khách hàng, gói dịch vụ Phần mềm cài đặt Phiên MySQL 5.5.23 Phần mềm cài đặt Database Server Cài đặt thành phần quản lý IP DHCP Server Như phân tích chương việc tái lập trình DHCP Server để đáp ứng yêu cầu hệ thống (xem chi tiết phần phụ lục) Cài đặt chế cấp phát IP cho máy ảo  Bước 1: Định nghĩa lớp mạng cho máy ảo DHCP Server, dùng thuật toán chuyển địa MAC thành địa IPv4 theo định nghĩa OpenNebula;  Bước 2: thực việc gán địa IPv4 cho máy ảo; Cài đặt chế thu hồi IP máy ảo  Bước 1: Khai báo hook tập tin oned.conf OpenNebula Khi máy ảo rơi vào trạng thái DONE hook thực thi gọi tập tin vmDelete.rb thư mục $ONE/share/hooks/ VM_HOOK = [ name = "vmDELETE", on = "DONE", command = "vmDelete.rb", arguments = "$CONTEXT[IP_PBLC]"]  Bước 2: Phân giải thông tin máy ảo;  Bước 3: Thu hồi IPv4 cấp cho máy ảo server Cài đặt thành phần quản lý ảo hóa tập trung OpenNebula Chế độ cài đặt: Gồm chế độ cài đặt sau: 45  Cài đặt toàn hệ thống: file nhị phân, file log file cấu hình đặt vị trí tiêu chuẩn UNIX, root file-system Bạn cần quyền truy cập root để thực cài đặt;  Cài đặt tùy ý: phân phối OpenNebula đặt vị trí tùy ý Đây chế độ đề tài sử dụng Chế độ giúp quản lý tập tin hệ thống OpenNebula dễ dàng thuận tiện cho việc phát triển thêm tính hệ thống Phần mềm cài đặt Phiên Ruby Từ 1.8.6 đến 1.9.0 xmlrpc-c 1.0.6 Openssl 0.9 Ssh 1.x Scons 0.97 g++ Flex 2.5 Bison 2.3 libxml2-dev libxml-parser-ruby 1.8 Opennebula 2.2 Các phần mềm cài đặt OpenNebula Cài đặt tài khoản quản trị Cơ sở hạ tầng ảo quản lý tài khoản “oneadmin”, tài khoản sử dụng để chạy dịch vụ OpenNebula làm nhiệm vụ quản lý, giám sát Thực theo bước sau:  Tạo nhóm “cloud” máy chủ Front End: $ groupadd cloud  Tạo tài khoản quản trị “oneadmin” máy chủ Front End: 46 $ useradd -d /usr/soft/on -g cloud -m oneadmin Tạo thư mục chứa ảnh ảo Trong tập tin cấu hình oned.cof OpenNebula khai báo đường dẫn đến thư mục chứa ảnh ảo Ở tất Worker Node phải lưu ảnh ảo thư mục /usr/soft/on/img/ IMAGE_REPOSITORY_PATH = /usr/soft/on/img/ Cài đặt thư mục chứa máy ảo Trong tập tin cấu hình oned.cof OpenNebula khai báo đường dẫn đến thư mục chứa ảnh ảo Ở tất Worker Node phải lưu máy ảo thư mục /usr/soft/on/vm/ VM_DIR = /usr/soft/on/vm Triển khai máy chủ Web Server Máy chủ Web Server nơi triển khai hệ thống web dành cho khách hàng hệ thống web dành cho nhân viên quản trị Hệ thống web dành cho khách hàng xây dựng tảng công nghệ web Java triển khai lên Apache Tomcat Hệ thống web dành cho khách hàng đề tài xây dựng toàn dựa API OpenNebula cung cấp Hệ thống web dành cho quản trị viên được kế thừa từ công cụ quản trị SunStone OpenNebula Đề tài phát triển phần OpenNebula chưa xây dựng tảng công nghệ web Ruby triển khai lên Thin Server Các hệ thống web máy chủ Web Server tiếp nhận yêu cầu khách hàng sau gửi yêu cầu xuống cho máy Front End xử lý Phần mềm cài đặt Phiên Apache Tomcat 7.0.12 Thin server 2.1.11 47 Xác nhận thực chuyên đề Xác nhận đơn vị chủ trì đề tài (chữ ký, họ tên) Chủ nhiệm đề tài (chữ ký, họ tên) 48 ... chất điện toán đám mây 3.3 Các tầng dịch vụ điện toán đám mây 3.4 Mơ hình triển khai điện tốn đám mây .5 3.5 Lợi ích thách thức điện toán đám mây Quản lý tài nguyên điện. .. tồn việc quản lý tài nguyên đám mây điện toán  Xây dựng hệ quản trị tài nguyên nguyên điện tốn đám mây IaaS gồm: phân tích, thiết kế, triển khai hệ thống 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối... hình triển khai điện tốn đám mây Bên cạch phân tích lơi ích khó khăn ứng dụng điện toán đám mây  Vấn đề quản lý tài ngun điện tốn đám mây gồm: mơ hình quản lý tài nguyên, công cụ quản lý tài nguyên