Nghiên cứu công nghệ điện toán đám mây và ứng dụng vào hệ thống quản lý tại trường đại học kinh tế nghệ an

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH -  - LUẬN VĂN THẠC SỸ Ngành: Công nghệ thông tin Mã ngành: 8480201 NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG VÀO HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ NGHỆ AN GVHD: TS LÊ VĂN MINH HV: NGUYỄN THANH HÙNG Nghệ An 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH -  - LUẬN VĂN THẠC SỸ Ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Mã ngành: 8480201 NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG VÀO HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ NGHỆ AN GVHD: TS LÊ VĂN MINH HV: NGUYỄN THANH HÙNG Nghệ An, 2018 Luận văn tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Để hồn thiện luận văn tơi gửi lời cảm ơn đến lãnh đạo toàn thể giảng viên Viện Kỹ thuật Công nghệ - Đại học Vinh tận tình giảng dạy trang bị cho kiến thức quý báu suốt trình học tập rèn luyện trường Đặc biệt gửi lời cảm ơn chân thành đến Giảng viên hướng dẫn TS Lê Văn Minh tận tình hướng dẫn, gi p đ cung cấp thông tin tài liệu đ ng viên, tạo u kiện thuận l i cho tơi suốt q trình học tập hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo, cán b nhân viên trường Đại học Kinh tế Nghệ An tạo u kiện gi p đ tận tình cho tơi q trình tìm hiểu thực hành trường Trong thời gian làm việc thực hành trường, học hỏi đư c nhi u kiến thức bổ ích v lập trình phần cứng hệ thống mạng gi p ích cho cơng việc hoàn thành luận văn, học đư c tinh thần thái đ làm việc môi trường thực tế Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình cha mẹ bạn bè ln nguồn đ ng viên to lớn gi p đ vư t qua khó khăn suốt q trình học tập làm việc Trong q trình hồn thành luận văn khó tránh khỏi sai sót đồng thời trình đ lý luận kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên báo cáo tránh khỏi thiếu sót mong nhận đư c ý kiến đóng góp Thầy Cô để đư c học thêm nhi u kinh nghiệm hoàn thành tốt M t lần xin chân thành cảm ơn! Nghệ An, tháng 06 năm 2018 Học viên: Nguyễn Thanh Hùng Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT Luận văn tốt nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1.1 Tổng quan 1.2 Lịch sử 1.3 Đặc điểm .9 1.4 So sánh công nghệ điện tốn đám mây với cơng nghệ khác 10 1.5 Mơ hình kiến trúc điện tốn đám mây 11 1.5.1 Thành phần .11 1.5.2 Mơ hình kiến tr c .11 1.5.3 Tầng ứng dụng 12 1.5.4 Tầng n n tảng 13 1.5.5 Cơ sở hạ tầng 14 1.6 Các mơ hình triển khai .15 1.6.1 Đám mây công c ng 15 1.6.2 Đám mây riêng 16 1.6.3 Đám mây kết h p 16 1.7 Kỹ thuật đám mây 17 1.8 Lƣu trữ đám .17 1.9 Các vấn đề cần quan tâm .18 1.9.1 An toàn bảo mật 18 1.9.2 Tuân thủ quy định 19 1.9.3 Tác đ ng môi trường 19 1.10 Các ứng dụng điện toán đám mây tiêu biểu 19 1.10.1 Google app engine 19 1.10.2 Windows azure .19 1.10.3 Amazon web services 20 CHƢƠNG CÁC DỊCH VỤ TRÊN NỀN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 21 2.1 Dịch vụ cơng nghệ thơng tin theo mơ hình truyền thống 21 Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT Luận văn tốt nghiệp 2.1.1 Dịch vụ công nghệ thơng tin theo mơ hình truy n thống 21 2.1.2 Hệ thống lưu trữ truy n thống 22 2.2 Dịch vụ mơ hình điện tốn đám mây 23 2.2.1 Kiến tr c hệ thống 23 2.2.2 Mơ hình lƣu trữ storage area network 24 2.2.3 Đặc điểm hoạt đ ng hệ thống điện toán đám mây .26 2.2.4 Bảo mật mã hóa .26 2.2.5 Đ tin cậy 27 2.3 Đánh giá ƣu nhƣợc điểm mơ hình 28 2.3.1 Ưu điểm 28 2.3.2 Như c điểm 29 2.4 Định hƣớng mơ hình thực thi điện tốn đám mây 30 CHƢƠNG TRIỂN KHAI HẠ TẦNG TRÊN NỀN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG VÀO HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẠI TRƢỜNG ĐẠI HOC KINH TẾ NGHỆ AN 32 3.1 Hiện trạng hạ tầng mạng trƣờng đại học kinh tế nghệ an 32 3.1.1 Hiện trạng nhu cầu 32 3.1.2 Hạn chế hệ thống mạng .33 3.2 Ứng dụng cơng nghệ điện tốn đám mây ảo hóa tăng hiệu hệ thống mạng 33 3.2.1 Mơ hình hệ thống .33 3.2.2 Triển khai cài đặt mơ hình hệ thống 35 3.2.3 Kết thực thi hệ thống đám mây 37 3.2.4 Mơ hình thực thi triển khai hệ thống Storage Area Network 40 3.2.5 Kết thực thi đạt đư c từ mơ hình Storage Area Network: 40 3.3 Kết luận chƣơng 41 KẾT LUẬN 44 Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT Luận văn tốt nghiệp MỞ ĐẦU Từ năm 2007 đến nay, Công nghệ thông tin bắt đầu mẫu hình điện tốn đám mây Mặc dù điện toán đám mây cách khác để cung cấp tài ngun máy tính, khơng phải cơng nghệ mới, nhƣng châm ngòi cho cách mạng phƣơng thức cung cấp thơng tin dịch vụ Ban đầu điện tốn máy tính lớn (mainframe) với phát triển mơ hình Client – Server thống trị cơng nghệ thơng tin Công nghệ thông tin đại ngày trở thành chức công nghệ di động, công nghệ thông minh thiết bị tất nhiên điện toán đám mây Tuy nhiên, điện toán đám mây có thành phần tảng mơ hình mainframe từ phát triển lên Điện tốn đám mây giải pháp tồn diện cung cấp cơng nghệ thơng tin nhƣ dịch vụ Nó giải pháp điện tốn dựa Internet cung cấp tài nguyên chia sẻ giống nhƣ dịch vụ Các máy tính đám mây đƣợc cấu hình để làm việc ứng dụng khác sử dụng sức mạnh điện toán đám mây tập hợp chạy hệ thống Tính linh hoạt điện toán đám mây chức cấp phát tài nguyên theo yêu cầu Tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng tài nguyên hệ thống, phủ nhận cần thiết phải cấu hình phần cứng cụ thể cho công việc hay nhiệm vụ Trƣớc điện toán đám mây, trang web ứng dụng dựa máy chủ đƣợc thi hành hệ thống cụ thể Với đời điện toán đám mây, tài nguyên đƣợc sử dụng nhƣ máy tính ảo Cấu hình hợp cung cấp mơi trƣờng ứng dụng thực cách độc lập mà không cần quan tâm đến cấu hình cụ thể Lý chọn đề tài Trên giới ngày có nhiều tập đồn lớn nhƣ Microsoft, Google, Amazon, IBM… chuyển dịch theo hƣớng giải pháp công nghệ thơng tin theo hƣớng điện tốn đám mây Trƣớc hết, điện tốn đám mây cắt giảm Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT Luận văn tốt nghiệp chi phí liên quan đến việc cung cấp dịch vụ cơng nghệ thơng tin Có thể giảm vốn, chi phí, nguồn nhân lực vận hành cách: “chỉ trả phí cho sử dụng cấu hình, phần mềm dịch vụ” Ngồi điện tốn đám mây, làm giảm số khoản chi tiêu bắt buộc kết hợp với việc quản lý nguồn tài nguyên khác Cuối cùng, mơ hình điện tốn đám mây cung cấp linh hoạt kinh doanh Nhờ khả điều chỉnh linh hoạt, quan tổ chức mở rộng nhu cầu thay đổi hạ tầng đáp ứng dễ dàng, kịp thời khơng tốn chi phí phát sinh phiền tối kèm Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu điện toán đám mây Nghiên cứu triển khai cài đặt ứng dụng mơ hình điện tốn đám mây ứng dụng vào hệ thống quản lý trƣờng Đại học Kinh tế Nghệ An Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu mơ hình cung cấp dịch vụ truyền thống mơ hình đám mây Triển khai cơng nghệ điện tốn đám mây với mơi trƣờng ảo hóa Hyper-V Windows server 2012 R2 quản lý phần mềm System Center 2012 r2 Virtual Machine Manager Phương pháp nghiên cứu Tìm hiểu tài liệu liên quan điện toán đám mây dịch vụ đƣợc cung cấp điện toán đám mây Nghiên cứu kiến trúc hạ tầng sở (IaaS) cho điện toán máy chủ ảo Từ nghiên cứu kiến trúc sở hạ tầng định dạng công cụ trên, tiến hành xây dựng, cài đặt, thiết lập hệ thống máy chủ ảo Triển khai thực nghiệm với mơi trƣờng ảo hóa Hyper-V để kiểm chứng lý thuyết nghiên cứu Nghiên cứu tiêu chuẩn định nghĩa, kiến trúc mơ hình, làm để triển khai xây dựng mơ hình ứng dụng, khai thác điện toán đám mây hai cấp độ lý thuyết ứng dụng Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT Luận văn tốt nghiệp Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Các giải pháp thực thi điện tốn đám mây cho phép cơng nghệ thơng tin đƣợc cung cấp nhƣ dịch vụ Nhƣ vậy, để hệ thống hóa triển khai luận văn trình bày chi tiết kiến trúc hệ thống xử lý điện toán đám mây, đề xuất phƣơng thức xây dựng mơ hình đám mây riêng mơi trƣờng ảo hóa Hyper-V Kết sở khoa học giúp mở hội to lớn để phát triển hệ thống ảo hóa ứng dụng tổ chức doanh nghiệp nói chung sở giáo dục nói riêng Cấu trúc luận văn Luận văn giới thiệu khái niệm điện tốn đám mây nói chung áp dụng để xây dựng hệ thống máy chủ điện tốn đám mây riêng Luận văn đƣợc trình bày chƣơng nhƣ sau: Chƣơng : Tổng quan điện toán đám mây Giới thiệu lịch sử, khái niệm điện toán đám mây, kiến trúc, đặc tính, thành phần điện tốn đám mây Chƣơng 2: Các dịch vụ điện toán đám mây Các dịch vụ theo mơ hình truyền thống dịch vụ theo mơ hình điện tốn đám mây Chƣơng 3: Triển khai hệ thống điện toán đám mây ứng dụng vào hệ thống quản lý trƣờng Đại học Kinh tế Nghệ An Hiện trạng thực tế, nhu cầu Mơ hình thực thi điện tốn đám mây Mơ hình đám mây riêng ảo, ảo hóa máy chủ phần mềm kết Tóm tắt kết thu đƣợc, đánh giá nhận xét Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT Luận văn tốt nghiệp CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1.1 TỔNG QUAN Điện tốn đám mây (Cloud Computing) mơ hình máy tính dựa tảng phát triển Internet Điện tốn đám mây nâng cấp từ mơ hình máy chủ mainframe, Client- Server Ngƣời dùng khơng phải lo ngại kiến thức chuyên môn để điều khiển cơng nghệ, máy móc sở hạ tầng, mà nhà cung cấp thực cơng việc Thuật ngữ "đám mây" lối nói ẩn dụ mạng Internet liên tƣởng độ phức tạp sở hạ tầng bên Ở mơ hình điện tốn, lĩnh vực liên quan đến công nghệ thông tin đƣợc cung cấp dƣới dạng "dịch vụ", cho phép ngƣời dùng truy cập vào dịch vụ nhà cung cấp "trong đám mây" mà khơng cần phải có kiến thức, kinh nghiệm cơng nghệ, nhƣ không cần quan tâm đến sở hạ tầng bên Tài nguyên, liệu, phần mềm, thông tin liên quan đƣợc quản lý máy chủ (chính “đám mây”) “Ứng dụng điện toán đám mây” ứng dụng trực tuyến Internet Trình duyệt nơi ứng dụng vận hành, tƣơng tác với ngƣời dùng, liệu đƣợc lƣu trữ, xử lý máy chủ nhà cung cấp ứng dụng Điện tốn đám mây tính tốn, sử dụng phần mềm, truy cập liệu, dịch vụ lƣu trữ mà ngƣời dùng khơng cần biết vị trí địa lý cấu hình hệ thống cung cấp dịch vụ Viện Tiêu chuẩn Công nghệ (National Institute of Standards and Technology - NIST) đƣa nghĩa định nghĩa cụ thể: “Điện toán đám mây mơ hình cho phép vị trí thuận tiện, ngƣời dùng truy cập mạng theo yêu cầu đƣợc chia sẻ tài nguyên máy tính (mạng, máy chủ, lƣu trữ, ứng dụng dịch vụ) đƣợc nhanh chóng từ nhà cung cấp Trong trƣờng hợp xấu phải cung cấp dịch vụ hoạt động mức tƣơng tác” Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT Luận văn tốt nghiệp Hiểu theo cách khác, điện toán đám mây thực kết hợp nhiều công nghệ có (Service Oriented Architecture - SOA - Kiến trúc hƣớng dịch vụ, ảo hóa) với ý tƣởng để tạo giải pháp công nghệ thông tin đầy đủ Ví dụ đơn giản, website đƣợc chứa máy chủ, ngƣời dùng phải lựa chọn hệ điều hành để cài đặt (Linux/Windows/Unix), tốn chi phí nhƣ quyền phần mềm, đƣờng truyền, kỹ thuật bảo trì sở vật tƣ, tiến hành thiết lập máy chủ nhiều công đoạn, kinh phí, phụ phí khác để website hoạt động Tuy nhiên, trang web đƣợc chứa “đám mây”, ngƣời dùng không cần phải thực thêm điều khác ngồi việc u cầu nhà cung cấp thực thi Điều đảm bảo yếu tố đầu tƣ phần cứng đƣợc giảm tải mức tối đa Với ƣu điểm việc áp dụng mơ hình điện tốn đám mây hƣớng lựa chọn tất yếu tƣơng lai 1.2 LỊCH SỬ Khái niệm điện toán đám mây xuất từ năm 1960 trở lại đây, John McCarthy phát biểu “M t ngày tính tốn đư c tổ chức m t tiện ích cơng c ng” Các đặc điểm điện toán đám mây tạo nhƣ khả co giản, cung cấp nhƣ tiện ích trực tuyến, với khả xem nhƣ vơ hạn Thuật ngữ “đám mây” lấy kỹ thuật điện thoại doanh nghiệp viễn thông Các học giả sử dụng thuật ngữ “điện toán đám mây” thuật ngữ giảng năm 1997 Ramnath Chellappa Amazon góp vai trị quan trọng phát triển điện toán đám mây cách đại hóa trung tâm liệu Hầu hết mạng máy tính đƣợc tạo sử dụng 10% lực thời điểm Với kiến trúc điện toán đám mây giúp tối ƣu lực làm việc máy chủ Amazon bắt đầu phát triển sản phẩm để cung cấp điện toán đám mây cho ngƣời dùng tung dịch vụ Amazon Web Services - AWS tiện ích máy tính năm 2006 Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT Luận văn tốt nghiệp CHƢƠNG TRIỂN KHAI HẠ TẦNG TRÊN NỀN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG VÀO HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẠI TRƢỜNG ĐẠI HOC KINH TẾ NGHỆ AN 3.1 HIỆN TRẠNG HẠ TẦNG MẠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ NGHỆ AN 3.1.1 Hiện trạng nhu cầu Trong thời kỳ công nghệ thông tin xâm nhập vào ngành nghề nói chung nhu cầu thực tế trƣờng nói riêng, sử dụng hệ thống máy tính, máy chủ để xử lý số liệu, thơng tin, cơng việc có xu hƣớng tăng Việc quan triển khai hệ thống Server để phục vụ cho nhu cầu nhu cầu tất yếu Hiện trƣờng có hai phân hiệu cách xa hàng chục km, phân hiệu thứ có hệ thống 04 máy chủ IBM System X3650 M2 (cấu hình: CPU Xeon QC L5520 2.26Ghz/ Ram 16GB/ HDD 2x146GB) hoạt động phục vụ chạy phần mềm quản lý sinh viên, phần mềm quản lý thƣ viện, website máy chạy phầm mềm kế toán Hiện phân hiệu thứ hai triển khai xây dựng sở vật chất cách xa mặt vị trí địa lý, phân hiệu thứ hai hoàn thành trang bị thêm hệ thống máy chủ để chạy phần mềm phân hiệu Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống mạng Hai hệ thống kết nối với đƣờng truyền thuê bao riêng (leased line), kết nối với VNP Các máy hai phân hiệu kết nối với mạng LAN hệ thống máy chủ hai phân hiệu kết nối với VNP để thực việc kết nối, đồng hóa liệu hai bên Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT 32 Luận văn tốt nghiệp 3.1.2 Hạn chế hệ thống mạng Các hạn chế thấy đƣợc ngày là: Tại hai phân hiệu phải có hai hệ thống máy chủ, tổng số máy chủ hai bên máy, tốn khoản chi phí khơng nhỏ nhƣ: phòng đặt máy chủ, thiết bị phụ kiện kèm theo, cân tại, phần cứng, phần mềm, firewall, UPS, ổn áp ổn định dòng điện, chi phí lắp đặt, phụ phí kèm, ngồi phải thêm nhân viên bảo trì hệ thống v.v Khi triển khai hệ thống sở hạ tầng nhƣng công suất hoạt động đạt khoảng 10%, nhƣ cần tới 04 máy chủ vật lý để hoạt động, máy chủ chạy phần mềm quản lý điểm, phần mềm quản lý thƣ viện, website máy chủ phầm mềm kế toán Khi máy chủ vật lý xẩy cố gây tê liệt hệ thống, khắc phục sử cố nhiều thời gian phải chuyển toàn bổ liệu qua máy khác để xử lý, chuyển liệu gây xáo trộn, mát liệu hệ thống Việc đồng liệu hai hệ thống máy chủ hay xẩy việc delay duplicate ảnh hƣởng lớn tới công tác chun mơn phịng ban tồn trƣờng Khi phát sinh thêm hệ thống quản lý lại cần mua thêm máy chủ để đáp ứng nhu cầu lại làm tăng thêm chi phí, phiền tối kèm theo Việc đồng bộ, quản trị hệ thống quản lý liệu hai phân hiệu thêm khó khăn Với nhu cầu thực tế, luận văn đƣa cách xây dựng máy chủ Đám mây riêng (private cloud computing), quản trị sử dụng phần mềm System center 2012 r2 Virtual Machine Manager 3.2 ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY VÀ ẢO HĨA TĂNG HIỆU NĂNG HỆ THỐNG MẠNG 3.2.1 Mơ hình hệ thống Mơ hình thực tế Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT 33 Luận văn tốt nghiệp Hình 3.2 Mơ hình thực tế điện toán đám mây sử dụng Hyper - V Các ứng dụng, lƣu trữ liệu chạy tảng điện tốn đám mây Hình 3.3 Mơ hình giả lập chức Khi có hệ thống phát sinh, cần thêm máy chủ để thực thi hệ thống nhƣng đáp ứng đƣợc từ máy chủ có, khơng thêm chi phí, khơng làm đảo lộn hệ thống thời, phân hiệu sở khác cách xa mặt vật lý kết nối với máy chủ phần mềm thơng internet Ngƣời dùng hồn thành công việc nhà trƣờng công tác xa, sử dụng đƣợc phần mềm, liệu kết nối với phần mềm nhƣ mạng LAN nhà trƣờng, kết nối thiết bị có sẵn nhƣ smartphone, laptop, mac machine thơng qua trình duyệt web phù hợp kết nối với Internet phần mềm client hệ thống Với công nghệ ảo hóa điện tốn đám mây giải đƣợc Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT 34 Luận văn tốt nghiệp vấn đề đó, nhà trƣờng tiết kiệm đƣợc chi phí khơng phải lo lắng tới vấn đề trƣờng hợp trƣờng triển khai thêm hệ thống Đối với máy chủ, máy trạm cung cấp việc quản lý, chia sẻ tài nguyên phần cứng cách chặt chẽ hiệu Việc quản lý máy ảo chạy đƣợc dễ dàng nhờ công cụ quản lý từ xa Windows server 2012R2 Datacenter hệ điều hành máy chủ có hỗ trợ Hyper-V nên cung cấp cho máy ảo khả tƣơng tác cao với phần cứng nhƣ tài nguyên hệ thống Vì máy ảo đạt hiệu suất làm việc cao 3.2.2 Triển khai cài đặt mơ hình hệ thống Triển khai hệ thống điện tốn đám mây mơi trƣờng giả lập bao gồm:  Triển khai cài đặt hệ thống tài nguyên  Triển khai hệ thống quản lý máy chủ ảo  Triển khai hệ thống đám mây Triển khai cài đặt hệ thống tài nguyên: Với mơi trƣờng ảo hóa Hyper – V Windows Server 2012 r2 ta quản lý ảo hóa hệ thống máy chủ phần mềm System center 2012 r2 Virtual Machine Manager Cài đặt Windows server 2012 r2 Datacenter thành phần, phần mềm: - Hyper – V, Multipath I/O, Internet Information Services - IIS - Active Directory Domain Services - iSCSI Target Server - Microsoft Windows Automated Installation Kit (AIK) - Microsoft SQL Server 2012 r2 - System Center 2012 R2 Virtual Machine Manager - System Center 2012 R2 App Controller Thiết lập chƣơng trình: - Máy chủ Domain Controller: socsau.edu, IP: 192.168.1.111 Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT 35 Luận văn tốt nghiệp - Máy chủ ảo Hyper – V VMSERVER2012r2 chạy Microsoft SQL server 2012 r2 IP: 192.168.1.112 - Các máy trạm Hyper – V có dải địa từ: 192.168.1.113 – 192.168.1.254 Tiến hành cài đặt Microsoft SQL server 2012 r2 máy chủ ảo VMSERVER2012r2 chứa database, máy chủ Domain Controller cài đặt System center 2012 r2 Virtual Machine Manager kết nối với máy chủ database Sau cài đặt khởi động chƣơng trình quản lý hệ thống máy ảo System Center 2012 r2 Virtual Machine Manager có giao diện nhƣ sau: Hình 3.4 Giao diện chương trình Triển khai hệ thống quản lý máy chủ ảo: Triển khai thiết lập hệ thống quản lý với thành phần phần mềm System Center 2012 r2 Virtual Machine Manager: Create Host Group, Add HyperV Hosts and Clusters, Virtual Machine Template, VM Network, Logical Network, Storage Classification and pools, Service templates, Profiles Application, Profiles Guest OS, Hardware, Physical computer vv Tạo Host group tiến hành cài đặt thành phần bổ xung cho Virtual Machine Template host group Triển khai hệ thống đám mây: Sau thiết lập xong thành phần, tiến hành tạo Private Cloud Đặt tên, add thành phần Hosts and Clusters, Virtual Machine Template, VM Network, Logical Network, Storage Classification and pools, Service Templates, Profiles Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT 36 Luận văn tốt nghiệp Application, Profiles Guest OS, hardware, physical computer Tiếp tục cài đặt OS có sẵn từ Virtual Machine Template mà ta thiết lập Chuyển đổi liệu: Dữ liệu đƣợc lƣu trữ hệ thống phần mềm chuyên dụng có định dạng cấu trúc riêng, chuyển cần phải tuân thủ theo bƣớc thực trình tự với quy tắc phần mềm Kết nối hƣớng dẫn ngƣời dùng: Đảm bảo ngƣời dùng đƣợc hƣớng dẫn cách, từ phát huy triệt để khả ứng dụng Những ngƣời sử dụng ứng dụng cần đƣợc kết nối, làm việc chung với ngƣời triển khai hệ thống để tháo gỡ vƣớng mắc, bất cập, giúp họ đẩy nhanh q trình học tập làm quen với mơ hình điện toán đám mây Thiết lập, phân quyền truy cập ngƣời dùng theo chức nhiệm vụ cụ thể, ngƣời dùng phần mềm kế toán, quản lý điểm truy cập đám mây gán tài khoản để dễ quản lý Hình 3.5 Triển khai hệ thống máy ảo 3.2.3 Kết thực thi hệ thống đám mây Sau cài đặt, thiết lập chƣơng trình hồn thành, máy chủ máy trạm chạy trình duyệt web Ngƣời dùng tƣơng tác nhƣ server hay máy tính thơng thƣơng Điểm khác biệt lớn với máy chủ, máy tính bình thƣờng bạn tƣơng tác vật lý phải dùng phần mềm hỗ trợ để Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT 37 Luận văn tốt nghiệp điều khiển từ xa cách xa vị trí đặt máy chủ, nhƣng với hệ thống ảo hóa đám mây bạn truy cập đâu, tƣơng tác sử dụng hệ thống Sau thực chƣơng trình trƣờng Đại học Kinh tế Nghệ An, máy ảo server 2012 cài đặt chƣơng trình kế tốn MISA SME.NET 2017 nhƣ mơ hình: Hình 3.6 Các máy trạm truy cập phần m m kế tốn thơng qua trình duyệt Các máy trạm mạng nội cách xa vị trí địa lý truy cập đƣợc phần mềm kế tốn qua trình duyệt Hình 3.7 Giao diện phần m m kế tốn n n Cloud Các máy tính nội trƣờng phân hiệu thứ truy cập phần mềm client hay trình duyệt web, cịn phân hiệu thứ hai truy cập vào phần mềm kế tốn trình duyệt web nhƣ phần mềm khác Với phƣơng Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT 38 Luận văn tốt nghiệp pháp ảo hóa ta tiết kiểm đƣợc chi phí mua máy chủ mới, lắp đặt, bảo trì bảo dƣỡng máy chủ, nhân cơng kỹ thuật trì hệ thống Việc đồng liệu hai phân hiệu không xẩy tƣởng delay, duplicate bị xáo trộn liệu Với 04 máy chủ vật lý IBM System X3650 M2 (Xeon QC L5520 2.26Ghz/ Ram 16GB/ HDD 2x146GB) thời phục vụ cho 04 mục đích khác Với lƣợng sinh viên trƣờng 3450 sinh viên, ƣớc tính thời điểm truy cập vào website đăng ký học thời điểm nhiều 3450 sinh viên Máy chủ phần mềm kế toán phục vụ cho phịng tài kế tốn, phịng có 10 nhân viên, ngƣời dùng truy cập nhiều thời điểm 10 ngƣời Máy chủ phần mềm quản lý sinh viên, cán trƣờng đƣợc truy cập, với số lƣợng 210 cán giảng viên truy cập vào máy chủ phần mềm quản lý sinh viên để sử dụng tƣơng tác phần mềm Với hệ thống tại, dƣ thừa tài nguyên máy chủ cực lớn, với công nghệ áo hóa điện tốn đám mây ta cần dùng 02 máy chủ vật lý dùng công nghệ ảo hóa máy chủ đáp ứng đƣợc nhu cầu công việc Hoặc kết hợp 04 máy chủ thành hệ thống máy chủ vật lý điện tốn đám mây phục vụ cho việc ảo hóa máy chủ ảo Tùy vào công việc cụ thể hệ thống ta cấp phát, thu hồi tài nguyên phù hợp cho máy chủ hệ thống Ngồi ảo hóa máy chủ, ta cịn cài đặt trại nghiệm hệ điều hành khác nhƣ Windows, Ubuntu, RedHat Linux, Kali, Back Track… trình duyệt web Ngồi ta cho cho sinh viên thực tập máy chủ ảo, cài đặt server game, phƣơng pháp học tập, thử nghiệm công mạng, phần mềm hacking, kiểm thử virus không lo ảnh hƣởng tới hệ thống, việc trại nghiệm hệ điều hành, phần mềm ứng dụng khác sinh viên có lợi kiến thức cho em sau trƣờng Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT 39 Luận văn tốt nghiệp Hình 3.8 ứng dụng OS chạy n n Cloud 3.2.4 Mơ hình thực thi triển khai hệ thống Storage Area Network Hình 3.9 Mơ hình thực thi iSCSI Target server - Máy Domain Controller (IP:192.168.1.111): Là máy chủ: iSCSI Target Server - Máy Hyper-V1 (IP:192.168.1.112): kết nối iSCSI Initiator tới iSCSI Target Server - Máy Hyper-V2 (IP:192.168.1.113): kết nối iSCSI Initiator tới iSCSI Target Server 3.2.5 Kết thực thi đạt từ mơ hình Storage Area Network: Sau thực ta có iSCSI SAN dùng chung máy Hyper-V1 Hyper-V2 nhƣ sau: Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT 40 Luận văn tốt nghiệp Hình 3.10 SAN máy khách Hyper-V Hyper-V - Tại máy đƣợc thiết lập liên kết với máy chủ iSCSI Targets Server sử dụng ổ đĩa SAN nhƣ ổ logic Hệ thống liệu lƣu trữ SAN đƣợc máy chủ iSCSI Targets Server quản lý SAN cung cấp giải pháp khôi phục liệu cách nhanh chóng cách thêm vào thiết bị lƣu trữ có khả khơi phục cực nhanh liệu thiết bị lƣu trữ bị lỗi hay không truy cập đƣợc Các hệ thống SAN cho phép (duplication) chép hay tập tin đƣợc ghi hai vùng vật lý khác nhau, (clone) cho phép khôi phục liêu cực nhanh Có thể lƣu trữ SAN thành tập tin quản lý máy chủ Khi cần thiết cung cấp cho ngƣời dùng tập tin cho ngƣời dùng để khôi phục liệu ngƣời quản trị thực công việc khôi phục ổ địa SAN có u cầu Với lợi ích đó, kết hợp với điện toán đám mây máy trạm từ xa lƣu trữ, tƣơng tác với phần mềm, liệu đặt trƣờng Dữ liệu đƣợc lƣu trữ tập trung không lo mát liệu xẩy cố cắp thiết bị, thiên tai hỏa hoạn gây ra, đảm bảo an toàn lƣu trữ liệu phần mềm kế toán phần mềm khác cho quan, giảm chi phí tổng thể 3.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG Qua thực nghiệp, thực thi chƣơng trình theo mơ hình giả lập chức máy chủ đám mây kế toán mơ hình thực thi iSCSI Target server, q trình cung Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT 41 Luận văn tốt nghiệp cấp tài nguyên, quản lý liệu, thao tác cài đặt thiết lập cung cấp cho ngƣời dùng nhanh tiện lợi Chi phí cho vật tƣ máy chủ đƣợc giảm đáng kể triển khai, nhƣng linh hoạt trọng việc cung cấp, quản lý tài nguyên, liệu cho ngƣời dùng Đảm bảo toàn v n liệu, phục nhanh có cố Ngƣời sử dụng lo lắng nhiều vấn đề xáo trộn liệu Qua thực hành triển khai mơ hình điện tốn đám mây mơi trƣờng thực nghiệm, với kiến thức tìm hiểu Ta thấy lợi ích hệ thống mơ hình điện tốn đám mây riêng đƣợc so sánh với mơ hình truyền thống Đối tƣợng Cài đặt Phần cứng Mơ hình truyền thống Thực cài đặt lần triển khai Mơ hình điện tốn đám mây Chỉ triển khai cài đặt lần Yêu cầu phần cứng tƣơng đối Yêu cầu phần cứng cao nhƣng linh cao triển khai hoạt thay đổi Đầu tƣ ban đầu lớn, chi phí Đầu tƣ ban đầu lớn, chi phí Chi phí tăng lên phát sinh thêm giảm không phát sinh yêu cầu hệ thống có yêu cầu máy chủ ảo Khả Không linh hoạt thời Rất linh hoạt nâng cấp hạ mở rộng Lƣu trữ gian dài tiến hành nâng cấp cấp, không nhiều thời gian Lƣu trữ nội bộ, truy cập đƣợc LAN Lƣu trữ trung tâm máy chủ, máy chủ ảo, truy cập từ xa qua internet Phụ thuộc vào hệ thống Khả phục hồi cao, tất Khả máy chủ thiết bị lƣu trữ liệu hệ thống đƣợc ảo hóa phục hồi vật lý nên khả phục hồi thành tập tin Virtual Disk có cố thấp Phụ thuộc Enhancement Có thể cung cấp cho Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT 42 Luận văn tốt nghiệp vào ngƣời quản trị hệ thống ngƣời dùng tự phục hồi - Có thể truy cập LAN, - Có thể truy cập mạng LAN khó khăn truy cập từ xa, đâu thơng qua trình Ứng dụng ngồi mạng LAN phải cần duyệt Khơng cần phần mềm hỗ trợ phần mềm hỗ trợ để truy cập - Khơng cài đặt kiểm thử đƣợc - Có thể cài đặt, kiểm thử phần phần mềm mềm máy ảo Hệ thống điện toán đám mây đƣợc áp dụng cho trung tâm liệu lớn hay cho doanh nghiệp có khối lƣợng cơng việc nhiều Bằng cách sử dụng điện tốn đám mây giúp trƣờng mở rộng quy mô, cho phép nhanh chóng tăng cấu hình, tăng dung lƣợng lƣu Tránh đƣợc rủi ro liệu, tất tập tin đƣợc lƣu trữ kỹ thuật số hạ tầng điện toán đám mây, cụ thể hệ thống SAN, khơng cịn chuyện liệu bị phần cứng bị lỗi Khi sử dụng điện toán đám mây ngƣời dùng có quyền truy cập để phục hồi liệu lƣu để tránh khỏi bị thơng tin quan trọng Vì máy chủ ảo, lƣu trữ SAN sản phẩm, sử dụng tài nguyên máy chủ vật lý đầu tƣ ban đầu cho hệ thống máy chủ vật lý quan trọng Cần tối ƣu hóa máy chủ vật lý, đảm bảo linh kiện, phần mềm hệ thống hoạt động tốt Điều ảnh hƣởng lớn gần nhƣ trực tiếp hệ thống máy chủ ảo Vì vậy, để đạt kết tối ƣu cho hệ thống máy chủ ảo đƣợc sinh từ hệ thống máy chủ vật lý, việc quan trọng phải tối ƣu phần cứng hệ thống hỗ trợ kèm theo Nền tảng phần cứng tốt nâng cao khả vận hành hệ thống ảo hóa đạt hiệu cao Nguyễn Thanh Hùng – K24CHCNTT 43 KẾT LUẬN Kết đạt được: Mơ hình điện tốn đám mây thu hút ý nhà cung cấp dịch vụ công nghệ thông tin nhƣ giới nghiên cứu ƣu điểm bật Vì nghiên cứu triển khai hệ thống ứng dụng mơ hình để cung cấp dịch vụ cho ngƣời dùng việc làm cần thiết Khơng nằm ngồi mục đích đó, đề tài trình bày cách có hệ thống sở lý thuyết triển khai mơ hình điện tốn đám mây nhƣ ứng dụng mà mơ hình cung cấp cho ngƣời dùng với đặc điểm bật nhƣ: linh hoạt, tiết kiệm chi phí triển khai hạ tầng, độ an toàn ổn định cao Ngồi ra, luận văn cịn thể tính khả thi mơ hình điện tốn đám mây thơng qua việc triển khai hệ thống thực nghiệm có khả cung cấp dịch vụ cho ngƣời dùng sở Hạn chế đề tài: Trong trình tìm hiểu đề tài, điện tốn đám mây cịn công nghệ nên tài liệu tham khảo cịn hạn chế, ngƣời dùng ngại tiếp xúc với cơng nghệ mới, không tin tƣởng vào lƣu trữ từ xa Các chƣơng trình phần mềm cài đặt dùng thử nên chức bị giới hạn Bên cạnh đó, cơng nghệ ảo hóa cần nhiều thiết bị phần cứng hỗ trợ, thiết bị phần cứng chƣa đám ứng đƣợc nhu cầu nên việc triển khai mơ hình giả lập gặp nhiều khó khăn Đề tài thực nghiệm đƣợc cài đặt PC nên công suất lẫn hiệu suất không cao, không phát huy đƣợc hết khả chƣơng trình Hướng khắc phục phát triển đề tài: Với thời gian điều kiện thực nhiều hạn chế, đề tài dừng lại khả cung cấp tảng ứng dụng cho ngƣời dùng Chƣa thể triển khai mơ hình hồn thiện đầy đủ Hƣớng phát triển xây dựng trang web cho phép ngƣời dùng tƣơng tác trực tuyến Xây dựng hệ thống, mở rộng hệ thống theo hƣớng cung cấp ứng dụng theo hƣớng dịch vụ (SaaS) tối ƣu hệ thống giải pháp cluster 44 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO I Bài báo: Peter Mell, Timothy Grance, The NIST Definition of Cloud Computing, [1] National Institute of Standards and Technology, Special Publication 800-145, September 2011 Trần Chí Hùng, Ứng dụng mơ hình điện tốn đám mây hạ tầng doanh [2] nghiệp với phần m m mã nguồn mở ubuntu enterprise cloud; Đại học Đà Nặng; 2012 [3] Alan Stevens (2012); Building a private cloud with System Center 2012 II Sách tham khảo: Trần Huy Hoàng (2016); Tài Liệu Thực Hành System Center 2012 R2, [4] Link: http://tailieu.ilab.vn/2016/08/22/tai-lieu-thuc-hanh-system-center- 2012-r2/ III Nguồn từ Internet: [5] http://www.virtualizationadmin.com [6] https://aws.amazon.com/ [7] http://www.VMware.com [8] http://techgenix.com [9] https://adminvietnam.org/ [10] https://azure.microsoft.com/en-us/ [11] http://cloudcomputingnet.com/cloud-computing-architecture/ 45 NHÂN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Nghệ An ngày …… tháng năm 2018 Giáo viên hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) TS Lê Văn Minh 46 ... hiểu điện tốn đám mây Nghiên cứu triển khai cài đặt ứng dụng mơ hình điện toán đám mây ứng dụng vào hệ thống quản lý trƣờng Đại học Kinh tế Nghệ An Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu mô hình... NỀN ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG VÀO HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẠI TRƢỜNG ĐẠI HOC KINH TẾ NGHỆ AN 3.1 HIỆN TRẠNG HẠ TẦNG MẠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ NGHỆ AN 3.1.1 Hiện trạng nhu cầu Trong thời kỳ công nghệ. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH -  - LUẬN VĂN THẠC SỸ Ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Mã ngành: 8480201 NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ ĐIỆN TỐN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG VÀO HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẠI TRƢỜNG ĐẠI