Tìm hiểu và triển khai giải pháp cân bằng tải cho hệ thống webserver

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÌM HIỂU VÀ TRIỂN KHAI GIẢI PHÁP CÂN BẰNG TẢI CHO HỆ THỐNG WEB SERVER Giảng viên hướng dẫn: TS Vũ Đức Thịnh Sinh viên thực hiện: 1 Nguyễn Lê Uyển Nhi Lớp: 08DHBM - MSSV: 2033176954 2 Trương Thị Mỹ Thảo Lớp: 08DHBM - MSSV: 2033172001 TP.HCM, Tháng 6 năm 2021  LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Vũ Đức Thịnh, là giảng viên hướng dẫn chúng em thực hiện đề tài Thầy đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ nhóm rất nhiều trong suốt thời gian thực hiện và cũng là người gợi ý nhiều khái niệm, hướng đi mới giúp cho đề tài thực hiện một cách trơn tru, không bị lạc hướng Ngoài ra, nhóm cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong khoa Công nghệ thông tin đã giảng dạy và tạo điều kiện cho nhóm hoàn thành được đề tài Mặc dù đã cố gắng hoàn thành đề tài một cách tốt nhất có thể Tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những sai sót Chúng em rất mong nhận được sự cảm thông, góp ý đến từ các thầy cô để giúp cho chúng em ngày càng hoàn thiện hơn Đồ án môn học 2 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) Đồ án môn học 3 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) Đồ án môn học 4 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THỰC PHẨM TP.HCM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TP.Hồ Chí Minh, ngày … tháng… năm … ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Họ tên: Nguyễn Lê Uyển Nhi Họ tên: Trương Thị Mỹ Thảo Mã số SV: 2033176954 Mã số SV: 2033172001 Giới tính: Nữ Giới tính: Nữ Ngày, tháng năm sinh: Ngày, tháng năm sinh: 28/06/1999 02/09/1999 Nơi sinh: Vĩnh Long Nơi sinh: Đăk Lăk Chuyên ngành: An toàn thông tin Chuyên ngành: An toàn thông tin 1 Tên đề tài: Tìm hiểu và triển khai giải pháp cân bằng tải cho hệ thống 2 3 4 WebServer Thông tin giảng viên hướng dẫn: Họ tên: Vũ Đức Thịnh Email: thinhvd@hufi.edu.vn ĐTDĐ: 0933 141 602 Mục đích: Tìm hiểu về mã nguồn mở và các công nghệ ảo hóa Tìm hiểu Linux Virtual Server(LVS) Tìm hiểu về các giải thuật cân bằng tải Nghiên cứu và tiến hành đề xuất thiết kế mô hình hệ thống LVS thích hợp Xây dựng và triển khai hệ thống cân bằng tải cho dịch vụ Web hệ thống Yêu cầu: Đồ án môn học 5 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh - Siêng năng, chịu khó, có khả năng tự học và làm việc theo nhóm Khả năng đọc tài liệu tiếng anh Khả năng tìm hiểu các mô hình hệ thống, các ứng dụng có sẵn, khả năng sử - dụng lại tài nguyên cần thiết Khả năng phân tích lý thuyết và đưa ra mô hình hệ thống Trình bày nội dung văn bản đúng biểu mẫu và đúng cấu trúc theo quy định 5 Môi trường thực hiện: sinh viên tự chọn môi tường thực hiện - Linux/Unix 6 Thời gian thực hiện - 8 tuần (Từ ngày … tháng … năm … đến ngày … tháng … năm …) 7 Phân bổ tiến trình công việc hàng tuần Kết quả đạt được • Hiểu được • Nắm được • Nắm được • Thu nhập th • • Báo cáo Khái niệm, • Các mô hìn • Hiểu được • Mô hình tri • Thực nghiệ • Tổng hợp s Tài liệu tham khảo: [1] https://www.server-world.info/en/note?os=CentOS_6&p=lvs [2] http://www.ultramonkey.org/papers/lvs_tutorial/html/ [3] http://blogit.edu.vn/gioi-thieu-linux-virtual-server/ Đồ án môn học 6 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh [4] https://access.redhat.com/documentation/en- US/Red_Hat_Enterprise_Linux/5/html/Virtual_Server_Administration/s1lvs-direct-VSA.html [5].https://gluster.readthedocs.io/en/latest/Administrator%20Guide/Setting %20Up%20Clients/ [6] http://performancetesting.in/load-balancing-scheduling-algorithms.html [7] https://www.vnnic.vn/dns/congnghe/c%C3%B4ng-ngh%E1%BB%87-c %C3%A2n-b%E1%BA%B1ng-t%E1%BA%A3i TP.HCM, Ngày … Tháng … Năm … Trưởng bộ môn Giảng viên hướng dẫn Vũ Đức Thịnh Đồ án môn học 7 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh MỤC LỤC Contents TÓM TẮT ĐỒ ÁN Tên đề tài: Tìm hiểu và triển khai giải pháp cân bằng tải cho hệ thống WebServer Tóm tắt: Hiểu được các khái niệm, đặc điểm và sự phát triển hiện nay của công nghệ ảo hóa Nắm được các ưu điểm và nhược điểm của từng loại sản phẩm ảo hóa Hiểu được phương thức hoạt động của các thuật toán Hiểu được phương thức hoạt động của các thuật toán LVS Đồ án môn học 8 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Số TT Ký Hiệu Ý Nghĩa 01 LVS Linux Virtual Server 02 NBL Network Load Balancing 03 TCP Transmission Control Protocol 04 UDP User Datagram Protocol 05 FTP File Transfer Protocol 06 NAT Network Address Translation 07 SAN Storage Area Network 08 CPU Central Processing Unit 09 VPS Virtual Private Server 10 HTTP Hypertext Transfer Protocol 11 GUI Graphical User Interface 12 NAS Network Attached Storage 13 VIP Virtual IP 14 IPVS IP Virtual Server 15 RAID Redundant Array Of Independent Disks 16 RAM Random Access Memory 17 HDD Hard Disk Drive 18 GNU General Public License 19 KDE K Desktop Environment 20 IP Internet Protocol 21 VLAN Virtual Local Area Network Đồ án môn học 9 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA igure 1Các loại hình của ảo hóa và quan hệ tương đương Figure 2 Mô hình ảo hóa type 2 Figure 3: Mô hình ảo hóa Type1 Figure 4:Cấu trúc ảo hóa của Hyper-V Figure 5: Kiến trúc máy ảo Oracel Figure 6 :Cấu trúc mạng của phương thức DR (Direct Routing)-đinh tuyến trực tiếp: Figure 7: Định dạng cơ bản của gói thông tin liên lạc Figure 8 :Cấu trúc mạng của phương thức NAT LVS Hình 9 : Sơ đồ mô phỏng nguyên lý làm việc của NAT Figure 10 : Sơ đồ cấu trúc mạng của phương thức IP TUNNEL Figure 11 : So sánh các phương thức trong LVS Figure 13: Cơ chế chia sẻ tải 1 Figure 14 : Cơ chế chia sẻ tải 2 Figure 15 : Mô hình mạng có độ sẵn sàng cao Figure 16: Mô hình đồ án Figure 17 : Cấu hình ip LVS theo sơ đồ Figure 18: Cấu hình địa chỉ ip LVS2 theo sơ đồ Figure 19 : Cấu hình địa chỉ IP Web1 theo sơ đồ Figure 20 : Cấu hình địa chỉ ip Web2 theo sơ đồ Figure 21: Cấu hình pfsense Figure 22 : Cài đặt piranha cho LVS1 Figure 23: Cài đặt piranha cho LVS2 Figure 24: Cài đặt arptables cho web1 Figure 25: Cài đặt arptables cho web2 Figure 26: Tắt firewall cho máy LVS1 Figure 27 : Tắt selinux Figure 28: Tắt firewall cho máy LVS2 Figure 29: Tắt selinux Figure 30 : Tắt firewall cho máy web1 Figure 31: Tắt firewall cho máy web2 Figure 32: Cấu hình file hosts để phân giải tên service Figure 33 Cấu hình cho file lvs.conf Figure 34 Cấu hình cho phép forwarding 1 gói tin Figure 35: Copy file hosts, lvs.conf, sysctl.cof cho LVS2 Figure 36: Copy file hosts cho web1 Figure 36: Copy file hosts cho web2 Figure 37: Kiểm tra lại 3 file cấu hình được copy từ LVS1 Figure 37: Kiểm tra file hosts vừa được copy qua web1 Figure 38: Kiểm tra file host vừa được copy qua web2 Figure 39: tạo rule trên arptables_jf cho web1 Đồ án môn học 10 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh arptables -A OUT -d 192.168.100.20 -j mangle –mangle-ip-s 192.168.100.15 arptables -A OUT -d 192.168.100.20 -j mangle –mangle-ip-s 192.168.100.16 Save arptables: service arptables và card mạng loopback eth-lo:0 sang web2 Tạo rule trên arptables_if Figure 39: tạo rule trên arptables_jf cho web1 Kiểm tra trạng thái của của rule trên arptables_if Figure 40: Kiểm tra trạng thái của rule trên arptables_jf Đồ án môn học 53 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh Tạo card loopback ảo Figure 41: Tạo card loopback ảo cho web1 Copy rules trên arptables_jf và card loopback ảo cho web2 Figure 42: Copy rules trên arptables_jf và card loopback ảo cho web2 Cài đặt httpd trên web1 Figure 43: Cài đặt httpd trên web1 Cấu hình lại https với tên serverName là nhithao Figure 44: Cài đặt httpd với tên nhithao Đồ án môn học 54 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh Tạo trang chào trên file index.html Với tên test web server 1 Figure 45: Tạo trang chào trên file index.html với tên test web server 1 Copy index web2 file sang Figure 46: Copy file index sang web2 Copy file httpd sang web2 Figure 46: Copy file httpd sang web2 2.2.2 Web2 Kiểm tra lại loopback vừa copy từ web 1 Đồ án môn học 55 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh Figure 47: Kiểm tra lại loopback vừa copy từ web 1 Kiểm tra lại rules vừa copy từ web 1 Figure 48: Kiểm tra lại rules vừa copy từ Web 1 Tiến hành chạy rules Figure 49: Tiến hành start rules Đồ án môn học 56 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh Cài đặt httpd cho web2 Figure 50: Cài đặt httpd cho web2 Đổi tên lại cho trang chào là test web server 2 Figure 51: Đổi tên lại trang chào cho web2 là Test web server 2 3 Kiểm tra hệ thống Đồ án môn học 57 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh Figure 52: Kiểm tra localhost trên web1 Figure 50: Kiểm tra local host trên web2 Figure 51: Load lại lần nữa thì trang chào bây giờ chuyển sang Test web server 1 Đồ án môn học 58 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh Figure 52: Từ máy thật ping vào 192.168.1.160 Figure 53: Load lại lần nữa thì trang chào sẽ chuyển sang test web server 1 Tắt máy web 2 đi Figure 54: máy thật bây giờ chỉ hiện test web server 1 Đồ án môn học 59 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh Tiến hành tắt 2 máy web1 và web2 thì không vào được Figure 54: Trang web không vào được do đã tắt 2 web1 và web2 Từ máy thật ping 192.168.1.160 Figure 54: Trang web không vào được do đã tắt 2 web1 và web2 Đồ án môn học 60 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh KẾT LUẬN Trong thời đại phát triển vượt bậc hiện nay, nhu cầu về thông tin ngày càng tăng trong mọi hoạt động nói chung và trao đổi thông tin nói riêng, thì nhu cầu trao đổi thông tin rất cần thiết để đẩy mạnh việc tạo ra những sản phẩm ngày càng có giá trị Do đó, tại các doanh nghiệp, việc quản trị và hoạt động hệ thống mạng của công ty là một vấn đề rất cần thiết Nó giúp cho hệ thống công ty hoạt động ổn định, trơn tru, giải quyết công việc với tốc độc cao và độ chính xác cao 1.Đánh giá đề tài 1.1.Những công việc đã làm được Hiểu thêm được các vấn đề về firewall - Tìm hiểu được các vấn đề cơ bản trong một hệ thống doanh nghiệp - Xây dựng được mô hình demo cân bằng tải cho hệ thống web server - Nâng cao kĩ năng làm việc theo nhóm 1.2.Khuyết điểm của hệ thống trong đề tài Hệ thống mạng hiện tại chỉ nằm ở mức cơ bản - Chưa tích hợp được nhiều giải pháp HA - Khả năng chịu tải của các server kém do thiếu về mặt phần cứng 1.3.Hướng phát triển của đề tài Tích hợp thêm hệ thống HA vào mô hình - Mở rộng hệ thống bằng cách thêm các dịch vụ vào vùng DMZ như mail, FTP, database,… - Triển khai trên mô hình thật.  Đồ án môn học 61 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Giáo trình dịch vụ mạng Linux – ĐHQG TP.HCM Link tham khảo bên ngoài: [1] https://viettelidc.com.vn/tin-tuc/cong-nghe-ao-hoa-cac-kieu-ao-hoa-co-ban [2] https://searchservervirtualization.techtarget.com/tip/An-overview-of-Xen-Cloud- Platform-components-features [3] https://cloudcraft.info/loadbalance-gioi-thieu-lvs-ipvs [4] https://www.server-world.info/en/note?os=CentOS_6&p=lvs [5] http://performancetesting.in/load-balancing-scheduling-algorithms.html Đồ án môn học 62 GVHD: TS.Vũ Đức ThịnhĐồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh ... cơng nghệ ảo hóa Tìm hiểu Linux Virtual Server(LVS) Tìm hiểu giải thuật cân tải Nghiên cứu tiến hành đề xuất thiết kế mơ hình hệ thống LVS thích hợp Xây dựng triển khai hệ thống cân tải cho dịch... Tên đề tài: Tìm hiểu triển khai giải pháp cân tải cho hệ thống WebServer Tóm tắt: Hiểu khái niệm, đặc điểm phát triển cơng nghệ ảo hóa Nắm ưu điểm nhược điểm loại sản phẩm ảo hóa Hiểu phương... đề tài: Tìm hiểu triển khai giải pháp cân tải cho hệ thống WebServer Thông tin giảng viên hướng dẫn: Họ tên: Vũ Đức Thịnh Email: thinhvd@hufi.edu.vn ĐTDĐ: 0933 141 602 Mục đích: Tìm hiểu mã nguồn