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: Nguyễn Lê Uyển Nhi Lớp: 08DHBM - MSSV: 2033176954 Trương Thị Mỹ Thảo Lớp: 08DHBM - MSSV: 2033172001 TP.HCM, Tháng năm 2021  LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Vũ Đức Thịnh, giảng viên hướng dẫn chúng em thực đề tài Thầy tận tình bảo, giúp đỡ nhóm nhiều suốt thời gian thực người gợi ý nhiều khái niệm, hướng giúp cho đề tài thực cách trơn tru, khơng bị lạc hướng Ngồi ra, nhóm xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa Công nghệ thông tin giảng dạy tạo điều kiện cho nhóm hồn thành đề tài Mặc dù cố gắng hoàn thành đề tài cách tốt Tuy nhiên khơng tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận cảm thơng, góp ý đến từ thầy để giúp cho chúng em ngày hoàn thiện Đồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) Đồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) Đồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆPCỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THỰC PHẨM TP.HCM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA CÔNG NGHỆ THƠNG 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 Chun ngành: An tồn thơng tin Chun ngành: An tồn thơng tin Tên 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 mở 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 Đồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh - Xây dựng triển khai hệ thống cân tải cho dịch vụ Web hệ thống Yêu cầu: - Siêng năng, chịu khó, có khả tự học làm việc theo nhóm - Khả đọc tài liệu tiếng anh - Khả tìm hiểu mơ hình hệ thống, ứng dụng có sẵn, khả sử dụng lại tài nguyên cần thiết - Khả phân tích lý thuyết đưa mơ hình hệ thống - Trình bày nội dung văn biểu mẫu cấu trúc theo quy định Môi trường thực hiện: sinh viên tự chọn môi tường thực - Linux/Unix Thời gian thực - tuần (Từ ngày … tháng … năm … đến ngày … tháng … năm …) Phân bổ tiến trình công việc hàng tuần Tuần Công việc thực 01 • Tập hợp tài liệu • Đọc tài liệu liên quan điểm phát triển • Tìm hiểu cơng nghệ ảo hóa cơng nghệ ảo hóa • Tìm hiểu sản phẩm tiêu biểu 02 • 03 • 04 05 Kết đạt • • Đồ án môn học Nắm ưu điểm cơng nghệ ảo hóa : nhược điểm loại sản Hyper-V, VMWare… phẩm Tìm hiểu sản phẩm ảo • Nắm ưu điểm hóa tiêu biểu : XenServer, nhược điểm loại sản Oracel VM, OpenVZ… phẩm Khảo sát nhu cầu sử sụng ảo hóa • thực tế doanh nghiệp • Hiểu khái niệm, đặc Thu nhập thơng tin, số liệu thực tế • Báo cáo Tìm hiểu Linux Virtual • Khái niệm, ưu nhược điểm Server (LVS) • Các mơ hình ứng dụng LVS GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh 06 07 • Tìm hiểu thuật tốn cân • tải LVS Hiểu phương thức hoạt động thuật tốn • Triển khai hệ thống LVS • Viết báo cáo • Vận hành thử nghiệm hệ thống • Mơ hình triển khai, cấu hình, cài đặt • Thực nghiệm đánh giá hệ thống 08 • Tổng hợp số liệu, hồn tất báo cáo 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/ [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%87c%C3%A2n-b%E1%BA%B1ng-t%E1%BA%A3i TP.HCM, Ngày … Tháng … Năm … Trưởng môn Giảng viên hướng dẫn Vũ Đức Thịnh Đồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh MỤC LỤC Contents LỜI CẢM ƠN NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) .3 NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MỤC LỤC .8 TÓM TẮT ĐỒ ÁN 11 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 12 DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA 13 LỜI MỞ ĐẦU .16 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ ẢO HĨA 17 Giới thiệu công nghệ ảo hóa 17 1.1 Khái niệm 17 1.2 Lịch sử phát triển .17 2.Các loại ảo hóa hình thức ảo hóa 17 2.1.Các loại ảo hóa 17 2.2 Các hình thức ảo hóa 20 2.3 Lợi ích ảo hóa 21 Sự phát triển cơng nghệ ảo hóa 21 3.1 Nguyên nhân đời ảo hóa 21 3.2 Sự phát triển ảo hóa 21 CHƯƠNG 2: CÁC SẢN PHẨM TIÊU BIỂU CỦA CƠNG NGHỆ ẢO HĨA 23 Cơng nghệ ảo hóa Hyper-V 23 1.1 Công nghệ Hyper-V 23 1.2 Cấu trúc .23 1.3 Các phiên Hyper-V 23 1.4 Ưu điểm 24 1.5 Nhược điểm .24 Công nghệ ảo hóa VMware 24 2.1 Cơng nghệ ảo hóa Vmware gì? .24 2.2 Các phiên VMware 24 2.3 Ưu điểm 24 2.4 Nhược điểm .24 Đồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh CHƯƠNG 3: CÁC SẢN PHẨM ẢO HÓA TIÊU BIỂU 25 1.XenServer 25 1.1 XenServer gì? 25 1.2 Các tính XenServer 25 1.3 Ưu điểm 25 1.4 Nhược điểm .25 2.Oracel VM .26 2.1.Oracel VM gì? 26 2.2 Cách tính Oracel VM .27 2.3 Ưu điểm 27 2.4 Nhược điểm .27 CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT NHU CẦU SỬ DỤNG ẢO HÓA THỰC TẾ CỦA DOANH NGHIỆP 28 Nhu cầu sử dụng ảo hóa doanh nghiệp 28 2.Những điều lưu ý sử dụng ảo hóa cho doanh nghiệp 28 2.1 Ảo hóa có tính tốn 28 2.2 Sao lưu phải ưu tiên hàng đầu 29 2.3 Những hạn chế ảo hóa .30 CHƯƠNG 5: TÌM HIỂU VỀ LINUX VIRTUAL SERVER(LVS) 31 Tổng quan LVS 31 1.1 Khái niệm LVS 31 1.2.Thành phần hệ thống LVS 31 Các phương thức LVS 31 2.1.Phương thức LVS DR 32 2.2.Phương thức NAT LVS 34 2.3 Phương thức FULL NAT .36 2.4 Phương thức LVS IP TUNNEL .37 2.5 So sánh phương thức LVS .39 Các thuật toán lập lịch kết nối 39 3.1 Round-Robin .39 3.2 Weighted Round-Robin 39 3.3 Least-Connection 40 3.4 Weighted Least-Connection .40 3.5 Locality-Based Least-Connection 40 3.6 Locality-Based Least-Connection With Replication 40 Đồ án môn học GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh 3.7 Destination Hash .40 3.8 Source Hash 41 Ưu điểm nhược điểm hệ thống 41 4.1 Ưu điểm 41 4.2 Nhược điểm 41 CHƯƠNG 6: KỸ THUẬT CÂN BẰNG TẢI .42 Các khái niệm 42 1.1.Khái niệm cân tải .42 1.2 Các tiện ích quản lý cân tải 42 Thuật toán cân tải mạng .43 Thuật toán lọc phân tán hoàn toàn 43 2.2 Quá trình hội tụ 43 2.3 Hiệu cân tải mạng .44 Các mơ hình cân tải mạng 44 3.1 Dịch vụ có độ tin cậy 44 3.2 Các chế cân tải mạng .45 CHƯƠNG 7: TRIỂN KHAI HỆ THỐNG LVS 47 Mô tả sơ đồ .47 CHƯƠNG CẤU HÌNH VÀ CÀI ĐẶT LVS 48 Chuẩn bị cấu hình 48 1.1.Cấu hình ip mơ hình 48 1.2 Các đặt services sau: 50 1.3 Stop firewall máy (do có pfsense ngồi bảo vệ) 51 Cấu hình LVS Web Service 53 2.1 Cấu hình LVS 53 2.2 Cấu hình web 56 Kiểm tra hệ thống 62 KẾT LUẬN 66 1.Đánh giá đề tài 66 1.1.Những công việc làm .66 1.2.Khuyết điểm hệ thống đề tài 66 1.3.Hướng phát triển đề tài 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO .67 Đồ án môn học 10 GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh #chkconfig iptabled off #service iptables stop Figure 31: Tắt firewall cho máy web2 Cấu hình LVS Web Service 2.1 Cấu hình LVS 2.1.1 Máy LVS1 a.Cấu hình file hosts để phân giải tên service Figure 32: Cấu hình file hosts để phân giải tên service b.Cấu hình file lvs.conf Đồ án môn học 53 GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh Figure 33 Cấu hình cho file lvs.conf c.Cấu hình file sysctl.conf (Cho phép forwarding gói tin) Đồ án mơn học Figure 34 Cấu hình cho phép forwarding gói tin 54 GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh d.Copy file hosts,lvs.conf,sysctl.c onf cho LVS2 Figure 35: Copy file hosts, lvs.conf, sysctl.cof cho LVS2 e.Copy file hosts cho web1 Figure 36: Copy file hosts cho web1 f.Copy file hosts cho web2 Figure 36: Copy file hosts cho web2 2.1.2 Máy LVS2 Kiểm tra đươc cài đặt files cấu hình từ LVS1 Figure 37: Kiểm tra lại file cấu hình copy từ LVS1 Đồ án môn học 55 GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh 2.1.3 Máy Web1 Kiểm tra file hosts vừa LVS1 copy qua Figure 37: Kiểm tra file hosts vừa copy qua web1 2.1.4 Máy Web2 Kiểm tra file hosts vừa LVS1 copy qua Figure 38: Kiểm tra file host vừa copy qua web2 2.2 Cấu hình web 2.2.1 Máy web1 a.tạo rule arptables_jf sau : Đồ án môn học 56 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 card mạng loopback eth-lo:0 sang web2 Tạo rule arptables_if Figure 39: tạo rule arptables_jf cho web1 Kiểm tra trạng thái của rule arptables_if Figure 40: Kiểm tra trạng thái rule arptables_jf Đồ án môn học 57 GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh Tạo card loopback ảo Figure 41: Tạo card loopback ảo cho web1 Copy rules arptables_jf card loopback ảo cho web2 Figure 42: Copy rules arptables_jf card loopback ảo cho web2 Cài đặt httpd web1 Figure 43: Cài đặt httpd web1 Cấu hình lại https với tên Đồ án môn học Figure 44: Cài đặt httpd với tên nhithao 58 GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh serverName nhithao Tạo trang chào file index.html Với tên test web server Figure 45: Tạo trang chào file index.html với tên test web server Copy file index sang web2 Figure 46: Copy file index sang web2 Copy file httpd sang web2 Figure 46: Copy file httpd sang web2 Đồ án môn học 59 GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh 2.2.2 Web2 Kiểm tra loopback lại vừa copy từ web Figure 47: Kiểm tra lại loopback vừa copy từ web Kiểm tra lại rules vừa copy từ web Figure 48: Kiểm tra lại rules vừa copy từ Web Đồ án môn học 60 GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh Tiến hành chạy rules Figure 49: Tiến hành start rules Cài đặt httpd cho web2 Figure 50: Cài đặt httpd cho web2 Đồ án môn học 61 GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh Đổi tên lại cho trang chào test web server Figure 51: Đổi tên lại trang chào cho web2 Test web server Kiểm tra hệ thống Figure 52: Kiểm tra localhost web1 Đồ án môn học 62 GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh Figure 50: Kiểm tra local host web2 Figure 51: Load lại lần trang chào chuyển sang Test web server Đồ án môn học 63 GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh Figure 52: Từ máy thật ping vào 192.168.1.160 Figure 53: Load lại lần trang chào chuyển sang test web server Tắt máy web Figure 54: máy thật test web server Tiến hành tắt máy web1 web2 khơng vào Figure 54: Trang web không vào tắt web1 web2 Đồ án môn học 64 GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh Từ máy thật ping 192.168.1.160 Figure 54: Trang web không vào tắt web1 web2 Đồ án môn học 65 GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh KẾT LUẬN Trong thời đại phát triển vượt bậc nay, nhu cầu thông tin ngày tăng hoạt động nói chung trao đổi thơng tin nói riêng, nhu cầu trao đổi thơng tin cần thiết để đẩy mạnh việc tạo sản phẩm ngày có giá trị Do đó, doanh nghiệp, việc quản trị hoạt động hệ thống mạng cơng ty vấn đề cần thiết Nó giúp cho hệ thống công ty hoạt động ổn định, trơn tru, giải công việc với tốc độc cao độ xác cao 1.Đánh giá đề tài 1.1.Những công việc làm Hiểu thêm vấn đề firewall - Tìm hiểu vấn đề hệ thống doanh nghiệp - Xây dựng mơ hình demo cân tải cho hệ thống web server - Nâng cao kĩ làm việc theo nhóm 1.2.Khuyết điểm hệ thống đề tài Hệ thống mạng nằm mức - Chưa tích hợp nhiều giải pháp HA - Khả chịu tải server thiếu mặt phần cứng 1.3.Hướng phát triển đề tài Tích hợp thêm hệ thống HA vào mơ hình - Mở rộng hệ thống cách thêm dịch vụ vào vùng DMZ mail, FTP, database,… - Triển khai mơ hình thật Đồ án mơn học 66 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 67 GVHD: TS.Vũ Đức Thịnh ... 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... 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... Xây dựng triển khai hệ thống cân tải cho dịch vụ Web hệ thống Yêu cầu: - Siêng năng, chịu khó, có khả tự học làm việc theo nhóm - Khả đọc tài liệu tiếng anh - Khả tìm hiểu mơ hình hệ thống, ứng