II. Giải Pháp Virtual Desktop
Operating system-level virtualization
Giới thiệu
Sau sự ảo hóa máy chủ và ảo hóa ứng dụng, không gian ảo hóa tiếp tục có những bước tiến triển sang mức tiếp theo.
Cùng với VDI (Virtual Desktop Infrastructure), Operating System (OS) Virtualization - ảo hóa hệ điều hành là một trong số các công nghệ đang ngày càng phổ biến trên thị trường hiện nay.
Ảo hóa hệ điều hành là gì?
Với một hệ điều hành ảo hóa thì không có gì được cài đặt trước hoặc được load vĩnh viễn trên một thiết bị cục bộ và cũng không cần đến ổ đĩa cứng.
Mọi thứ đều được chạy từ mạng bằng một đĩa ảo. Với những cung cấp hiện nay, đĩa ảo này quả thực là một file image được lưu trữ trên máy chủ từ xa, SAN hoặc NAS.
Máy khách sẽ được kết nối thông qua mạng vào đĩa ảo và sẽ khởi động với hệ điều hành đã được cài đặt trên ổ đĩa ảo.
Có hai kiểu ổ đĩa ảo trong các cung cấp hiện nay đó là:
• Private Virtual Disk
Private Virtual Disk
Private virtual disk chỉ được sử dụng bởi một máy khách, cũng giống như một ổ đĩa cứng nội bộ.
Phụ thuộc vào các quyền đã được gán, người dùng có thể lưu các thông tin trên đĩa ảo. Chính vì vậy khi máy khách được khởi động lại, các thiết lập sẽ được duy trì cũng giống như làm việc với ổ đĩa cứng vật lý.
Shared/Common Virtual Disk
Một đĩa ảo chia sẻ được sử dụng bởi nhiều máy khách
cùng một lúc. Trong quá trình sử dụng, những thay đổi được lưu lại trong các cache riêng, tuy nhiên khi máy khách shut down hoặc khởi động lại thì cache sẽ bị xóa sạch.
Nói theo cách khác, khi máy khách khởi động nó sẽ sử
dụng cấu hình mặc định hiện hữu trên đĩa ảo.
Các ổ đĩa này sẽ sắp xếp hoặc bảo đảm mỗi một máy
khách đều có một bộ nhận dạng duy nhất trong cơ sở hạ tầng (như một miền của Windows)
Ảo hóa hệ điều hành làm việc như thế nào?
Trước hết chúng ta hãy xem xét sơ qua các thành
phần cần đến để sử dụng hệ điều hành ảo trong một cơ sở hạ tầng.
Thành phần đầu tiên đó chính là máy chủ ảo hóa hệ điều hành. Máy chủ này là một tiêu điểm trong cơ sở hạ tầng ảo hóa hệ điều hành.
Nó sắp xếp việc streaming các thông tin trên các đĩa
ảo đến máy khách và cũng phân định máy khách nào sẽ được kết nối với ổ đĩa ảo nào (bằng cách sử dụng cơ sở dữ liệu với những thông tin được lưu).
Máy chủ này cũng có thể tổ chức để lưu trữ các
ổ đĩa ảo một cách nội bộ hoặc có thể được kết nối đến các ổ đĩa ảo thông qua SAN(Storage Area Network) hoặc File Share.
Trong các môi trường khả năng có sẵn cần phải
cao càng cần phải có máy chủ ảo hóa để tạo sự dự phòng cũng như cân bằng tải. Máy chủ này cũng bảo đảm rằng máy khách sẽ là duy nhất bên trong cơ sở hạ tầng.
Thứ hai, cần có một máy khách có thể liên lạc với máy
chủ để kết nối đến các ổ đĩa ảo và yêu cầu các thành phần được lưu trên đĩa ảo nhằm chạy hệ điều hành.
Thành phần hỗ trợ ở đây là một cơ sở dữ liệu dùng để
lưu trữ cấu hình và các thiết lập cho máy chủ, một dịch vụ streaming để xử lý nội dung bên trong của ổ đĩa ảo, một dịch vụ TFTP(Trivial File Transfer Protocol) (mang tính tùy chọn) và một dịch vụ khởi động PXE(Preboot eXecution Environment hoặc Pre-eXecution Environment) (cũng mang tính tùy chọn) cho việc kết nối máy khách với các máy chủ.
Như đã được đề cập ở trên, các ổ đĩa ảo sẽ chứa một image của một ổ đĩa vật lý từ một hệ thống đang phản xạ cấu hình và
các thiết lập.
Khi ổ đĩa ảo được tạo thì đĩa đó cần phải được gán cho máy khách sẽ sử dụng đĩa này trước tiên.
Kết nối giữa máy khách và đĩa được thực hiện thông qua công cụ quản trị và được lưu bên trong cơ sở dữ liệu.
Khi máy khách đã được gán ổ đĩa nó có
thể được bắt đầu với ổ đĩa ảo bằng cách sử dụng quá trình được thể hiện dưới đây trong hình 1 dưới đây.
Kết nối đến máy chủ OS Virtualization.
Đầu tiên chúng ta khởi động máy và thiết lập kết
nối đến máy chủ OS Virtualization.
Hầu hết các sản phẩm hiện nay đều cung cấp một
số phương pháp để kết nối đến máy chủ. Một trong các phương pháp được sử dụng nhiều nhất đó là sử dụng dịch vụ PXE.
Các phương pháp này đa phần đều sử khởi tạo
card giao diện mạng, nhận địa chỉ IP (DHCP) và một kết nối đến máy chủ.
Kết nối đến ổ đĩa ảo
Khi một kết nối được thiết lập giữa máy khách và máy chủ,
máy chủ sẽ quan sát trong cơ sở dữ liệu của nó để kiểm tra xem máy khách này có quen thuộc hay không và các ổ đĩa ảo nào được gán cho máy khách đó.
Khi có thêm nhiều ổ đĩa ảo được kết nối thì khi đó sẽ có
một menu khởi động được hiển thị trên máy khách. Nếu chỉ có một đĩa được gán thì đĩa này sẽ được kết nối đến máy khách.
Vdisk đã kết nối đến máy khách
Sau khi ổ đĩa ảo mong muốn được chọn hoặc một ổ đĩa ảo được gán cho máy khách đã được xác định thì đĩa ảo sẽ được kết nối xuyên suốt máy chủ OS Virtualization đến máy khách.
Trên back-end, máy chủ OS Virtualization
phải đảm bảo rằng máy khách là duy nhất (tên máy tính và bộ nhận dạng) bên trong cơ sở hạ tầng.
Hệ điều hành được “streamed” đến máy khách.
Ngay khi đĩa được kết nối, máy chủ sẽ bắt đầu công việc streaming nội dung bên trong ổ đĩa ảo.
Phần mềm sẽ “biết” các phần nào cần thiết để khởi động hệ điều hành một cách êm ái, chính vì vậy các phần này cần phải được “stream” trước.
Các thông tin đã được stream đến hệ thống sẽ được lưu ở một vị trí nào đó. Hầu hết các sản phẩm hiện nay đều cung cấp nhiều cách lưu trữ các thông tin này.
Cho ví dụ như bộ nhớ trên máy khách, trên đĩa của máy chủ ảo hóa hệ điều hành hoặc cục bộ trên ổ đĩa cứng của máy khách.
Streaming bổ sung.
Sau đó phần đầu tiên sẽ được stream cho
hệ điều hành để chạy như mong đợi. Dữ liệu ổ đĩa ảo bổ sung sẽ được stream khi cần thiết để chạy hoặc khởi động chức năng được gọi bởi người dùng (cho ví dụ khởi đông ứng dụng có sẵn bên trong ổ đĩa ảo).
Ưu điểm
Sự dự phòng linh động
Hỗ trợ đa image trên hệ thống, gồm có cả menu khởi động
Triển khai phần mềm (OS/App) nhanh Hệ thống giống nhau 100%
Cải thiện dễ dàng cho các nâng cấp và các hotfix của các
ứng dụng và hệ điều hành.
Dễ dàng rollback các kịch bản
Sau khi khởi động lại, hệ thống sẽ trở về trạng thái sạch
trơn.
Nhược điểm
Không có khả năng làm việc offline
Cần LAN tốc độ cao (>100Mb)
Không hỗ trợ tất cả các hệ điều hành
Các giải pháp đa PXE/BootP trong đoạn mạng sẽ gây ra các vấn đề
Môi trường máy ảo
VMWARES