VMware ESX Server được cài đặt trực tiếp trên máy chủ vật lý và phân vùng nó vào nhiều máy tính ảo có thể chạy đồng thời, chia sẻ nguồn tài nguyên vật lý của máy chủ. Mỗi máy ảo đại diện cho một hệ thống hoàn chỉnh, với bộ vi xử lý, bộ nhớ, hoạt động mạng, và có thể chạy một hệ điều hành và các ứng dụng.
- VMware ESX thiết lập kỷ lục về hiệu suất ảo, cung cấp lên tới 8.900 giao dịch cơ sở dữ liệu / giây, 200.000 hoạt động I / O mỗi giây, và lên đến 16.000 hộp thư trên máy chủ Exchange.
- Một trong những khả năng quan trọng trong VMware ESX là hiệu suất cao, cụm tập tin hệ thống tối ưu hóa cho các mơi trường ảo được gọi là VMware VMFS vStorage, cho phép truy cập đĩa hiệu quả và tăng cường hiệu suất I/O.
- Cải tiến hiệu suất cho việc lưu trữ iSCSI (iSCSI là chuẩn ổ cứng trong mạng SAN)
- Tối ưu hóa hiệu suất lõi nhiều hạt nhân, VMware ESX hỗ trợ công nghệ của bên thứ ba mà nhiều cải thiện hiệu suất ảo như Intel’s Extended Page Tables (EPT) và AMD’s Rapid Virtualization Indexing (RVI).
- VMware ESX cho phép các máy ảo được cấu hình lên đến tám bộ vi xử lý ảo và 255 GB RAM để hỗ trợ các nguồn tài nguyên cho hầu hết các ứng dụng chuyên sâu.
VMware ESX có thể chạy với hệ thống phần cứng lên đến 64 lõi CPU vật lý và 1TB RAM , và chạy lên đến 256 máy ảo trên một máy chủ duy nhất. Với VMware ESX chúng ta có thể ảo hóa từ trung tâm dữ liệu của cơ quan đến văn phòng chi nhánh, với một danh sách tương thích bao gồm hàng trăm máy x86, máy chủ và hệ thống lưu trữ, và phạm vi rộng nhất của các ứng dụng và hỗ trợ hệ điều hành khách,bao gồm Windows, Linux, Netware, Solaris,…Đặc biệt, chúng ta có thể xây dựng một trung tâm dữ liệu động trung động với VMware vSphere.
2.2 Hai thành phần chính của VMware ESX Server
Như đã trình bày ở trên, hai thành phần chính của VMware ESX Server là hệ hệ điều hành điều khiển COS và hạt nhân của máy chủ ESX hay cịn gọi là VMkernel. HÌnh 2.2 dưới đây chỉ ra sự tương tác giữa COS và vmkerlnel.
Hình 2.2:Sơ đồ tƣơng tác trong ESX Server 2.2.1 Hệ điều hành điều khiển (Console Operating System)
Hệ điều hành điều khiển (COS)được sử dụng để khởi động hệ thống và chuẩn bị quá trình làm việc của phần cứng cho VMkernel.Khi hệ điều hành điều khiển được tải lên nó hoạt động như các chương trình khởi động cho VMkernel, có nghĩa là nó chuẩn bị tất cả các tài nguyên cần thiết cho hoạt động của VMkernel.Khi COS đã tải xong thì VMkernel sẽ bắt đầu khởi động hệ thống và đảm nhận vai trị hệ điều hành chính. Lúc này VMkernel sẽ tải lại COS và một số thành phần phụ gọi là “người giúp đỡ công việc (helper works)” và hoạt động ở chế độ đặc quyền. Lúc này hệ điều hành điều khiển có một số nhiệm vụ khác khá quan trọng ảnh hưởng tới sự hoạt động của các máy ảo như là:
i) Cung cấp sự tương tác giữa người sử dụng với ESX Server (User interaction with ESX). COS cung cấp nhiều phương pháp khác nhau để thực hiện giao tiếp giữa người sử dụng với ESX Server như là:
- Truy nhập bàn phím trực tiếp(Direct console access) - Truy cập bằng Telnet và Ssh
ii) Cung cấp hệ thông tệpProc:Hệ thống tập tin proc được sử dụng bởi cả COS và VMkernel để cung cấp số liệu thời gian thực và thay đổi các cấu hình.
iii) Cung cấp sự chứng thực: Có những tiến trình trong COS địi hỏi cung cấp chứng thực để có cơ chế cho phép và ngăn chặn truy cập vào hệ thống.
iii) Chạy các ứng dụng cần sự hỗ trợ mở rộng trên mơi trương máy chủ (running Support Applications): Có một số ứng dụng chạy trong COS cung cấp các hỗ trợ mở rộng trên môi trường máy chủ. Mỗi nhà cung cấp phần cứng sẽ có một số phương pháp đề phát hiện các vấn đề vế phần cứng khi chúng phát sinh.Trong một số trường hợp nó cịn khuyến cáo người dùng Backup hệ thống lên COS để COSBackup các file hệ thống quan trọng.
2.2.2VMkernel
Khi hệ điều hành điều khiển COS được nạp, các VMkernel bắt đầu khởi động và khởi động hệ thống. VMkernel chịu trách nhiệm quản lý và phân phối tài nguyên cho các máy ảo.Các COS cũng được nạp lại như một máy ảo và được quản lý bằng các cấu hình của nó.Các COS thực hiện các quy tắc tương tự cho các nguồn tài nguyên và phân bổ nó cho người dùng trên hệ thống.
VMkernel thực hiện nhiều chức năng, nhưng chức năng chính của nó là quản lý sự tương tác giữa phần cứng máy ảo và phần cứng của máy chủ vật lý. Nó hoạt động như một người đứng giữa và điều phối tài nguyên cho máy ảo khi cần thiết.
2.3Một số tính năng của VMware ESX Server 2.3.1 Khả năng quản lý tài nguyên 2.3.1 Khả năng quản lý tài nguyên
VMware ESX cung cấp khả năng quản lý tài nguyên tiên tiến bao gồm:
- Quản lý tài nguyên cho các máy ảo: Xác định các chính sách phân bổ nguồn lực cao cấp cho máy ảo để cải thiện mức độ dịch vụ cho các ứng dụng phần mềm. Thiết lập tối thiểu, tối đa và tỷ lệ sử dụng tài nguyên
cho CPU, bộ nhớ, đĩa và băng thông mạng. Sửa đổi phân bổ trong khi máy ảo đang chạy.
- Ảo hóa thơng minh CPU: Quản lý thực hiện quy trình máy ảo với quá trình lập kế hoạch thơng minh và cân bằng chạy trên tất cả các CPU có sẵn trên các máy chủ lưu trữ vật lý.
- Tăng sử dụng bộ nhớ bằng cách cấu hình bộ nhớ máy ảo đó một cách an toàn chạy vượt quá bộ nhớ máy chủ vật lý, cho phép một số lượng lớn các máy ảo chạy trên một máy chủ lưu trữ VMware ESX.
- Sử dụng bộ nhớ RAM vật lý hiệu quả hơn bằng cách lưu trữ các trang bộ nhớ giống hệt nhau qua nhiều máy ảo chỉ một lần.
- Sử dụng bộ nhớ RAM động từ các máy ảo nhàn rỗi để xử lý luồng công việc khác.
- Hình thành mạng lưới giao thơng mạng: Đảm bảo rằng các máy ảo quan trọng nhận được ưu tiên để truy cập băng thông mạng. Mạng lưới giao thông mạng quản lý lưu lượng truy cập mạng máy ảo để đáp ứng băng thơng cao, băng thơng trung bình. Đảm bảo rằng các máy ảo quan trọng nhận được quyền truy cập ưu tiên cho các thiết bị lưu trữ vàcải thiện năng lực quản trị.
2.3.2 Hiệu suất và khả năng mở rộng
VMware ESX Server cung cấp hiệu suất cao và khả năng mở rộng bao gồm:
- Tối ưu cho luồng cơng việc ảo hóa: VMware ESX Server đã tối ưu hóa hiệu suất cho doanh nghiệp, cụ thể ứng dụng quan trọng như cơ sở dữ liệu Oracle, Microsoft SQL Server, và Microsoft Exchange. Có thể thực hiện lên đến 8.900 giao dịch cơ sở dữ liệu / giây, 200.000 hoạt động I / O mỗi giây, và lên đến 16.000 hộp thư trên máy chủ Exchange.
- Cải tiến hiệu suất cho việc lưu trữ iSCSI (đây là chuẩn cho các ổ cứng trong hệ thống SAN).
- Hỗ trợ cho phần cứng máy chủ mạnh mẽ: Hệ thống phần cứng lên đến 64 lõi CPU vật lý, 256 CPU ảo, 1TB RAM, và lên đến hàng trăm máy ảo trên một máy chủ duy nhất.
- Hỗ trợ cho các máy ảo lớn hơn: Cấu hình máy ảo có thể lên tới 255GB bộ nhớ RAM.
- Tăng cường hiệu suất máy ảo bằng cách cho phép một máy ảo duy nhất để sử dụng lên đến tám bộ xử lý vật lý đồng thời.
- Cho phép lập bản đồ quản lý các máy ảo
- Hỗ trợ cho ảo hóa phần cứng: VMware ESX Server hỗ trợ cơng nghệ ảo hóa như AMD’s Rapid Virtualization Indexing® hoặc Intel’s Extended Page Tables.
- Tối ưu hóa hiệu suất mạng. VMware ESX Serverhỗ trợ một loạt các công nghệ offload hiệu suất bao để giảm overhead CPU gắn với xử lý mạng I / O.
2.3.3 Tính sẵn sàng cao
VMware ESX Server có tính sẵn sàng cao đó là bởi vì, VMware ESX Server cung cấp các công cụ sau:
i) Hệ thông tệp máy ảo (Virtual Machine File System –VMFS):VMFS của VMware chỉ được tạo dành cho ảo hóa VMware. Đây là một hệ thống file cluster hiệu suất cao cho phép nhiều hệ thống có thể truy cập vào hệ thống file tại cùng một thời điểm. Với VMFS chúng ta có thể tăng phân vùng một cách linh hoạt, hỗ trợ việc ghi nhật ký và bổ sung thêm đĩa ảo cho hệ thống. Thêm hoặc xóa một ESX Server từ một khối lượng VMware VMFS mà không phá vỡ khác ESX Server. ii) Đa xử lý đối xứng ảo (Virtual symmetric multi-processing -VSMP):VSMP là một tính năng cho phép VMware ESX Server có thể tận dụng đến 4 bộ vi xử lý vật lý trên hệ thống đồng thời. Thêm vào đó, với VSMP, việc xử lý các nhiệm vụ sẽ được cân bằng giữa các CPU.
iii) Khả năng sẵn sàng cao (VMware High Availability -VMHA):Một trong những khả năng thú vị nhất đối với VMware ESX Server là VMHA. Với hai máy chủ VMware ESX Server, một SAN cho lưu trữ chia sẻ, trung tâm ảo (Virtual Center) và đăng ký VMHA, nếu một VMware ESX Server gặp sự cố thì các máy ảo trên VMware ESX Serverđó sẽ chuyển sang một máy chủ VMware ESX Server khác và khởi động lại trong vịng vài giây. Tính năng này làm việc không liên quan đến hệ điều hành được sử dụng hoặc ứng dụng có hỗ trợ nó hay khơng.
Tuy nhiên, để sử dụng được tính năng này, hệ thống cần có một số điều kiện để làm cho VMHA làm việc, các điều kiện đó là:
- VMware ESX Server phải là bản VMware Infrastructure Suite Standard hoặc Enterprise.
- Tối thiểu phải có hai hệ thống VMware ESX Server.
- Một SAN chia sẻ hoặc một NAS giữa các máy chủ VMware ESX Servers, ở đó các máy ảo sẽ được lưu trữ. Cần lưu ý rằng với VMHA, các đĩa ảo cho các máy ảo (VM) được thực hiện bởi VMHA. Điều sẽ xảy ra khi một hệ thống host gặp lỗi đó là quyền sở hữu của các máy ảo đó sẽ được truyền tải từ một host lỗi sang một host mới.
- Khả năng tương thích của CPU giữa các mảy chủ vật lý cài VMware ESX Server. Cách dễ dàng nhất để kiểm tra vấn đề tương thích này là sử dụng Vmotion của một máy ảo từ một máy chủ này đến một máy chủ khác và xem xem điều gì xảy ra.
Ích lợi khi sử dựng VMHA:
- Cung cấp khả năng sẵn có cao cho tất cả các máy ảo với mức chi phí thấp nhất (được so sánh với việc mua một giải pháp HA).
- VMHA dễ dàng trong việc cấu hình. Nếu có thiết bị phù hợp, đăng ký và VMware Infrastructure đã được thiết lập thì bạn có thể cấu hình VMHA một cách nhanh chóng.
- Các công việc với DRS (bộ phân phối tài nguyên) để khi các máy ảo sẽ được mang đến các máy chủ vật lý khác trong hệ thống tài nguyên do một lỗi máy chủ vật lý nào đó thì DRS sẽ được sử dụng để xác định nơi tải đó sẽ được thay thế và cân bằng tải đó.
Những vấn đề còn tồn tại trong VMHA:
- Các CPU trên mỗi host phải tương thích hoặc bạn phải cấu hình đánh dấu CPU (masking) trên mỗi máy ảo.
- Các máy ảo nằm trên hệ thống máy chủ vật lý gặp trục chặc cần phải khởi động lại.
- VMHA không hề biết về những ứng dụng nằm ở bên dưới các máy ảo đó. Điều đó có nghĩa rằng nếu dữ liệu ứng dụng nằm bên dưới bị sửa đổi từ một lỗi ứng dụng và sự khởi động lại của máy chủ thì dù máy ảo có di trú và khởi động lại từ một máy lỗi ứng dụng vẫn có thể khơng dùng được.
Chƣơng 3: ỨNG DỤNG CHO THƢ VIỆN TRƢỜNG ĐHKT HẬU CẦN CAND 3.1Mục tiêu của giải pháp
Tiết kiệm chí phí đầu tư mua nhiều server cùng lúc
Tiết kiệm không gian đặt server trên tủ rack cũng như khơng gian phịng chứa
Tiết kiệm điện năng,hệ thống làm mát và cable.
Quản lý đơn giản và tập trung trên một server vật lý duy nhất Dễ dàng triển khai, nâng cấp và backup hệ thống.
3.2 Mơ hình
Hình 3.1: mơ hình triển khai hệ thống. 3.3 Yêu cầu 3.3 Yêu cầu
Thư viện trường ĐH Kỹ Thuật Hậu Cần, Bộ Cơng An đang có một server vật lý là HP DL380 G7 có cấu hình là 8Core xeon (R) E7310 @ 2.6GHz. 16 GB RAM,HDD 140 GB hỗ trợ RAID 1,…; sử dụng các phần mềm VMware ESX Server 6.0,VMware vSphere Client, Window server 2008, Mail MDeamon Server,… hãy cấu hình thành một hệ thống thành 3 server ảo hóa Domain Server,Mail Server và Web Server.
3.4 Triển khai hệ thống
3.4.1 Cài đặt VMware ESX Server
Sau khi cho đĩa cài đặt VMware ESXi 6.0vào server để cài đặt thì Hộp thoại cài đặt ESXi6.0xuất hiện.
Hình 3.2: Hộp thoại cài đặt ESXi6.0
Sau khi trình cài đặt nạp các file cấu hình ban đầu thì quá trình cài đặt bắt đầu như sau:
Hình 3.3:Bắt đầu quá trình cài đặt
Hình 3.4: Hộp thoại lựu chọn ngơn ngữ bàn phím
Chọn ngơn ngữ là English rồi chọn Next.
Hình 3.5:Hộp thoại cảnh báo mất dữ liệu trên ổ cứng
Hộp thoại thông báo dung lượngổđĩa cứng khi tiến hành cài đặt, nếu khơng có vấn đề gì về dữ liệu thì chọn Enter để tiếp tục cài đặt.
Hình3.6:Quá trình tải các file cần thiết cho việc cài đặt
Hình 3.7: Hộp thoại thỏa thuận các yêu cầu từ nhà sản xuất
Đồng ý với các thỏa thuận bản quyền, check vào ô I accept the terms of license
agreement và chọn Next.
Hình 3.8: hộp thoại nhập password ngƣời quản trị.
Hộp thoại yêu cầu nhập password để đang nhập và Esx server.Nhập password rồi chọn Next.
Hình 3.9: quá trình cài hệ điều hành Esx bắt đầu
Hộp thoại bắt đầu cài đặt. Khi cài đặt xong chọn finish để hoàn tất.
3.4.2 Giao diện đăng nhập chính.
Khi hồn tất q trình cài đặt Esx server hệ thống sẽ khởi động lại, và lúc này ta đăng nhập vào Esx server với tài khoản mặc định là root và password vừa tạo ở bước trước.
Hình 3.10:giao diện đăng nhập chính
Hệ điều hành máy chủ sử dụng là linux nên giao diện khi đăng nhập vào hệ điều hành sẽ là giao diện linux. Trong giao diện này người quản trị có thể thực hiện các thao tác bật tắt các dịch vụ,…nói chung là các lệnh của nó cũng tương đương giống với linux.
3.4.3 Quản lý từ xa bằng VM vSphere client
Chúng ta có thể tải phần mềm VM vSphere client từ trang chủ vmware.com và tiến hành cài đặt như một phần mềm bình thường và chú ý rằng kết nối mạng giữa máy tính cài phần mềm client này và máy chủ ESX Server luôn thông suốt.
Khi cài đặt xong, chúng ta khởi động chương trình vSphere client thì giao diện của nó hiện lên.Lúc này ta điền địa chỉ IP của máy chủ khi máy chủ ESX Server và máy vSphere client ở trong cùng một mạng. Nếu không cùng một mạng mà muốn truy cập và ESX Servertừ xa thì phải đăng kí một Hostname với IP trỏ về địa chỉ của máy ESX Server và phải mở một số cổng trên Modem.
Hình 3.11: Chƣơng trình Vsphere Client
Khi đã kết nối thành cơng đến ESX Server thì giao diện chính giống như hình 3.11 dưới đây. Người quản trị sẽ sử dụng giao diện chính này của vSphere client để khởi tạo, cấu hình và theo dõi hoạt động của các máy ảo một cách linh hoạt và tập trung.
Hình 3.12:Giao diện sau khi kết nối Esx Server thành công
3.4.4 Tạo máy ảo mới
Trong giao diện kết nối của vSphere client để tạo một máy ảo thì hết sức đơn giản. Nhấp chuột phải vào địa chỉ của ESX Server và chọn New Virtual Machine.
Một hộp thoại xuất hiện địi hỏi người sử dụng chọn kiểu cấu hình điển hình hay tùy chọn các kiểu cấu hình theo yêu cầu. Chọn Typical rồi chọn Next.
Hình 3.14:Hộp thoại chọn kiểu cấu hình