a. Giới thiệu chung
Virtuozzo Containers của hãng Parallels là một giải pháp ảo hóa khai thác đầy đủ năng lực của hạ tầng công nghệ thông tin bằng cách gia tăng việc tận dụng tài nguyên dư thừa của các máy chủ hiện hữu gấp 2 - 3 lần so với các công nghệ khác. Trong bối cảnh mà ngân sách đầu tư cho công nghệ thông tin ngày càng eo hẹp như hiện nay thì việc khai thác hạ tầng hiện có ở mức độ cao nhất có thể đồng nghĩa với việc tiết kiệm chi phí không chỉ trong khâu bảo hưỡng và năng lượng mà còn cả phần vốn tái đầu tư cho việc mua sắm máy chủ mới
Parallels Virtuozzo Containers cung cấp một lớp ảo hóa chịu trách nhiệm phân bổ tài nguyên hệ thống cho tất cả các máy ảo - được gọi là container. Lớp ảo hóa này chỉ tiêu tốn khoảng 2% năng lực xử lý từ đó giúp tăng tỷ lệ máy ảo trên mỗi máy chủ vật lý, hiệu năng máy chủ gần như không đổi so với khi chạy độc lập.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn
b. Tổng quan về Parallels Virtuozzo Containers. Một số đặc tính
Phân vùng thông minh: Mỗi máy ảo chứa liên kết ánh xạ đến phiên bản
hệ điều hành
Quản lý tài nguyên linh hoạt: việc phân bổ tài nguyên hệ thống được
thực thi tự động hoặc bởi quản trị viên
Quản lý tập trung: tiến trình vận hành, bảo trì, nâng cấp đều được thực
hiện một cách tập trung thông qua công cụ quản lý
Di trú trực tiếp (Linux Only): di chuyển linh hoạt các containers giữa
các máy chủ vật lý.
Công cụ quản lý
Parallels Virtuozzo Containers: Cung cấp các công cụ quản lý hướng tới 3 yếu tố: dễ sử dụng, quản lý tập trung và đa chức năng.
Parallels Virtual Automation: Tiền thân là Parallels Infrastructure Manager cho phép quản trị viên quản lý hầu hết các ứng dụng ảo hóa bao gồm Parallels Virtuozzo Containers (Windows and Linux), Parallels Server Bare Metal (standard and advanced editions), Parallels Server for Mac and Parallels Server for Mac Bare Metal Edition thông qua giao diện web.
Parallels Management Console là một thành phần được tự động cài đặt
chung với Parallels Virtuozzo Containers. Với PMC, quản trị viên có thể thực hiện các tác vụ:
Tạo container mới và cài đặt hệ điều hành
Cấu hình và chỉnh sửa các thông số của container
Quản lý các OS và Application template
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn
Hình 2.2: Thống kê tình hình sử dụng tài nguyên của các máy ảo
trên cùng hệ thống (Cửa sổ Parallels Management Console) 2.1.2. Công nghệ ảo hoá XenServer của Citrix
a. Giới thiệu chung
Citrix XenServer là môt nền tảng quản lý máy chủ ảo hóa hoàn chỉnh, được xây dựng trên trên nền tảng Xen Hypervisor mạnh mẽ. Công nghệ Xen được các chuyên gia trong ngành thừa nhận rộng rãi là một phần mềm ảo hóa nhanh nhất và an toàn nhất. XenDesktop được thiết kế để quản lý các máy chủ ảo Windows và Linux một cách hiệu quả nhất và cung cấp giải pháp hợp nhất máy chủ với chi phí hợp lí và đảm bảo tính liên tục trong các hoạt động kinh doanh.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn
Hình 2.3: Cửa sổ làm việc XenServer
b. Tổng quan về XenServer. Một số đặc tính
Chuyển đổi và Hợp Nhất
Chuyển đổi những máy chủ vật lý thành máy ảo bằng các sử dụng XenConvert và tạo ra những máy chủ áo mới từ trình điều khiển trung tâm XenCenter. Thiết lập các hình mẫu máy chủ ảo hóa, giúp việc tạo ra các máy chủ ảo mới trở nên dễ dàng và thuật tiện hơn. Giải số lượng máy chủ vật lý bằng cách chuyển đổi sang các máy chủ ảo hóa.
Vận hành và Quản lý
Thực thi các tác vụ của trung tâm dữ liệu một cách tự động bằng các sử dụng các tính năng của phiên bản miễn phí của XenServer trong môi trường vận hành trực tiếp. XenConvert, XenMotion và XenCenter cung cấp đầy đủ các tính năng cần thiết giúp doanh nghiệp quản lý trung tâm dữ liệu ảo hóa.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn
Lợi ích:
Là một giải pháo ảo hóa máy chủ thực thụ, XenServer giúp doanh nghiệp đạt được lợi ích kinh tế từ đám mây thông qua việc tự động hóa các trung tâm dữ liệu, tăng cường hiệu quả giám sát và quản lý, với độ tin cậy cao và đảm bảo tính liên tục trong kinh doanh, khả năng tân dụng điện toán đám mây như một giải pháp mở rộng cơ sở hạ tầng của doanh nghiệp. XenServer giúp doanh nghiệp:
Tự động hóa trung tâm dữ liệu và hợp lý hóa quy trình vận hành Thích nghi với yêu cầu ngày càng cao về hiệu quả quản lý CNTT Giảm thời gian chết ngoài kế hoạch
Tăng sức mạnh cho hệ thống điện toán đám mây của doanh nghiệp
Sự khác biệt của Citrix XenServer
Giá trị ảo hóa tốt nhất - Cung cấp hỗ trợ miễn phí sức mạnh công nghệ từ nhà cung cấp giải pháp ảo hóa máy chủ hàng đầu,công nghệ của Xen Hypervisor giúp chuyển đối chi phí hợp nhất máy chủ doanh nghiệp thành vốn đầu tư thiết bị, không gian, hệ thống năng lượng và làm mát
Tính năng đẳng cấp doanh nghiệp - Quản lý tập trung và chuyển đổi máy chủ ảo trực tiếp giúp doanh nghiệp quản lý môi trường một cách dễ dàng và thông minh hơn trong khi tối ưu hóa các nguồn lực và giảm thời gian chết ngoài kế hoạch
Dễ dàng thiết lập và Quản trị - XenServer có thể được cài đặt và vận hành trong vòng 10 phút và nó có kiến trúc quản lý và giao diện điều khiển độc đáo, giúp doanh nghiệp quản lý tập trung hàng trăm máy chủ ảo chỉ với 4 MB dung lượng lưu trữ.
2.1.3. Công nghệ ảo hoá Hyper - V của Microsoft
a. Giới thiệu chung
Hyper-V là công nghệ ảo hóa Server thế hệ mới của Microsoft và là thành phần quan trọng trong hệ điều hành Windows Server 2008.
Hyper-V chính là công nghệ ảo hóa thế hệ kế tiếp dựa trên hypervisor, khai thác phần cứng Server 64-bit thế hệ mới. Người dùng (chủ yếu là doanh nghiệp)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn
không cần phải mua thêm phần mềm để khai thác các tính năng ảo hoá bới nó là một tính năng sẵn có trên Windows Server 2008
Với Hyper-V, Microsoft cung cấp một nền tảng ảo hóa mạnh và linh hoạt, có thể đáp ứng nhu cầu ảo hóa mọi cấp độ cho môi trường doanh nghiệp.
Hyper-V có 3 phiên bản Windows Server 2008 64 bit là:
Standard (một máy ảo), Enterprise (4 máy ảo) và DataCenter (không giới hạn số lượng máy ảo). Tuy nhiên nó hỗ trợ hệ điều hành khách trên cả 32-bit và 64-bit. Đây là điểm nổi bật của Hyper-V..
b. Tổng quan về Hyper - V. Một số đặc tính:
Hyper-V gồm 3 thành phần chính: hypervisor, ngăn ảo hóa và mô hình I/O (nhập/xuất) ảo hóa mới. Hypervisor là lớp phần mềm rất nhỏ hiện diện ngay trên bộ xử lý (BXL) theo công nghệ Intel-V hay AMD-V, có vai trò tạo các "partition" (phần vùng) mà thực thể ảo sẽ chạy trong đó.
Một partition là một đơn vị cách ly về mặt luận lý và có thể chứa một hệ điều hành làm việc trong đó. Luôn có ít nhất 1 partition gốc chứa Windows Server 2008 và ngăn ảo hóa, có quyền truy cập trực tiếp các thiết bị phần cứng. Partition gốc tiếp theo có thể sinh các partition con (được gọi là máy ảo) để chạy các hệ điều hành máy khách. Một partition con cũng có thể sinh tiếp các partition con của mình.
Máy ảo không có quyền truy cập đến bộ xử lý vật lý, mà chỉ “nhìn thấy” bộ xử lý được hypervisor cấp cho. Máy ảo cũng chỉ sử dụng được thiết bị ảo, mọi yêu cầu đến thiết bị ảo sẽ được chuyển qua VMBus đến thiết bị ở partition cha. Thông tin hồi đáp cũng được chuyển qua VMBus. Nếu thiết bị ở partition cha cũng là thiết bị ảo, nó sẽ được chuyển tiếp cho đến khi gặp thiết bị thực ở partition gốc. Toàn bộ tiến trình trong suốt đối với HĐH khách.
Hyper-V được tích hợp sẵn trong HĐH Windows Server, và hypervisor móc trực tiếp đến các luồng xử lý của BXL, nhờ vậy việc vận hành máy ảo hiệu quả hơn so với kiến trúc ảo hoá trước đây.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn
Hình 2.4: Kiến trúc Hyper - V
Các lợi ích chính khi sử dụng Hyper - V
Độ tin cậy: Hyper-V cung cấp độ tin cậy tốt hơn và khả năng mở rộng
lớn hơn cho ảo hóa cơ sở hạ tầng. Hypervisor không phụ thuộc vào bất kì trình điều khiển thiết bị nào của hãng thứ ba. Nó thúc đẩy phần lớn các trình điều khiển thiết bị đã được xây dựng cho Windows. Hyper-V cũng có sẵn trên Server Core . Điểm nổi bật là bạn có thể quản lý các dịch vụ trên Server Core bằng giao diện dòng lệnh (CLI) hoặc quản lý từ xa bằng công cụ MMC và công cụ Remote Server Administration Tools được tích hợp sẵn trong Windows Vista và Windows Server 2008.
Máy chủ ảo hóa mạnh: Ảo hóa cho phép khả năng sử dụng, quản lý các tài nguyên, các ứng dụng hiệu quả trên một máy chủ. Các máy chủ ảo hóa có khả năng làm công việc của mình với sự linh hoạt cao, tận dụng khả năng phần cứng tối đa, mà không có xung đột với các máy chủ ảo hóa khác. Hyper-V kiểm soát chặt chẽ các nguồn tài nguyên phần cứng có sẵn cho mỗi máy ảo. Ví dụ: Máy ảo được cô lập hoặc tiếp xúc rất giới hạn với máy ảo khác trên mạng hoặc trên cùng một máy tính.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn
Bảo mật: An ninh bảo mật là một thách thức chính trong mọi giải pháp máy chủ. Các máy chủ ảo hóa ít tiếp xúc với các chức năng máy chủ khác trên cùng một hệ thống chính. Ví dụ khi triển khai nhiều chức năng máy chủ trên một máy tính, mỗi máy chủ ảo hóa đảm nhận một chức năng, khi đó nếu một máy chủ ảo hóa bị mất quyền kiểm soát, thì vẫn đảm bao kẻ tấn công khó có thể thể tiếp xúc với các máy ảo hóa khác trên cùng một máy chủ vật lý. Ảo hóa cung cấp cơ hội để tăng cường an ninh cho tất cả các nền tảng máy chủ
Hiệu suất: Hyper-V có thể giải quyết khối lượng công việc đòi hỏi nhiều
hơn các giải pháp ảo hóa trước đây và cung cấp khả năng phát triển trong hệ thống. Hiệu suất bao gồm:
Tốc độ cải tiến thông qua kiến trúc ảo hóa cốt lõi hypervisor.
Hỗ trợ đa luồng tăng đến bốn bộ vi xử lý trên mảy chủ ảo hóa.
Tăng cường hỗ trợ 64-bit, cho phép máy chủ ảo hóa chạy các hệ điều hành bit-64 và truy cập số lượng lớn bộ nhớ (lên đến 64 GB mỗi VM), cho phép sử lý khối lượng công việc chuyên sâu cao hơn.
Kiến trúc hypervisor cho phép chia cắt ra các lớp thực thi và các trình điều khiển, làm việc chặt chẽ hơn với ảo hóa kiến trúc phần cứng.
Nâng cao hiệu suất phần cứng. Chia sẻ, tối ưu hóa truyền dữ liệu giữa các phần cứng vật lý và máy ảo.
2.2. Cấu trúc Vmware Esx Server
Máy chủ Esx sử dụng cấu trúc VMM- Hypervisor, nghĩa là máy chủ Esx sẽ tạo một lớp ảo hóa hypervisor để điều khiển quá trình chia sẻ và sử dụng tài nguyên của các máy ảo. Nhờ cấu trúc xử lý linh hoạt nên các máy ảo có thể tận dụng tối đa hiệu suất phần cứng và quản lý dễ dàng hơn.
Trong mô hình này các máy ảo không phải thông qua hệ điều hành chủ để truy cập phần cứng . Mọi vấn đề liên lạc giữa máy ảo với phần cứng được thực hiện qua lớp ảo hóa Hypervisor do máy chủ Esx tạo ra. Vì vậy tốc độ làm việc của các máy ảo nhanh hơn và đạt hiệu quả cao hơn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn
Hình 2.5: Cấu trúc của ESX Server.
Esx Server được tạo thành từ hai thành phần chính đó là;
Hạt nhân máy chủ ESX hay còn gọi là vmkernel, vmkerlnel quản lý và phân phối việc truy cập tới tài nguyên phần cứng trên máy chủ, nhờ đó vmkernel cho phép cài hệ điều hành lên các máy ảo... nó quản lý bộ nhớ cho các máy ảo, phân phối các chu kì của bộ xử lý, duy trì các thiết bị chuyển mạch của các kết nối mạng.
Hệ điều hành điều khiển (t) hay còn gọi là COS
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn
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 Esx thì vmkernel sẽ bắt đầu hoạt động khởi động hệ thống và đảm nhận vai trò 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
- User interaction with ESX : Đây là giao diện tương tác giữa người dùng
với Esx Server . Cos có trách nhiệm trình bày bằng nhiều phương pháp khác nhau để thực hiện giao tiếp giữa máy chủ Esx với hệ thống . Nó cho phép người sử dụng tương tác với máy chủ sử dụng các dịch vụ như là
Giao diện truy cập trực tiếp(Direct console access)
Truy cập bằng Telnet và ssh
Giao diện Web (Web interface)
Truyền dữ liệu (FTP)
- Proc file system : 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.
- Authentication : Có những tiến trình trong cos đòi hỏi cung cấp chứng
thực để có cơ chế cho phép và ngăn chặn truy cập vào hệ thống.
- 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 còn khuyến cáo người dùng backup hệ thống lên cos để cos backup các file hệ thống quan trọng.
2.2.2. Vmkernel (lõi điều khiển chính)
Khi hệ điều hành được nạp ,các vmkernel bắt đầu khởi động và khởi động hệ thống. Nó chịu trách nhiệm quản lý và phân phối tài nguyên. Các COS cũng được
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn
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 Server vật lý.nó hoạt động như một người đứng giữa và điều phối tài nguyên cho máy ảo khi cần thiết .
2.2.3. The ESX Boot Process (Qúa trình khởi động máy chủ ESX)
Là quá trình khởi động máy chủ Esx .Bằng việc quan sát quá trình khởi động của một hệ thống máy chủ Esx này, chúng ta có thể thấy COS và vmkernel tương tác với nhau như thế nào và lúc nào vmkernel nắm quyền quản lý tài nguyên hệ thống . Cần phải nắm rõ quá trình này để hiểu rằng COS là một phần tách biệt với vmkernel . Ngoài ra nếu máy chủ không thể khởi động hoặc một số dịch vụ hoặc ứng dụng không thể hoạt động được thì những kiến thức am tường về quá trình này sẽ giúp ích rất nhiều trong quá trình tìm kiếm , phát hiện và xử lý các sự cố. Có nhiều bước trong quá trình khởi động hệ thống và sau đây là một số