5. Công nghệ ảo hóa
3.1.3 Yêu cầu môi trƣờng triển khai CloudStack
Để triển khai thành công một môi trƣờng tính toán đám mây CloudStack cần đáp ứng đƣợc một số yêu cầu cụ thể:
- Máy chủ quản lý CloudStack (CloudStack Management Server): Máy chủ quản lý là máy chủ nằm bên ngoài cơ sở hạ tầng ảo hóa để thực hiện việc điều khiển, khởi động, tạm dừng và các tác vụ khác liên quan tới đám mây.
- Các máy chủ đƣợc ảo hóa (Virtualized Hosts): Đây là các máy chủ đang chạy máy chủ ảo. Để đáp ứng tính sẵn sàng cao của hệ thống, cấu hình đƣợc thiết lập bởi ngƣời dùng sẽ cần ít nhất hai máy chủ chạy KVM (Kernel-based Virtual Machine), nền tảng đám mây Xen hoặc XenServer.
- Lƣu trữ mạng (Network Storage): Đây là nơi các mẫu và ảnh chụp nhanh máy ảo đƣợc lƣu trữ. Thông thƣờng đây là một hệ thống lƣu trữ có tính sẵn sàng cao, có thể phục vụ các thiết bị lƣu trữ khác nhau thông qua NFS (Network File System – giao thức hệ thống tệp tin mạng, cho phép máy khách truy nhập tới các tệp tin qua mạng nhƣ truy nhập tệp tin trên máy cục bộ )
45
Thành phần Mô tả Yêu cầu tối thiểu
Máy chủ quản lý (Management Server) Máy chủ lƣu trữ phần mềm quản lý CloudStack -64-bit x86 CPU - 2GB bộ nhớ - 80GB đĩa cứng cục bộ - Ít nhất một cạc mạng - Hệ điều hành: 64-bit RHEL/CentOS 5.4+, RHEL6, Fedora 14 or Ubuntu 10.04 LTS - IP tĩnh - Fully qualified domain name (có giá trị trả về bằng lệnh “hostname –fqdn”)
Máy chủ ảo
(Virtualized Hosts)
Máy chủ cung cấp các tài nguyên CPU và bộ nhớ cho các máy khách ảo đƣợc cấp phát - 64-bit x86 CPU - Phần cứng hỗ trợ ảo hóa - 4GB bộ nhớ - 30GB đĩa cứng cục bộ - Ít nhất một cạc mạng - Cài đặt: Citrix XenServer 5.6, RHEL/CentOS 5.6 (64-bit), Fedora 14 (64-bit), RHEL6 (64- bit) or Ubuntu 10.04 LTS (64-bit) - IP tĩnh
46 Lƣu trữ phụ (Secondary Storage) Lƣu trữ các mẫu và ảnh chụp (template, snapshot) -Tƣơng thích NFS hoặc Linux NFS Server
- Dung lƣợng tối thiểu 100GB Nút lƣu trữ cơ sở dữ liệu (Database Node) - Có thể đƣợc đặt cùng với máy chủ quản lý - Có thể đƣợc đặt ở vị trí khác nhƣng máy chủ quản lý phải nhận biết đƣợc vị trí cài đặt cơ sở dữ liệu 3.2Citrix XenServer
Citrix XenServer là nền tảng ảo hóa máy chủ đƣợc xây dựng trên nền công nghệ Xen. Công nghệ Xen đƣợc biết đến là công nghệ ảo hóa nhanh nhất và an toàn nhất trong nền công nghiệp ảo hóa. XenServer đƣợc thiết kế để quản lý hiệu quả các máy chủ ảo Windows và Linux. Citrix XenServer hƣớng ảo hóa tới mô hình đám mây và doanh nghiệp, giúp hỗ trợ các khả năng cần thiết để tạo và quản lý nền tảng ảo.
47
Hình 3.7. XenServer.
Ảo hóa máy chủ là một công nghệ đã đƣợc chứng minh, cho phép nhiều máy ảo có thể chạy trên một máy chủ vật lý duy nhất. Mỗi máy ảo hoàn toàn bị cô lập từ các máy ảo khác và tách rời từ các máy chủ nằm bên dƣới bởi một lớp phần mềm đƣợc gọi là một hypervisor. Điều này cho phép mỗi máy ảo chạy nhiều hệ điều hành và các ứng dụng khác nhau. Bởi máy ảo đã đƣợc tách riêng từ các máy chủ vật lý, máy ảo cũng có thể đƣợc di chuyển từ một máy chủ vật lý tới máy chủ vật lý khác trong khi đang chạy hay còn đƣợc biết đến là di chuyển trực tuyến. Những thuộc tính này thay đổi cách thức tổ chức tiếp cận máy tính ảo.
4. Kết quả thực nghiệm
Sau quá trình nghiên cứu, phân tích và xây dựng hệ thống, dƣới đây là một số giao diện của chƣơng trình.
4.1Máy chủ XenServer
48
Hình 3.8. Trạng thái máy chủ XenServer.
Màn hình trạng thái cho phép xem các thông tin tổng quan về nền tảng phần cứng (ASUSTek Computer Inc, U31F), nền tảng phần mềm (XenServer 5.6100-39265p) và các thông số mạng cơ bản.
- Màn hình giao diện mạng:
Hình 3.9. Giao diện mạng của máy chủ XenServer.
Màn hình giao diện mạng cho phép xem chi tiết cấu hình mạng của máy chủ XenServer gồm thiết bị (eth0), địa chỉ MAC, địa chỉ IP đƣợc gán động hay tĩnh, địa chỉ IP, địa chỉ Gateway, Netmask, Hostname (xs1), giao thức NTP (Network Time Protocol).
49
Hình 3.10. Các máy ảo đang hoạt động.
4.2Máy chủ XenCenter
Màn hình máy chủ XenCenter:
Hình 3.11. Giao diện của máy chủ XenCenter.
Máy chủ XenCenter cho phép thêm mới và quản lý nhiều máy chủ XenServer khác nhau.
4.3Máy chủ quản lý CloudStack
50
Hình 3.12. Màn hình đăng nhập CloudStack.
- Khi đăng nhập thành công sẽ ra màn hình chính Dashboard:
Hình 3.13. Màn hình chính CloudStack.
Màn hình chính CloudStack thể hiện các thông tin về các IP, thông tin bộ nhớ, thông tin bộ xử lý, thông tin lƣu trữ chính, thông tin lƣu trữ ngoài đƣợc cấp phát/sử dụng. Màn hình Dashboard cũng thể hiện đƣợc tỷ lệ phần trăm các tài nguyên đang đƣợc sử dụng. Nhờ đó mà nhà quản trị có những biện pháp điều chỉnh hệ thống kịp thời.
51
- Màn hình cấu hình cho phép ngƣời quản trị có thể quản trị các tham số của hệ thống, quản trị các dịch vụ đƣa ra cho ngƣời dùng:
Hình 3.14. Màn hình thông tin dịch vụ.
CloudStack cho phép cấu hình các tham số dịch vụ dùng để cài đặt cho các máy ảo nhƣ số tốc độ bộ vi xử lý, dung lƣợng bộ nhớ trong.
- Màn hình hệ thống:
Hình 3.15. Màn hình hệ thống.
Từ màn hình hệ thống cho phép tạo mới các Zone, Pod, Cluster, Host và Primary Storage Volumes [15]
52
Hình 3.16. Màn hình máy chủ XenServer trên CloudStack.
CloudStack cho phép thêm mới và quản lý nhiều máy chủ XenServer khác nhau.
- Màn hình máy ảo hệ thống:
Hình 3.17. Màn hình máy ảo hệ thống quản lý lưu trữ ngoài.
Sau khi thêm mới thành công một máy chủ XenServer, bộ nhớ chính và bộ nhớ lƣu trữ ngoài, CloudStack sẽ tự sinh ra hai máy ảo làm nhiệm vụ quản lý lƣu trữ ngoài và quản lý màn hình điều khiển (console) các máy ảo khác do CloudStack tạo ra.
53
Hình 3.18. Màn hình quản lý lưu trữ chính.
- Màn hình quản lý mẫu (template – dùng cho việc cài đặt máy ảo):
Hình 3.19. Màn hình quản lý template.
Các template phải có trạng thái Ready để có thể dùng khi thêm mới máy ảo (instance).
54
Hình 3.20. Màn hình máy ảo trên CloudStack.
- Màn hình console vào máy ảo từ CloudStack:
Hình 3.21. Console vào máy ảo từ CloudStack.
4.4Khai thác dịch vụ CSDL
Nhìn chung, việc khai thác dịch vụ CSDL đã đƣợc cung cấp nhƣ mô hình thực nghiệm giống hoàn toàn với việc khai thác một hệ quản trị CSDL thông thƣờng. Với thực nghiệm của luận văn, chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm cài đặt hệ quản trị MySQL lên cả hai máy ảo và khai thác hai hệ quản trị này giống nhƣ bình thƣờng.
55
Hình 3.22. Tạo mới cơ sở dữ liệu.
- Màn hình tạo mới và chèn dữ liệu vào bảng:
Hình 3.23. Tạo mới và chèn dữ liệu vào bảng.
Ngƣời dùng có thể đăng nhập từ xa vào máy ảo cài đặt database server để thực hiện các thao tác quản trị.
56
Hình 3.24. Đăng nhập từ xa vào máy chủ CSDL.
Sau khi đăng nhập thành công, ngƣời dùng có thể thực hiện đƣợc các thao tác theo quyền đƣợc cấp từ máy chủ cơ sở dữ liệu.
- Khi thực hiện rút tiền, hệ thống sẽ ghi nhận lại có một giao dịch và chèn một bản ghi vào CSDL:
Hình 3.25. Chèn dữ liệu vào bảng.
- Sau khi rút tiền thành công, số tiền trong tài khoản khách hàng sẽ đƣợc cập nhật lại bằng số tiền trƣớc đó trừ đi số tiền vừa rút (UPDATE):
57
Hình 3.26. Cập nhật dữ liệu.
5. Đánh giá kết quả
Mô hình thực nghiệm nêu trên đƣợc xây dựng đảm bảo đƣợc đầy đủ các tính năng của một mô hình tính toán đám mây:
- Xây dựng đƣợc bộ khung ứng dụng cho phép triển khai nhiều dịch vụ khác nhau theo mô hình tính toán đám mây.
- Quản lý máy chủ lƣu trữ.
- Tạo ra đƣợc nhiều dịch vụ cho phép cung cấp cho nhiều nhu cầu khác nhau của khách hàng.
- Quản lý đƣợc các mẫu và file ISO cho phép tạo và quản lý đƣợc nhiều máy ảo.
- Tạo đƣợc máy ảo lƣu trữ một hệ quản trị cơ sở dữ liệu cụ thể, có địa chỉ máy chủ cơ sở dữ liệu, tài khoản đăng nhập vào máy chủ cơ sở dữ liệu.
- Cài đặt đƣợc cơ sở dữ liệu.
58
Do thời gian có hạn, việc so sánh, đánh giá hiệu năng của các dịch vụ CSDL còn chƣa kịp tiến hành. Công việc này đƣợc xem nhƣ hƣớng nghiên cứu tiếp theo của đề tài luận văn.
6. Tổng kết
Trong chƣơng 3, tác giả đã trình bày chi tiết mô hình triển khai ứng dụng tính toán đám mây trong việc cung cấp dịch vụ cơ sở dữ liệu, các thực thể tham gia.
Ngoài ra chƣơng 3 cũng trình bày chi tiết về CloudStack, một phần mềm mã nguồn mở đang đƣợc sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực tính toán đám mây. Cũng nhƣ việc ứng dụng CloudStack để triển khai mô hình tính toán đám mây cho phép triển khai dịch vụ cơ sở dữ liệu và nhiều dịch vụ công nghệ thông tin khác.
59
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Đóng góp chính
Trong quá trình làm luận văn, tác giả đã có một số đóng góp chính nhƣ sau:
- Tìm hiểu tổng quan về tính toán đám mây, các mô hình dịch vụ tính toán đám mây và các mô hình triển khai.
- Tìm hiểu tổng quan về dịch vụ cơ sở dữ liệu dựa trên mô hình tính toán đám mây.
- Đƣa ra đƣợc các hạn chế của mô hình.
- Xây dựng đƣợc bộ khung ứng dụng cho phép triển khai cung cấp dịch vụ cơ sở dữ liệu và nhiều dịch vụ khác theo mô hình tính toán đám mây.
Hƣớng phát triển
Do điều kiện khách quan, và việc triển khai một dự án về tính toán đám mây cần nguồn kinh phí lớn, việc thực nghiệm mới dừng lại ở bƣớc thử nghiệm. Trong tƣơng lai, có thể phát triển đề tài theo hƣớng rộng hơn, nền tảng đa dạng hơn để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của doanh nghiệp. Đồng thời tiến hành đánh giá, so sánh hiệu năng của dịch vụ CSDL theo mô hình thực nghiệm so với những mô hình quản trị CSDL truyền thống.
60
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] PGS.TS. Trịnh Nhật Tiến: Vấn đề an ninh cơ sở dữ liệu
Tiếng Anh
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Cloud_computing
[3] Maithili Narasimha: Privacy in Database-as-a-Service(DAS) Model
[4] http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa479086.aspx
[5] Peter Mell, Tim Grance, NIST, Information Technology Laboratory:
Effectively and Securely Using the Cloud Computing Paradigm, 2009.
[6] Johan den Haan: Multi-tenancy and Model Driven Engineering, necessary assets of a Platform-as-a-Service, 2010
[7] Mike Lloyd: http://mikelloydtech.wordpress.com/2011/02/23/cloud- watching-1-cloud-101/
[8] http://en.wikipedia.org/wiki/Platform_as_a_service
[9] Harsh Bakhai, Symbiosis Institute of Operations Management, Nashik: Cloud computing – Opportunities and Challenges, ICOQM- 10, June,2011
[10] http://www.vknowledge.nl/2009/09/05/amazon-virtual-private-cloud
[11] http://blog.nskinc.com/hybrid-clouds-the-best-of-both-worlds/
[12] http://www.architecturepicture.net/service-oriented-architecture
[13] Geoffrey Raines: Cloud Computing and SOA
[14] Carlo Curino, Evan P. C. Jones, Raluca Ada Popa, Nirmesh Malviya, Eugene Wu, Sam Madden, Hari Balakrishnan, Nickolai Zeldovich Massachusetts Institute of Technology: Relational Cloud: A Database-as-a-Service for the Cloud
[15] http://cloudstack.org/
[16] http://www.citrix.com/English/ps2/products/feature.asp?contentID=23 00351