Khóa luận tốt nghiệp: NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ẢO HÓA VMWARE VSPHERE

Chia sẻ: Eef Sff | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:100

Thêm vào BST

Báo xấu

797
lượt xem 253
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đầu tiên chúng tôi chân thành gởi lời cảm ơn đến quý thầy cô và các bạn đã nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện cho chúng tôi có đủ thời gian và thông tin bổ ích để hoàn thành tốt đề tài này từ đó giúp chúng tôi hiểu biết nhiều hơn về VMWARE vSPHERE, phương pháp học tập mới và cách làm việc nhóm để phục vụ tốt hơn cho công việc sau này. Thứ hai chúng tôi xin cảm ơn đến cô Nguyễn Ngọc Như Hằng là giáo viên hướng dẫn chúng tôi làm khóa luận tốt nghiệp. Suốt thời gian qua cô...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp: NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ẢO HÓA VMWARE VSPHERE

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC HOA SEN KHOA KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ẢO HÓA VMWARE VSPHERE G iảng viên hướng dẫn : N guyễn Ngọc Như Hằng Sinh viên thực hiện : Phạm Huỳnh Khắc Dược : N guyễn Thành Tín Lớp : V T081A Tháng 07 /năm 2011
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP  Mỗ i sinh viên phả i viết riêng mộ t báo cáo  Phiếu này phả i dán ở trang đầu tiên của báo cáo 1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm: 2) (1) Phạm Huỳnh Khắc Dược ............................ MSSV: 081655 .... khóa: VT081A (2) Nguyễn Thành Tín ................................ ..... MSSV: 081665 .... khóa: VT081A (3) ................................................................... MSSV: ................ khóa: ............... Chuyên ngành : Mạng máy tính Khoa : Khoa Họ c - Công Nghệ 2. Tên đề tài : Nghiên cứu - ứng dụng công nghệ ảo hóa Vmware vSphere 3. Các dữ liệu ban đầ u: Vmware vSphere là công nghệ ảo hóa đã ch ứng tỏ sự ưu việt về tốc độ, từ kh ả n ăng xử lý đ ến kh ả n ăng lưu trữ và kết nố i mạng. Do đó, Vmware vSphere tạo ra hiệu quả và hiệu su ất cao hơn cho các ứng dụng, đồng thời cho phép sử dụng nhiều máy ảo hơn trên các máy chủ. Hệ thống sử dụng Vmware vSphere sẽ có được các tính năng như: data recovery, kh ả n ăng chịu lỗi, tăng tính sẵn sàng cho hệ thống,… 4. Các yêu cầ u đặ c biệt: Hiểu được các tính năng của Vmware vSphere. Cài đặt, xây d ựng hạ tầng mạng và kiểm chứng các tính năng củ a Vmware vSphere. 5. Kết quả tối thiểu phải có: Nắm rõ khái niệm về Vmware vSphere o Kiểm chứng các tính năng của Vmware vSphere o Ngày giao đ ề tài: 21/03/2011 Ngày n ộp báo cáo: 1/07/2011 Họ tên GV hướng dẫn 1: Nguyễn Ngọc Như Hằng…….……Chữ ký: ……………… Họ tên GV hướng dẫn 2: …………………………………….Ch ữ ký: …..………….. Ngày …. tháng … năm I
Trích yếu Với đề tài "Nghiên cứu - ứng dụng công nghệ ảo hóa VMware vSphere", chúng tôi đã đặt ra ba mục tiêu chính là: Nắm rõ các khái niệm về VMware vSphere - Thực hiện cài đặt và xây dựng hệ thống mạng vSphere - Kiểm chứng các tính năng của VMware vSphere. - Và để có đủ kiến thức để hoàn tất khóa luận, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu các cuốn sách về VMware vSphere và các văn bản được công bố trên trang chủ của VMware. Sau một thời gian nghiên cứu, chúng tôi đã nắm rõ các khái niệm về VMware vSphere cũng như các thành phần chính của nó như VMware ESX, VMware ESXi, vCenter Server, vSphere Client. Từ đó chúng tôi đã xây dựng một mô hình cơ bản để kiểm chứng các tính năng có hỗ trợ trên VMware vSphere như: VMware High Availability (HA), VMotion và Storage Vmotion, VMware Consolidated Backup (VCB), VMware Distributed Resource Scheduler, VMware vShield Zones. Tuy nhiên vẫn có một số tính năng chúng tôi chưa thể kiểm chứng được do một số hạn chế về trang thiết bị cũng như thời gian thực hiện. Qua quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp này, chún g tôi đã có đủ khả năng xây dựng một mô hình m ạng có thể ứng dụng trong thực tiễn cho các doanh nghiệp. Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere II
Mục lục Trích yếu........................................................................................... II Mục lục ........................................................................................... III Lời cảm ơn...................................................................................... VI Nhận xét của giảng viên hướng dẫn............................................. VII Nhập đề .............................................................................................. 1 1. Giới thiệu chung ............................................................................ 2 1.1. Công nghệ ảo hóa là gì ? .......................................................................... 2 1.2. Các kiểu ảo hóa cơ b ản ............................................................................ 2 1.2.1. Ảo hóa hệ thố ng lưu trữ ....................................................................................... 2 1.2.2. Ảo hóa hệ thố ng mạng ......................................................................................... 3 1.2.3. Ảo hóa ứng dụ ng ................................................................................................. 4 1.2.4. Ảo hóa hệ thố ng máy chủ ................................ ................................ ..................... 5 1.3. Lợi ích của viêc ảo hóa ............................................................................ 6 1.4. Nhược điểm của việc ảo hóa .................................................................... 6 1.5. VMware - Đ ại diện hàng đầu trong công nghệ ảo hóa ............................. 7 2. Tìm hiểu về VMware vSphere ...................................................... 8 2.1. VMware ESX và ESXi ............................................................................ 9 2.2. VMware Virtual Symmetric Multi-Processing ......................................... 9 2.3. VMware vCenter Server ........................................................................ 10 2.4. VMware vCenter Update Manager ........................................................ 11 2.5. VMware vSphere Client ........................................................................ 11 2.6. VMware VMotion và Storage VMotion................................................. 12 2.7. VMware Distributed Resource Scheduler .............................................. 13 2.8. VMware High Availability ................................ .................................... 13 2.9. VMware Fault Tolerance ....................................................................... 14 2.10. VMware Consolidated Backup ............................................................ 14 2.11. VMware vShield Zones ....................................................................... 15 2.12. VMware vCenter Orchestrator ............................................................. 15 2.13. vNetwork ............................................................................................. 15 2.14. vStorage ............................................................................................... 16 3. Các phiên bản của VMware vSphere ........................................ 17 4. Các tính năng trong vSphere...................................................... 19 4.1. Đơn giản hóa việc quản lý ..................................................................... 19 4.2. Các dịch vụ ứng dụng ............................................................................ 23 4.2.1. Tính sẵn sàng ................................ ..................................................................... 23 4.2.2. Tính bảo mật................................................................ ................................ ...... 24 4.2.3. Khả năng mở rộng hệ thống ................................ ................................ ............... 24 4.3. Các dịch vụ cơ sở hạ tầng ................................................................ ...... 25 4.3.1. vCompute ................................ ................................ ................................ .......... 25 4.3.2. vStorage ............................................................................................................ 25 4.3.3. vNetwork ........................................................................................................... 26 Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere III
4.4. Khả năng tương thích với sản phẩm của hãng thứ ba ............................. 26 5. So sánh giữa VMware vSphere 4 với Microsoft Windows Server 2008 R2 Hyper-V ................................................................ 27 6. Cấu hình yêu cầu của VMware vSphere ................................... 29 6.1. Yêu cầu p hần cứng của ESX Server ( ESXi Server) .............................. 29 6.2. Yêu cầu tối thiểu của vCenter Server ..................................................... 30 6.3. Yêu cầu tối thiểu của vSphere Client ..................................................... 30 7. Cài đặt hệ thống .......................................................................... 30 7.1. Triển khai VMware ESX Server ............................................................ 32 7.1.1. Phân vùng trong VMware ESX. ......................................................................... 32 7.1.2. Các bước cài đ ặt Vmware ESX ................................ ................................ .......... 33 7.2. Cài đặt ESXi ................................................................ .......................... 35 7.3. Cài đặt vSphere Client ........................................................................... 36 7.4. Cài đặt vCenter Server ........................................................................... 38 7.5. Cài đặt vCenter Update Manager ........................................................... 39 7.6. Cấu hình giả lập SAN bằng Starwind..................................................... 41 8. Kiểm chứng các chức năng của vSphere ................................... 44 8.1. Các thao tác cơ bản ................................................................ ................ 44 8.1.1. Liên kết máy ESX vào vCenter Server (Add Host) ............................................. 44 8.1.2. Tạo Cluster ........................................................................................................ 45 8.1.3. Đưa host vào trong cluster ................................................................................. 46 8.1.4. Sử dụng vSphere Client ..................................................................................... 47 8.2. Kết nối SAN vào hệ thống (Add Networking và Add Storage) ............. 48 8.3. Tạo máy ảo trên máy chủ ESX (ESXi) .................................................. 51 8.4. Di chuyển máy ảo giữa các host và datastore ......................................... 52 8.4.1. Di chuyển máy ảo đã tắt nguồn ................................ ................................ .......... 52 8.4.2. Di chuyển máy ảo đang chạy bằng Storage vMotion ................................ .......... 54 8.4.3. Di chuyển máy ảo đang chạy bằng vMotion ....................................................... 55 8.5. Thực hiện VMware DRS ....................................................................... 57 8.6. Thực hiện VMware HA ......................................................................... 59 8.7. Sử dụng Snapshot .................................................................................. 61 8.8. Sử dụng VMware vShield Zones ........................................................... 61 8.8.1. Giới thiệu về bộ sản phẩm vShield ..................................................................... 61 8.8.2. T ạo máy ảo Vshield Manager ............................................................................ 62 8.8.3. T ạo máy vShield Zones...................................................................................... 65 8.9. Sử dụng VCB để sao lưu và phục hồi dữ liệu......................................... 67 8.9.1. Sử dụng VCB để backup máy ảo........................................................................ 68 8.9.2. Sử dụng VCB để restore máy ảo ........................................................................ 69 8.10. Sử dụng chương trình backup của hãng thứ ba..................................... 71 8.10.1 Cấu hình Netbackup và VCB ............................................................................ 71 8.10.2 Tạo công việc backup máy ảo trên Netbackup ................................ ................... 73 8.10.3 Phục hồi máy ảo bằng NetBackup ..................................................................... 76 8.11. Sử dụng chức năng Alarm trên vCenter Server .................................... 77 8.12. Sử dụng chức năng Hot Add và Hot Plug ............................................ 79 8.13. Sử dụng Host Profiles trên vSphere ..................................................... 80 Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere IV
8.14. Tạo và sử dụng vNetwork Distributed Switch ................................ ...... 81 8.15. Sử dụng Scheduled Tasks ................................ .................................... 83 8.16. Cài đặt và cấu hình VMware Tools cho các máy ảo ............................. 85 8.16.1. Cài đặt VMware Tools trên Linux .................................................................... 85 8.16.2. Cài đặt VMware Tools trên Windows .............................................................. 85 9. Đánh giá và hướng phát triển .................................................... 87 10. Kết luận...................................................................................... 88 11. Phụ lục ....................................................................................... 89 11.1. Xóa Plug-ins ................................ ........................................................ 89 11.2. Cấu hình Update Manager ................................................................... 89 11.3. Kiểm tra máy chủ có hỗ trợ Fault Tolerance ........................................ 91 12. Một số tài liệu tham khảo và công cụ hỗ trợ ........................... 92 12.1. Tài liệu tham khảo ............................................................................... 92 12.2. Công cụ hỗ trợ ..................................................................................... 92 Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere V
Lời cảm ơn Đầu tiên chúng tôi chân thành gởi lời cảm ơn đến quý thầy cô và các bạn đã nhiệt tình giúp đ ỡ tạo điều kiện cho chúng tôi có đủ thời gian và thông tin bổ ích để hoàn thành tốt đ ề tài này từ đó giúp chúng tôi hiểu biết nhiều hơn về VMWARE vSPHERE, phương pháp học tập mới và cách làm việc nhóm đ ể phục vụ tố t hơn cho công việc sau này. Thứ hai chúng tôi xin cảm ơn đ ến cô Nguyễn Ngọc Như Hằng là giáo viên hướng dẫn chúng tôi làm khóa luận tố t nghiệp. Suốt th ời gian qua cô đã giúp chúng tôi rất nhiều từ nội dung cách thức trình bày và các k ỹ năng đ ể vận dụng tố t lý thuyết vào thự c hành và cả th ời gian để chúng tôi có thể chuẩn b ị tốt hơn. Chúng tôi th ật sự cảm ơn cô. Lời cuối cùng chúng tôi xin cảm ơn trường Đại Học Hoa Sen tạo cơ hộ i cho chúng tôi trao dồ i thêm kiến thức, phương pháp làm việc nhóm, tiếp cận với môi trường mới, phương pháp họ c mới để chúng tôi có thể mạnh dạn hơn và trưởng thành hơn. Trong quá trình hoàn thành khóa luận có sơ suất là không tránh khỏ i, mong quý thầ y cô và các bạn góp ý và giúp đỡ để chúng tôi có th ể hoàn thành tố t hơn. Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere VI
Nhận xét của giảng viên hướng dẫn ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... ................................ ..................................................................................................... Ngày ... tháng ... năm ...... Ký tên …………………………...... Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere VII
Nhập đề Ngày này, nhu cầu tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên nhưng đồng thời vẫn b ảo đảm sự thuận tiện, b ảo mật trong việc quản lí h ệ thống và an toàn của các ứng dụng đang trở nên thiết yếu trong hoạt động của nhiều doanh nghiệp và tổ ch ức. Chính vì th ế, công nghệ ảo hóa là sự lựa chọn đúng đắn giúp doanh nghiệp tiết kiệm tố i đa chi phí và gia tăng lợi nhuận, đồng thời việc xây dựng cơ sở h ạ tầng cũng trở nên đơn giản hơn. Vmware giới thiêu một công nghệ ảo hóa có tên VMware vSphere. VMware vSphere là công ngh ệ ảo hóa đã ch ứng tỏ sự ưu việt về tốc độ, từ khả năng xử lý đến kh ả n ăng lưu trữ và kết nối mạng. Do đó, VMware vSphere tạo ra hiệu quả và hiệu su ất cao hơn cho các ứng dụng, đồng thời cho phép sử dụng nhiều máy ảo hơn trên các máy ch ủ. Hệ thống sử dụng Vmware vSphere sẽ có được các tính năng như: data recovery, kh ả năng ch ịu lỗi, tăng tính sẵn sàng cho hệ thống … Với đề tài "Nghiên cứu - ứng dụng công nghệ ảo hóa VMware vSphere", nhóm chúng tôi đã tiến hành phân công công việc hàng tuần cho nhau. Khi có lỗi, sự cố xảy ra thì chúng tôi cùng nhau nghiên cứu sửa chữa nhằm hoàn thành các mục tiêu đã đề ra. Và sau 14 tuần cùng nhau thực hiện khóa luận, chúng tôi đã hoàn thành khóa luận một cách tốt đẹp dưới sự hướng dẫn của cô Nguyễn Ngọc Như Hằng. Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere 1
1. Giới thiệu chung 1.1. Công nghệ ảo hóa là gì ? Ảo hóa là bước chuyển trung gian từ p hần cứng vật lý sang phần cứng ảo và nó đang trở thành một trong những xu hướng phát triển lớn tiếp theo trong ngành công nghiệp IT. Hiện nay đ ã có nhiều lự a chọn ảo hóa hơn trong từng lĩnh vự c cho các chuyên gia công ngh ệ thông tin lựa chọn, như các ứng dụng mã nguồn m ở củ a Xen và Virtual Iron, hay Hyper-V củ a Microsoft và các sản phẩm mới của VMware. Có thể nói công nghệ ảo hóa là một công nghệ được thiết kế để tạo ra một phiên bản ảo từ một thiết bị lưu trữ, một thiết bị mạng cho đến một hệ điều hành. Mục đích của công nghệ ảo hóa là đơn giản hóa việc quản lý nhưng lại đạt hiệu quả cao hơn về khả năng, tốc độ làm việc cũng như nâng cao khả năng mở rộng hệ thống. 1.2. Các k iểu ảo hóa cơ bản 1.2.1. Ảo hóa hệ thố ng lưu trữ Ảo hóa hệ thống lưu trữ về cơ b ản là sự mô phỏng, giả lập việc lưu trữ từ các thiết bị lưu trữ vật lý. Các thiết bị này có thể là băng từ, ổ cứng hay kết hợp cả 2 loại. Việc làm này m ang lại các ích lợi như việc tăng tốc khả năng truy xuất dữ liệu, do việc phân chia các tác vụ đọc, viết trong mạng lưu trữ. Ngoài ra, việc mô phỏng các thiết bị lưu trữ vật lý cho phép tiết kiệm thời gian h ơn thay vì phải định vị xem máy chủ nào ho ạt động trên ổ cứng nào đ ể truy xuất. Ảo hóa hệ thống lưu trữ có ba d ạng mô hình sau đây: Host-based: Trong mô hình này, ngăn cách giữa lớp ảo hóa và ổ đ ĩa vật lý là - driver điều khiển của các ổ đĩa. Phần mềm ảo hóa sẽ truy xuất tài nguyên (các ổ cứng vật lý) thông qua sự điều khiển và truy xuất của lớp Driver này. Storage-device based: Trong dạng này, phần mềm ảo hóa giao tiếp trực tiếp với - ổ cứng. Ta có thể xem như đây là 1 dạng firmware đặc biệt, được cài trực tiếp vào ổ cứng. Dạng này cho phép truy xuất nhanh nhất tới ổ cứng, nhưng cách thiết lập th ường khó khăn và phức tạp hơn các mô h ình khác. Dịch vụ ảo hóa được cung cấp cho các Server thông qua một thiết bị điều khiển gọi là Primary Storage Controller. Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere 2
Network-based: Trong mô hình này, việc ảo hóa sẽ được thực thi trên một thiết - bị mạng, ở đây có thể là một thiết bị switch hay m ột máy chủ. Các switch hay máy chủ này kết nối với các trung tâm lưu trữ (SAN). Từ các switch hay server này, các ứng dụng kết nối vào được giao tiếp với trung tâm dữ liệu bằng các “ổ cứng” mô phỏng do switch hay máy chủ tạo ra dựa trên trung tâm dữ liệu thật. Đây cũng là mô hình hay gặp nhất trên thực tế.1 1.2.2. Ảo hóa hệ thố ng mạng Ảo hóa hệ thống mạng là một tiến trình hợp nhất tài nguyên, thiết bị mạng cả phần cứng lẫn phần mềm thành một hệ thống mạng ảo. Sau đó, các tài nguyên này sẽ được phân chia thành các channel và gắn với một máy chủ hoặc một thiết bị nào đó. Có nhiều phương pháp để thực hiện việc ảo hóa hệ thống mạng.Các ph ương pháp này tùy thu ộc vào các thiết bị hỗ trợ, tức là các nhà sản xuất thiết bị đó, ngo ài ra còn phụ thuộc vào hạ tầng mạng sẵn có, cũng như nhà cung cấp dịch vụ mạng (ISP).Sau đây chúng tôi sẽ giới thiệu một vài mô hình ảo hóa hệ thống mạng: Ảo hóa lớp m ạng (Virtualized overlay network): Trong mô hình này, nhiều h ệ - thống mạng ảo sẽ cùng tồn tại trên mộ t lớp nền tài nguyên dùng chung. Các tài nguyên đó bao gồm các thiết b ị mạng như router, switch, các dây truyền dẫn, NIC (network interface card). Việc thiết lập nhiều hệ thống mạng ảo này sẽ cho phép sự trao đổ i thông suố t giữa các h ệ thống m ạng khác nhau, sử dụng các giao thức và phương tiện truyền tải khác nhau, ví dụ như mạng Internet, h ệ thống PSTN, h ệ thống Voip. Mô hình ảo hóa của Cisco : đó là phân mô h ình ảo hóa ra làm 3 khu vực, với - các chức năng chuyên biệt. Mỗi khu vực sẽ có các liên kết với các khu vực khác để cung cấp các giải pháp đến ta y người dùng 1 cách thông suốt.  Khu vực quản lý truy cập (Access Control): Có nhiệm vụ chứng thực người dùng mu ốn đăng nhập để sử dụng tài nguyên hệ thống, qua đó sẽ ngăn ch ặn các truy xuất không hợp lệ của người dùng; ngoài ra khu vực 1 http://en.wikipedia.org/wiki/Storage_virtualization Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere 3
này còn kiểm tra, xác nhận và chứng thực việc truy xuất của người dùng trong vào các vùng hoạt động (như là VLan, Access list).  Khu vực đường dẫn (Path Isolation): Nhiệm vụ của khu vực này là duy trì liên lạc thông qua tầng Network, vận chuyển liên lạc giữa các vùng khác nhau trong hệ thống. Trong các vùng này sử dụng giao thức khác nhau, như MPLs và VRF, do đó cần một cầu nối để liên lạc giữa chúng. Ngoài ra, khu vực n ày có nhiệm vụ liên kết (maping) giữa các đường truyền dẫn với các vùng hoạt động ở hai khu vực cạnh nó là Access Control và Services Edge.  Khu vực liên kết với dịch vụ (Services Edge): Tại đây sẽ áp dụng những chính sách phân quyền, cũng như bảo mật ứng với từng vùng hoạt động cụ thể; đồng thời qua đó cung cấp quyền truy cập đến dịch vụ cho người dùng. Các dịch vụ có thể ở dạng chia sẻ hay phân tán, tùy thuộc vào môi trường phát triển ứng dụng và yêu cầu của người dùng. 2 1.2.3. Ảo hóa ứng dụng Ảo hóa ứng dụng là mộ t dạng công nghệ ảo hó a khác cho phép chúng ta tách rời mối liên kết giữa ứng dụng và hệ điều hành và cho phép phân phố i lại ứng dụng phù hợp với nhu cầu user. Một ứng dụng được ảo hóa sẽ không được cài đặt lên máy tính một cách thông thường, mặc dù ở góc độ n gười sử dụng, ứng dụng vẫn ho ạt động một cách bình thư ờng. Việc quản lý việc cập nhật ph ần m ềm trở nên dễ dàng hơn, giải quyết sự đ ụng độ giữa các ứng dụng và việc thử nghiệm sự tương thích củ a chúng cũng trở nên dễ dàng hơn. Hiện nay đã có khá nhiều chương trình ảo hóa ứng dụng như Citrix XenApp, Microsoft Application Virtualization, VMware ThinApp ... với hai loại công nghệ chủ yếu sau: Application Streaming: ứng dụng được chia thành nhiều đoạn mã và được - truyền sang máy người sử dụng khi cần đến đoạn mã đó. Các đoạn mã này thường được đóng gói và truyền đi dưới giao thức HTTP, CIFS hoặc RTSP. 2 http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns340/ns517/ns431/ns658/net_brochure0900aecd804a17db.ht ml Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere 4
Desktop Virtualization/Virtual Desktop Infrastructure (VDI): ứng dụng sẽ được - cài đặt và chạy trên một máy ảo. Một hạ tầng quản lý sẽ tự đông tạo ra các desktop ảo và cung cấp các desktop ảo này đến các đối tượng sử dụng.3 1.2.4. Ảo hóa hệ thố ng máy chủ Ảo hóa hệ thống m áy chủ cho phép ta có thể chạy nhiều máy ảo trên một máy chủ vật lý, đem lại nhiều lợi ích như tăng tính di động, dễ dàng thiết lập với các máy ch ủ ảo, giúp việc qu ản lý, chia sẻ tài nguyên tốt hơn, qu ản lý luồng làm việc phù hợp với nhu cầu, tăng hiệu suất làm việc của một máy chủ vật lý . Xét về kiến trúc hệ thống, các mô hình ảo hóa hệ thống máy chủ có thể ở hai d ạng sau: Host-based: Kiến trúc này sử dụng một lớp hypervisor chạy trên nền tảng hệ - điều h ành, sử dụng các dịch vụ được hệ điều hành cung cấp để phân chia tài nguyên tới các máy ảo. Ta xem hypervisor này là một lớp phần mềm riêng biệt, do đó các hệ điều h ành khách của máy ảo sẽ nằm trên lớp hypervisor rồi đến hệ điều hành của máy chủ và cuối cùng là hệ thống phần cứng.. Một số hệ thống h ypervisor dạng Hosted có thể kể đến như VMware Server, VMware Workstation, Microsoft Virtual Server… Hypervisor-based: hay còn gọi là bare-metal hypervisor. Trong kiến trúc này, - lớp phần mềm hypervisor chạy trực tiếp trên nền tảng phần cứng của máy chủ, không thông qua bất kì một hệ điều hành hay một nền tảng n ào khác. Qua đó, các hypervisor này có khả năng điều khiển, kiểm soát phần cứng của máy chủ. Đồng thời, nó cũng có khả năng quản lý các hệ điều h ành ch ạy trên nó. Nói cách khác, các h ệ điều hành sẽ nằm trên các hypervisor d ạng bare-metal rồi đến hệ thống phần cứng. Một số ví dụ về các hệ thống Bare-metal hypervisor như là Oracle VM, VMware ESX Server, IBM's POWER Hypervisor, Microsoft's Hyper-V, Citrix XenServer… 3 http://en.wikipedia.org/wiki/Application_virtualization Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere 5
1.3. Lợi ích của viêc ảo hóa Việc sử dụng công nghệ ảo hóa làm giảm số lượng máy ch ủ vật lí, giảm lượng điện năng tiêu thụ, tiết kiệm được chi phí cho việc b ảo trì phần cứng, nâng cao hiệu qu ả công việc. Ngoài ra ta còn có thể dễ dàng mở rộng hệ thống khi có nhu cầu, triển khai máy chủ mới nhanh, tận dụng tài nguyên hiện có: vì mỗ i máy ảo đơn giản chỉ là một tập tin hoặc một thư mục, ta có thể tạo ra máy chủ mới b ằng cách sao chép từ một file máy chủ ảo hiện tại và cấu hình lại, chọn máy chủ vật lý còn dư tài nguyên đ ể đưa máy ảo mới lên. Ta cũng có thể chuyển các máy ảo sang một môi trường cách ly một cách dễ dàng nên ta có thể thử nghiệm chương trình, nâng cấp hệ thống ứng dụng mà không sợ ảnh hưởng đến tính ổn định của hệ thống hiện tại, đồng thời cho phép quản trị viên có thể sử dụng cùng lúc nhiều hệ đ iều hành khác nhau. Với công cụ quản lý tập trung vCenter Server, ta sẽ theo dõi được máy ch ủ n ào đang quá tải, từ đó sẽ áp dụng chính sách là tăng tài nguyên về CPU, Ram, ổ cứng cho máy chủ ảo đó hoặc di chuyển máy ảo đang quá tải đó sang máy chủ vật lý có cấu hình mạnh hơn, có nhiều tài nguyên nhàn rỗi hơn để ch ạy. Toàn bộ quá trình trên có th ể được thực hiện mà không cần phải tắt máy ảo đó. Khi có sự cố xảy ra đối với máy ảo do bị virus, lỗi hệ điều hành thì việc khắc phụ c đơn giản ch ỉ là phục hồi lại file vmdk của m áy ảo đã được b ackup và ch ạy lại máy ảo một cách bình thường. Khi có sự cố đối với máy chủ vật lý, thì toàn bộ máy ảo trên máy vật lý sẽ đ ược tự động di chuyển sang máy chủ vật lý khác với VMware HA, VMware FT. 1.4. Nhược điểm của việc ảo hóa Đáng lưu ý nhất là vấn đ ề lưu trữ dữ liệu. Thông thường, mỗi máy ảo chỉ sử dụng một file vmdk ( file này có thể được chia nhỏ tùy theo cách cài đặt) để lưu lại toàn bộ dữ liệu trong máy ảo và một số file nhỏ khác để lưu cấu hình của máy ảo . Do đó nếu một trong số những tập tin này bị lỗi hoặc bị mất mà chưa được backup thì có thể xem như máy ảo đã bị hư hoàn toàn và không thể phục hồi. Ngoài ra nếu máy chủ có cấu hình phần cứng thấp nhưng lại có một máy ảo sử dụng quá nhiều tài nguyên hoặc chạy quá nhiều máy ảo thì sẽ làm chậm toàn bộ hệ thống Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere 6
bao gồm các máy ảo và các ứng dụng chạy trên máy ảo. Đồng thời do một hoặc vài máy chủ phải đảm nhận nhiều máy ảo chạy trên nó nên nếu máy chủ gặp trục trặc, sự cố thì các máy ảo cũng sẽ bị ảnh hưởng theo. Còn ở góc độ bảo mật, nếu hacker n ắm quyền điều khiển một máy chủ vật lý ch ứa các máy ảo thì hacker có th ể kiểm soát đư ợc tất cả các máy ảo trong nó. 1.5. VMware - Đ ại diện hàng đầu trong công nghệ ảo hóa VMware Inc. là một công ty chuyên cung cấp các phần mềm ảo hóa cho các hệ thống máy tính tương thích được thành lập vào năm 1998. Công ty VMware Inc thuộ c tập đoàn EMC và có trụ sở chính ở thành phố Palo Alto, California, Hoa Kỳ và các văn phòng nghiên cứu, phát triển ở Palo Alto, San Francisco, Massachusetts và ở Bangalore (Ấn Độ ). Các ph ần mềm tạo máy ảo củ a VMware được coi là tố t nh ất trên thế giới bởi nó hỗ trợ nhiều hệ điều hành khác nhau như GNU/Linux, Mac OS X và Microsoft Windows. 4 Các sản phẩm của Hãng VMware từ trước đến nay: - VMware vSphere - VMware ESX Server - VMware ESXi Server - VMware Workstation - VMware Fusion - VMware Player - VMware Server - VMware Service Manager - VMware ThinApp - VMware View - VMware ACE - VMware Lab Manager 4 http://en.wikipedia.org/wiki/VMware Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere 7
- VMware Infrastructure - VMware Converter - VMware Site Recovery Manager - VMware Stage Manager - VMware Lifecycle Manager - VMware VMFS Trong đó VMware vSphere là sản phẩm m ới nhất của hãng VMware với những tính năng ảo hóa máy chủ tối tân nhất, ưu việt nhất . 2. Tìm hiểu về VMware vSphere VMware vSphere xây dựng dựa trên các thế h ệ trước của dòng sản ph ẩm ảo hóa VMware nhưng có những tính năng ưu việt, khả năng mở rộng, và độ tin cậy cao hơn. Người quản trị có tất cả các công cụ đ ể sử dụng cho mọi môi trường doanh nghiệp khác nhau từ vài máy chủ đ ến hàng ngàn máy chủ bởi sự năng động trong việc điều khiển các nguồn tài nguyên trong VMware vSphere, cũng như tính sẵn sàng cao, tính năng ch ịu lỗi ưu việt của sản ph ẩm. Bộ sản ph ẩm VMware vSphere bao gồm các sản ph ẩm với nhiều chứ c n ăng cho phép cung cấp đầy đủ các tính năng ảo hóa cho doanh nghiệp : - VMware ESX and ESXi - VMware Virtual Symmetric Multi-Processing - VMware vCenter Server - VMware vCenter Update Manager - VMware vSphere Client - VMware vMotion and Storage vMotion - VMware Distributed Resource Scheduler - VMware High Availability - VMware Fault Tolerance - VMware Consolidated Backup - VMware vShield Zones Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere 8
- VMware vCenter Orchestrator 2.1. VMware ESX và ESXi Cốt lõi của bộ sản phẩm vSphere là hypervisor, là lớp ảo hóa nền tảng cho phần còn lại của dòng sản phẩm. Trong vSphere, hypervisor bao gồm hai hình thức khác nhau: VMware ESX và VMware ESXi. Cả h ai của các sản ph ẩm này chia sẻ cùng một động cơ ảo hóa lõi, cả hai có th ể hỗ trợ cùng mộ t tập hợp các tính năng ảo hóa, và cả hai được cài đặt và chạy trên hệ thống phần cứng. VMware ESX và ESXi khác nhau về cách thức chúng được đóng gói. 5 VMware ESX bao gồm hai thành ph ần tương tác với nhau đ ể cung cấp một môi trường ảo hóa năng động và mạnh mẽ: Service Console và VMkernel. Service Console là h ệ đ iều hành được sử dụng để tương tác với VMware ESX - và các máy ảo chạy trên máy chủ. Service Console bao gồm các dịch vụ tìm thấy trong các h ệ điều hành truyền thống chẳng hạn như tường lửa, Simple Management Protocol (SNMP) agents, và web server... Tuy nhiên Service Console cũng thiếu nhiều tính năng và lợi ích mà hệ một điều hành truyền thống cung cấp, đây không phải là thiếu hụ t bởi chúng đ ã được loại bỏ đ ể Service Console chỉ b ao gồm những dịch vụ cần thiết cho việc hỗ trợ ảo hóa. Thành phần thứ hai là VMkernel, VMkernel là nền tảng thực sự của quá trình - ảo hóa. Các Vmkernel quản lý truy cập của máy ảo đến các phần cứng vật lý bên dưới bằng cách cung cấp lịch trình CPU, quản lý bộ nhớ, và quá trình chuyển đổ i dữ liệu ảo. VMware ESXi là thế hệ kế tiếp của nền tảng ảo hóa VMware. Không giống như VMware ESX, ESXi cài đặt và chạy mà không cần Service Console điều này làm cho ESXi nhẹ hơn hẳn. ESXi chia sẻ cùng mộ t VMkernel như VMware ESX và h ỗ trợ cùng mộ t tập h ợp các tính năng ảo. 2.2. VMware Virtual Symmetric Multi-Processing Sản ph ẩm VMware Virtual Symmetric Multi-Processing (VSMP, ho ặc SMP ảo) cho phép nhà qu ản trị cơ sở hạ tầng có th ể xây dựng các máy ảo với nhiều bộ xử lý ảo. 5 Lowe S., "Mastering VMware vSphere" trang 2 -3 Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere 9
VMware Virtual SMP không phải là một sản phẩm bản quyền cho phép ESX / ESXi được cài đ ặt trên máy ch ủ với nhiều bộ xử lý, mà nó là công ngh ệ có phép sử dụng nhiều bộ xử lý bên trong một máy chủ ảo hóa. Với VMware Virtual SMP, những ứng dụng cần sử dụng nhiều CPU sẽ có thể chạy trên các máy ảo đã đượccấu hình với nhiều CPU ảo. Điều này cho phép các tổ chức ảo hóa nhiều ứng dụng hơn mà không xảy ra xung đột cũng nh ư kh ả n ăng không đáp ứng được các thoả thu ận mức độ dịch vụ (SLA). 2.3. VMware vCenter Server VMware vCenter Server cũng giống nh ư Active Directory. Nó cung cấp một tiện ích qu ản lý tập trung cho tất cả máy chủ ESX / ESXi và máy ảo tương ứng của nó. Vmware vCenter Server là một ứng dụng về cơ sở dữ liệu dựa trên nền Window cho ph ép quản trị viên triển khai, quản lý, giám sát, tự động hoá, và b ảo mật cho cơ sở hạ tầng ảo một cách dễ dàng. Các cơ sở dữ liệu b ack-end được vCenter Server sử dụng để lưu trữ tất cả các dữ liệu về m áy chủ và các máy ảo. Bên cạnh việc cấu hình và quản lý hệ thống, vCenter còn có các tính năng như cung cấp và triển khai các máy ảo một cách nhanh chóng, điều khiển việc phân phối tài nguyên tốt hơn , role-based acces control (RBAC). vCenter Server cung cấp các công cụ phục vụ cho các tính năng nâng cao của VMware VMotion, Vmware Distributed Resource Scheduler, VMware High Availability, and VMware Fault Tolerance.6 Ngoài VMware VMotion, VMware Distributed Resource Scheduler, VMware High Availability, và VMware Fault Tolerance, việc sử dụ ng vCenter Server để quản lý máy ch ủ ESX / ESXi cũng mở ra m ột số tính năng khác: Enhanced VMotion Compatibility (EVC) có chứ c năng thúc đ ẩy phần cứng từ - Intel và AMD để có được khả năng tương thích CPU tốt hơn giữa các máy chủ trong VMware DRS cluster Host profiles mang lại sự nh ất quán hơn cho các quản trị viên trong việc cấu - hình máy chủ và để xác đ ịnh cấu hình bị thiếu hoặc không chính xác 6 “VMware vSphere 4.1 : Install, Configure, Manage” trang 69-73 + “Masterring VMware vSphere” trang 2-3 Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere 10
vNetwork Distributed Switches cung cấp nền tảng cho việc tinh chỉnh hệ thống - mạng cluster trên diện rộng và các thiết bị chuyển m ạch ảo củ a bên thứ ba. vCenter Server đóng vai trò trung tâm trong vSphere. vCenter Server có sẵn trong ba phiên bản: vCenter Server Essentials được tích h ợp vào phiên bản vSphere Essentials đ ể - triển khai cho các doanh ngh iệp nhỏ vCenter Server Standard cung cấp tất cả các chức năng của Server vCenter, bao - gồm dự phòng, quản lý, giám sát, và tự động hóa. vCenter Foundation Server giống như vCenter Server Standard nhưng được - giới hạn trong qu ản lý ba máy chủ ESX / ESXi. 2.4. VMware vCenter Update Manager vCenter Update Manager là một plug-in cho Server vCenter giúp người dùng qu ản lý máy chủ ESX / ESXi và các máy ảo được cập nhật đầy đủ. vCenter Update Manager cung cấp các chứ c năng sau đây: Quét để xác định hệ thống có tương thích với các bản cập nhật mới nh ất không. - Các quy tắc do người dùng định ra để xác định những h ệ thống đ ã quá hạn. - Tự động cài đặt các bản vá lỗi cho các máy chủ ESX / ESXi. - Tích h ợp đầy đủ với các tính năng khác như Distributed Resource Sched uler... - Hỗ trợ vá lỗi cho hệ đ iều hành Windows và Linux. - Hỗ trợ ch ấp vá cho các ứng dụng Windows trong máy ảo. - 2.5. VMware vSphere Client VMware vSphere Client là một ứng dụng trên nền Windows cho phép bạn qu ản lý các máy chủ ESX / ESXi trực tiếp hoặc thông qua một vCenter Server. Bạn có thể cài đ ặt vSphere client b ằng trình duyệt với URL của máy chủ ESX/ESXi ho ặc vCenter Server và chọn liên kết cài đ ặt thích h ợp. vSphere client là mộ t giao diện đồ họ a (GUI) được sử dụng đ ể qu ản lý tất cả các nhiệm vụ ngày qua ngày và cho các cấu hình tiên tiến trên một cơ sở hạ tầng ảo. Sử dụng máy client đ ể kết n ối trực tiếp đến Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere 11
một máy chủ ESX / ESXi đòi hỏi bạn phải sử dụng một tài khoản người dùng được lưu trên máy chủ đó, trong khi sử dụng máy client để kết nối đ ến vCenter Server thì yêu cầu bạn phải sử dụng tài khoản Windows trên máy vCenter Server. Hầu như tất cả các công cụ qu ản lý công việc đều sẵn sàng khi bạn đang kết nối trự c tiếp vào một máy chủ ESX/ ESXi cũng như khi bạn đang kết nố i với mộ t vCenter Server. Tuy nhiên những khả năng quản lý có sẵn thông qua một vCenter Server thì sẽ nhiều hơn và có ý nghĩa quan trọn hơn những kh ả năng khi kết nối trực tiếp tới mộ t máy chủ ESX /ESXi.7 2.6. VMware VMotion và Storage VMotion VMotion hay còn được gọi là live migration, là mộ t tính năng củ a ESX / ESXi và vCenter Server cho phép mộ t máy ảo đang chạy có thể được di chuyển từ mộ t máy chủ vật lý này đ ến mộ t máy chủ vật lý khác mà không cần ph ải tắt nguồn máy ảo. Sự di chuyển giữa hai máy chủ vật lý xảy ra khô ng có thời gian chết và không có mất kết nố i mạng đến máy ảo. VMotion đáp ứng cho nhu cầu của một tổ ch ức nhầm duy trì SLA để đảm bảo tính sẵn sàng cho server. Quản trị viên có th ể dễ dàng dùng VMotion để loại b ỏ tất cả các máy ảo từ một máy chủ ESX /ESXi để thực hiện bảo trì. Sau khi bảo trì được hoàn tất và máy chủ được đưa trở lại trự c tuyến, VMotion một lần nữ a có thể được sử dụng để trả các máy ảo đó về với máy ch ủ ban đầu. Ngay cả trong các ho ạt đ ộng bình thường h ằng ngày, VMotion có th ể được sử dụng khi nhiều máy ảo trên cùng mộ t máy chủ đang cạnh tranh nguồn tài nguyên. VMotion có th ể giải quyết vấn đề bằng cách cho phép người qu ản trị di chuyển bất kì máy ảo đang chạy nào đang phải đố i mặt với tranh ch ấp nhưng có nhu cầu sử dụng tài nguyên lớn hơn đến một máy ch ủ ESX / ESXi khác.8 Storage VMotion xây dựng trên ý tưởng và nguyên tắc của Vmotion nhằm làm giảm thời gian chết cùng với chức năng có th ể d i chuyển kho lưu trữ của máy ảo trong khi nó đang ch ạy. Tính năng này đảm bảo sẽ không xảy ra việc ngừng các máy ảo khi dữ liệu quá tải hoặc chuyển dữ liệu sang một mạng hệ thống dữ liệu mới (Storage area network) và cung cấp cho quản trị viên một công cụ để tăng tính linh hoạt nhằm đáp ứng những yêu cầu trong công việc. 7 Lowe S., "Mastering VMware vSphere" trang 6 8 Lowe S., "Mastering VMware vSphere" trang 6 -7 Nghiên cứu - Ứng d ụng công nghệ ảo hóa VMWARE vSphere 12