Khóa luận Ảo hóa máy chủ và ứng dụng tại trường Cao đẳng công nghệ Viettronics

https://www.facebook.com/xanh.ron.7 1 BỘ CÔNG THƯƠNG TỔNG CÔNG TY CP ĐIỆN TỬ VÀ TIN HỌC VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ VIETTRONICS KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỂ TÀI: ẢO HÓA MÁY CHỦ VÀ ỨNG DỤNG TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ VIETTRONICS Người hướng dẫn : ThS. Trần Ngọc Thái Đơn vị : Trường Cao Đẳng công nghệ Viettronics Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Lực Lớp : 2CT10B Ngành : Công nghệ thông tin Hải Phòng, tháng 6 năm 2015 Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 2 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em chân thành gửi lời cảm ơn đến các thầy cô và các bạn đã nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện cho em có đủ thời gian và thông tin bổ ích đề hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này từ đó giúp em có hiểu biết sâu hơn về “Ảo hóa”, phương pháp học tập mới để phục vụ tốt hơn cho công việc sau này. Thứ hai em xin cảm ơn chân thành đến ThS. Trần Ngọc Thái là giảng viên hướng dẫn em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Suốt thời em làm khóa luận tốt nghiệp thầy đã giúp đỡ em rất nhiều từ nội dung cách thức trình bày và các kĩ năng để vận dụng tốt lý thuyết vào thực hành và cả thời gian để em có thể chuẩn bị tốt hơn. Lời cuối cùng em xin cảm ơn trường Cao Đẳng Công nghệ Viettronics đã tạo cơ hội cho em trao dồi thêm kiến thức, phương pháp làm việc, tiếp cận với môi trường mới, phương pháp học mới để em có thể mạnh dạn hơn và trưởng thành hơn. Trong quá trình hoàn thành khóa luận có sơ suất là không tránh khỏi, em mong quý thầy cô và các bạn góp ý và giúp đỡ để em có thể hoàn thành tốt hơn. Em kính chúc toàn thể các thầy cô giáo cùng các bạn luôn mạnh khỏe hạnh phúc và thành công! Hải Phòng, ngày tháng năm 2015 Sinh viên Nguyễn Văn Lực Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 3 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................... 2 MỞ ĐẦU .................................................................................................................................... 5 DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH ................................................................................ 8 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ẢO HÓA ........................................................................... 10 1.1 Giới thiệu về ảo hóa .......................................................................................................... 10 1.2 Ảo hóa là gì? ...................................................................................................................... 10 1.3 Cách thức hoạt động của ảo hóa ..................................................................................... 11 1.4 Phân loại ảo hóa ................................................................................................................ 12 1.4.1 Ảo hóa Server .................................................................................................................. 12 1.4.2 Ảo hóa Storage ................................................................................................................ 12 1.4.3 Ảo hóa Network .............................................................................................................. 13 1.4.4 Ảo hóa Application ......................................................................................................... 14 1.5 Lợi ích của việc ảo hóa ..................................................................................................... 15 1.6 Nhược điểm của việc ảo hóa ............................................................................................ 15 CHƯƠNG 2. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ ẢO HÓA ................................................................ 17 2.1 Hyper-V ............................................................................................................................. 17 2.1.1 Giới thiệu về Hyper-V ..................................................................................................... 17 2.1.2 Các chức năng chính của Hyper-V ............................................................................... 17 2.1.3 Kiến trúc Hyper-V .......................................................................................................... 19 2.1.4 Yêu cầu cài đặt Hyper-V................................................................................................. 20 2.2 Vmware ESX Server ........................................................................................................ 23 2.2.1 Giới thiệu ........................................................................................................................ 23 2.2.2 Cấu trúc Vmware ESXi Server ...................................................................................... 25 2.2.3 Một số chức năng của Vmware ESXi Server ................................................................ 26 2.2.4 Cấu hình yêu cầu của ESXi Server ............................................................................... 31 CHƯƠNG 3. ẢO HÓA MÁY CHỦ VÀ ỨNG DỤNG TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ VIETTRONICS ............................................................................................ 33 3.1 Hiện trạng hệ thống máy chủ tại trường Cao Đẳng Công nghệ Viettronics ............... 33 3.2 Đề xuất mô hình ứng dụng ảo hóa .................................................................................. 34 3.3 Mô phỏng quá trình cài đặt ảo hóa Hyper-V ................................................................. 35 3.3.1 Cài đặt Hyper-V .............................................................................................................. 35 3.3.2 Tạo máy ảo ...................................................................................................................... 39 3.4 Mô phỏng quá trình cài ảo hóa ESXi .............................................................................. 44 3.4.1 Cài đặt ESXi .................................................................................................................... 44 Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 4 3.4.2 Cài đặt vShere Client ...................................................................................................... 49 3.4.3 Tạo máy ảo ...................................................................................................................... 53 3.5 Tổng kết ............................................................................................................................. 60 KẾT LUẬN ............................................................................................................................. 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 62 Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 5 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay, nền kinh tế đang trên đà tăng trưởng mạnh. Cùng với nó là sự tiến bộ vượt bậc của nền khoa học công nghệ, đặc biệt là công nghệ thông tin. Máy tính đã giúp con người rất nhiều từ tối ưu hóa công việc, giảm thời gian làm việc, tăng hiệu suất và mang lại hiệu quả cao. Với tình hình phát triển hiện nay thì các tổ chức, doanh nghiệp cần một hoặc nhiều máy chủ để chạy các ứng dụng cho toàn doanh nghiệp mà các máy tính để bàn không hề được thiết kế để làm các công việc đó. Những máy chủ có những chức năng riêng biệt và có một số yêu cầu đặc biệt chúng không thể chạy cùng nhau trên một hệ điều hành. Việc chạy nhiều Server riêng lẻ kéo theo chi phí đầu tư cho các máy chủ vật lý. Trên thực tế các máy chủ không hoàn toàn tận dụng tối đa tài nguyên mà chỉ sử dụng một phần, còn một phần tài nguyên bị bỏ phí gây ra những lãng phí và những khoản đầu tư không đáng có. Công nghệ ảo hóa được tạo ra để giải quyết bài toán này. Nó không chỉ tối ưu hóa phần cứng của máy chủ mà còn làm giảm tối đa việc đầu tư vào các máy chủ vật lý. Máy chủ thực ra cũng là một máy tính nhưng có cấu hình, tính năng và các chức năng lớn hơn hẳn các máy tính thông thường. Nó dùng làm trung tâm liên kết các máy tính và thiết bị mạng trong một cơ quan, tổ chức lại với nhau, là một trung tâm dữ liệu nơi lưu trữ và chia sẻ giữ liệu. Và các dữ liệu này luôn sẵn sàng đối với người dùng hợp lệ được phép truy cập vào nó. Nói chung máy chủ là một máy tính mà nó cung cấp các dịch vụ đang chạy trên nó cho nhiều máy tính khác. Thế nhưng thực tế cho ta thấy rằng các máy chủ sử dụng rất ít tài nguyên phần cứng của nó, chỉ từ 10% đến 30% cho một loại dịch vụ và phần tài nguyên còn lại thỳ không dùng đến, do vậy sinh ra lãng phí. Vì vậy nhu cầu thực tế là Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 6 làm sao có thể tận dụng các phần tài nguyên còn lại đó một cách hiệu quả. Trong khóa luận này em sẽ trình bày về công nghệ ảo hóa để giải quyết vấn đề này. 2. Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu về công nghệ ảo hóa đặc biệt là Hyper-V và Vmware ESXi phiên bản 5.5 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Việc ra đời của công nghệ ảo hóa đã dẫn đến những động lực phát triển và các mục tiêu mới cho các nhà cung cấp sản phẩm ảo hóa cho phù hợp với nhu cầu thị trường và yêu cầu thực tiễn. Nhiệm vụ chính của khóa luận là nghiên cứu về công nghệ ảo hóa nhằm áp dụng vào ảo hóa máy chủ và ứng dụng tại trường Cao Đẳng Công nghệ Viettronics. Từ đó có thể cho thấy được các lợi ích mà công nghệ ảo hóa đem lại và cũng để đánh giá để tìm giải pháp xây dựng các giải pháp nhằm tối ưu hóa hệ thống công nghệ thông tin. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Khóa luận nghiên cứu về công nghệ ảo hóa Phạm vi nghiên cứu: Công nghệ ảo hóa Hyper-V và Vmware ESXi phiên bản 5.5 5. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu: nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu liên quan và triển khai cài đặt thử nghiệm và đánh giá công nghệ ảo hóa Hyper-V và VMware ESXi phiên bản 5.5 6. Những đóng góp thực tiễn Tài liệu báo cáo khóa luận trình bày chi tiết về vấn đề công nghệ ảo hóa hiện nay và sản phẩm ảo hóa Hyper-V và Vmware ESXi phiên bản 5.5 Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 7 Hoàn thành triển khai hệ công nghệ ảo hóa Hyper-V và VMware ESXi phiên bản 5.5 7. Kết cấu đề tài Ngoài phần mở đầu và kết luận, khóa luận chia làm 3 chương:  Chương 1: Tổng quan về ảo hóa  Chương 2: Một số công nghệ ảo hóa  Chương 3: Ảo hóa máy chủ tại trường Cao Đẳng Công nghệ Viettronics Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 8 DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH Hình 2.1: Kiến trúc Hyper-V .................................................................................................... 19 Hình 2.2: Các sản phầm của Vmware ..................................................................................... 23 Hình 2.3: Cấu trúc của ESX Server .......................................................................................... 25 Hình 2.4: Sơ đồ tương tác trong ESXi Server .......................................................................... 26 Bảng 2.1: Phân vùng mặc định trong ESXi Server .................................................................. 32 Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống máy chủ tại trường Cao Đẳng Công nghệ Viettronics .................... 33 Hình 3.2: Mô hình ảo hóa đề xuất ............................................................................................ 35 Hình 3.3: Màn hình Select Server Roles................................................................................... 35 Hình 3.4: Giới thiệu tổng quan về dịch vụ Hyper-V ................................................................ 36 Hình 3.5: Màn hình lựa chọn card mạng ................................................................................. 37 Hình 3.6: Màn hình xác nhận cài đặt ....................................................................................... 37 Hình 3.7: Kết quả cài đặt ......................................................................................................... 38 Hình 3.8: Cài đặt Hyper-V hoàn thành .................................................................................... 38 Hình 3.9: Tạo máy ảo mới ........................................................................................................ 39 Hình 3.10: Giới thiệu trước khi cài đặt .................................................................................... 40 Hình 3.11: Đặt tên cho máy ảo................................................................................................. 40 Hình 3.12: Đặt RAM cho máy ảo ............................................................................................. 41 Hình 3.13: Chọn card mạng kết nối đến máy ảo ...................................................................... 41 Hình 3.14: Chỉ định tên, vị trí và kích thước của đĩa cứng ảo. ................................................ 42 Hình 3.15: Chọn phương thức cài đặt hệ điều hành cho máy ảo ............................................. 42 Hình 3.16: Thông tin tóm tắt về máy ảo ................................................................................... 43 Hình 3.17: Chọn kết nối đến máy ảo ........................................................................................ 43 Hình 3.18: Màn hình quản lý máy ảo. ...................................................................................... 44 Hình 3.19: Màn hình cài bắt đầu cài đặt ESXi ........................................................................ 45 Hình 3.20: Màn hình đồng ý cài đặt ......................................................................................... 45 Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 9 Hình 3.21: Chọn ổ đĩa để cài đặt ............................................................................................. 46 Hình 3.22: Màn hình chọn kiểu ngôn ngữ bàn phím ................................................................ 47 Hình 3.23: Đặt password cho root ........................................................................................... 47 Hình 3.24: Màn hình xác nhận cài đặt ..................................................................................... 48 Hình 3.25: Quá trình cài đặt đang diễn ra ............................................................................... 48 Hình 3.26: Màn hình hoàn thiện cài đặt .................................................................................. 48 Hình 3.27: Thông tin về Server ................................................................................................ 49 Hình 3.28: Download vShere Client......................................................................................... 50 Hình 3.29: Chọn ngôn ngữ ....................................................................................................... 50 Hình 3.30: Màn hình bắt đầu cài đặt vShere Client ................................................................. 51 Hình 3.31: Đồng ý cài đặt ........................................................................................................ 51 Hình 3.32: Chọn nơi cài vShere Client .................................................................................... 52 Hình 3.33: Bắt đầu cài đặt vShare Client ................................................................................ 52 Hình 3.34: Hoàn thành cài đặt ................................................................................................. 53 Hinh 3.35: Màn hình đăng nhập vShere Client ........................................................................ 53 Hình 3.36: Tạo thêm một máy ảo mới ...................................................................................... 54 Hình 3.37: Cấu hình máy ảo .................................................................................................... 55 Hình 3.38: Đặt tên cho máy ảo................................................................................................. 55 Hình 3.39: Chọn nơi lưu trữ máy ảo ........................................................................................ 56 Hình 3.40: Chọn hệ điều hành cân cài cho máy ảo ................................................................. 56 Hình 3.41: Chọn card mạng cho máy ảo ................................................................................. 57 Hình 3.42: Thiết lập dung lượng đĩa cứng cho máy ảo ............................................................ 58 Hình 3.43: Thông tin về máy ảo ............................................................................................... 58 Hình 3.44: Thông tin máy ảo .................................................................................................... 59 Hình 3.45: Kết nối đến máy ảo ................................................................................................. 59 Hình 3.46: Bât máy ảo .............................................................................................................. 60 Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 10 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ẢO HÓA 1.1 Giới thiệu về ảo hóa Lĩnh vực ảo hóa hiện đang nóng. Nhiều nền tảng ảo hóa mới xuất hiện, có cả giải pháp phần mềm và phần cứng, ảo hóa từ vi xử lý đến cả hạ tầng công nghệ thông tin. Cộng đồng công nghệ thông tin nói chung đang háo hức với công nghệ này vì những lợi ích mà nó mang lại. Công nghệ “ảo hóa” đã không còn xa lạ với thực tế đời thường kể từ khi VMware giới thiệu sản phẩm VMware Workstation đầu tiên vào năm 1999. Sản phẩm này ban đầu được thiết kế để hỗ trợ việc phát triển và kiểm tra phần mềm và đã trở nên phổ biến nhờ khả năng tạo những máy tính “ảo” chạy đồng thời nhiều hệ điều hành (HĐH) khác nhau trên cùng một máy tính “thực” (khác với chế độ “khởi động kép” máy tính được cài nhiều HĐH và có thể chọn lúc khởi động nhưng mỗi lúc chỉ làm việc được với 1 HĐH). Là một phương pháp cho phép nhiều hệ điều hành cùng chạy trên một máy tính vật lý. VMware, được EMC (hãng chuyên về lĩnh vực lưu trữ) mua lại vào tháng 12 năm 2003, đã mở rộng tầm hoạt động từ PC (Desktop) đến máy chủ (Server) và hiện hãng vẫn giữ vai trò thống lĩnh thị trường ảo hóa nhưng không “độc tôn” mà phải cạnh tranh với các sản phẩm nguồn mở Xen, Virtualization Engine 2.0 của IBM, Virtual Server của Microsoft, Virtuozzo của SWSoft và Virtual Iron Software. Và “ảo hóa” cũng không còn bó hẹp trong một lĩnh vực mà mở rộng cho toàn bộ hạ tầng công nghệ thông tin, từ phần cứng vi xử lý cho đến hệ thống máy chủ và cả hệ thống mạng. 1.2 Ảo hóa là gì? Ảo hóa là bước chuyển trung gian từ phần cứng vật lý sang phần cứng ảo và nó đang trở thành một trong những xu hướng phát triển lớn tiếp theo trong nghành công nghiệp IT. Hiện nay đã có nhiều lựa chọn ảo hóa hơn trong nhiều từng lĩnh vực cho các chuyên gia công nghệ thông tin lựa chọn, như các ứng dụng mã nguông mở của Xen và Virtual Iron, hay Hyper-V của Microsoft và các sản phẩm mới của Vmware. Có thể nói công nghệ ảo hóa là một công nghệ được Chương 1. Tổng quan về ảo hóa https://www.facebook.com/xanh.ron.7 11 thiết kế để tạo ra một phiên bản ảo từ 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. 1.3 Cách thức hoạt động của ảo hóa Ảo hóa là một phần mềm riêng biệt bao gồm hệ điều hành và ứng dụng bên trong. Bởi vì mỗi máy chủ ảo là độc lập và riêng biệt, nên nhiều máy ảo có thể chạy đồng thời trên cùng một máy chủ. Có các lớp mỏng phần mềm gọi là hypervisor tách riêng các máy ảo từ