Nghiên cứu các giải pháp ảo hóa và ứng dụng

Ảo hóa góp phần tăng cường tính liên tục trong doanh nghiệp và bảo mật của hệ thống các ứng dụng ví dụ việc sao lưu các máy ảo có thể thực hiện dễ dàng vì thông thường máy chủ ảo là mộ

Trang 1

Học viên thực hiện: Đàm Truyền Đức – CB130030 – 13BMTTT

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể các thầy, cô giáo Viện Công Nghệ Thông tin & Truyền thông đã tận tình chỉ bảo em trong suốt thời gian học tập tại nhà trường

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Ngô Hồng Sơn, người đã trực tiếp hướng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi và tận tình chỉ bảo cho em trong suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp

Bên cạnh đó, để hoàn thành đồ án này, em cũng đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, những lời động viên quý báu của các bạn bè, gia đình và đồng nghiệp Em xin chân thành cảm ơn

Tuy nhiên, do thời gian hạn hẹp, mặc dù đã nỗ lực hết sức mình, nhưng chắc rằng đồ án khó tránh khỏi thiếu sót Em rất mong nhận được sự thông cảm và chỉ bảo tận tình của quý thầy cô và các bạn

HỌC VIÊN

Đàm Truyền Đức

Trang 2

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây luận văn Thạc sĩ “Nghiên cứu các giải pháp ảo hóa và ứng dụng” là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các nội dung và số liệu, kết quả

nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Ngày … tháng ….năm 2015

Tác giả luận văn

Đàm Truyền Đức

Trang 3

MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC HÌNH PHẦN MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ẢO HÓA 6

1.Tổng quan Ảo hóa 6

2 Các lợi ích của công nghệ Ảo hóa 6

3 Nhược điểm của việc ảo hóa 7

4 Một số hệ thống ảo hóa điển hình 8

4.1.Kiểu ảo hóa VMM – Hypervisor 8

4.2 Kiểu ảo hóa Hybrid 9

4.3 Kiểu ảo hóa Monolithic Hypervisor 10

4.4 Kiểu ảo hóa Microkernelized Hypervisor 11

5.Ứng dụng của Ảo hóa 12

6.So sánh đánh giá Vmware, Microsoft và Citrix 13

6.1.So sánh về đặc tính chung 13

7 Kết luận chương 16

CHƯƠNG 2 - CÁC CÔNG NGHỆ NỀN TẢNG CỦA ẢO HÓA 17

1.Các thành phần của một hệ thống Ảo hóa 17

1.1.Tài nguyên ảo hóa 17

1.2 Phần mềm ảo hóa 17

1.3 Máy Ảo 18

1.4 Hệ điều hành khách (Guest operating system) 18

2.Các kiểu Ảo hóa cơ bản 18

2.1 Ảo hóa Hệ thống mạng 18

2.2 Ảo hóa Hệ thống lưu trữ 19

2.3 Ảo hóa ứng dụng 20

2.4 Ảo hóa hệ thống máy chủ 20

Trang 4

3.Các công nghệ hỗ trợ Ảo hóa 21

3.1.Công nghệ ảo hóa CPU 21

3.2 Công nghệ RAID 22

3.3 Công nghệ lưu trữ mạng SAN 27

3.4 Công nghệ ảo hóa mạng 28

4.Kết luận chương 30

CHƯƠNG 3 - ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ẢO HÓA XENSERVER TRIỂN KHAI THỰC TẾ TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ BÁCH KHOA HÀ NỘI 31

1.Thử nghiệm ảo hóa Xenserver tại trường CĐN Bách khoa Hà Nội 31

1.1 Xen Server 31

1.2.Bài toán triển khai và quản lý Ảo hóa Xen Server tại trường CĐN Bách Khoa Hà Nội: 33

1.3.Đề xuất giải pháp kỹ thuật triển khai ảo hóa tại trường CĐN 33

1.4 Cài đặt và triển khai hệ thống 34

1.5.So sánh, đánh giá kết quả thực hiện 43

2.Kết luận 43

CHƯƠNG 4 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44

1.Kết luận 44

2 Kiến nghị 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

Trang 5

DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Khảo sát ứng dụng ảo hóa 3

Hình 1.2 Hai loại ảo hóa hypervisor 9

Hình 1.3 Kiểu ảo hóa Hybrid 10

Hình 1.4 Kiểu ảo hóa Monolithic Hypervisor 11

Hình 2.1 Các thành phần của một hệ thống ảo hóa 17

Hình 2.2 Ảnh so sánh thị phần của Intel và AMD 22

Hình 2.3 Sơ đồ hoạt động của chuẩn Striping 23

Hình 2.4 Sơ đồ hoạt động của chuẩn Duplexing 24

Hình 2.5 Sơ đồ hoạt động của RAID level 0 25

Hình 2.6 Sơ đồ hoạt động của RAID 1 25

Hình 2.7 Sơ đồ hoạt động của RAID 26

Hình 2.8 Sơ đồ hoạt động của RAID 1-0 27

Hình 2.9 Sơ đồ lưu trữ mạng SAN 28

Hình 3.1: Sơ đồ kiến trúc của Xen Server 32

Hình 3.2: Sơ đồ thử nghiệm hệ thống 34

Hình 3.3: Hình ảnh bắt đầu quá trình cài đặt Xen Server 35

Hình 3.4: Hình ảnh lựa chọn định dạng bàn phím 36

Hình 3.5: Hình ảnh lựa chọn cách cài đặt truyền thống Local media 36

Hình 3.6: Hình ảnh đặt mật khẩu cho tài khoản gốc (root) 37

Hình 3.7: Hình ảnh kết thúc lựa chọn cấu hình và bắt đầu cài đặt 37

Hình 3.8: Hình ảnh quá trình cài đặt bắt đầu 38

Hình 3.9: Kết thúc quá trình cài đặt và đang khởi động hệ thống Xen Server 38

Hình 3.10 Server quản lý tài khoản sinh viên trong trường 39

Hình 3.11 Ảnh Website quản lý cán bộ trên server ảo 40

Hình 3.12 Ảnh sử dụng File server trên server ảo 41

Hình 3.13 Mạng cán bộ trường 42

Hình 3.14 Mạng sinh viên trường 42

Trang 6

Học viên thực hiện: Đàm Truyền Đức – CB130030 – 13BMTTT 1

PHẦN MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài

Thông thường việc đầu tư chi phí cho một trung tâm công nghệ thông tin là rất tốn kém Chi phí đầu tư mua các máy chủ cấu hình mạnh, các phần mềm bản quyền và nhân lực quản trị duy trì hoạt động của hệ thống Trong thời đại kinh tế hội nhập, nền kinh tế còn gặp nhiều khó khăn như hiện nay doanh nghiệp nào cũng muốn cắt giảm và hạn chế tối đa các chi phí không cần thiết mà vẫn đáp ứng được năng suất và tính ổn định của hệ thống Thế nên việc ứng dụng ảo hóa trở thành nhu cầu cần thiết của bất kì doanh nghiệp lớn hay nhỏ Thay vì việc phải mua nhiều máy chủ phục vụ đáp ứng được công việc trong công ty thì chỉ cần mua một hoặc hai máy chủ có hỗ trợ ảo hóa thì vẫn có thể chạy tốt các ứng dụng cần thiết Điều này cho ta thấy sự khác biệt giữa hệ thống ảo hóa và không ảo hóa Bên cạnh đó việc ứng dụng ảo hóa còn đem lại những lợi ích sau đây

Quản lý đơn giản: khi triển khai hệ thống ảo hoá thì số lượng máy chủ vật

lý giảm đi đáng kể và khi đó việc theo dõi và giám sát hệ thống rất dễ dàng và hầu như được thực hiện bởi công cụ phần mềm quản trị tập trung từ xa do nhà cung cấp phần mềm ảo hoá hỗ trợ Nhà quản trị dễ dàng theo dõi tình trạng của các máy ảo

và của cả hệ thống Nếu máy chủ bị trục trặc thì có thể di trú máy ảo từ máy chủ vật

lý này sang máy chủ vật lý khác, có thể nâng cấp phần cứng bằng cách gắn thêm Ram, ổ cứng một cách nhanh chóng và đơn giản

Triển khai nhanh: Khi triển khai hệ thống thì không cần nhất thiết phải cài

đặt toàn bộ máy ảo trên hệ thống Vì mỗi máy ảo chỉ là một tập tin được cài trên một phân vùng trên ổ cứng nên chúng ta có thể tận dụng điều này để giảm thiểu thời gian cài đặt bằng cách sao chép các tập tin này và cấu hình lại cho đúng với yêu cầu của máy ảo đang sử dụng Với cách làm này sẽ giảm thời gian cài đặt từng máy

ảo và tận dụng tối đa tài nguyên nhàn rỗi của tất cả các máy chủ vật lý Vì thực tế hiện nay tại trung tâm dữ liệu có nhiều máy chủ không khai thác thác hết tài nguyên phần cứng của hệ thống

Phục hồi và lưu trữ hệ thống nhanh: Vì máy ảo chỉ là một tập tin trên ổ

đĩa nên việc sao lưu rất đơn giản là sao chép lại các tập tin này Khi một máy ảo

Trang 7

gặp sự cố và hỏng hóc do lỗi hệ điều hành nào đó thì việc phục hồi đơn giản là chép

đè tập tin đã được sao chép lên tập tin cũ và hệ thống có thể hoạt động bình thường lại ngay như lúc chưa bị lỗi Thời gian để phục hồi hệ thống tương đối nhanh Nếu được đầu tư thêm một số máy chủ khác thì ta có thể cấu hình tính năng High Availibility cho các máy chủ ảo hóa này Khi đó một máy ảo hay một máy chủ bị sự

cố thì tất cả các máy ảo sẽ được di chuyển nóng đến máy chủ khác và có thể hoạt động lại ngay tức thì

Cân bằng tải và phân phối tài nguyên linh hoạt: Với các công cụ quản lý

từ xa các máy chủ và máy ảo, ta sẽ thấy được tình trạng của toàn bộ hệ thống từ đó

có chình sách nâng cấp CPU, Ram, ổ cứng cho máy chủ hoặc máy 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 còn trống hơn để hoạt động

Tiết kiệm: công nghệ ảo hóa giúp các doanh nghiệp có thể tiết kiệm được

một chi phí lớn đó là điện năng chiếu sáng, hệ thống làm mát và ngoài ra còn tiết kiệm được thời gian và chi phí vận hành Ảo hóa cho phép gom nhiều máy chủ vào một máy chủ vật lý nên chỉ tốn kém chi phí điện tiêu thụ, làm mát và chiếu sáng cho một vài máy chủ thôi, bên cạnh đó thì diện tích sử dụng để đặt máy chủ cũng được thu hẹp lại Và hệ thống dây cáp nối cũng ít đi

Ảo hóa góp phần tăng cường tính liên tục trong doanh nghiệp và bảo mật của hệ thống các ứng dụng ví dụ việc sao lưu các máy ảo có thể thực hiện dễ

dàng vì thông thường máy chủ ảo là một tập tin (file) trên máy chủ vật lý gốc, chỉ cần sao lưu tập tin này là đủ Các tính năng ưu việt của các phần mềm ảo hóa cũng cho phép thiết lập sự kết hợp các máy ảo cài đặt trên các máy chủ vật lý khác nhau Nếu một trong các máy chủ vật lý gặp hỏng hóc, máy chủ ảo trên máy vật lý còn tốt

sẽ tự động bước vào hoạt động thay thế cho máy chủ ảo nằm trên máy vật lý bị hỏng Những lợi ích thu được khi áp dụng ảo hóa đã thúc đẩy mạnh mẽ xu hướng này trong các hệ thống IT Kết quả khảo sát từ nhiều tổ chức khác nhau đều đã xác nhận vị thế của xu hướng ảo hóa Theo khảo sát của InformationWeek, khoảng 90% chuyên gia IT khẳng định rằng công ty của họ đã triển khai hoặc có kế hoạch triển khai công nghệ ảo hóa Câu trả lời tại sao ảo hóa được đưa vào sử dụng cho thấy

Trang 8

88% hướng tới mục đích hợp nhất hệ thống máy chủ, 55% cho mục đích phục hồi thảm họa, 50% cho mục đích thử nghiệm phần mềm, 26% cho mục đích quản trị hệ thống lưu trữ, và 5% cho các mục đích khác

Một khảo sát khác được Tạp chí CIO thực hiện với gần 300 CIO (Chief Information Officer) cũng cho kết quả tương tự Theo khảo sát này, động lực để áp dụng ảo hóa của các DN một lần nữa khẳng định những lợi ích đã phân tích của ảo hóa 81% số câu trả lời hướng tới giảm thiểu chi phí nhờ vào sự hợp nhất hệ thống máy chủ bằng công nghệ ảo hóa 63% hướng tới hoàn thiện các giải pháp sao lưu và phục hồi thảm họa qua các giải pháp ảo hóa

Một khảo sát mới đây khác của nhóm Techaisle

Hình 1.1 Khảo sát ứng dụng ảo hóa

Áp dụng ảo hóa trong các hệ thống IT mang lại những lợi ích thiết thực như

đã được phân tích trong bài viết Với người sử dụng đầu cuối, việc tạo máy ảo (ví

dụ với VMware) trên các máy cá nhân (PC, laptop) đã không còn xa lạ và nhìn chung họ đều trực tiếp trải nghiệm được những lợi ích mà áp dụng ảo hóa mang lại

Tuy nhiên khi tiến ra quy mô lớn hơn cho một hệ thống IT của Doanh nghiệp, tổ chức, việc áp dụng các công nghệ ảo hóa vẫn cần có sự cân nhắc kỹ lưỡng dựa trên đánh giá thực trạng hệ thống và nhu cầu sử dụng, cũng như đường hướng phát triển của DN, tổ chức Trong nhiều trường hợp, quyết định có áp dụng

ảo hóa trong hệ thống IT của DN hay không bao hàm thách thức mang tính tổ chức

Trang 9

và chính sách nhiều hơn là thách thức về mặt công nghệ Lợi ích của ảo hóa chỉ thực sự được phát huy khi ảo hóa được áp dụng trong các hoàn cảnh phù hợp

Để hiểu rõ hơn về Công nghệ ảo hóa và lợi ích của ảo hóa mang lại, em đã

chọn đề tài “Nghiên cứu các giải pháp ảo hóa và ứng dụng” để làm luận văn tốt

nghiệp

Mục đích nghiên cứu

Nắm vững các vấn đề liên quan đến mô hình, các phương pháp, kỹ thuật ảo hóa, các kiến trúc nền tảng máy chủ chia sẻ Công nghệ ảo hóa, Ảo hóa dựa trên vmWare, Microsoft Hyer-V, Citrix và thử nghiệm

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Tổng quan về công nghệ ảo hóa

Mô hình kiến trúc chung của ảo hóa

Thử nghiệm thực tế sản phẩm và đưa ra kết quả đánh giá

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp tài liệu: nghiên cứu các tài liệu liên quan đến công nghệ ảo

hóa, cung cấp tài nguyên trong nền tảng máy chủ chia sẻ,các công nghệ nền tẳng của ảo hóa, Ảo hóa dựa trên vmWare, Microsoft Hyer-V, Citrix

Phương pháp thực nghiệm: Cài đặt thử nghiệm các chương trình liên quan

đến kỹ thuật cung cấp tài nguyên cho dịch vụ ảo hóa dựa trên nền tảng máy chủ chia sẻ

Nội dung luận văn

Bố cục của luận văn gồm có 4 chương:

Chương 1: Tổng quan về công nghệ ảo hóa: tập trung trình bày giới thiệu về

công nghệ ảo hóa, lợi ích của việc ảo hóa, tìm hiểu một số hệ thống ảo hóa điển hình, so sánh các ứng dụng ảo hóa, ứng dụng của ảo hóa

Chương 2: Các công nghệ nền tảng của ảo hóa: trình bày các thành phần của

một hệ thống ảo hóa, các kiểu ảo hóa cơ bản, các công nghệ hỗ trợ ảo hóa

Chương 3: Triển khai dịch vụ Ảo hóa dựa trên XenServer: nhằm hỗ trợ các

Trang 10

phòng thực hành, và các phòng ban làm việc tại trường Cao Đẳng Nghề Bách Khoa

Hà Nội

Chương 4: Kết luận và Kiến nghị

Phần kết luận, phần này trình bày tóm tắt về các nội dung thực hiện trong luận văn này, đồng thời đưa ra những vấn đề nghiên cứu tiếp theo cho tương lai

Trang 11

CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ẢO HÓA

1 Tổng quan Ảo hóa

Ảo hóa là một công nghệ được ra đời nhằm khai thác triệt để khả năng làm việc của các phần cứng trong một hệ thống máy chủ Nó hoạt động như một tầng trung gian giữa hệ thống phần cứng máy tính và phần mềm chạy trên nó Ý tưởng của công nghệ ảo hóa máy chủ là từ một máy vật lý đơn lẻ có thể tạo thành nhiều máy ảo độc lập Ảo hóa cho phép tạo nhiều máy ảo trên một máy chủ vật lý, mỗi một máy ảo cũng được cấp phát tài nguyên phần cứng như máy thật gồm: CPU, Ram, Card mạng, ổ cứng, các tài nguyên khác và hệ điều hành riêng

Các bộ xử lý của hệ thống máy tính lớn được thiết kế hỗ trợ công nghệ ảo hoá và cho phép chuyển các lệnh hoặc tiến trình của các máy ảo có thể ảnh hưởng trực tiếp đến tài nguyên hệ thống cho hệ điều hành chủ xử lý, sau đó lớp ảo hóa sẽ

mô phỏng kết quả để trả về cho máy ảo Tuy nhiên không phải tất cả bộ xử lý đều

hỗ trợ ảo hóa Các bộ xử lý cũ trên máy để bàn điều không có hỗ trợ chức năng này Ngày nay hai nhà sản xuất bộ xử lý lớn trên thế giới là Intel và AMD đều cố gằn tích hợp công nghệ ảo hóa vào trong các sản phẩm của họ Các bộ xử lý có ứng dụng ảo hóa thường là Intel VT(Virtual Technology) hoặc AMD Pacifica

Sử dụng công nghệ ảo đã hóa đem đến cho người dùng nhiều tiện ích Việc

có thể chạy nhiều hệ điều hành đồng thời trên cùng một máy tính thuận tiện cho việc học tập ngiên cứu và đánh giá một sản phẩm hệ điều hành hay một phần mềm tiện ích nào đó Nhưng không ngừng lại ở đó, những khả năng và lợi ích của ảo hoá còn hơn thế và nơi gặt hái được nhiều thành công và tạo nên thương hiệu của công nghệ ảo hóa đó chính là trong môi trường hệ thống máy chủ ứng dụng và hệ thống mạng

2 Các lợi ích của công nghệ Ảo hóa

Việc sử dụng công nghệ ảo hóa làm giảm số lượng máy chủ vật lý, giảm lượng điện tiêu thụ, tiết kiệm được chi phí cho việc bảo trì phần cứng, nâng cao

Trang 12

hiệu quả 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 mỗi máy ảo đơn giản chỉ là một tập tin hoặc thư mục, ta có thể tạo ra máy chủ mới bằng cách sao chép từ một file máy chủ ảo hiện tại và cấu hình lại, chọn máy chủ vật lý còn dư tài nguyên để 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 điều hành khác nhau

Với công cụ quản lý tập trung vCenter Server, ta sẽ theo dõi được máy chủ nào đang quá tải, từ đó sẽ áp dụng chính sách là tăng tài nguyên về CPU, RAM, HDD 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 chạy Toàn bộ quá trình trên có thể 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 phục đơn giản chỉ là phục hồi lại file vmdk của máy ảo đã được backup và chạy 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 được tự động di chuyển sang máy chủ vật lý khác

3 Nhược điểm của việc ảo hóa

Đáng lưu ý nhất là vấn đề 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 kịp backup thì có thể xem như máy ảo đã bị hư hoàn toàn và không thể phục hồi

Nếu máy chủ vật lý 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

Ngoài ra nếu thiết bị phần cứng của máy chủ vật lý bị lỗi, hỏng sẽ gây ảnh

Trang 13

hưởng trực tiếp đến toàn bộ hệ thống server ảo bên trong

4 Một số hệ thống ảo hóa điển hình

Ảo hóa được xây dựng dựa trên giải pháp chia một máy vật lý thành nhiều máy con Giải pháp này được biết đến với cái tên là Virtual Machine Monitor (VMM) sau này được biết gọi là hypervisor VMM cho phép tạo tách rời các máy

ảo và điều phối truy cập của các máy ảo này đến tài nguyên phần cứng Mặc dù cho phép sử dụng các hệ điều hành bất kì trên các máy ảo nhưng trong thực tế để đạt một kết quả và hiệu suất cao nhất thì các nhà sản xuất vẫn giới hạn và khuyến cáo rằng nên sử dụng một số hệ điều hành nào đó Đó là vì các vấn đề tương thích giữa

hệ điều hành máy ảo với hệ điều hành máy chủ và hệ điều hành máy chủ với phần cứng Dựa vào đặc điểm cấu trúc thì có thể phân loại ảo hóa thành những dạng sau

4.1 Kiểu ảo hóa VMM – Hypervisor

Công nghệ VMM-Hypervisor là một dạng ảo hóa cơ bản Nó hoạt động như

là một lớp phần mềm nằm ngay trên phần cứng hoặc bên dưới một hoặc nhiều hệ điều hành khách Mục đích chính của nó là cung cấp các môi trường làm việc cho các máy ảo Cho phép các máy ảo hoạt động trên một phần của phần cứng được gọi

là phân vùng (partition) Các hệ điều hành của máy ảo được cài đặt trên phân vùng này Mỗi phân vùng sẽ được cung cấp tập hợp các tài nguyên phần cứng riêng của

nó chẳng hạn như bộ nhớ, các chu kỳ CPU và thiết bị Hypervisor có trách nhiệm điều khiển và phân phối các luồn truy cập đến các tài nguyên phần cứng

Trong máy tính, một máy tính ảo hoặc màn hình máy ảo (a hypervisor or virtual machine monitor-VMM), là một phần của phần mềm máy tính, phần mềm hoặc phần cứng tạo ra và chạy các máy ảo

Một máy tính mà một máy tính ảo đang chạy một hoặc nhiều máy ảo được định nghĩa là một máy chủ Mỗi máy ảo được gọi là một máy khách Hypervisor trình bày các hệ điều hành khách với một nền tảng điều hành ảo và quản lý việc thực hiện các hệ thống điều hành khách Nhiều trường hợp của một loạt các hệ điều hành có thể chia sẻ các tài nguyên phần cứng ảo hóa

Trang 14

Hình 1.2 Hai loại ảo hóa hypervisor

Loại 1(type 1): Hypervisor chạy trực tiếp trên phần cứng của máy chủ để

kiểm soát phần cứng và quản lý các hệ điều hành khách(OS) Một OS do đó chạy trên một cấp độ trên hypervisor

Mô hình này đại diện cho việc thực thi cổ điển của kiến trúc máy ảo, IBM đã phát triển siêu giám sát ban đầu như công cụ loại 1 trong những năm 1960 : công cụ kiểm tra, Simmon , và CP / CMS CP / CMS là tổ tiên của IBM z / VM Model hiện đại gồm có Oracle VM Server cho SPARC, Oracle VM Server cho x86, Citrix XenServer , VMware ESX / ESXi và Microsoft Hyper-V 2008/2012

Loại 2(Type 2): hypervisor chạy trong một môi trường hệ điều hành thông

thường Với các lớp hypervisor như một cấp phần mềm thứ hai riêng biệt, OS khách chạy ở cấp độ thứ ba trên phần cứng VMware Workstation và VirtualBox tiêu biểu cho loại 2 hypervisor

4.2 Kiểu ảo hóa Hybrid

Hybrid là một kiểu ảo hóa mới hơn và có nhiều ưu điểm Trong đó lớp ảo hóa hypervisor chạy song song với hệ điều hành máy chủ Tuy nhiên trong cấu trúc

ảo hóa này các máy chủ ảo vẫn phải đi qua hệ điều hành máy chủ để truy cập phần cứng nhưng khác biệt ở chỗ cả hệ điều hành máy chủ và các máy chủ ảo đều chạy trong chế độ hạt nhân Khi một trong hệ điều hành máy chủ hoặc một máy chủ ảo cần xử lý tác vụ thì CPU sẽ phục vụ nhu cầu cho hệ điều hành máy chủ hoặc máy chủ ảo tương ứng Lý do khiến Hyrbird nhanh hơn là lớp ảo hóa chạy trong trong chế độ hạt nhân (chạy song song với hệ điều hành) trái với Virtual Machine Monitor

Trang 15

với lớp ảo hóa chạy trong trong chế độ người dùng (chạy như một ứng dụng cài trên

Mô hình này mang lại hiệu năng cao, nhưng cũng giống như bất kì các giải pháp khác, bên mặt ưu điểm thì nó cũng còn có nhiều điểm yếu Vì nếu lớp trình điều khiển thiết bị phần cứng của nó bị hư hỏng hay xuất hiện lỗi thì các máy ảo cài trên nó đều bị ảnh hưởng và nguy hại Thêm vào đó là thị trường phần cứng ngày nay rất đa dạng, nhiều loại và do nhiều nhà cung cấp khác nhau nên trình điều khiển của Hypervisor trong loại ảo hóa này có thể sẽ không thể hỗ trợ điều khiển hoạt động của phần cứng này một cách đúng đắn và hiệu suất chắc chắn cũng sẽ không được như mong đợi Một trình điều khiển không thể nào có thể điều khiển tốt hoạt động của tất cả các thiết bị nên nó cũng có những thiết bị phần cứng không hỗ trợ Những điều này cho thấy rằng việc phụ thuộc quá nhiều vào các loại thiết bị dẫn tới

sự hạn chế việc phát triển công nghệ này

Trang 16

Hình 1.4 Kiểu ảo hóa Monolithic Hypervisor

4.4 Kiểu ảo hóa Microkernelized Hypervisor

Microkernelized Hypervisor là một kiểu ảo hóa giống như Monolithic Hyperviso Điểm khác biệt giữa hai loại này là trong Microkernelized trình điều khiển thiết bị phần cứng bên dưới được cài trên một máy ảo và được gọi là trình điều khiển chính,trình điều khiển chính này tạo và quản lý các trình điều khiển con cho các máy ảo Khi máy ảo có nhu cầu liên lạc với phần cứng thì trình điều khiển con sẽ liên lạc với trình điều khiển chính và trình điều khiển chính này sẽ chuyển yêu cầu xuốn lớp Hypervisor để liên lạc với phần cứng

Trang 17

Hình 1.5 Kiểu ảo hóa Microkernelized Hypervisor

5 Ứng dụng của Ảo hóa

Công nghệ máy ảo phục vụ cho nhiều mục đích phong phú Công nghệ này cho phép hợp nhất phần cứng bởi vì nhiều hệ điều hành có thể cùng chạy trên một máy tính Những ứng dụng then chốt của công nghệ máy ảo bao gồm khả năng tích hợp chéo giữa các nền tảng và các khả năng dưới đây:

Hợp nhất máy chủ Nếu nhiều máy chủ vận hành ứng dụng mà chỉ tiêu thụ một phần nhỏ tài nguyên sẵn có, thì công nghệ máy ảo có thể được sử dụng để cho phép nhiều ứng dụng chạy song song trên một máy chủ duy nhất, ngay cả khi các ứng dụng này cần tới những phiên bản hệ điều hành hay middleware khác nhau

Hợp nhất cho các môi trường triển khai và thử nghiệm Mỗi máy ảo đóng vai trò như một môi trường riêng, điều này sẽ giảm bớt rủi ro và tạo điều kiện để các chuyên gia phát triển nhanh chóng tái xây dựng các cấu hình hệ điều hành khác nhau hoặc so sánh các phiên bản ứng dụng được thiết kế cho các hệ điều hành khác nhau Ngoài ra, chuyên gia phát triển cũng có thể kiểm tra các phiên bản phát triển sớm của một ứng dụng trong một máy ảo mà không sợ làm mất đi tính ổn định của

hệ thống đối với những người dùng khác

Trang 18

Re-hosting ứng dụng riêng Các hệ điều hành và ứng dụng riêng có thể chạy trên phần cứng mới cùng với những hệ điều hành và ứng dụng được đưa ra gần đây hơn

Đơn giản hóa kế hoạch đối phó và khôi phục thảm họa Công nghệ máy ảo

có thể được sử dụng như một phần của kế hoạch phòng chống và khôi phục sau thảm họa Kế hoạch như vậy thường yêu cầu ứng dụng phải có khả năng di động, linh hoạt trên khắp các nền tảng phần cứng

Chuyển tới một trung tâm dữ liệu động Giờ đây, Hyper- V, cùng với những giải pháp quản lý hệ thống, giúp bạn tạo ra một môi trường CNTT năng động Môi trường này không chỉ cho phép bạn phản ứng lại các sự cố một cách hiệu quả hơn

mà còn xây dựng một giải pháp quản lý CNTT có khả năng tự quản lý và có tính chất phòng trừ

6 So sánh đánh giá Vmware, Microsoft và Citrix

6.1 So sánh về đặc tính chung

Trang 19

Version vSphere 5.5 Hyper-V 2012 R2 XenServer 6.5 Phiên bản Enterprise Plus –

t Standard

Edition

- vSphere with Operations Managemen

t Enterprise

Edition

- vSphere with Operations Managemen

t Enterprise

Plus Edition

Windows Server

2012 R2 phát hành vào tháng 10 năm

2013 được cập nhật các công nghệ

ảo hóa và điện

toán đám mây

Windows server

2012 có 4 phiên bản: Datacenter, Standard, Essential

và Foundation

Nhưng chỉ có

Datacenter và Standard có tính năng ảo hóa

Ngoài ra còn có các phiên bản

Hyper-V miễn phí

Phát hành ngày 13/1/2015 Citrix tạo ra bộ sản phẩm thương mại gồm

XenDesktop (giải pháp ảo hóa VDI)

và XenServer sản phẩm ảo hóa máy

chủ

XenServer sử dụng

ảo hóa một phần

và phần cứng hỗ trợ ảo hóa ( thường được xem là CPU

hỗ trợ tính năng năng như Intel VT/

đổi

Citrix cung cấp một lựa chọn thương mại hỗ trợ đầy đủ, trong đó bao gồm các bản cập nhật đóng gói

Trang 20

và bảo trì hỗ trợ

24x7

$500/socket, hỗ trợ 12h/ngày từ thứ 2

đến thứ 6

$1250/socket, hỗ trợ 24x7: điện

thoại, email,

Chi phí

quản lý

$4995 (Std) không giới hạn cho các

lý tập trung lên đến 3 máy chủ

vSphere

vCenter Server Standard – quản lý khả năng mở rộng với dữ liệu nhanh chóng, giám sát, kiểm soát tất cả các máy ảo trong môi trường

vSphere

System Center

2012 R2 là bộ quản lý mới và cải tiến, cung cấp

quản lý tập trung

XenCenter là ứng dụng trung tâm dựa trên Windows

đa quản lý máy

chủ

Hỗ trợ máy

ảo 512vm, 4096 CPU ảo cho mỗi máy

chủ, Số lượng tối

đa của CPU ảo cho

mỗi lõi lên đến 32

Server 2012 hỗ trợ tối đa 1024 powered-on, tối đa

2048 CPU ảo cho

mỗi máy chủ

Hỗ trợ máy ảo Windows: 500

(4000vCPU)

Hỗ trợ máy ảo Linux: 600 (

Trang 21

Trang 22

CHƯƠNG 2 - CÁC CÔNG NGHỆ NỀN TẢNG CỦA ẢO HÓA

1 Các thành phần của một hệ thống Ảo hóa

Một hệ thống ảo hóa bao gồm những thành phần sau:

 Tài nguyên vật lý (host machine,host hardware)

 Các phần mềm ảo hóa (virtual software) cung cấp và quản lý môi trường làm việc của các máy ảo

 Máy ảo (virtual machine) là các máy được cài trên phần mềm ảo hóa

Hệ điều hành: là hệ điều hành được cài trên máy ảo

Hình 2.1 Các thành phần của một hệ thống ảo hóa

Các tài nguyên vật lý trong môi trường ảo hóa cung cấp tài nguyên mà các máy ảo sẻ sử dụng tới Môi trường tài nguyên lớn có thể cung cấp được cho nhiều máy ảo chạy trên nó và hiệu quả làm việc của các máy ảo cao hơn

1.2 Phần mềm ảo hóa

Lớp phần mềm ảo hóa này cung cấp sự truy cập cho mỗi máy ảo đến tài nguyên hệ thống Nó cũng chịu trách nhiệm lập kế hoạch và phân chia tài nguyên vật lý cho các máy ảo Phần mềm ảo hóa là nền tản của một môi trường ảo hóa Nó cho phép tạo ra các máy ảo cho người sử dụng, quản lý các tài nguyên và cung cấp

Trang 23

các tài nguyên này đến các máy ảo Kế hoạch quản lý sử dụng tài nguyên khi có sự tranh chấp một tài nguyên đặc biệt của các máy ảo, điều này dẫn tới sự hiệu quả làm việc của các máy ảo Ngoài ra phần mềm ảo hóa còn cung cấp giao diện quản lý và cấu hình cho các máy ảo

1.3 Máy Ảo

Thuật ngữ máy ảo được dùng chung khi miêu tả cả máy ảo (lớp 3) và hệ điều hành ảo (lớp 4) Máy ảo thực chất là một phần cứng ảo một môi trường hay một phân vùng trên ổ đĩa Trong môi trường này có đầy đủ thiết bị phần cứng như một máy thật Đây là một kiểu phần mềm ảo hóa dựa trên phần cứng vật lý Các hệ điều hành khách mà chúng ta cài trên các máy ảo này không biết phần cứng mà nó nhìn thấy là phần cứng ảo

1.4 Hệ điều hành khách (Guest operating system)

Hệ điều hành khách được xem như một phần mềm (lớp 4) được cài đặt trên một máy ảo (lớp 3) giúp ta có thể sử dụng dễ dàng và xử lý các sự cố trong môi trường ảo hóa Nó giúp người dùng có những thao tác giống như là đang thao tác trên một lớp phần cứng vật lý thực sự

Khi có đủ các thành phần trên thì bạn có thể xây dựng cho mình một hệ thống ứng dụng ảo hóa Ngoài việc lựa chọn phần cứng cho thích hợp bạn còn phải cân nhắc xem phải sử dụng phần mềm ảo hóa gì hoặc loại ảo hóa nào Điều này rất quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất làm việc cho hệ thống của bạn [1]

2 Các kiểu Ảo hóa cơ bản

2.1 Ảo hóa Hệ thống 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 đề thực hiện việc ảo hóa hệ thống mạng Các phương pháp này tùy thuộc vào thiết bị hỗ trợ, tức là các nhà sản xuất thiết bị đó, ngoài ra

Trang 24

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 mạng(Virtualized overlay network): Trong mô hình này, nhiều hệ thống mạng ảo sẽ cùng tồn tại trên một lớp nền tài nguyên dùng chung Các tài nguyên đó bao gồm các thiết bị 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 đổi thống suốt giữa các hệ thống mạng khác nhau, sử dụng các giao thức và phương tiện truyền tải khác nhau, ví dụ như mạng internet, hệ thống PSTN, hệ thống Voip,

Ảo hóa hệ thống lưu trữ về cơ bản 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 mang 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 môt phỏng các thiết bị lưu trữ vật lý cho phép tiết kiệm thời gian hơn thay vì phải định vị xem máy chủ nào hoạt động trên ổ cứng nào để truy xuất

Ảo hóa hệ thống lưu trữ có ba dạng mô hình sau đây:

Host-based: Trong mô hình này, ngăn cách giữa lớp ảo hóa và ổ đĩa vật lý là

driver điều khiển của các ổ đĩa Phần mềm ảo hóa sẽ truy xuất tài nguyên ( các ổ cứng vật lý) thôn 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 một 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 thường khó khăn và phức tạp hơn các mô hình khác Dịch vụ ảo hóa được cung cấp cho các Server thông qua một thiết bị điều khiển gọi là Primary Storage Controller

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 một máy chủ Các switch hay máy chủ này kết nối với các trung tâm lưu trữ (SAN) Từ các switch hay Server

Trang 25

này, các ứng dụng kết nối vào được giao tiếp với trung tâm dữ liệu bằng các “ổ cứng” mô phỏng do switch hay Server tạo ra dựa trên trung tâm dữ liệu thật Đây cũng là mô hình hay gặp nhất trên thực tế

Ảo hóa ứng dụng là một dạng công nghệ ảo hóa khác cho phép chúng ta tách rời mối liên kết giữa ứng dụng và hệ điều hành và cho phép phân phối lại ứng dụng phù hợp với nhu cầu user Môt ứng dụng được ảo hóa sẽ không được cài đặt lên máy tính một cách thông thường, mặc dù ở góc độ người sử dụng, ứng dụng vẫn hoạt động một cách bình thường Việc quản lý việc cập nhật phần mềm trở nên dễ dàng hơn, giải quyết sự đụng độ giữa các ứng dụng và việc thử nghiệm sự tương thích của 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

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 động tạo ra các desktop ảo và cung cấp các desktop ảo này đến các đối tượng sử dụng

Ảo hóa hệ thống máy 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 chủ ảo, giúp việc quản lý, chia sẻ tài nguyên tốt hơn, quản 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 dạng sau:

Host-based: Kiến trúc này sử dụng một lớp hypervisor chạy trên nền tảng hệ

điều hành, 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

Trang 26

hệ điều hành 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 hypervisor 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, 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 hành chạy trên nó Nói cách khác, các

hệ điều hành sẽ nằm trên các hypervisor dạng bare-metal hypervisor như là Oracle

VM, Vmware ESX Server, IBM’s POWER hypervisor, Microsoft’s Hyper-V, Citrix XenServer,…

3 Các công nghệ hỗ trợ Ảo hóa

Công nghệ ảo hóa là một tập hợp các tính năng phần cứng để cải thiện hiệu suất của phần mềm ảo hóa Phần mềm này được sử dụng để chạy các ứng dụng hoặc hệ điều hành trong một máy ảo, và nó cung cấp những yêu điểm sau:

 Khả năng dùng nhiều hệ điều hành cùng hoặc khác loại chạy trên cùng một máy vật lý Khả năng làm cho dễ dàng hơn để thiết lập môi trường đa

hệ điều hành cần thiết cho việc phát triển hệ thống, kiểm tra và hỗ trợ

 Tăng bảo mật hệ thống và độ tin cậy do môi trường máy ảo đang được độc lập với hệ điều hành máy chủ

Cả Intel và AMD đều chạy đua tich hợp công nghệ hỗ trợ ảo hóa vào bộ vi

xử lý của họ

Trang 27

Hình 2.2 Ảnh so sánh thị phần của Intel và AMD

Từ biểu đồ trên cho thấy đại đa số thị trường sử dụng chip Intel Công nghệ

ảo hóa Intel có 2 dòng chủ lực cho server là XEON và CORE I7 đối với XEON thì

có 3 dòng là E3, E5 và E7 trong đó E7 là mạnh nhất

3.2.1 Khái niệm RAID

RAID là chữ viết tắt của Redundant Array of Independent Disks có ngĩa là

sự tận dụng các phần dư trong các ổ cứng độc lập Ban đầu, RAID được sử dụng như một giải pháp phòng hộ vì nó cho phép ghi dữ liệu lên nhiều đĩa cứng cùng lúc RAID chính là sự kết hợp giữa các đĩa cứng vật lý bẳng cách sử dụng một trình điều khiển đặc biệt RAID có thể sử dụng như là một phần cứng lẫn phần mềm

Hệ thống RAID được dùng trong việc đảm bảo an toàn dữ liệu khi có ổ đĩa

bị lỗi và phục hồi lại các dữ liệu, có thể thay nóng ổ đĩa đối với một số loại RAID

Trang 28

và cũng còn tùy thuộc vào máy chủ RAID ngày càng trở nên cần thiết cho các hệ thống máy tính

Vì RAID mang tính toàn vẹn dữ liệu cao, phục hồi nhanh chóng nên RAID chủ yếu được ứng dụng vào các máy máy chủ, không phải là các máy bàn không thể dùng RAID được mà là do chi phí đầu tư khá tốn kém nên chỉ ở các hệ thống lớn đòi hỏi độ an toàn cho dữ liệu phải cao mới sử dụng

3.2.2 Các chuẩn RAID

Các chuẩn RAID là các công nghệ lưu trữ, phân tách dữ liệu được sử dụng trong RAID Các loại RAID hay còn gọi là cấp độ RAID là những chế độ RAID

được ứng dụng dựa trên các công nghệ của những chuẩn RAID

Các chuẩn RAID đang nghiên cứu và phát triển hiện nay:

a) Striping: là một trong những chuẩn RAID mang lại hiệu năng cao

nhất, nó giúp ta tăng tốc độ truy cập lên tối đa bằng cách ghi song song dữ liệu lên các ổ đĩa này Kỹ thuật này sẽ chia các tập tin dữ liệu

ra và ghi đồng thời lên ổ đĩa cứng trong cùng một thời gian Khi đọc thì cũng đọc cùng lúc trên tất cả các ổ đĩa làm cho tốc độ đọc cao, mang lại hiệu suất cao

Hình 2.3 Sơ đồ hoạt động của chuẩn Striping b) Duplexing:Còn gọi là chuẩn Ghép Đôi Đây là chuẩn mở rộng của

ánh xạ Dữ liệu cũng được ghi trên hai ổ cứng nhưng phải có hai bộ

Trang 29

điều khiển RAID kết nối với hai đĩa cứng Chi phí cho kĩ thuật này tốn kém hơn vì phải sử dụng hai bộ điều khiển và dung lượng lưu trữ thật sự chỉ bằng một nửa dung lượng của các ổ đĩa

Hình 2.4 Sơ đồ hoạt động của chuẩn Duplexing

c) Chuẩn Parity RAID: Đây là phương pháp bảo vệ an toàn cho dữ

liệu, nó sử dụng các thông tin mang tính chẵn lẻ bằng cách lưu giữ một con số nhị phân 0 hoặc 1 cho biết tổng các bit trong gói tin là chẵn hay lẻ Nếu dùng chuẩn này thì lợi ích lớn nhất của nó là không yêu cầu hệ thống RAID bớt đi một phần dung lượng để lưu trữ dữ liệu Nhưng khuyết điểm của nó là phải yêu cầu hệ thống có một phần cứng thật mạnh

3.2.3 Các loại RAID

a) RAID level 0:

Sử dụng chuẩn ghi song hành để ghi dữ liệu lên ổ đĩa Vì thế tốc

độ của chuẩn này thì nhanh và ít tốn kém vì chỉ dùng một thiết bị điều khiển RAID Nhược điểm của nó là không bảo đảm an toàn dữ liệu Khi một ổ cứng bị lỗi thì dữ liệu trên các ổ cứng còn lại sẽ không sử dụng được Không thể thay nóng ổ cứng vì nếu mất một ổ cứng thì toàn bộ dữ liệu sẽ không sử dụng được RAID 0 đòi hỏi ít nhất hai ổ đĩa và dung

Trang 30

lượng là tổng dung lượng RAID của các ổ đĩa Ví dụ có hai ổ đĩa 80GB thì RAID 0 sẽ tạo thành một ổ đĩa 160GB

Hình 2.5 Sơ đồ hoạt động của RAID level 0

b) RAID level 1:

Sử dụng chuẩn ánh xạ hay ghép đôi để ghi dữ liệu lên các ổ đĩa Tốc

độ truy xuất dữ liệu bình thường như đối với một ổ đĩa đơn Ưu điểm của RAID 1 là tính an toàn dữ liệu cao, vì dữ liệu được sao chép và lưu trữ trên hai ổ đĩa khác nhau Khi một ổ đĩa hỏng thì ổ đĩa thứ hai sẽ hoạt động và dữ liệu được đảm bảo an toàn Có thể thay nóng một ổ cứng bị hỏng Công nghệ này cũng đòi hỏi ít nhất hai ổ cứng, và dung lượng sau khi RAID 1 là một nửa tổng dung lượng RAID của các ổ đĩa Ví dụ có hai ổ đĩa 80GB sau khi RAID 1 sẽ tạo thành 1 ổ đĩa 80GB và một ổ dự phòng

Hình 2.6 Sơ đồ hoạt động của RAID 1

Trang 31

c) RAID level 5:

Đây là loại RAID phổ biến nhất hiện nay vì tốc độ nhanh và độ an toàn dữ liệu cao vì sử dụng kết hợp chuẩn ghi song hành và kiểm tra tính chẳn lẽ (parity) của dữ liệu để ghi lên ổ đĩa

Quá trình ghi và kiểm tra chẵn lẻ là khá phức tạp nên có thể hình dung theo hai quy luật là: Nếu tổng số bits nhiều nhất là số lẻ thì parity là bit 1 Nếu tổng số bits nhiều nhất là số chẳn thì parity là bit 0 Theo ví dụ hình 2.6 bên dưới nếu dữ liệu ghi vào đĩa 1 và đĩa 2 lần lượt là 1-0 Tổng

số bit là 1 nên parity sẽ là 1 Vậy dữ liệu ghi trên 3 đĩa lúc này là 1-0-1 Nếu đĩa 1 bị hư hỏng thì dữ liệu lúc này sẽ là -0-1 và dựa vào quy luật trên ta có thể suy ra dữ liệu trên ổ đĩa 1 là bit 1 Tương tự nếu ổ đĩa thứ hai bị hư thì dữ liệu sẽ là 1- 1 và dựa vào quy luật trên ta có thể suy ra bit trong ổ đĩa thứ hai là bit 0

Ta có thể thấy dữ liệu có thể được lấy lại một cách nhanh chóng Tuy nhiên để đầu tư cho phương pháp này thì khá tốn kém.Nó yêu cầu ít nhất ba ổ đĩa và dung lượng ổ đĩa tạo thành là tổng dung lượng RAID trừ

Định dạng
Số trang	63
Dung lượng	1,88 MB