Tìm hiểu công nghệ ảo hóa và đề xuất mô hình triển khai cho các đơn vị vừa và

Hiện tại, khi hệ thống truyền thông đến người dùng cuối đã được đảm bảo liên tục với băng thông tốc độ cao, giải ph p đang có tính thời sự và được tất cả các nhà cung cấp dành nhiều công

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là tìm hiểu và nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu nêu trong luận văn là trung thực và có cơ sở lý thuyết tham khảo

Kết quả đạt được trong luận văn là chưa từng nơi nào công bố

Tác giả

Nguyễn Hữu Tú

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 7

1.1 Sự cần thiết của đề tài 7

1.2 Mục tiêu ý nghĩa nghiên cứu: 8

1.3 Phạm vi nghiên cứu 8

1.4 Cấu trúc luận văn 9

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ CÔNG NGHỆ ẢO HÓA 10

2.1 ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 10

2.1.1 Khái niệm 10

2.1.2 Các thành phần của điện toán đám mây 10

2.1.3 Cơ sở hạ tầng 11

2.1.4 Những lợi ích của điện toán đám mây 12

2.1.5 Các mô hình điện toán đám mây 14

2.2 CÔNG NGHỆ ẢO HÓA 20

2.2.1 Khái niệm 21

2.2.2 Lịch sử ảo hóa 23

2.2.3 Tại sao phải ảo hóa? 24

2.2.4 Ảo hóa hoạt động như thế nào? 28

2.2.5 Phân loại ảo hóa 29

CHƯƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP ẢO HÓA 40

3.1 Giải pháp IBM VMware 40

3.1.1 Tính năng đa xử lý ( Symmetric multi-Processing- SMP) 45

3.1.2 Tính năng di chuyển máy ảo ( VMware Vmotion) : 45

3.1.3 Tính năng chuyển dổi tài nguyên ( Distributed resource scheduler- DRS) 46

3.1.4 Tính năng cân bằng tải ( High Availability -HA) 47

3.1.5 Tính năng chuyển đổi máy thật thành máy ảo (VMware convert): 48

3.2 Giải pháp ảo hóa mà nguồn mở KVM 49

3.2.1 Các tầng siêu giám sát (Hypervisor) 49

3.2.2 Mô phỏng thiết bị ( Quick emulator –QEMU) 50

3.2.3 Ảo hóa mạng (Virtual networking) 51

3.2.4 Công cụ và công nghệ ảo hóa ( VM tools and Technologies) 52

3.2.5 Quán lý máy ảo ( Local management) 52

3.3 Giải pháp ảo hóa của Citrix XEN 52

3.3.1 Giới thiệu Citrix 52

3.3.2 Công nghệ ảo hóa Citrix 53

3.4 Giải pháp ảo hóa của Microsoft Hyper V 55

3.4.1 Lợi ích của ảo hoá Hyper-V 55

3.4.2 Kiến trúc của Hyper-V 57

CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH ẢO HÓA HẠ TẦNG TÍNH TOÁN TRƯỜNG ĐẠI HỌC 61

4.1 Hạ tầng công nghệ thông tin trong trường đại học Quốc Gia Hà Nội 61 4.2 Đề xuất mô hình ảo hóa trong trường Đại học Quốc gia Hà Nội 65

KẾT LUẬN 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt (nếu có)

4 Information Technology(IT) Công nghệ thông tin

6 Direct Attached Storage(DAS) Lưu trữ qua thiết bị gắn trực tiếp

7 Distributed server Máy chủ phân tán

8 Fullvirtualization Ảo hóa hoàn toàn

9 Infrastrucure as a Service (IaaS) Giải pháp hạ tầng như là một dịch vụ

10 Paravirtualization Ảo hóa một phần

11 Platform as a Service(PaaS) Giải pháp nền tảng như là một dịch

vụ

12 Network Attached Storage(NAS) Lưu trữ qua mạng ip

13 Infrastrucure as a Service (IaaS) Giải pháp hạ tầng như là một dịch vụ

14 Service Level Agreement(SLA) Thảo thuận mức độ dịch vụ

15 Software as a Service(SaaS) Giải pháp dịch vụ như là dịch vụ

17 Storage Area Network (SAN) Lưu trữ qua mạng chuyên dụng

Danh mục các hình ảnh, đồ thị

nh nh C c mô h nh điện to n đ m mây 15

nh iải pháp hạ tầng như một dịch vụ 20

nh h i niệm ảo hóa máy chủ trong doanh nghiệp –Theo [3] 22

nh iểu đồ khảo sát mục đích ảo hóa? Theo [3] 26

nh ết quả khảo sát 300 CIO về động lực sử dụng ảo hóa 27

nh hảo s t động lực để áp dụng ảo hóa 28

nh Ảo hóa hoạt động như thế nào 28

nh iải ph p lưu trữ truyền thống - DAS 31

nh Ảo hóa mạng 37

nh Ảo hóa ứng dụng 38

nh Kiến trúc cơ sở hạ tầng của trung tâm dữ liệu 40

nh ết nối hệ thống cơ sở dư liệu 41

nh iến trúc mạng trong hệ thống VMware 42

nh M y chủ quản lý tập trung 43

nh iến trúc ảo hóa trung tâm dữ liệu 44

nh M ar motion 46

nh M ar 47

nh 8 VMware Hight Availability 48

nh iến trúc của KVM 49

nh C c phần lõi của thiết bị 50

nh : Ảo hóa mạng trong KVM 51

nh Cấu trúc ảo hóa Hypervisor 58

nh ảng giá của các phiên bản Windows Server 2008 59

nh o s nh c c giải pháp ảo hóa 60

nh Mô h nh ảo hóa và giải pháp ảo hóa 66

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

1.1 Sự cần thiết của đề tài

Từ nhiều năm trở lại đây môi trường phát triển các ứng dụng CNTT đã chuyển từ d sktop sang môi trường Client – Server hoặc Web based Client

Server Vì vậy mỗi nghiên cứu, mỗi ứng dụng CNTT phát sinh lại đòi hỏi phải có

những rv r tương ứng

Trong công tác nghiên cứu của mình mỗi nhóm nghiên cứu hoặc mỗi cán

bộ sinh viên luôn có nhu cầu về những server – thiết bị tính toán xử lý thông tin

mạnh, chúng có thể được đòi hỏi kết nối trực tuyến vào Internet / VinaREN hoặc

không Trong thời gian nghiên cứu thử nghiệm và đào tạo cán bộ, sinh viên cũng

cần có những s rv r riêng để thực hiện những đề tài của mình

Trong công tác quản lý, tiến tới xây dựng một đại học theo mô hình số hóa, việc tin học hóa toàn diện các nghiệp vụ quản lý của nhà trường và cung cấp các

biểu bảng thống kê tổng hợp cũng đòi hỏi phải xây dựng hàng loạt các ứng dụng

và c c s rv r để chạy các ứng dụng cũng như cơ sở dữ liệu liên quan Nhu cầu về

việc đầu tư mua sắm các server cho các nhóm nghiên cứu, c c s rv r đ p ứng nhu

cầu phát sinh từ công t c đào tạo và các server chạy các ứng dụng quản lý là rõ

ràng và rất lớn Thực tế trong những năm qua, dù gặp khó khăn về kinh phí khiến

nhà trường không thể đầu tư mua sắm bổ sung thay thế các server của hệ thống

mạng nhưng vẫn phải đầu tư rải rác mua sắm các server trang bị cho c c đơn vị

nghiên cứu đào tạo (c c trường và Trung tâm nghiên cứu)

Tuy nhiên, vì những yêu cầu về cấu hình, tài nguyên tính toán xử lý thông tin của mỗi nhóm nghiên cứu hay cá nhân là rất khác nhau và thời gian sử dụng

c c tài nguyên này cũng kh c nhau và không phải luôn luôn sử dụng các tài

nguyên này ở mức tối đa nên về tổng thể, c c s rv r này không được tổ chức sử

dụng một cách tối ưu iệc tổ chức khai thác tối ưu tài nguyên trong hệ thống

nguyên đòi hỏi những giải pháp công nghệ phức tạp và đối mặt với nhiều khó

khăn trong quản lý, cấu h nh cũng như gây tốn kém về năng lượng vận hành duy

trì (nguồn điện cấp cho server, thiết bị liên quan và hệ thống làm mát)

Hiện tại, khi hệ thống truyền thông đến người dùng cuối đã được đảm bảo liên tục với băng thông tốc độ cao, giải ph p đang có tính thời sự và được tất cả

các nhà cung cấp dành nhiều công sức phát triển và phổ cập là xây dựng các hệ

thống tích hợp tính toán xử lý dữ liệu tập trung, tiến hành ảo hóa toàn bộ tài

nguyên và tổ chức chia sẻ tài nguyên cho người dùng (các server ảo với số lượng

CPU, AM, dung lượng lưu trữ ngoài x c định theo từng nhu cầu cụ thể của từng

người dùng ở từng giai đoạn khác nhau) Thậm chí, nắm bắt nhu cầu thị trường và

dựa trên nền tảng của giải ph p này, đã xuất hiện những dịch vụ cung cấp các tài

nguyên ảo về tính toán xử lý thông tin, th o đó những đơn vị không có đặc thù

riêng nào đó có thể thuê bao các tài nguyên ảo và trả phí định kỳ

Chính vì vậy tôi đã quyết định thực hiện đề tài “Mô hình ảo hóa và giải pháp ảo hóa hạ tầng tính toán trong các trường Đại học”

1.2 Mục tiêu ý nghĩa nghiên cứu:

Nghiên cứu này đề xuất xây dựng hệ thống tính toán xử lý thông tin của nhà trường th o định hướng đầu tư tập trung các server, tích hợp chúng trong một

môi trường ảo hóa và tổ chức chia sẻ một cách tối ưu cho người dùng theo nhu

cầu ở từng giai đoạn cụ thể

1.4 Cấu trúc luận văn

Cấu trúc luận văn bao gồm Chương

Chương 1: Đặt vấn đề

Chương này tập trung xây dựng tính cấp thiết của việc thực hiện nghiêncứu cũng như phạm vi và thời gian nghiên cứu và những kết quả mong muốn đạt được

của đề tài

Chương 2: Tổng quan về điện toán đám mây và công nghệ ảo hóa

Trong chương này giới thiệu lý thuyết về điện to n đ m mây và công nghệ ảo

hóa Tại sao phải ảo hóa?

Chương 3: Các giải pháp ảo hóa

Tìm hiểu các giải pháp của các hãng lớn và c c đặc điểm ưu thế của từng loại giải

pháp từ đó ta sẽ lựa chọn giải pháp áp dụng

Chương 4: Đề xuất mô hình ảo hóa hạ tầng tính toán

Dựa vào những nghiên cứu, tìm hiểu về các giải pháp và khảo sát hạ tầng tính

to n trong trường Đại học Quốc gia Hà Nội để đưa ra mô h nh ảo hóa, và áp

dụng công nghệ ảo hóa nhằm tối ưu hóa tài nguyên hệ thống,

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ CÔNG

cấp phát tự động và thể hiện như một hay nhiều tài nguyên tính toán độc lập

dựa trên sự đồng thuận ở mức dịch vụ được thiết lập thông qua quá trình đàm

phán giữa người sử dụng và nhà cung cấp.”

Th o [ ] “Điện toán đám mây (cloud computing) là một mô hình điện toán có khả năng co giãn (scalable) linh động và các tài nguyên thường được ảo hóa và

được cung cấp như một dịch vụ trên mạng Internet”

2.1.2 Các thành phần của điện toán đám mây

Một c ch đơn giản, giải ph p điện to n đ m mây được cấu tạo từ nhiều thành phần bao gồm: những máy client, trung tâm dữ liệu (datacenter) và các máy

chủ phân tán (distributed servers) Các thành phần này tạo nên ba phần của giải

ph p điện to n đ m mây Mỗi phần có mục đích và vai trò cụ thể trong việc cung

cấp ứng dụng chức năng đ m mây

Máy trạm (Clients): Thông thường, Clients là những m y tính để bàn, nhưng

Cli nts cũng có thể là những laptop, tablet, hay các thiết bị di dộng

Trung tâm dữ liệu (Datacenter): Trung tâm dữ liệu là tập hợp các máy chủ nơi

mà các ứng dụng của khách hàng đăng kí được lưu trữ Xu hướng phát triển của

công nghệ hiện nay là ảo hóa máy chủ Nghĩa là, phần mềm cho phép cài đặt

nhiều thể hiện máy chủ ảo để sử dụng Theo cách này, ta có thể có hàng chục máy

chủ ảo trên một máy chủ thực

Máy chủ phân tán (Distributed Servers): Các máy chủ không đặt cùng một

vị trí mà các máy chủ này được đặt ở nhiều vị trí kh c nhau Phương ph p này sẽ

cũng cấp các dịch vụ một cách linh hoạt hơn trong việc lựa chọn và bảo mật

2.1.3 Cơ sở hạ tầng

Cơ sở hạ tầng được triển khải theo nhiều cách và sẽ phụ thuộc vào các ứng dụng và cách lựa chọn để xây dựng giải ph p đ m mây Đây chính là một trong

những ưu điểm chính khi sử dụng đ m mây Nhu cầu của bạn là cần một số lượng

lớn máy chủ vượt xa sự mong muốn hoặc chi phí cho việc chạy chúng Ngoài ra,

ta rất có thể chỉ cần một bộ xử lí mạnh, do đó ta không muốn mua và chạy một

server chuyên dụng Giải phải đ m mây đ p ứng cả 2 nhu cầu đó

- Điện to n lưới (Grid Computing ) Điện to n lưới thường bị nhầm lần với điện to n đ m mây, nhưng chúng kh kh c nhau Điện to n lưới ghép tài nguyên

của nhiều m y tính để giải quyết một vấn đề trong cùng một thời gian

Ưu điểm :

 Đây là phương ph p hiệu quả về phí tổn để sử dụng một số lượng tài nguyên máy tính

 Là c c để giải quyết các vấn đề khi cần một số lượng lớn toán phức tạp

 Tài nguyên nhiều máy tính có thể hợp tác chia sẻ, mà không có một máy tính nào quản lí

- Ảo hóa hoàn toàn ( Fullvirtualization) là một kĩ thuật mà trong đó cài đặt đầy đủ một máy chạy trên một máy khác Kết quả là một hệ thống sẽ có tất cả

phần mềm đang chạy trên s rv r đều chạy trong một máy ảo

Mục đích :

 Chia sẻ một hệ thống máy tính giữa nhiều người dùng

 Cô lập những người sử dụng với nhau và cô lập những người sử dụng với chương tr nh điều khiển

 Mô phỏng phần cứng trên thiết bị khác

- Ảo hóa một phần (Paravirtualization) Ảo hóa một phần cho phép nhiều hệ điều hành chạy trên một thiết bị phần cứng tại cùng một thời điểm và hiệu quả

hơn cho việc sử dụng tài nguyên hệ thống, như vi xử lý và bộ nhớ Ảo hóa một

phần làm việc tốt nhất với các dạng triển khai như

 Khôi phục sự cố (Disaster recovery) trong trường hợp một sự cố xảy ra, đối tượng khách hàng có thể chuyển tới phần cứng kh c cho đến khi thiết bị có

thể được sử chữa

 Khả năng dịch chuyển (Magration) : Chuyển tới một hệ thống mới dễ hơn

và nhanh hơn bởi đối tượng khách hàng có thể được gỡ bỏ từ phần cứng cơ bản

 Quản lý dung lượng lưu trữ (Capacity management) : bởi vì magration dễ dàng, quản lý dung lượng lưu trữ đơn giản hơn cho việc thực thi Dễ dàng thêm

nhiều khả năng xử lí hoặc dung lượng ổ cứng trong môi trường ảo

2.1.4 Những lợi ích của điện toán đám mây

Một định nghĩa cho điện to n đ m mây có thể được đưa ra như là một mô hình máy tính mới mà ở đó dữ liệu và các dịch vụ được đặt tại các trung tâm dữ

liệu có thể mở rộng trong c c đ m mây và có thể được truy cập từ bất kỳ thiết bị

nào qua internet

Cung cấp các dịch vụ khác nhau trên các máy ảo được cấp phát trong một tập hợp các máy tính vật lý lớn nằm trong đám mây Điện to n đ m mây trở nên

tập trung chỉ khi chúng ta suy nghĩ về c i mà CNTT đã luôn luôn mong muốn -

một c ch để tăng năng lực hoặc thêm các khả năng kh c nhau vào thiết lập hiện

tại mà không cần đầu tư vào cơ sở hạ tầng mới, đào tạo nhân viên mới hoặc cấp

giấy phép mới phần mềm à đ m mây điện to n đã cung cấp một giải pháp tốt

có thể được thay đổi để đ p ứng các nhu cầu hiện tại của người dùng Cơ sở của

Điện to n đ m mây là tạo ra một tập các máy chủ ảo rộng lớn và khách hàng sẽ

truy cập chúng Bất thiết bị truy cập b nào cũng có thể được sử dụng để truy

cập vào các nguồn tài nguyên thông qua các máy chủ ảo Căn cứ vào tính toán

nhu cầu của khách hàng, cơ sở hạ tầng được phân bổ cho khách hàng có thể được

tăng lên hoặc hạ xuống

Từ quan điểm kinh doanh điện toán đám mây là một phương pháp để giải quyết khả năng mở rộng và những mối quan tâm cho các ứng dụng quy mô lớn,

trong đó bao gồm việc chi phí ít hơn Bởi v tài nguyên được phân bổ cho khách

hàng có thể dựa trên nhu cầu khác nhau của khách hàng và có thể được thực hiện

mà không phiền phức nào, các nguyên cần thiết là rất ít

Những đặc trưng của điện toán đám mây

Tự Sửa Chữa: Bất kỳ ứng dụng hoặc dịch vụ nào đang chạy trong một môi

trường điện to n đ m mây có một tính chất tự sửa chữa Trong trường hợp ứng

dụng thất bại, luôn luôn có một dự phòng tức thời của ứng dụng sẵn sàng để cho

công việc không bị gi n đoạn Có nhiều bản sao của cùng một ứng dụng - mỗi

bản cập nhật chính nó thường xuyên vì vậy ở những lần thất bại, có ít nhất một

bản sao của ứng dụng có thể lấy lên hoạt động mà thậm chí không cần thay đổi

nhỏ nào trong trạng thái chạy của nó

Nhiều người sử dụng: Với điện to n đ m mây, bất kỳ ứng dụng nào cũng hỗ

trợ đa người dùng - đó là khái niệm dùng để chỉ nhiều người sử dụng đ m mây

trong cùng thời gian Hệ thống cho phép một số khách hàng chia sẻ cơ sở hạ tầng

được phân bổ cho họ mà không ai trong họ nhận biết về sự chia sẻ này Điều này

được thực hiện bởi việc ảo hóa các máy chủ trong một dải c c m y tính và sau đó

cấp phát các máy chủ đến nhiều người sử dụng Điều này được thực hiện theo

c ch mà trong đó sự riêng tư của người sử dụng và bảo mật của dữ liệu của họ

không bị tổn hại

Khả năng mở rộng tuyến tính: Dịch vụ điện to n đ m mây có khả năng mở

rộng tuyến tính Hệ thống có khả năng phân chia các luồng công việc thành phần

nhỏ và phục vụ nó qua cơ sở hạ tầng Một ý tưởng chính xác của khả năng mở

rộng tuyến tính có thể được lấy từ thực tế là nếu một máy chủ có thể xử lý

1000 giao dịch trong một giây, thì hai máy chủ có thể xử lý 2.000 giao dịch trong

một giây

Hướng dịch vụ: Hệ thống Điện to n đ m mây là tất cả các dịch vụ th o định

hướng – những dịch vụ như vậy được tạo ra từ những dịch vụ rời rạc khác Rất

nhiều dịch vụ rời rạc như vậy là sự kết hợp của nhiều dịch vụ độc lập khác với

nhau để tạo dịch vụ này Điều này cho phép việc tái sử dụng các dịch vụ khác

nhau sẵn có và đang được tạo ra Bằng việc sử dụng các dịch vụ đã được tạo ra

trước đó, những dịch vụ khác có thể được tạo ra từ đó

Thỏa thuận số lượng dịch vụ(Service level agreement-SLA): Thông thường

các doanh nghiệp có thỏa thuận về số lượng dịch vụ Khả năng mở rộng và các

vấn đề có sẵn có thể làm cho các thỏa thuận này bị phá vỡ Tuy nhiên, các dịch vụ

điện to n đ m mây là hướng LA, như việc khi hệ thống có kinh nghiệm đạt đỉnh

của tải, nó sẽ tự động điều chỉnh chính nó để tuân thủ các thỏa thuận ở cấp độ

dịch vụ Các dịch vụ sẽ tạo ra thêm những thực thể của ứng dụng trên nhiều máy

chủ để cho việc tải có thể dễ dàng quản lý

Khả năng ảo hóa: Các ứng dụng trong điện to n đ m mây hoàn toàn t ch rời

khỏi phần cứng nằm bên dưới Môi trường điện to n đ m mây là một môi trường

ảo hóa đầy đủ

Linh hoạt: Một tính năng kh c của các dịch vụ điện to n đ m mây là chúng

linh hoạt Chúng có thể được dùng để phục vụ rất nhiều loại công việc có khối

lượng khác nhau từ tải nhỏ của một ứng dụng nhỏ cho đến tải rất nặng của một

ứng dụng thương mại

2.1.5 Các mô hình điện toán đám mây

ưới đây là mô h nh chung của điện to n đ m mây

- Hệ thống giao tiếp phần cứng ( Commodity Hardware)

 Hệ thống máy chủ

 Hệ thống lưu trữ

 Hệ thống mạng

- Nền tảng chạy dịch vụ ( Platform as a Service)

 Các hệ điệu hành chạy trên máy chủ

 Các nền tảng chạy ứng dụng trên hệ điều hành đó

- Ứng dụng ( Applications)

 Bao gồm các ứng dụng

 Các hệ thống quản lý

Hình 1 Hình Các mô hình điện toán đám mây

2.1.5.1 Giải pháp hạ tầng như một dịch vụ (Infrastrucure as a Service -IaaS):

Giải pháp hạ tầng như một dịch vụ là một mô hình triển khai ứng dụng mà ở

đó người cung cấp cho phép người dùng sử dụng dịch vụ theo yêu cầu Những

nhà cung cấp IaaS có thể lưu trữ ứng dụng trên máy chủ của họ hoặc tải ứng dụng

xuống thiết bị của khách hàng sẽ vô hiệu hóa sau khi kết thúc thời hạn Một số

phần mềm được cung cấp như

 Bùng nổ lên đ m mây (Cloudbursting)

 Điện toán nhiều bên thuê (Multi-tenant computing)

 Phân nhóm tài nguyên (Resource pooling)

 Trình siêu giám sát (Hypervisor)

Một số lợi ích :

Đối với các doanh nghiệp, lợi ích lớn nhất của IaaS thể hiện qua một khái niệm

được gọi là cloudbursting — quá trình này giảm tải các tác vụ lên đ m mây nhiều

lần khi cần nhiều tài nguyên tính toán nhất Tiềm năng để tiết kiệm vốn thông qua

việc bùng nổ lên đ m mây là rất lớn, vì các doanh nghiệp sẽ không cần phải đầu

tư thêm c c m y chủ thường chỉ chạy 70% công suất hai hoặc ba lần trong năm,

thời gian còn lại chỉ chạy 7-10% tải

Tuy nhiên, đối với c c doanh nghiệp để lợi dụng Iaa th o khả năng này, c c bộ

phận CNTT phải có khả năng xây dựng và triển khai thực hiện phần mềm xử lý

có khả năng phân phối lại c c quy tr nh xử lý lên một đ m mây Iaa Có bốn lý

do quan trọng để xây dựng và triển khai thực hiện phần mềm có thể quản lý c c

quy tr nh phân phối lại:

 iệc ph t triển cho một Iaa độc quyền của một nhà cung cấp cụ thể có thể chứng tỏ là một sai lầm đắt gi nếu nhà cung cấp ngừng kinh doanh

 Phần mềm phân phối tài nguyên tốt rất phức tạp và thường đòi hỏi c c tài nguyên nhà ph t triển hàng đầu mà gi không hề rẻ ạn sẽ tiết kiệm cho m nh và

tổ chức của bạn rất nhiều thời gian và c c chi phí không dự tính trước được bằng

c ch dự kiến ngân s ch từ trước nhiều hơn để mua tài nguyên tốt nhất mà bạn có

thể t m thấy

 ạn sẽ gửi đi những g để xử lý trong đ m mây? iệc gửi c c dữ liệu như

là thông tin nhận dạng c nhân, thông tin tài chính, dữ liệu chăm sóc sức khỏ sẽ

đ dọa vi phạm tuân thủ quy định bảo vệ dữ liệu của Đạo luật arban s-Oxley

( OX), của Công nghiệp thẻ thanh to n (PCI), hoặc của Đạo luật di chuyển và

tr ch nhiệm về bảo hiểm y tế ( IPAA) của Mỹ

 Cần phải hiểu rõ c c mối nguy hiểm của việc gửi đi c c qu tr nh xử lý quyết định hoạt động hàng ngày của doanh nghiệp Một ý tưởng tốt là bắt đầu

bằng c ch vẽ một bảng và đặt c c qu tr nh xử lý liên quan đến dữ liệu thiết yếu

phải tuân thủ quy định vào một cột, c c t c vụ thiết yếu cho kinh doanh vào cột

thứ hai, và c c t c vụ không thiết yếu vào cột thứ ba au đó, lập kế hoạch cho

phần mềm chỉ giảm tải c c mục trong cột thứ ba trong vòng lặp đầu tiên

2.1.5.2 Giải pháp nền tảng như là một dịch vụ (Platform as a serivce

-PaaS)

Tiếp bước SaaS, Giải pháp nền tảng như là một dịch vụ là một mô hình chuyển

giao ứng dụng khác PaaS cung cấp tất c c tài nguyên được yêu cầu và dịch vụ

một c ch đầy đủ từ Internet, mà không phải tải xuống và cài đặt phần mềm

vụ quản lý đồng thời, khả năng mở rộng, tránh lỗi đồng thời và bảo mật

PaaS mạng lại cho nhà cung cấp tận dụng tài nguyên vô hạn của một cơ sở hạ tầng đ m mây Tất nhiên cáci vô hạn của c c tài nguyên điện to n đ m mây chỉ là

PaaS cho các nhà phát triển là điện to n đ m mây chỉ áp dụng cho các nhà quản trị mạng Nhưng sự hiểu lầm này bỏ qua nhiều khả năng mà điện toán

đ m mây mang lại cho các nhóm phát triển và bảo đảm chất lượng

- Tiếp nhận và triển khai máy chủ

- Cài đặt hệ điều hành, c c môi trường thời gian chạy, kho lưu trữ kiểm soát mã nguồn, và bất kỳ phần mềm trung gian cần thiết nào khác

- Cấu hình hệ điều hành, c c môi trường thời gian chạy, kho lưu trữ và phần mềm trung gian bổ sung

- Di chuyển hoặc sao chép mã hiện có

- Kiểm tra và chạy mã chắc chắn mọi thứ đang hoạt động

Để minh họa hai "thành phần" này, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn vào c c

định nghĩa của chúng Một nền tảng điện toán, dưới dạng đơn giản nhất, đề cập

đến một nơi mà phần mềm có thể được chạy một cách nhất quán miễn là mã đ p

ứng được các tiêu chuẩn của nền tảng đó Các ví dụ phổ biến của các nền tảng

gồm có Windo s™, Appl Mac O X, và Linux® cho c c hệ điều hành; Google

Android, Windo s Mobil ®, và Appl iO cho điện to n di động; và Adobe®

AI ™ hay Microsoft® NET Fram ork cho c c khung phần mềm Điều quan

trọng cần nhớ là không phải bạn đang nói về chính phần mềm mà là về nền tảng

mà phần mềm được xây dựng để chạy trên đó

Mối quan hệ giữa c c nhóm điện to n đ m mây và c c phần tử của PaaS

2.1.5.3 Giải pháp dịch vụ như là một dịch vụ (Software as a Service

-SaaS)

C c đối tượng khách hàng thay vì phải mua các máy chủ, phần mềm và phải trả tiền cho khu vực đặt máy chủ tại các trung tâm dữ liệu, thì họ có thể thuê của

các nhà cung cấp dịch vụ điện to n đ m mây và có thể chạy những thứ họ muốn

SaaS cho phép ta thuê c c tài nguyên như

o Không gian máy chủ

sẽ được quản lý tập trung Việc kết hợp của nhiều công nghệ và dịch vụ tốt nhất

sẽ được đưa đến người dùng

Hiện nay nhiều công ty áp dụng mô hình triển khai SaaS Ví dụ bạn hãy tưởng tượng có một ứng dụng web bán ra ngoài thị trường, bạn thấy rõ những dấu hiệu

b o trước sự thua lỗ của ứng dụng đó, rất mất thời gian setup một web ứng dụng

cho một máy chủ đơn lẻ và nhận ra rằng mẫu hình Phần mềm là dịch vụ SaaS trên

một cơ sở hạ tầng đ m mây mà bạn đang hướng tới Khi ứng dụng đã nằm trên hạ

tầng SaaS bạn rất dễ dàng cung cấp cho nhiều khách hàng

Các yếu tố ảnh hướng đến việc chuyển đổi từ một ứng dụng web thành ứng dụng SaaS bao gồm:

- Ứng dụng phải hỗ trợ nhiều bên thuê

- Ứng dụng phải có một số mức tự đăng ký dịch vụ

- Phải có cơ chế thuê bao/ tính cước hiện hành

- Ứng dụng phải có khả năng mở rộng một cách hiệu quả

- Phải có các chức năng hiện hành để theo dõi, cấu hình và quản lý ứng dụng và những bên thuê

- Phải có cơ chế để hỗ trợ nhận dạng và xác thực người dùng duy nhất Tương lai một doanh nghiệp có thể tất cả các dịch vụ quản lý ứng dụng sẽ được tập trung vào nền tảng aa như E P, M, Accounting,…

Hình 2 Giải pháp hạ tầng như một dịch vụ

2.2 CÔNG NGHỆ ẢO HÓA

Như chúng ta đã biết ảo hóa đang là lĩnh vực nóng ở Việt Nam cũng như toàn thế giới Nhiều nền tảng ảo hóa mới xuất hiện có cả giải pháp phần mềm và

phần cứng

Kỹ thuật “ ảo hóa” đã không còn xa lạ với thực tế đời thường kể từ khi VMware giới thiệu sản phẩm M ar Workstaion đầu tiên vào năm ản

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 m y tính “ảo” chạy đồng thời

nhiều hệ điều hành ( Đ ) kh c nhau trên cùng một m y tính “thực” ( kh c với

chế độ ” khởi động kép” – m y tính được cài nhiều Đ và có thể chọn lúc khởi

động nhưng mỗi lúc chỉ làm việc được với Đ )

M ar , được EMC ( hãng chuyên về lĩnh vực lưu trữ) mua lại vào tháng 12 năm , đã mở rộng lĩnh vực ảo hóa từ m y tính để bàn đến máy chủ (server)

và hiện hãng vẫn đang giữ vai trò thống lĩnh thị trường ảo hóa, tuy nhiên

M ar không “ độc tôn” mà phải cạnh tranh với nhiều hãng ảo hóa kh c như

XEN, Virtualization Engine của IBM, Hyper-V của Microsoft, Virtual Kernel

Manag m nt,… Và “ảo hóa” cũng không bó hẹp trong một lĩnh vực và mở rộng

cho toàn bộ hạ tầng công nghệ thông tin (CNTT), từ phần cứng như chip xử lý

cho đến hệ thống máy chủ và hệ thống mạng

2.2.1 Khái niệm

Trước khi tiếp tục phân tích sâu thêm về ảo hóa, chúng ta hãy cùng xây dựng một c ch nh n chung để giải đ p câu hỏi ảo hóa là g ? Có nhiều c ch tiếp cận

kh c nhau để giải thích kh i niệm ảo hóa và nhiều khi nhận thức của chính bộ

phận IT trong c c N về thế nào là ảo hóa cũng không hoàn toàn thống nhất

Trong cuộc thăm dò ý kiến do tổ chức trat gic Couns l thực hiện năm , c c

ý kiến đưa ra cho câu hỏi về kh i niệm ảo hóa m y chủ được tổng hợp như trong

hình 1.2.1 % số câu trả lời coi ảo hóa m y chủ đồng nghĩa với ảo hóa phần

cứng hoặc hệ điều hành (hard ar /O virtualization), % cho rằng ảo hóa là sự

phân chia t ch bạch m y chủ thành c c phần độc lập (hard partitioning), % cho

rằng c c giải ph p clust r cũng được coi là ảo hóa

Hình 3 Khái niệm ảo hóa máy chủ trong doanh nghiệp –Theo [3]

Theo [3] Độc lập với những ý kiến cụ thể như trên, chúng ta có thể hiểu một cách khái quát và đơn giản khái niệm ảo hóa Ảo hóa (virtualization), theo

đúng nghĩa của từ này, là làm cho một sự vật có bản chất A dường như trở thành

một sự vật khác có bản chất B từ góc nhìn của người sử dụng (NSD) sự vật đó

Nói cách khác, NSD chỉ biết đến và chỉ nhìn thấy bản chất B của sự vật, đối với

họ bản chất A được ảo hóa thành bản chất B

Áp dụng c ch tiếp cận kh i niệm ảo hóa như trên, trong trường hợp ảo hóa phần cứng/m y chủ, N /c c ứng dụng nhận biết m y chủ ảo giống như một

m y vật lý độc lập có đủ c c tài nguyên cần thiết (bộ vi xử lý, bộ nhớ, kết nối

mạng…) Trong khi thực tế là c c m y chủ ảo không hề có những tài nguyên độc

lập như vậy M y ảo chỉ sử dụng c c tài nguyên đã được g n cho chúng từ m y

chủ vật lý gốc (thường được nhắc đến với thuật ngữ hosting s rv r hay hosting

machin ) Ở đây, bản chất A là m y ảo sử dụng c c tài nguyên của m y chủ gốc

ản chất là m y ảo có thể hoạt động như một m y vật lý độc lập Trong trường

hợp c c giải ph p clust r, N /c c ứng dụng nhận biết rằng ứng dụng dường như

đang chạy trên một m y chủ duy nhất ản chất A là ứng dụng đang được phân

tải về nhiều m y chủ vật lý kh c nhau trong clust r Điều đó được ảo hóa thành

bản chất là ứng dụng dường như chỉ chạy trên một nguồn tài nguyên vật lý duy

nhất

Ảo hóa là công nghệ được thiết kế để tạo ra tầng trung gian giữa hệ thống phần cứng 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 Mỗi một máy ảo

đều có một thiết lập nguồn hệ thống riêng rẽ, hệ điều hành riêng và các ứng dụng

riêng

2.2.2 Lịch sử ảo hóa

Giữa những năm , I M’s Cambridg ci ntific C nt r đã tiến hành phát triển sản phẩm CP-40, sản phẩm đầu tiên của dòng CP/CM Nó được chính

thức đưa vào sản xuất vào tháng năm Ngay từ khi thiết kế CP-40 [3] được

đặt mục đích phải sử dụng được ảo hóa đầy đủ Để làm được yêu cầu này nó yêu

cầu phần cứng và c c đoạn mã của S/360-40 phải kết hợp hoàn chỉnh với nhau,

nó phải cung cấp cách truy cập xử lý c c địa chỉ vùng nhớ, tập lệnh CPU và các

tính năng ảo hóa

CP/CMS bao gồm 2 thành phần: CP-Control program làm nhiệm vụ tạo môi trường ảo hóa, thay v chia đều nguồn tài nguyên hệ thống ra cho mọi người sử dụng như trong hệ thống mainfram trước đây, CP cung cấp cho mỗi

người dung một máy ảo System/360 với mỗi máy lại có khả năng chạy bất kỳ

phần mềm nào có trên máy chủ và hoạt động như một máy tính cá nhân

CM Cambridg Monitor yst m ( sau này đổi là Conversational Monitor System) chạy như một Guest OS trong máy ảo được tạo ra bởi CP Nó hoạt động

bằng cách tạo ra nhiều bản copy của CMS bên trong CP virtual machines thay vì

chạy nhiều bản virtual machin , điều này giúp giảm tiêu hao về tài nguyên tốt

hơn CP/CM virtual machin đã trở thành nền tảng quan trọng cho những hệ

thống ảo hóa sau này

Năm I M tung sản phẩm I M/ Nhưng điều khiến người dùng thất vọng nhất về sản phẩm đó là nó không có tính năng virtual m mory

Năm , I M thay đổi hướng phát triển sản phẩm / có tính năng virtual memory, và công bố một số hệ thống virtual storage operation systems

Năm M ar giới thiệu sản phẩm VMware Workstation 6.5, sản phẩm đầu tiên cho phép c c chương tr nh của Windows và Linux

2.2.3 Tại sao phải ảo hóa?

Tại sao nên p dụng ảo hóa? Một c ch kh i qu t, lợi ích của việc p dụng

c c công nghệ ảo hóa có thể tóm gọn trong những điểm chính như sau

Ảo hóa mở ra khả năng tận dụng một cách tối ưu nguồn tài nguyên hệ thống, hay nói cách khác là tăng hiệu suất sử dụng của hệ thống iệc c c nguồn tài

nguyên vật lý riêng rẽ được hợp nhất thành một nguồn chung nhờ p dụng ảo hóa

cho phép sự phân bổ và chia sẻ linh hoạt tài nguyên cho c c đối tượng sử dụng

nguồn tài nguyên hợp nhất ự bất hợp lý về hiệu suất sử dụng (tức là trường hợp

một nguồn tài nguyên vật lý có hiệu suất thấp, trong khi một nguồn tài nguyên vật

lý kh c lại có tải qu cao) sẽ được giảm thiểu

Ảo hóa giúp giảm chi phí đầu tư và vận hành ới việc p dụng công nghệ

ảo hóa, sẽ cần ít thiết bị phần cứng hơn, kéo th o giảm bớt diện tích sử dụng để

lưu chứa c c thiết bị phần cứng (phòng m y chủ, trung tâm dữ liệu), và như vậy

nhu cầu và chi phí năng lượng như nguồn điện, chi phí làm m t để bảo đảm điều

kiện hoạt động cho c c thiết bị phần cứng cũng sẽ giảm đi ơn thế nữa, trong

nhiều trường hợp, sử dụng c c m y (m y chủ) ảo có thể làm giảm số bản quyền

phần mềm cần mua so với khi dùng m y vật lý, tạo ra sự tiết kiệm chi phí bản

quyền Ảo hóa mở ra khả năng linh hoạt cao của hệ thống Ảo hóa cung cấp c c

môi trường độc lập cho thử nghiệm, ph t triển và ứng dụng c c công nghệ mới

C c m y chủ ảo có thể dùng làm môi trường thử nghiệm Điều này cho phép tận

dụng nguồn tài nguyên của c c thiết bị vật lý có sẵn mà vẫn không làm ảnh

hưởng đến môi trường hoạt động chính, v c c m y ảo được hoạt động một c ch

hoàn toàn độc lập

Ảo hóa góp phần tăng cường tính liên tục trong hoạt động (business continuity) và bảo mật của hệ thống các ứng dụng í dụ, việc sao lưu c c m y

ảo có thể thực hiện dễ dàng v thông thường m y chủ ảo là một tập tin (fil ) trên

m y chủ vật lý gốc, chỉ cần sao lưu tập tin này là đủ C c tính năng ưu việt của

c c phần mềm ảo hóa cũng cho phép thiết lập sự kết hợp c c m y ảo cài đặt trên

c c m y chủ vật lý kh c nhau Nếu một trong c c m y chủ vật lý gặp hỏng hóc,

m y chủ ảo trên m y vật lý còn tốt sẽ tự động bước vào hoạt động thay thế cho

máy chủ ảo nằm trên m y vật lý bị hỏng

Những lợi ích thu được khi p dụng ảo hóa đã thúc đẩy mạnh mẽ xu hướng này trong c c hệ thống IT ết quả khảo s t từ nhiều tổ chức kh c nhau đều đã

x c nhận vị thế của xu hướng ảo hóa Th o khảo s t của InformationW k ,

khoảng % chuyên gia IT khẳng định rằng công ty của họ đã triển khai hoặc có

kế hoạch triển khai công nghệ ảo hóa

Hình 4 Biểu đồ khảo sát mục đích ảo hóa? Theo [3]

à câu trả lời tại sao ảo hóa được đưa vào sử dụng cho thấy % hướng tới mục đích hợp nhất hệ thống m y chủ, % cho mục đích phục hồi thảm họa, %

cho mục đích thử nghiệm phần mềm, % cho mục đích quản trị hệ thống lưu trữ,

và % cho c c mục đích kh c

C c nhà doanh nghiệp vừa và nhỏ đang hướng tới việc ảo hóa tất cả dịch

vụ Tương lai sẽ là điện to n đ m mây Những con số thông kê về ảo hóa sẽ ngày

càng có xu hướng tăng dần th o thời gian Những lợi ích ảo hóa mang lại th qua

thực tế đã chứng minh rồi ấn đề còn lại là thời gian và kinh phí của từng doanh

nghiệp đầu tư cho hạ tầng công nghệ thông tin như thế nào à lúc này là thời

điểm nên p dụng công nghệ ảo hóa

Ta t m hiểu thêm một số lý do làm động lực ảo hóa được đẩy mạnh

- ề công nghệ thông tin với một doanh nghiệp p dụng công nghệ thông tin mới nhất bao giờ cũng có hiệu quả cao iảm bớt được thời gian trao đổi

thông tin, cung cấp sản phẩm cho người dùng một c ch nhanh nhất

- Chi phí bỏ ra ban đầu có thể lớn nhưng bù lại th o thời gian th chi phí vận hành sẽ giảm, tiết kiệm về nhân công về điện năng,…

- Ảo hóa giúp giảm rủi ro mất m t dữ liệu -Tăng cường bảo mật và an toàn thông tin

Hình 5 Kết quả khảo sát 300 CIO về động lực sử dụng ảo hóa Theo [3]

Một khảo s t kh c được Tạp chí CIO thực hiện với gần CIO (Chi f Information Offic r) cũng cho kết quả tương tự Th o khảo s t này, động lực để

p dụng ảo hóa của c c N một lần nữa khẳng định những lợi ích đã phân tích

của ảo hóa % số câu trả lời hướng tới giảm thiểu chi phí nhờ vào sự hợp nhất

hệ thống m y chủ bằng công nghệ ảo hóa % hướng tới hoàn thiện c c giải

ph p sao lưu và phục hồi thảm họa qua c c giải ph p ảo hóa

Bảng 2.6: Khảo sát động lực để áp dụng ảo hóa Theo[3]

2.2.4 Ảo hóa hoạt động như thế nào?

Hình 7 Ảo hóa hoạt động như thế nào

Ảo hóa một máy tính vật lý chỉ là sự khởi đầu, hệ thống lưu trữ vật lý được liên kết với nhau để tạo thành một hạ tầng ảo hóa toàn bộ Bạn không cần gán cố

định các máy chủ, hệ thống lưu trữ, hay băng thông mạng cho mỗi ứng dụng

Thay vào đó, c c tài nguyên phần cứng của bạn được cấp ph t động khi nào

chúng được cần Điều này có nghĩa là c c ứng dụng có mức độ ưu tiên cao nhất

của bạn sẽ luôn luôn có các tài nguyên mà chúng cần và không cần lãng phí chi

phí cho phần cứng phát sinh chỉ được cần cho các lần cao điểm

Nguyên lý làm việc của máy ảo PC cũng giống như m y ảo thời mainframe: là một môi trường phần mềm bao gồm hệ điều hành ( Đ ) và c c ứng dụng hoàn

toàn chạy "bên trong" nó Máy ảo cho phép bạn chạy một Đ nào đó trong một

Đ kh c trên cùng hệ thống PC chẳng hạn như chạy Linux trong máy ảo trên

PC chạy Windows 2000 Trong máy ảo, bạn có thể làm được hầu hết mọi thứ như

với PC thật Đặc biệt, máy ảo này có thể được "đóng gói" trong fil và có thể

chuyển từ PC này sang PC khác mà không phải bận tâm về việc tương thích phần

cứng Các máy ảo là những thực thể cách ly với hệ thống "chủ” (chứa các máy

ảo) chạy trên máy thực

2.2.5 Phân loại ảo hóa 2.2.5.1 Ảo hóa máy chủ

Một máy chủ riêng ảo tiếng anh Virtual Private Server hay máy chủ ảo hoá là một phương ph p phân vùng một máy chủ vật lý thành máy tính nhiều máy chủ

ảo, mỗi máy chủ đã có khả năng của riêng của mình chạy trên máy tính dành

riêng Mỗi máy chủ ảo riêng của nó có thể chạy full-fledged hệ điều hành, và mỗi

máy chủ độc lập có thể được khởi động lại

Lợi thế của ảo hoá máy chủ :

• Tiết kiệm được chi phí đầu tư m y chủ ban đầu

• oạt động hoàn toàn như một máy chủ riêng

• Có thể dùng máy chủ ảo ho cài đặt các ứng dụng khác tùy theo nhu cầu của doanh nghiệp

• ản trì sửa chữa nâng cấp nhanh chóng và dễ dàng

• Có thể cài lại hệ điều hành từ 5-10 phút

• hông lãng phí tài nguyên 2.2.5.2 Ảo hóa lưu trữ

Hiện nay c c nhà lưu trữ cung cấp đã được cung cấp giải ph p lưu trữ hiệu suất cao cho khách hàng của họ trong một thời gian dài Trong hình thức cơ bản

nhất của nó, lưu trữ ảo hóa tồn tại trong việc ta lắp ráp ổ đĩa vật lý nhiều thành

một thực thể duy nhất được tr nh bày để các máy chủ lưu trữ và chạy hệ điều

hành chẳng hạn như triển khai AI Điều này có thể được coi là ảo bởi vì tất cả

các ổ đĩa được sử dụng và tương t c với như một ổ đĩa logic duy nhất, mặc dù

bao gồm hai hoặc nhiều ổ đĩa trong

Để lưu trữ dữ liệu người ta có thể dùng nhiều thiết bị kh c nhau, nhiều công nghệ kh c nhau C c kho dữ liệu có thể là dùng đĩa cứng, dùng băng từ, dùng đĩa

quang Tuỳ th o yêu cầu cụ thể của bài to n đặt ra mà lựa chọn công nghệ và

thiết bị cho phù hợp Th o cơ chế lưu trữ, hiện nay có một số loại h nh lưu trữ dữ

liệu cơ bản như

 A ( ir ct Attach d torag ) lưu trữ dữ liệu qua c c thiết bị gắn trực tiếp

 NA (N t ork Attach d torag ) lưu trữ dữ liệu vào thiết bị lưu trữ thông qua mạng IP

 AN ( torag Ar a N t ork) lưu trữ dữ liệu qua mạng lưu trữ chuyên dụng riêng

Mỗi loại h nh lưu trữ dữ liệu có những ưu nhược điểm riêng và được dùng cho những mục đích nhất định ưới đây là mô h nh lưu trữ dữ liệu tổng quát

Hình 8 Giải pháp lưu trữ truyền thống - DAS

2.2.5.2.1 Giải pháp lưu trữ với thiết bị gắn trực tiếp vào máy chủ (Direct attached storage –DAS)

DAS là cơ chế lưu trữ với thiết bị gắn trực tiếp vào m y chủ Đây được coi

là công nghệ lưu trữ truyền thống được nhiều doanh nghiệp sử dụng ới cơ chế

DAS, mỗi m y chủ sẽ có một hệ thống lưu trữ và phần mềm quản lý lưu trữ riêng

biệt

Ưu điểm : Khả năng dễ lắp đặt, chi phí thấp, hiệu năng cao Nhược điểm : Khả năng mở rộng hạn chế Thực tế A làm việc rất tốt

với một s rv r nhưng khi dữ liệu tăng, số lượng m y chủ cũng tăng sẽ tạo nên

những vùng dữ liệu phân t n và gi n đoạn hi đó, nhà quản trị sẽ phải bổ sung

hay thiết lập lại dung lượng, và công việc bảo tr sẽ phải thực hiện trên từng

s rv r Điều đó sẽ làm tăng chi phí lưu trữ tổng thể cho doanh nghiệp và sẽ càng

khó khăn hơn khi muốn sao lưu hay bảo vệ một hệ thống kho lưu trữ dữ liệu đang

nằm rải r c và phân t n như vậy

2.2.5.2.2 Giải pháp lưu trữ qua mạng (Network Attached Storage –

NAS là phương ph p lưu trữ dữ liệu sử dụng c c thiết bị lưu trữ đặc biệt gắn trực tiếp vào mạng LAN như một thiết bị mạng b nh thường (tương tự m y

tính, s itch hay rout r) C c thiết bị NA cũng được g n c c địa chỉ IP cố định

và được người dùng truy nhập thông qua sự điều khiển của m y chủ Trong một

số trường hợp, NA có thể được truy cập trực tiếp không cần có sự quản lý của

m y chủ

Trong môi trường đa hệ điều hành với nhiều m y chủ kh c nhau, việc lưu trữ dữ liệu, sao lưu và phục hồi dữ liệu, quản lý hay p dụng c c chính s ch bảo

mật đều được thực hiện tập trung

Ưu điểm của NAS

 hả năng mở rộng khi người dùng cần thêm dung lượng lưu trữ, c c thiết

bị lưu trữ NA mới có thể được bổ sung và lắp đặt vào mạng

 NA cũng tăng cường khả năng chống lại sự cố cho mạng Trong môi trường A , khi một m y chủ chứa dữ liệu không hoạt động th toàn bộ dữ liệu đó không thể sử dụng được Trong môi trường NA , dữ liệu vẫn hoàn toàn có thể được truy nhập bởi người dùng C c biện ph p chống lỗi và dự phòng tiên tiến được p dụng để đảm bảo NA luôn sẵn sàng cung cấp dữ liệu cho người sử dụng

Nhược điểm của NAS

 ới việc sử dụng chung hạ tầng mạng với c c ứng dụng kh c, việc lưu trữ

dữ liệu có thể ảnh hưởng đến hiệu năng của toàn hệ thống (làm chậm tốc

độ của LAN), điều này đặc biệt đ ng quan tâm khi cần lưu trữ thường xuyên một lượng lớn dữ liệu

 Trong môi trường có c c hệ cơ sở dữ liệu th NA không phải là giải ph p tốt v c c hệ quản trị cơ sở dữ liệu thường lưu dữ liệu dưới dạng block chứ không phải dưới dạng fil nên sử dụng NA sẽ không cho hiệu năng tốt

2.2.5.2.3 Giải pháp lưu trữ mạng riêng (Storage Area Network-SAN)

SAN là một mạng riêng tốc độ cao dùng cho việc truyền dữ liệu giữa c c

m y chủ tham gia vào hệ thống lưu trữ cũng như giữa c c thiết bị lưu trữ với

nhau AN cho phép thực hiện quản lý tập trung và cung cấp khả năng chia sẻ dữ

liệu và tài nguyên lưu trữ ầu hết mạng AN hiện nay dựa trên công nghệ kênh

c p quang, cung cấp cho người sử dụng khả năng mở rộng, hiệu năng và tính sẵn

sàng cao

Hệ thống SAN được chia làm hai mức mức vật lý và logic

 Mức vật lý mô tả sự liên kết c c thành phần của mạng tạo ra một hệ thống lưu trữ đồng nhất và có thể sử dụng đồng thời cho nhiều ứng dụng và người dùng

 Mức logic bao gồm c c ứng dụng, c c công cụ quản lý và dịch vụ được xây dựng trên nền tảng của c c thiết bị lớp vật lý, cung cấp khả năng quản

lý hệ thống AN

Ưu điểm của hệ thống SAN

 Có khả năng sao lưu dữ liệu với dung lượng lớn và thường xuyên mà không làm ảnh hưởng đến lưu lượng thông tin trên mạng

 AN đặc biệt thích hợp với c c ứng dụng cần tốc độ và độ trễ nhỏ ví dụ như c c ứng dụng xử lý giao dịch trong ngành ngân hàng, tài chính

 ữ liệu luôn ở mức độ sẵn sàng cao

 ữ liệu được lưu trữ thống nhất, tập trung và có khả năng quản lý cao Có khả năng khôi phục dữ liệu nếu có xảy ra sự cố

 ỗ trợ nhiều giao thức, chuẩn lưu trữ kh c nhau như i C I, FCIP, DWDM

 Có khả năng mở rộng tốt trên cả phương diện số lượng thiết bị, dung lượng

hệ thống cũng như khoảng c ch vật lý

 Mức độ an toàn cao do thực hiện quản lý tập trung cũng như sử dụng c c

o đó, AN thường được sử dụng ở những trung tâm dữ liệu lớn v mang một

số đặc điểm nổi bật như iảm thiểu rủi ro cho dữ liệu, khả năng chia sẻ tài

nguyên rất cao, khả năng ph t triển dễ dàng, thông lượng lớn, hỗ trợ nhiều loại

thiết bị, hỗ trợ và quản lý việc truyền dữ liệu lớn và tính an ninh dữ liệu cao

ơn nữa, AN tăng cường hiệu quả hoạt động của hệ thống bằng việc hỗ trợ đồng thời nhiều hệ điều hành, m y chủ và c c ứng dụng, có khả năng đ p ứng

nhanh chóng với những thay đổi về yêu cầu hoạt động của một tổ chức cũng như

yêu cầu kỹ thuật của hệ thống mạng

Khái niệm ảo hóa hệ thống lưu trữ ( torag virtualization) ra đời 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

Hình 2.9 Ảo hóa hệ thống lưu trữ

Ảo hóa hệ thống lưu trữ mang lại các ích lợi như việc tăng tốc khả năng truy xuất

dữ liệu, do việc trải rộng và 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 hơn thay v phải

định vị xem máy chủ nào hoạt động trên ổ cứng nào để truy xuất

2.2.5.2.4 Mô hình hoạt động

Ảo hóa hệ thống lưu trữ có thể được tổ chức theo ba dạng sau đây

Server kết nối trực tiếp (Host-based)

Server

Ổ đĩa vật lý

Driver của thiết bị Lớp ảo hóa

Hình 2.10 Host-based Storage Virtualization

Trong mô h nh này, ngăn c ch giữa lớp ảo hóa và ổ đĩa vật lý là driv r 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

Server

Phần mềm ảo hóa được nhúng vào ổ cứng vật lý

Hình 2.11 Storage-device based Storage Virtualization

Trong dạng này, phần mềm ảo hóa giao tiếp trực tiếp với ổ cứng Ta có thể xem như đây là dạng firm ar đặc biệt, được cài trực tiếp vào ổ cứng Dạng này cho phép

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

Hình 2.12 Network-based Storage Virtualization

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 server Các switch/server này kết nối với các trung tâm

lưu trữ (SAN) Từ switch/server này, các ứng dụng kết nối vào được giao tiếp với trung

tâm dữ liệu bằng c c “ổ cứng” mô phỏng do Switch/server tạo ra dựa trên trung tâm dữ

liệu thật Đây cũng là mô h nh hay gặp nhất trên thực tế

2.2.5.4 Ảo hóa mạng

Các thành phần mạng trong cơ sở hạ tầng mạng như itch, Card mạng, được

ảo hoá một c ch linh động Switch ảo cho phép các máy ảo trên cùng một máy

chủ có thể giao tiếp với nhau bằng cách sử dụng các giao thức tương tự mà như

trên thiết bị chuyển mạch vật lý mà không cần phần cứng bổ sung Chúng cũng

hỗ trợ LAN tương thích với việc triển khai VLAN theo tiêu chuẩn từ nhà cung

cấp khác, chẳng hạn như Cisco

Một máy ảo có thể có nhiều card mạng ảo, việc tạo các card mạng ảo nầy rất đơn giản và không giới hạn số card mạng tạo ra.Ta có thể nối các máy ảo nầy lại

với nhau bằng một Switch ảo Điều đặc biệt quan trọng, tốc độ truyền giữa các

máy ảo với nhau thông qua các switch ảo được truyền với tốt độ rất cao theo

chuẩn I A ITE( ), đẫn đến việc đồng bộ giữa các máy ảo với nhau diễn ra