Chương4 Điện toán đám mây

CHƯƠNG 4: CƠNG NGHỆ ẢO HĨA ĐÁM MÂY
Thời lượng: 2 tiết
Phân phối thời gian: 2 tiết LT, 1 tiết TL
Nội dung chương 4:
Mơ hình ảo hóa
Cơng cụ ảo hóa

Giảng viên: Mạc Văng Quang

1


4.1 CƠNG NGHỆ ẢO HĨA

2


CƠNG NGHỆ ẢO HĨA

3


ẢO HÓA ĐÁM MÂY

4


Các tổ chức đang vượt qua mức ảo hóa để tiến lên các mức
độ đám mây hóa giá trị cao hơn

Ảo hóa làm nền

tảng cho đám
mây

Đám mây
tập trung
vào việc sử
dụng và
quản lý dịch
vụ một cách
dễ dàng

Đo lường dựa trên tiêu thụ
thực tế và tối ưu hóa khả
năng một cách linh hoạt
Giám sát và tối ưu hóa theo
thời gian thực

Danh mục dịch vụ và mơ hình tự phục vụ
Tự động hóa việc cung cấp dịch vụ
Quản lý ảo hóa

5


Từ ảo hóa đến đám mây hóa

Network
Storage
Virtualization Virtualization

Virtual Runtime Layer

Management Layer

Operating System Layer
Virtual Data Layer

Virtual Network Layer

Virtual File System Layer

Hypervisor Layer

Volume Controller Layer

6

Orchestration

Server
Virtualization

Information
Virtualization

Management

Workload
Virtualization

Provisioning

Application Layer


CƠNG NGHỆ ẢO HĨA
Ảo hóa là cơng nghệ được
thiết kế để tạo ra tầng trung
gian giữa hệ thống phần cứng
máy tính và phần mềm chạy

trên nó.
Ý tưởng của cơng 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.
7


CƠNG NGHỆ ẢO HĨA
Lợi ích của cơng nghệ ảo hóa:

- Quản lý đơn giản;

- Triển khai nhanh;
- Phục hồi và lưu trữ hệ thống nhanh;

- Cân bằng tải và phân phối tài ngun linh hoạt;
- Tiết kiệm chi phí;

-Ảo hóa góp phần tăng cường tính liên tục, hạn chế ngắt
qng
8


4.2 KIẾN TRÚC ẢO HÓA
KIẾN TRÚC ẢO HÓA:
- Kiến trúc ảo hóa Hosted–based
- Kiến trúc ảo hóa Hypervisor–based
- Kiến trúc lai Hybrid

9


Khái niệm về Hypervisor
Hypervisor là 1 ứng dụng phần mềm chịu trách nhiệm chạy
nhiều máy ảo trên 1 hệ thống. Nó chịu trách nhiệm tạo, duy
trì, truy cập hệ thống.
Có loại hypervisor thì chạy trên hệ điều hành (HĐH), có
hypervisor thì chạy bên dưới HĐH và trực tiếp tương tác với
tài nguyên phần cứng ( processor, RAM, hay NIC ).
Một số Hypervisor: VMware vSphere, Microsoft HyperV, Citrix XenServer , Microsoft Virtual PC, Vmware
Workstation, VMware Server.
10


(Bare Metal Hypervisor)
Bare metal chạy trên phần cứng máy chủ (server), nó có nhiều
quyền điều khiển phần cứng hơn (host hardware), do đó cung cấp

hiệu suất và khả năng bảo mật tốt hơn

11


(Bare Metal Hypervisor)

12


(Bare Metal Hypervisor)
Những hypervisor dạng này là : VMware
Microsoft Hyper-V, Citrix XenServer v.v.

vSphere,

13


(Bare Metal Hypervisor)
Quá trình máy ảo liên lạc với tài nguyên phần cứng

1/ Hypervisor mô phỏng phần cứng. (điều này làm cho
máy ảo tưởng rằng nó đang truy cập vào phần cứng
thật)
2/ Hypervisor liên lạc với trình điều khiển thiết bị
phần cứng (hay cịn gọi là Drivers).
3/ Trình điều khiển thiết bị phần cứng liên lạc trực tiếp
đến phần cứng vật lý .
14

Hosted Hypervisor
Hosted Hypervisor chạy trên hệ điều
hành như 1 ứng dụng được cài đặt
trên Server.
Trên môi trường Hosted Hypervisor,
các máy ảo khách (guest virtual
machine) chạy trên lớp Hypervisor.
Hosted Hypervisor lấy tài nguyên

do HĐH Host cung cấp rồi quản lý,
phân chia các tài nguyên này.
15


Hosted Hypervisor

16


Hosted Hypervisor
Ưu điểm: Cài đặt dễ dàng (vì chỉ là 1 ứng dụng trên HDH).
Khuyết điểm

+ Ít quyền điều khiển hơn so với Bare Metal Hypervisor (vì phải
phụ thuộc vào kernel)

+ Khơng có khả năng truy cập trực tiếp vào tài nguyên phần cứng như
Bare Metal Hypervisor nên làm tăng phí tổn cho Hypervisor.

+ Chạy như 1 dịch vụ trên Windows, nếu dịch vụ này bị “chết” thì
nền tảng ảo hóa ( virtualization flatform) sẽ khơng cịn tồn tại .
17


Hosted Hypervisor
Sản phẩm tiêu biểu cho Hosted Hypervisor là : Microsoft
Virtual PC, Vmware Workstation, VMware Server.

18


Hosted Hypervisor
Quá trình máy ảo liên lạc với tài nguyên phần cứng:
1/ Mô phỏng phần cứng: Hypervisor sẽ tạo ra một phân
vùng trên ổ đĩa cho các máy ảo
2/ Hypervisor xây dựng mối liên lạc giữa HĐH Host và
lớp ảo hóa bên trên: Khi một máy ảo truy xuất tài ngun
thì hypervisor sẽ thay thế máy ảo đó gửi u cầu tới HĐH
Host để yêu cầu thực hiện.
19


Hosted Hypervisor
3/ Khi HĐH Host nhận được yêu cầu từ hypervisor. Nó sẽ
liên lạc với Drivers.

4/ Drivers sẽ liên lạc với lớp phần cứng vật lý
Quá trình này sẽ

xảy ra ngược lại
khi có trả lời từ
phần cứng vật lý
đến HDH Host
20


So sánh quy trình lấy tài nguyên

21


Hybrid Hypervisor
Là dạng Hypervisor lai, nó chạy chung cấp độ với HĐH
(kernel mode). Nó là 1 module trong Kernel do đó nó địi hỏi
phải có quyền đặc biệt trong kernel.
Tuy nhiên, trong cấu hình này máy ảo vẫn phải đi qua HĐH
host để truy cập phần cứng nhưng khác biệt ở chỗ cả HĐH
host và máy ảo đều chạy trong chế độ kernel. Khi một trong
HĐH hoặc máy ảo cần xử lý tác vụ thì CPU sẽ phục vụ nhu

cầu cho HĐH hoặc máy ảo tương ứng.
22


Hybrid Hypervisor

23

Hybrid Hypervisor
Hybird 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.

24


Ảo hóa trong điện tốn đám mây
Cơng nghệ ĐTĐM dựa vào cơng nghệ ảo hóa vì:

– Nhiều ứng dụng có thể chạy trên cùng một server,

tài nguyên có thể được sử dụng hiệu quả hơn.
– Khả năng cấu hình cao: Nhiều ứng dụng yêu cầu tài

nguyên khác nhau như số lượng core, dung lượng bộ
nhớ. Việc cấu hình này khó thực hiện được ở mức độ

phần cứng nhưng dễ dàng trong ảo hóa.
25