nghiên cứu và xây dựng hệ thống ảo hóa cho doanh nghiệp trên windows server 2008 r2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN MẠNG MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG

TRỊNH XUÂN DƯƠNG – 0851120014
MAI VĂN PHÚ – 0851120057
NGHIÊN CỨU VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG ẢO
HÓA CHO DOANH NGHIỆP TRÊN WINDOWS
SERVER 2008 R2
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
ThS. ĐẶNG NHÂN CÁCH
KHÓA 2008 - 2012
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………

Hồ Chí Minh, ngày … tháng …… năm ……
Giáo viên hướng dẫn
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Hồ Chí Minh, ngày … tháng …… năm ……
Giáo viên phản biện
LỜI CẢM ƠN
Sau gần 3 tháng nỗ lực tìm hiều và thực hiện, đề tài “Nghiên Cứu Và Xây Dựng Hệ
Thống Ảo Hóa Cho Doanh Nghiệp Trên Windows Server 2008 R2” đã được hoàn
thành, ngoài sự cố gắng hết mình của bản thân, chúng tôi còn nhận được nhiều sự động
viên, khích lệ từ gia đình, thầy cô và bạn bè.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô của trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
TP HCM đã truyền đạt nhiều kinh nghiệm và kiến thức quý báo cho chúng em trong
suốt quá trình học tập. Đặc biệt chúng em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Đặng

Nhân Cách và các thầy cô trong khoa công nghệ thông tin đã tận tình giúp đỡ chúng
em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Mặc dù đã cố gắng hết sức để hoàn thành đề tài này, nhưng chắc chắn sẽ không tránh
khỏi những sai sót. Chúng em rất mong nhận được sự thông cảm và đóng góp, chỉ bảo
tận tình của quý thầy cô và bạn bè.
TP Hồ Chí Minh, Ngày… Tháng… Năm 2012
Nhóm sinh viên thực hiện
Mai Văn Phú - Trịnh Xuân Dương
MỤC LỤC
TÓM TẮT 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2
1.1. Lý do chọn đề tài 2
1.2. Nhiệm vụ đồ án 3
1.3. Cấu trúc đồ án 3
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5
2.1. Khái niệm Ảo hóa 5
2.1.1. Giới thiệu 5
2.1.2. Đặc điểm nổi bật của ảo hóa 6
2.1.2.1. Tối ưu hóa công suất sử dụng phần cứng 6
2.1.2.2. Nhu cầu lưu trữ dữ liệu 7
2.1.2.3. Ứng dụng công nghệ xanh 8
2.1.2.4. Chi phí quản lý hệ thống rất lớn và ngày càng tăng 8
2.2. Các loại Ảo hóa 9
2.2.1. Microsoft Hyper-V 9
2.2.1.1. Giới thiệu Hyper-V 9
2.2.1.2. Ảo hóa linh hoạt 10
2.2.1.3. Nền tảng ảo hóa mạnh 10
2.2.1.4. Tăng cường bảo mật 11
2.2.1.5. Ứng dụng 12
2.2.1.6. Hợp nhất server 12

2.2.1.7. Liên tục hoạt động và khôi phục sau thảm họa 13
2.2.1.8. Thử nghiệm và phát triển 13
2.2.1.9. Trung tâm dữ liệu động 13
2.2.1.10. Xuất hiện 14
2.2.1.11. Kiến Trúc Hyper-V 15
2.2.2. VMWare vSPhere 16
2.2.2.1. VMM – Hypervisor 16
2.2.2.2. Virtual Machine Monitor (VMM) 17
2.2.2.3. Hybrid 18
2.2.2.4. Monolithic Hypervisor 19
2.2.2.5. Microkernelized Hypervisor 20
2.3. Công nghệ lưu trữ mạng SAN 21
I
2.3.1. Giới thiệu về công nghệ lưu trữ mạng SAN 21
2.3.2. Tìm hiểu ISCSI 22
CHƯƠNG 3: MICROSOFT HYPER-V 23
3.1. Giới thiệu chung 23
3.2. Kiến trúc Hyper V 24
3.2.1. Hypervisor 24
3.2.2. Parent Partition 25
3.2.3. Child Partition 29
3.2.4. Phân loại hệ điều hành máy khách 30
3.3. Các tính năng trong Hyper-V 30
3.3.1. Các tính năng trong Hyper-V (version 1) 30
3.3.2. Các tính năng mới trong phiên bản R2 33
3.3.3. Các tính năng mới trong phiên bản R2 SP1 40
3.4. Các kiểu ảo hóa 43
3.4.1. Server Virtualization 43
3.4.2. Desktop Virtualization 44
3.4.3. Application Virtualization 45

3.4.4. Presentation Virtualization 45
3.4.5. Profile Virtualization 46
3.4.6. Giới thiệu về Microsoft Virtual Machine Manager 2008 46
CHƯƠNG 4: TRIỂN KHAI VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG 50
4.1. Mục tiêu của giải pháp 50
4.2. Lên kế hoạch triển khai 51
4.2.1. Cân nhắc về phần cứng 51
4.2.2. Xây dựng mô hình 51
4.3. Thực hiện 52
4.3.1. Cài đặt Hyper-V trên Window Server 2008 R2 64bit 52
4.3.1.1. Cài đặt HyperV Role 52
4.3.1.2. Cài đặt công cụ quản lý SCVMM 53
4.3.2. Xây dựng hệ thống Exchange Server trên Hyper-V 56
4.3.2.1. Cài đặt Exchange Server 56
4.3.2.2. Cài đặt hệ thống CA (Certificate Authentication) 57
4.3.2.3. Chuyển Physical Machine sang Virtual Machine 60
4.3.2.4. High Availability cho hệ thống Mail Exchange 61
4.3.3. Xây dựng hệ thống domain song song 62
II
4.3.4. Xây dựng hệ thống iSCSI kết hợp với Hyper-V Cluster 63
4.3.4.1. Cài đặt và cấu hình iSCSI 63
4.3.4.2. Cấu hình Clustering 64
4.3.5. Xây dựng Virtual Desktop Infrastructure (VDI) 66
4.3.6. Kiểm tra đánh giá hệ thống 69
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 71
5.1. Kết quả đạt được 71
5.2. Những hạn chế của đề tài 72
5.3. Hướng phát triển 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 73
III

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Cấu trúc của kiểu ảo hóa Vmm Hypervisor 16
Hình 2.2. Cấu trúc của kiểu ảo hóa Vmm 18
Hình 2.3. Kiến trúc ảo hóa Hybrid 19
Hình 2.4. Kiến trúc Monolithic Hypervisor 20
Hình 2.5. Kiến trúc Microkernelized Hypervisor 20
Hình 2.6. Biểu đồ lưu trữ mạng San 21
Hình 3.1. Parent Partition 26
Hình 3.2. Live Migration 34
Hình 3.3. Cluster Shared Volumes 36
Hình 3.4. System Center Virtual Machine Manager 47
Hình 4.1. Mô hình triển khai 52
Hình 4.2. Cài đặt HyperV 53
Hình 4.3. Cài đặt SCVMM Configuration Analyzer 54
Hình 4.4. Bộ công cụ Setup SCVMM 55
Hình 4.5. Giao diện VMM 56
Hình 4.6. Exchange & CA 58
Hình 4.7. Chứng thực cho mail 59
Hình 4.8. Convert Physical Machine 60
Hình 4.9. High Availability hệ thống mail 61
Hình 4.10. Domain song song 62
Hình 4.11. Cấu hình iSCSI 63
Hình 4.12. Kết nối tới iSCSI 64
Hình 4.13. Cluster HyperV 65
Hình 4.14. Cấu hình High Availability 66
Hình 4.15. RD Connection Manager 68
Hình 4.16. Đánh giá hệ thống 70
IV
TÓM TẮT
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 như hiện nay thì bất cứ một cơ quan, tổ chức nào cũng cần một
hệ thống máy chủ (Server) chứ không phải chỉ một vài máy tính con đơn lẻ nữa.
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
chia sẻ và lưu trữ dữ 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. Các dịch vụ đó có thể như là:
 Application service
 File service
 Database service
 Mail service
 Ftp service
 Web service
 Authentication Service…
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 thì không
dùng đến, do vậy sinh ra lãng phí. Vì vậy nhu cầu thực thực tế là làm sao có thể tận
dụng các phần tài nguyên còn lại đó một cách hiệu quả. Trong luận văn này chúng em
sẽ trình bày về công nghệ ảo hóa để giải quyết vấn đề này.
1
Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Lý do chọn đề tài
Nền công nghệ thông tin trên thế giới đang phát triển với tốc độ nhanh chóng. Ngày
càng nhiều sản phẩm và nhiều tiện ích được phát triển và đưa đến tay người dùng. Các
công nghệ cũ dần dần đã thể hiện nhiều mặt hạn chế và không phù hợp với nhu cầu
thực tiễn nữa, đặc biệt trong thời buổi kinh tế phát triển không ổn định như lúc này,

các doanh nghiệp phải đối mặt với nhiều rủi ro. Do đó yêu cầu nhất thiết được đặt ra là
tìm mọi cách để giảm thiểu các chi phí có thể. Trong lĩnh vực công nghệ thông tin thì
công nghệ ảo hóa là giải pháp lý tưởng cho các doanh nghiệp có thể giải quyết bài toán
về các trung tâm dữ liệu của họ. Công nghệ này giúp giảm thiểu chi phí đầu tư mua
nhiều máy chủ, tiết kiệm điện năng, hệ thống làm mát…
Nhiệm vụ của công nghệ ảo hóa chính là tận dụng tối đa hiệu suất làm việc của các
máy chủ bằng cách cho phép cài đặt nhiều máy chủ ứng dụng trên một máy chủ vật lý
duy nhất. Và việc quản lý cũng trở nên dễ dàng hơn khi quản lý tập trung nhiều máy
trên một máy chủ duy nhất. Vấn đề khó khăn của công nghệ này chính là sự an toàn dữ
liệu khi lo lắng rằng nếu máy chủ này bị sự cố về ổ đĩa thì sẽ bị mất dữ liệu. Tuy nhiên
vấn đề đó đã được khắc phục bằng một loạt các công nghệ đảm bảo an toàn dữ liệu và
hoạt động ổn định của máy chủ như công nghệ High Availability, Vmmonitor, Raid,
công nghệ lưu trữ mạng SAN.
Hiện nay các nhà cung cấp các sản phẩm phần mềm máy chủ đều ra sức tập trung để
nghiên cứu và phát triển công nghệ này. Nổi bật là VMware và Microsoft. Đây là hai
nhà cung cấp đang nắm giữ phần lớn thị trường ảo hóa hiện nay.
Tại Việt Nam, ứng dụng công nghệ ảo hóa còn rất dè dặt do chưa có nhiều doanh
nghiệp thấy được nhu cầu cần thiết và nắm được công nghệ này. Bên cạnh đó thì việc
còn thiếu một đội ngũ lành nghề và lo ngại về tính an toàn của công nghệ này cũng
làm cho các doanh nghiệp lo ngại và ít chú tâm vào công nghệ này.
2
Nắm bắt được yếu tố trên nên nhóm đã quyết định chọn đề tài xây “Nghiên cứu và xây
dựng mô hình ảo hóa cho doanh nghiệp” nhằm mang đến cho các công ty, doanh
nghiệp có cách nhìn mới về ảo hóa, và nhìn thấy tác dụng của ảo hóa mang lại.
1.2. Nhiệm vụ đồ án
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 của luận văn là giải quyết các vấn mô hình mạng của doanh nghiệp. Đưa ra
giải pháp mới nhằm tối yêu hóa hệ thống mạng cho doanh nghiệp. Giải quyết các vấn

đề khó khăn của hệ thống mạng cho các công ty, doanh nghiệp hiện nay như tài chính
(giảm được chi phí mua lisence, chi phí mua thiết bị server, …) phòng ốc (nếu có quá
nhiều server thì phải xây dựng phòng để đặt server, tủ đựng server, hệ thống làm mát,
backup dữ liệu…) nhân lực quản lý (quản lý tập trung, giảm thiểu nhân lực quản lý hệ
thống server) …
1.3. Cấu trúc đồ án
Chương 1: Tổng Quan:Chương này sẽ nêu lên bối cảnh của nền khoa học công nghệ
hiện nay, những hạn và lãng phí khi vẫn áp dụng mô hình truyền thống vào các hệ
thống máy chủ và nhiệm vụ của đồ án để giải quyết vấn đề này.
Chương 2: Trong chương này chúng ta sẽ tìm hiểu về khái niệm ảo hóa. Sau đó sẽ tìm
hiểu chi tiết hai công nghệ ảo hóa lớn nhất hiện nay là Microsoft Hyper-V và VmWare
vSphere. Tìm hiểu về công nghệ lưu trữ mạng SAN. Giới thiệu về iSCSI đây là công
nghệ giúp xây dựng hệ thống lưu trữ cho mô hình đang xây dựng.
Chương 3: Chương này chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về Microsoft Hyper-V Trên
Windows Server 2008 R2 64bit bao gồm đặc điểm, các loại ảo hóa, kiến trúc, cách cấu
hình và quản lý các ứng dụng trên hệ thống đã được xây dựng.
3
Chương 4: Chương này sẽ đi vào xây dựng, mở rộng thống ảo hóa cho công ty dựa trên
mô hình vật lý đang có sẵn.
Chương 5: Đánh giá rút ra kết luận những mặt đạt được, những mặt chưa đạt được sau
đó đề xuất ra phương án phát triển.
4
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Khái niệm Ảo hóa
2.1.1. Giới thiệu
Ảo hoá là công nghệ tiên tiến nhất trong một loạt các cuộc cách mạng công nghệ nhằm
tăng mức độ ảo hóa hệ thống cho phép tăng hiệu suất làm việc của máy tính lên một
cấp độ chưa từng có.
Ở mức đơn giản nhất, ảo hóa cho phép ta sử dụng ít nhất một máy tính hoạt động trong
nhiều môi trường khác nhau trên một phần cứng duy nhất. Ví dụ, với ảo hóa, ta có thể

đồng thời sử dụng một máy Linux và một máy Windows cùng trên một hệ thống. Hay
ta có thể dùng một máy bàn Windows95 và một máy bàn Windows XP trên một trạm
máy.
Về mặt kĩ thuật, ảo hóa tách biệt người sử dụng và ứng dụng về những đặc tính phần
cứng chuyên biệt của các hệ thống mà họ sử dụng để thực hiện các công việc của máy
tính. Công nghệ này hứa hẹn mở ra một làn sóng cách mạng phần cứng và phần mềm
hoàn toàn mới. Ví dụ về một ích lợi của ảo hóa là đơn giản hóa quá trình nâng cấp các
hệ thống (trong một số trường hợp, không cần nâng cấp hệ thống), bằng việc cho phép
người sử dụng nắm bắt được trạng thái của máy ảo (VM), và sau đó chuyển trạng thái
đó trong tình trạng nguyên vẹn từ hệ thống cũ sang một hệ thống mới.
Ngoài ra, ảo hóa cũng hứa hẹn tạo ra khả năng điện toán với hiệu quả cao hơn. Số
lượng thực các bộ xử lý, bộ nhớ, và các nguồn lưu trữ cần có cho hệ thống ngày nay sẽ
được điều chỉnh và quyết định bởi các tính năng tính toán của ảo hóa.
Ưu điểm lớn nhất mà ảo hóa mang lại cho chúng ta là khả năng hợp nhất hàng loạt các
server dịch vụ vào một server duy nhất. Thông thường, các server chỉ sử dụng rất ít tài
nguyên của hệ thống, trong đó phần lớn là bộ vi xử lý và bộ nhớ. Điều đó cũng có
nghĩa là chúng ta đang lãng phí tài nguyên và tăng chi phí cho những gì mà ta không
cần.
5
Việc triển khai hàng loạt các máy ảo (mỗi máy áo tương ứng với 1 dịch vụ) trên một
server duy nhất sẽ nâng cao hiệu suất sử dụng tài nguyên hệ thống. Chính vì vậy, ảo
hóa chính là tương lai của điện toán đám mây (cloud computing). Mặc dù không phải
là bắt buộc, nhưng những mô hình “đám mây” sử dụng công nghệ ảo hóa sẽ có hiệu
năng và tính linh hoạt cao hơn nhờ có khả năng chia sẻ các tài nguyên ảo thông qua hệ
thống mạng. Thực ra, chia sẻ tài nguyên không phải là cái gì mới mẻ, nhưng bằng cách
sử dụng ảo hóa, chi phí triển khai hệ thống sẽ được giảm đáng kể và bên cạnh đó còn
đảm bảo được tính hiệu quả trong việc sử dụng các tài nguyên. Google, IBM và
Microsoft là các ông lớn đang trong quá trình tìm tòi, khai phá những tiềm năng của
lĩnh vực này. Một ví dụ của điện toán đám mây chính là Microsoft Office Web
Applications có dạng một ứng dụng web miễn phí (kèm quảng cáo).

2.1.2. Đặc điểm nổi bật của ảo hóa
Dường như mọi nơi ta đến, người ta đều đang đang nói đến ảo hóa. Các tạp chí công
nghệ thổi phồng công ghệ này trên các mặt báo. Các phiên bản ảo hóa luôn được đề
cao trong các hội nghị công nghệ. Và các nhà cung ứng công nghệ mô tả tại sao sản
phẩm của họ lại tân tiến nhất trong công nghệ ảo hóa. Ảo hóa trở thành một vấn đề
nóng là do những nguyên nhân sau:
2.1.2.1. Tối ưu hóa công suất sử dụng phần cứng
Ngày nay, hệ thống máy chủ ở các trung tâm dữ liệu thường hoạt động với 10 hoặc
15% tổng hiệu suất. Nói cách khác, 85% hoặc 90% công suất của máy không được
dùng đến. Tuy nhiên, một máy chủ dùng chưa hết công suất vẫn chiếm diện tích sử
dụng và hao tổn điện năng, vì vậy chi phí hoạt động của một máy không được sử dụng
đúng mức có thể gần bằng với chi phí khi chạy hết công suất. Như vậy, quả thật là
chúng ta đang lãng phí các tài nguyên của cả hệ thống. Với sự không ngừng cải tiến
các đặc điểm hoạt động của phần cứng máy tính, máy tính trong năm tới sẽ có công
suất gấp đôi máy tính của năm nay (đây là tương lai có thể thấy trước được). Hiển
6
nhiên, phải có một cách nào đó hữu hiệu hơn để công suất của làm việc của máy tương
ứng với tỷ lệ sử dụng và đó là những gì mà ảo hóa có thể làm được – bằng việc dùng
một phần cứng duy nhất để hỗ trợ cùng một lúc nhiều hệ thống.
Ứng dụng ảo hóa, các công ty có thể nâng cao đáng kể hiệu suất sử dụng phần cứng và
sử dụng vốn hiệu quả hơn. Vì vậy, đây chính là lý do tại sao ảo hóa giúp nâng cao công
suất của máy tính lại khiến mọi người quan tâm đến vậy.
2.1.2.2. Nhu cầu lưu trữ dữ liệu
Các trung tâm dữ liệu đang dùng hết dung lượng của mình. Trong 20 năm qua, các tài
liệu kinh doanh đã và đang được chuyển từ dạng giấy tờ sang dạng điện tử. Đây là quá
trình số hóa tài liệu. Sự xuất hiện của Internet đã thúc đẩy nhanh hơn nữa sự chuyển
biến này. Các công ty muốn trao đổi trực tiếp với khách hàng và đối tác qua Internet.
Đương nhiên, việc này thúc đẩy việc các tài liệu kinh doanh được vi tính hóa.
Trong một thập kỷ qua, ảnh hưởng của Internet khiến một số lượng lớn các máy chủ
được đồng loạt đưa vào sử dụng tại các trung tâm dữ liệu để lưu trữ hệ thống tài liệu

khổng lồ này và vấn đề của nó là khả năng lưu trữ của cac trung tâm dữ liệu này đang
cạn kiệt và sự gia tăng nhanh chóng dữ liệu đòi hỏi phương pháp lưu trữ dữ liệu mới.
Những phương pháp này thường được gọi là ảo hóa lưu trữ, có nghĩa là việc lưu trữ
này có khả năng được xử lý bởi bất kỳ một phần cứng độc lập nào. Với khả năng host
cùng lúc các hệ thống khách trên một máy chủ vật lý duy nhất, ảo hóa cho phép các
công ty nâng cấp trung tâm dữ liệu, do đó cắt giảm chi phí mở rộng dung lượng trung
tâm dữ liệu. Đây là lợi ích lớn nhất của ảo hóa, vì chi phí xây dựng các trung tâm dữ
liệu có thể lên tới hàng chục triệu đô la.
7
2.1.2.3. Ứng dụng công nghệ xanh
Tác động của cuộc cách mạng xanh khiến các công ty đang tìm cách giảm lượng năng
lượng tiêu thụ và một trong số những nơi họ nhận thấy có thể làm được điều đó đầu
tiên là các trung tâm dữ liệu. Để thấy rõ sự quan tâm của mọi người đến lượng năng
lượng tiêu thụ trong các trung tâm dữ liệu, hãy xem xét thực tế sau: Một cuộc nghiên
cứu do một nhà khoa học thực hiện chỉ ra rằng trong những năm 2000 đến năm 2005,
lượng năng lượng các trung tâm dữ liệu ở Mỹ tiêu thụ tăng đã gấp đôi. Hơn nữa, nhà
khoa học này cũng dự đoán tới cuối thập niên này, lượng năng lượng tiêu thụ sẽ tăng
40%. Lượng năng lượng các máy chủ ở trung tâm dữ liệu tiêu thụ và để làm mát chiếm
khoảng 1,2% tổng năng lượng tiêu thụ ở Mỹ. Dựa trên kết quả của cuộc nghiên cứu, cơ
quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA) đã thành lập một nhóm làm việc để xây dựng
các tiêu chuẩn cho các kế hoạch và việc tiêu thụ năng lượng của máy chủ và áp dụng
các tiêu chí “Ngôi sao năng lượng” (ES) mới cho các máy chủ sử dụng năng lượng
hiệu quả. Do chi phí để vận hành các máy tính cùng với thực tế là nhiều máy tính
choán hết trung tâm dữ liệu và đang hoạt động với hiệu suất thấp, khả năng giảm số
lượng máy chủ vật lý có thể giúp cắt giảm rất đáng kể tổng chi phí năng lượng của các
công ty.
2.1.2.4. Chi phí quản lý hệ thống rất lớn và ngày càng tăng
Các máy không hoàn toàn tự hoạt động. Mỗi máy chủ đều cần đến sự giám sát và cung
cấp điện của hệ thống quản lý. Các tác vụ quản lý phổ biến của hệ thống bao gồm:
giám sát trạng thái của phần cứng, thay các chi tiết phần cứng bị lỗi, cài đặt hệ điều

hành (OS) và phần mềm ứng dụng, bảo trì và sửa chữa nhanh ứng dụng, quản lý các tài
nguyên máy chủ then chốt như bộ nhớ và đĩa, và sao lưu dữ liệu máy chủ sang các
phương tiện lưu trữ để bảo mật và dự phòng.
Như chúng ta có thể tưởng tượng, những công việc này đòi hỏi rất nhiều nhân lực. Để
thuê những nhân viên quản trị hệ thống – người giữ cho các máy có thể hoạt động tốt
8
không hề rẻ chút nào. Và không giống như các lập trình viên, các nhân viên quản trị hệ
thống thường làm việc bên cạnh máy chủ, do họ cần xử lý phần cứng vật lý.
Để kiểm soát sự gia tăng chi phí điều hành, ảo hóa mang lại cơ hội cắt giảm chi phí
quản lý hệ thống bằng việc giảm số lượng máy tính cần được quản trị. Mặc dù, nhiều
công việc liên quan đến quản lý hệ thống (hệ điều hành và ứng dụng, sao lưu dự
phòng) không thể thay đổi trong một môi trường được ảo hóa, rất nhiều tác vụ không
cần phải thực hiện nếu các máy chủ vật lý chuyển sang ảo hóa. Nói chung, ảo hóa có
thể giảm thiểu phần lớn các yêu cầu quản lý. Do đó, ảo hóa trở thành sự lựa chọn tuyệt
vời để giải quyết vấn đề tăng chi phí thuê nhân viên điều hành.
2.2. Các loại Ảo hóa
2.2.1. Microsoft Hyper-V
2.2.1.1. Giới thiệu Hyper-V
Tên cũ là Windows Serer Virtualization, tên mã Viridian, Hyper-V là công nghệ ảo hóa
server thế hệ mới của Microsoft và là thành phần quan trọng trong hệ điều hành
Windows Server 2008.
Hyper-V được phát triển dựa trên Hypervisor, khai thác phần cứng server 64bit thế hệ
mới.
Hyper-V cung cấp một nền tảng ảo hóa mạnh linh hoạt, có thể đáp ứng nhu cầu ảo hóa
mọi cấp độ. Gồm 3 phần chính: phân vùng cha hay gọi là parent, các phân vùng con
(child partition) hay gọi là máy ảo chạy hệ điều hành máy khách và cuối cùng mang
tính quyết định là lớp hypervisor.
Hyper-V có 3 phiên bản trên Windows Server 2008 64 bit, và các phiên bản trên
Windows Server 2012.
9

2.2.1.2. Ảo hóa linh hoạt
Hyper-V là thành phần trong chiến lược ảo hóa datacenter-đến-desktop của Microsoft,
các tính năng ảo hóa server của Hyper-V có thể giúp ích không chỉ cho server ở qui mô
công ty với hàng trăm hay hàng ngàn máy trạm, mà còn cả server trong các văn phòng
nhỏ.
Hyper-V cho phép các máy ảo khai thác lượng bộ nhớ rất lớn, các bộ xử lý đa nhân
mạnh mẽ, các giải pháp lưu trữ động, và thế hệ mới của mạng tốc độ cao. Điều đó có
nghĩa ngay cả những ứng dụng máy chủ quan trọng cần nhiều tài nguyên cũng trở
thành những ứng viên khả thi cho việc hợp nhất và ảo hóa thay vì yêu cầu các server
dành riêng.
Mặt khác, doanh nghiệp có thể hợp nhất các server của chi nhánh nhỏ nhờ các tính
năng của Hyper-V và System Center, như giám sát và quản lý tập trung, sao lưu tự
động và các công cụ quản lý khác. Điều này cho phép các văn phòng chi nhánh hoạt
động mà không cần có bộ phận IT tại chỗ.
System Center có thể tăng tính linh hoạt của hệ thống bằng cách chuyển các server vật
lý thành các server trên máy ảo. Ví dụ, tính năng chuyển đổi vật lý sang ảo của System
Center Virtual Machine Manager cho phép người quản trị chuẩn hóa nền tảng phần
cứng server và chuyển một số ứng dụng nghiệp vụ sang máy ảo với thời gian gián đoạn
tối thiểu. Với các công cụ giám sát của System Center, quá trình này có thể thực hiện
tự động theo cách thức do người quản trị quyết định.
2.2.1.3. Nền tảng ảo hóa mạnh
Các máy ảo có thể tận dụng các tính năng liên cung (cluster), sao lưu và bảo mật mạnh
trong Windows Server 2008 để vận hành trơn tru, vượt qua các tình huống tải tăng đột
xuất hay sự cố. Hyper-V sử dụng các dịch vụ Volume Shadow Copy của Windows
Server 2008 để cho phép khắc phục sự cố nhanh và tin cậy, đưa các ứng dụng nghiệp
10
vụ trở lại làm việc với thời gian gián đoạn tối thiểu, ngay cả sau khi xảy ra thiên tai hay
lỗi phần cứng.
Liên cung chủ dùng nhiều server vật lý giúp giảm thiểu ảnh hưởng có thể của lỗi
server. Liên cung khách dùng nhiều máy ảo cung cấp hình thức bảo vệ tương tự cho

các máy ảo cũng như cân bằng tải bên trong một server vật lý duy nhất. Hyper-V hỗ trợ
việc tạo liên cung chủ và khách, cho phép triển khai các cấu hình mạng linh hoạt và
chắc chắn hơn.
Hyper-V còn cho phép di chuyển nhanh các máy ảo đến server khác, tự động hay thủ
công, với thời gian gián đoạn hoạt động tối thiểu.
2.2.1.4. Tăng cường bảo mật
Bảo mật là thách thức quan trọng trong mọi giải pháp server, dù là vật lý hay ảo. Các
máy chủ chứa hệ thống ảo hóa cũng có thể bị “mở toang” như server độc lập, nếu
không quản lý sẽ làm suy yếu tính bảo mật của các máy ảo. Hyper-V tăng cường tính
bảo mật cho cả máy chủ chính và máy ảo theo nhiều cách.
Hyper-V cho phép các máy ảo khai thác những tính năng bảo mật cấp phần cứng có
trên các server trang bị thế hệ bộ xử lý mới nhất. Ví dụ, tính năng “thực thi bit cấm” có
thể nhận biết các cuộc tấn công kiểu virus phổ biến và ngăn chặn được nhiều loại virus
không cho chiếm quyền điều khiển hệ thống, gây quá tải hệ thống và phát tán đến các
máy khác.
Server dùng chung cho nhiều người quản trị cũng có thể tránh được các nguy cơ bảo
mật. Hyper-V cung cấp tính năng bảo mật dựa trên "role" (vai trò) mạnh kết hợp
Active Directory và Group Policy, tránh mở toang các máy ảo thông qua server dùng
chung. Ví dụ, một hệ thống có thể thiết lập để người quản trị hệ thống kế toán không
thể cấu hình lại máy chủ mail.
Bằng cách tích hợp với các công cụ bảo mật mạng chuẩn mực, Hyper-V cho phép
người quản trị thiết lập cùng mức bảo vệ cho các máy ảo như với các server vật lý. Các
11
máy ảo có thể sử dụng Windows Firewall và Network Access Protection Policies giống
như các server vật lý.
Bản thân kiến trúc của Hyper-V đã có lợi cho bảo mật. Với việc tối thiểu mã lệnh cho
thành phần hypervisor, kết hợp với tùy chọn cài đặt Server Core của Windows Server
2008, Hyper-V có thể thu nhỏ rất nhiều “bề mặt tấn công” mà virus và các loại mã độc
có thể khai thác.
2.2.1.5. Ứng dụng

Lợi ích phổ biến nhất của ảo hóa là hợp nhất server, cho phép 1 server đảm đương
nhiều công việc của nhiều server; ví dụ hợp nhất mail server, web server, print server
Ngoài việc giảm chi phí mua hay thuê phần cứng server, ảo hóa còn giúp giảm chi phí
liên quan đến xử lý nhiệt, điện năng tiêu thụ, không gian và bảo trì.
Hyper-V có thể làm được nhiều hơn thế. Nó còn giúp cải thiện độ tin cậy mạng, khả
năng mở rộng, tính bảo mật và tính linh hoạt. Là thành phần trong chiến lược ảo hóa
datacenter đến desktop của Microsoft, Hyper-V giúp cho doanh nghiệp trong 4 vấn đề
quan trọng: hợp nhất server, liên tục hoạt động và khôi phục sau thảm họa, thử nghiệm
và phát triển, trung tâm dữ liệu động. Kết hợp với công cụ System Center, doanh
nghiệp có được giải pháp hợp lý tích hợp và hoàn chỉnh làm việc với các server vật lý
và máy ảo.
2.2.1.6. Hợp nhất server
Doanh nghiệp hiện nay chịu áp lực giảm nhẹ việc quản lý và cắt giảm chi phí trong khi
duy trì và nâng cao ưu thế cạnh tranh như tính linh hoạt, độ tin cậy, khả năng mở rộng
và bảo mật. Công dụng cơ bản của ảo hóa cho phép hợp nhất nhiều server trên 1 hệ
thống duy nhất trong khi duy trì sự cách ly giúp giải quyết những yêu cầu trên. Một
trong những lợi ích chính của việc hợp nhất server là tổng phí sở hữu thấp hơn, không
chỉ từ việc giảm các yêu cầu phần cứng mà còn từ chi phí điện năng, làm mát và chi
phí quản lý. Một lợi ích khác là từ việc tối ưu hệ thống hạ tầng, cả từ quan điểm hiệu
12
quả sử dụng tài sản cũng như khả năng cân bằng tải xuyên suốt nhiều tài nguyên khác
nhau. Một lợi ích phụ của việc hợp nhất server là tính linh hoạt được cải thiện của môi
trường chung và khả năng kết hợp tải 32-bit và 64-bit trong cùng môi trường.
2.2.1.7. Liên tục hoạt động và khôi phục sau thảm họa
Tính liên tục hoạt động là khả năng giảm tối thiểu thời gian ngưng hoạt động cả theo
lịch lẫn đột xuất, bao gồm thời gian bị mất cho các thủ tục như bảo trì và sao lưu, cũng
như những mất mát không lường được. Hyper-V có các tính năng đảm bảo hệ thống
hoạt động như sao lưu trực tiếp và “di cư” nhanh, đáp ứng những tiêu chuẩn về thời
gian hoạt động và đáp ứng.
Khôi phục sau thảm hoạ là một thành phần quan trọng của tính liên tục hoạt động. Các

thảm hoạ tự nhiên, các cuộc tấn công mã độc, thậm chí các vấn đề cấu hình đơn giản
như đụng độ phần mềm đều có thể làm tê liệt các dịch vụ hệ thống cho đến khi người
quản trị khắc phục sự cố và khôi phục dữ liệu đã sao lưu. Khai thác khả năng liên cung
của Windows Server 2008, Hyper-V hỗ trợ cho việc khôi phục sau thảm hoạ trong môi
trường IT và xuyên suốt các trung tâm dữ liệu dùng các tính năng liên cung phân tán
theo địa lý. Tính năng khôi phục hoạt động và phục hồi sau thảm hoạ tin cậy và nhanh
giúp đảm bảo việc mất mát dữ liệu tối thiểu.
2.2.1.8. Thử nghiệm và phát triển
Thử nghiệm và phát triển là những chức năng nghiệp vụ thường cần đến công nghệ ảo
hoá. Dùng máy ảo, bộ phận phát triển có thể tạo và thử nghiệm với nhiều tình huống
trong môi trường tách biệt và an toàn, mô phỏng chính xác hoạt động của server thực.
Hyper-V cho phép khai thác tối đa phần cứng dùng cho thử nghiệm, giảm chi phí và
cải thiện tầm thử nghiệm. Với các tính năng kiểm soát và hỗ trợ hệ điều hành khách dồi
dào, Hyper-V cung cấp một nền tảng tuyệt vời cho môi trường phát triển và thử
nghiệm.
2.2.1.9. Trung tâm dữ liệu động
13
Hyper-V cùng với các giải pháp quản lý hiện hữu, như Microsoft System Center, giúp
hiện thực tầm nhìn trung tâm dữ liệu động với khả năng cung cấp những hệ thống tự
quản lý và làm việc linh hoạt. Với các tính năng như cấu hình máy ảo tự động, kiểm
soát tài nguyên linh hoạt và “di cư” nhanh, doanh nghiệp có thể tạo một môi trường IT
động sử dụng ảo hóa không chỉ để đối phó các sự cố, mà còn để lường trước các yêu
cầu gia tăng.
2.2.1.10. Xuất hiện
Microsoft đã đưa ra bản tiền beta của thành phần ảo hóa (lúc đó còn mang tên
Windows Server Virtualization) cùng với Windows Server 2008 RC0 Enterprise 64-bit
từ tháng 9/2007. Theo kế hoạch, bản beta của thành phần ảo hóa này có mặt khi
Windows Server 2008 ra mắt chính thức vào cuối tháng 2/2008, sau đó 180 ngày sẽ có
phiên bản chính thức.
Tuy nhiên vào trung tuần tháng 12, Microsoft đã gây ngạc nhiên cho khách hàng và đối

tác với việc đưa ra bản Hyper-V beta cùng với Windows Server 2008 RC1 Enterprise
( sớm hơn kế hoạch.
Khác với bản tiền beta, bản Hyper-V beta trong Windows Server 2008 RC1 được cài
đặt giống như các role khác, không còn các file .msu. Hyper-V beta chỉ hỗ trợ 2 hệ
điều hành khách: Windows Server 2003 và Windows Server 2008. Theo Microsoft,
trong phiên bản chính thức Hyper-V sẽ hỗ trợ nhiều hệ điều hành khách hơn (cả 32-bit
và 64-bit).
Hyper-V sẽ có mặt trong 3 phiên bản Windows Server 2008 64-bit (Windows Server
2008 có tất cả 8 phiên bản): Standard (1 thực thể ảo), Enterprise (4 thực thể ảo) và
Datacenter (không giới hạn thực thể ảo).
Ngoài ra, Microsoft còn cung cấp sản phẩm ảo hóa máy chủ độc lập có tên gọi
Microsoft Hyper-V Server, chương trình bổ trợ Server Virtualization Validation
14
Program cho phép các hãng cung cấp phần mềm máy ảo kiểm tra tính tương thích giải
pháp của mình với các hệ điều hành Windows Server.
2.2.1.11. Kiến Trúc Hyper-V
Hyper-V gồm 3 thành phần chính: hypervisor, ngăn ảo hóa và mô hình I/O ảo hóa mới.
Hypervisor là lớp phần mềm rất nhỏ hiện diện ngay trên bộ xử lý theo công nghệ Intel-
V hay AMD-V, có vai trò tạo các "partition" (phân vùng) mà thực thể ảo sẽ chạy trong
đó.
Một partition là một đơn vị cách ly về mặt luận lý và có thể chứa một hệ điều hành làm
việc trong đó. Luôn có ít nhất 1 partition gốc chứa Windows Server 2008 và ngăn ảo
hóa, có quyền truy cập trực tiếp các thiết bị phần cứng. Partition gốc tiếp theo có thể
sinh các partition con (được gọi là máy ảo) để chạy các hệ điều hành khách. Một
partition con cũng có thể sinh tiếp các partition con của mình.
Máy ảo không có quyền truy cập đến bộ xử lý vật lý, mà chỉ “nhìn thấy” bộ xử lý được
hypervisor cấp cho. Máy ảo cũng chỉ sử dụng được thiết bị ảo, mọi yêu cầu đến thiết bị
ảo sẽ được chuyển qua VMBus đến thiết bị ở partition cha. Thông tin hồi đáp cũng
được chuyển qua VMBus. Nếu thiết bị ở partition cha cũng là thiết bị ảo, nó sẽ được
chuyển tiếp cho đến khi gặp thiết bị thực ở partition gốc. Toàn bộ tiến trình trong suốt

đối với hệ điều hành khách.
Hyper-V được tích hợp sẵn trong hệ điều hành Windows Server, và hypervisor móc
trực tiếp đến các luồng xử lý củ bộ xử lý, nhờ vậy việc vận hành máy ảo hiệu quả hơn
so với kiến trúc ảo hoá trước đây.
15
2.2.2. VMWare vSPhere
2.2.2.1. 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 luồng truy cập đến các tài nguyên phần cứng.
Khi một hệ điều hành thực hiện truy xuất hoặc tương tác tài nguyên phần cứng trên hệ
điều hành chủ thì công việc của một Hypervisor sẽ là:
• Hypervisor mô phỏng phần cứng, nó làm cho các hệ điều hành tưởng rằng
mình đang sử dụng tài nguyên vật lý của hệ thống thật.
Hình 2.1. Cấu trúc của kiểu ảo hóa Vmm Hypervisor
• Hypervisor liên lạc với các trình điều khiển thiết bị.
16
• Các trình điều khiển thiết bị phần cứng liên lạc trực tiếp đến phần cứng vật lý.
Trong mô hình này trình điều khiển phần cứng liên lạc trực tiếp với các thiết bị phần
cứng mà không phải qua bất kì trung gian nào nên nó mang lại một hiệu suất cao nhất
về sử dụng tài nguyên phần cứng. Một vài sản phẩm đang sử dụng dạng này là
Microsoft Hyper-V, Citrix Xenserver, Vmware ESX server.
2.2.2.2. Virtual Machine Monitor (VMM)
VMM là một loại ảo hóa hoạt động như một phần mềm chạy trên một hệ điều hành chủ
khác. Nghĩa là để tương tác với tài nguyên phần cứng nó phải liên lạc thông qua hệ

điều hành chủ. Các sản phẩm điển hình cho kiểu ảo hóa này là VMware Server,
Microsoft Virtual PC, máy ảo Java.
Mối liên lạc giữa phần cứng và trình điều khiển thiết bị trên hệ điều hành trong kiểu ảo
hóa VMM được mô tả như sau như sau:
• Bước đầu tiên mô phỏng phần cứng. Lớp ảo hóa hypervisor sẽ tạo ra một phân
vùng trên ổ đĩa cho các máy ảo. Phân vùng này bao gồm các phần cứng ảo như
ổ đĩa, bộ nhớ….
• Hypervisor xây dựng mối liên lạc giữa lớp ảo hóa với hệ điều hành. Khi một
máy ảo truy xuất tài nguyên thì lớp hypervisor sẽ thay thế máy ảo đó gởi các
yêu cầu tới hệ điều hành máy chủ để yêu cầu thực hiện.
• Khi Hệ điều hành nhận được các yêu cầu này. Nó liện lạc với trình điều khiển
thiết bị phần cứng.
• Các trình điều khiển thiết bị phần cứng liện lạc đến các phần cứng trên máy
thực.
• Quá trình này sẽ xảy ra ngược lại khi có các trả lời từ các phần cứng đến hệ điều
hành chủ.
17