Đồ án tìm hiểu công nghệ ảo hóa VMware vSphere

ĐỒ ÁN TÌM HIỂU
CÔNG NGHỆ ẢO HÓA
VMWARE VSPHERE
Phạm Đình Duy

JUNE 21, 2015


Mục lục
1.

TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ ẢO HÓA ................................................... 3
1.1 Kiến trúc hệ thống ảo hóa .................................................................... 4
1.2 Hoạt động của ảo hóa ........................................................................... 5
1.3 Phân loại ảo hóa ................................................................................... 5
1.3.1 Server virtualization (Ảo hóa máy chủ).......................................... 5
1.3.2 Storage virtualization (Ảo hóa lưu trữ) .......................................... 7
1.3.3 Network virtualization (Ảo hóa mạng) ........................................... 8
1.3.4 Desktop Virtualization.................................................................... 9
1.3.5 Application Virtualization (Ảo hóa ứng dụng) ..............................10

2.

VMWARE VSPHERE 5.x .......................................................................10
2.1.

Giới thiệu VMware vSphere 5.x .......................................................10

2.2.

Kiến trúc vSphere 5.x .......................................................................11

2.2.1. Lớp quản lý ...................................................................................11
2.2.2. Lớp giao giao diện .........................................................................12
2.2.3. Lớp ảo hóa .....................................................................................13
2.3.

Các thành phần trong VMware vSphere 5.x ....................................17

2.3.1. VMware vSphere ESXi..................................................................17
2.3.2. VMware vCenter Server................................................................19
2.3.3. vSphere Update Manager ..............................................................20
2.3.4. VMware vSphere Client và vSphere Web Client ..........................21
2.3.5. VMware vShield Zones..................................................................22
2.3.6. VMware vCenter Orchestrator .....................................................23
2.3.7. vSphere Virtual Symmetric Multi-Processing ...............................24
2.3.8. vSphere vMotion and Storage vMotion .........................................24
2.3.9. vSphere Distributed Resource Scheduler ......................................27
2.3.10.

vSphere Storage DRS...............................................................28

2.3.11.

Storage I/O Control and Network I/O Control........................29

2.3.12.

Profile-Driven Storage .............................................................29

2.3.13.

vSphere High Avaibility (HA)..................................................30

2.3.14.

vSphere Fault Tolerance ..........................................................30

2.3.15. vSphere Storage APIs for Data Protection and VMware Data
Recovery .................................................................................................31


3.

TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ẢO HÓA VSPHERE 5 ................................31
3.1.

Cài đặt ESXi Host.............................................................................31

3.2.

Cài đặt vSphere client và quản lý Host bằng vSphere client ............36

3.2.1. Cài đặt vSphere client....................................................................36
3.2.2. Kiểm tra ESXi Host .......................................................................38
3.2.3. Upload file lên Datastore ...............................................................40
3.2.4. Tạo máy ảo ....................................................................................42
3.2.5. Cài đặt OS cho máy ảo ..................................................................49
3.3.

Cài đặt vSphere vCenter ..................................................................50

3.3.1. Cài đặt vSphere Single Sign-On (SSO) ..........................................50
3.3.2. Cài đặt vSphere Web Client ..........................................................55
3.3.3. Cài đặt vSphere Inventory Service ................................................57
3.3.4. Cài đặt vCenter Server ..................................................................60
3.4.

Cài đặt SAN......................................................................................65

3.4.1. Cài đặt Openfiler ...........................................................................66
3.4.2. Cấu hình Openfiler ........................................................................76
3.5.

Cấu hình cho các ESXi host sử dụng ổ đĩa SAN ...............................82

3.6.

Cấu hình và thực hiện vMotion ........................................................91


1. TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ ẢO HÓA
Trước khi công nghệ ảo hóa được phát triển, mỗi máy tính tại một thời điểm chỉ có
thể cho phép một hệ điều hành duy nhất hoạt động trên nó. Tuy nhiên khi triển khai
hệ thống, một máy chủ không nên chạy quá nhiều chức năng. Vì khi máy chủ khi
chạy quá nhiều chức năng trên nó có thể xảy ra xung đột, nên để đảm bảo cho hệ
thống hoạt động ổn định phải đầu tư rất nhiều máy chủ cho hệ thống. Điều này dẫn
đến chi phí đầu tư ban đầu cao và không linh hoạt trong khâu quản lý. Công nghệ ảo
hóa ra đời đã giải quyết tất cả các vấn đề trên.
Ảo hóa là công nghệ cung cấp một lớp giao tiếp trung gian giữa hệ thống phần cứng
máy tính và phần mềm chạy trên nó. Ý tưởng của công nghệ ảo hóa là phân chia “hệ

thống vật lý” thành nhiều “hệ thống ảo” nhằm tiết kiệm các nguồn tài nguyên vật lý
và quản lý hệ thống một cách hiệu quả hơn. Hệ thống ảo có thể là một máy tính
(Host Virtualization), một hệ thống lưu trữ (Storage Virtualization) hoặc là một hệ
thống mạng (Network Virtualization).
Ảo hóa không chỉ dừng lại ở việc ảo hóa một máy tính vật lý. Ta có thể xây dựng cả
một hạ tầng ảo thông qua các kết nối giữa các máy tính vật lý và thiết bị lưu trữ. Khi
sử dụng ảo hóa, các nguồn tài nguyên có thể được phân phát một cách linh động
hơn, có thể thay đổi theo nhu cầu của từng ứng dụng.
Tiên phong cho công nghệ ảo hóa là hãng IBM với hệ thống máy ảo VM/370 được
công bố vào năm 1972. Năm 1999, VMware đã giới thiệu phầm mềm ảo hóa đầu
tiên của hãng là VMware Workstation trên nền tảng x86. Đến nay, VMware đã trở
thành một trong những công ty hàng đầu trong lĩnh vực ảo hóa.

Hình 1: ví dụ về ảo hóa.
Những lợi ích của ảo hóa:
 Giảm chi phí đầu tư: khi sử dụng ảo hóa, ta có thể chỉ cần đầu tư một máy
chủ vật lý hoạt động với đầy đủ các chức năng theo yêu cầu thay vì đầu tư
nhiều máy chủ cho từng chức năng đó.


 Dễ dàng quản lý và sử dụng: các máy chủ ảo sẽ được đặt tập trung trong một
hệ thống vật lý tạo sự thuận tiện cho người quản trị khi giám sát hệ thống. Các
máy chủ ảo cũng có thể dễ dàng di chuyển hoặc copy giữa các hệ thống vật
lý.
 Dễ dàng nâng cấp: khi các máy chủ ảo yêu cầu sử dụng nguồn tài nguyên
lớn hơn(CPU, RAM… ) người quản trị có thể đáp ứng nhu cầu đó một cách
nhanh chóng mà không làm ảnh hưởng tới hoạt động của máy ảo đó.

1.1 Kiến trúc hệ thống ảo hóa

Hình 2: kiến trúc hệ thống ảo hóa.
Cấu trúc của một hệ thống ảo hóa thường được chia thành 3 lớp chính như sau:
 Tài nguyên vật lý: có thể là một máy tính hoặc hệ thống lớn hơn bao gồm
nhiều máy tính liên kết với các nguồn tài nguyên lưu trữ tạo thành hạ tầng
ảo hóa toàn bộ. Tài nguyên vật lý trong môi trường ảo hóa cung cấp tài
nguyên cho hoạt động của các máy ảo hoạt động trên nó.
 Hypervisor: là lớp giao tiếp trung gian giữa phần cứng máy tính với các
máy ảo. Hypevisor có nhiệm điều khiển quá trình chia sẻ và sử dụng tài
nguyên của máy ảo. Hypervisor là nền tảng của một môi trường ảo hóa.


Nhờ cấu trúc xử lý linh hoạt nên các máy ảo có thể tận dụng tối đa hiệu
suất phần cứng và quản lý dễ dàng hơn.
 Virtual Machine: là một máy tính ảo nhưng có đủ các chức năng và hoạt
động giống với máy tính thật. Mỗi một máy ảo cũng sẽ sở hữu phần cứng
ảo riêng của nó bao gồm CPU, memory, hard disk và card mạng. Máy ảo
là một đơn vị hoạt động độc lập, không bị phụ thuộc vào các máy ảo khác.

1.2 Hoạt động của ảo hóa
Nền tảng ảo hóa của VMware sử dụng các phần mềm như VMware Infrastructure
và VMware ESX Server để ảo hóa các nguồn tài nguyên phần cứng bao gồm
CPU, memory, hard disk và card mạng tạo nền tảng để cài đặt các máy ảo có khả
năng cài đặt hệ điều hành và các ứng dụng hoạt động như một máy thật.
Ảo hóa của VMware hoạt động bằng cách chèn một lớp giao tiếp mỏng
(Hypervisor) trực tiếp lên phần cứng của máy tính vật lý (Bare-Mental
Hypervisor) hoặc hệ điều hành chủ (Hosted Architechture). Thông qua
Hypervisor, người quản trị có thể quản lý và tùy ý cấp phát các nguồn tài nguyên
cho máy ảo theo nhu cầu của hệ thống.

1.3 Phân loại ảo hóa

1.3.1 Server virtualization (Ảo hóa máy chủ)
Kiến trúc máy chủ x86 hiện nay chỉ cho phép duy nhất một hệ điều hành hoạt
động tại một thời điểm. Ảo hóa máy chủ đã mở ra một phương thức mới giúp
chạy nhiều hệ điều hành đồng thời trên cùng một máy chủ x86 bằng cách phân
tách hệ điều hành và các ứng dụng ra khỏi phần cứng vật lý. Sử dụng ảo hóa
máy chủ, ta có thể chạy nhiều hệ điều hành độc lập cùng một lúc trên một máy
chủ như các máy tính ảo, điều này tương đương với việc ta sẽ có nhiều máy
chủ hoạt động cùng một lúc. Mỗi một máy chủ ảo sẽ sử dụng nguồn tài nguyên
riêng trên phần cứng vật lý. Phần mềm ảo hóa sẽ phân phối tài nguyên cho
các máy ảo.
Ảo hóa nâng cao hiệu suất của các máy chủ x86 hiện nay. Hầu hết các máy
chủ bình thường đều hoạt động dưới 15% công suất gây lãng phí rất nhiều tài
nguyên. Với ảo hóa, máy chủ có thể hoạt động được gần hết công suất của nó
giúp nâng cao tính hiệu quả, tiết kiệm tài nguyên và năng lượng.


Hình 3: Ảo hóa máy chủ
Có hai hình thức ảo hóa máy chủ:
 Hosted Architechture: được cài đặt lên hệ điều hành của máy tính vật
lý và hoạt động như một ứng dụng bình thường.

Hình 4: Hosted Architechture
 Bare-Mental (Hypervisor) Architechture: ở hình thức này, ảo hóa sẽ
được cài đặt và chạy trực tiếp trên phần cứng của máy tính vật lý. Điều
này giúp nó tiết kiệm tài nguyên và hoạt động linh hoạt hơn so với hình
thức ảo hóa Hosted, giúp dễ dàng nâng cấp, hoạt động mạnh mẽ hơn và
đạt hiệu suất cao hơn.


Hình 5: Bare-Mental (Hypervisor) Architechture

1.3.2 Storage virtualization (Ảo hóa lưu trữ)
Thông thường hệ thống lưu trữ của doanh nghiệp bao gồm rất nhiều các thiết
bị vật lý khác nhau. Công nghệ ảo hóa lưu trữ giúp tạo ra một nguồn lưu trữ
duy nhất (dưới góc nhìn của các máy chủ và ứng dụng) từ các thiết bị vật lý
riêng biệt đó. Các thiết bị vật lý sẽ được kết nối với nhau thông qua các kết
nối có tốc độ cao và được ảo hóa thành một thiết bị lưu trữ duy nhất. Thiết bị
lưu trữ ảo sẽ được phân chia lại và quản lý một các tập trung bằng một lớp ảo
hóa gọi là Storage Hypervisor được chèn bởi phần mềm ảo hóa. Storage
Hypervisor có thể chạy trên nền tảng phần cứng vậy lý, trên máy ảo hoặc là
trên cả hai. Storage Hypervisor là một phần mềm giám sát và quản lý một
cách tập trung, nó cung cấp một bộ điều khiển lưu trữ toàn diện và chức năng
giám sát hệ thống vật lý nhằm cải thiện tính khả dụng, tốc độ và hiệu suất của
chúng. Công nghệ thường được dùng trong ảo hóa lưu trữ là SAN (Storage
Area Network).


Hình 6: Storage Virtualization
Ảo hóa lưu trữ cung cấp một cách tốt hơn cho việc quản lý các nguồn tài
nguyên lưu trữ, và mang đến cho doanh nghiệp nhiều lợi ích như:






Cải thiện đáng kể nguồn việc sử dụng nguồn tài nguyên lưu trữ
Quản lý lưu trữ linh hoạt.
Tận dụng được ổ cứng của các thiết bị hiện có.
Dễ dàng nâng cấp mở rộng quy mô của hệ lưu trữ.

Cung cấp hệ thống lưu trữ an toàn, ổn định, hiệu năng cao.

1.3.3 Network virtualization (Ảo hóa mạng)
Mạng ảo được coi như một bản sao hoàn chỉnh của một mạng vật lý dưới dạng
một phần mềm. Mạng ảo sở hữu đầy đủ mọi tính năng như mạng vật lý và
hoạt động không phụ thuộc vào phần cứng. Các thành phần mạng trong cơ sở
hạ tầng mạng như switch, card mạng, port, router, firewall, load balancer…
được ảo hóa một cách linh động. Các máy ảo có thể kết nối với nhau thông
qua switch ảo tương tự như khi hoạt động trên thiết bị thật. Các switch ảo
cũng hỗ trợ VLAN để có thể hoạt động tương thích với nhiều thiết bị mạng
khác.
Các máy ảo có thể được cung cấp một hoặc nhiều card mạng ảo mà không bị
giới hạn số lượng card trên máy. Cách thức cài đặt card mạng ảo cũng được
thực hiện dễ dàng. Switch ảo có thể hỗ trợ tốc độ truyền tin theo chuẩn Gigabit
Ethernet (1000Mbps) giúp cho việc giao tiếp giữa các máy ảo diễn ra nhanh
chóng.


Hình7: ảo hóa mạng

1.3.4 Desktop Virtualization
Desktop Virtualization là công nghệ thường được các doanh nghiệp sử dụng.
Server trong hệ thống sẽ lưu trữ toàn bộ dữ liệu, ứng dụng, chương trình và
tài liệu cần thiết cho công việc của nhân viên. Các máy tính ảo sẽ được xây
dựng trên server, mỗi nhân viên sẽ được cấp một máy ảo và làm việc trên nó.
Nhân viên có thể làm việc trên máy ảo từ xa bằng cách dùng một máy tính
khác hay cũng có thể là các thiết bị di động như điện thoại, tablet để truy cập
và làm việc trên máy ảo. Để làm việc, nhân viên không cần phải có một máy
tính cấu hình cao, mọi hoạt động xử lý dữ liệu đều được thực hiện trên server.
Lợi ích của công nghệ Desktop Virtualization:

 Tăng khả năng hoạt động liên tục và linh hoạt của hệ thống.
 Cho phép người dùng truy cập từ xa tại bất cứ nơi nào có thể kết nối
tới hệ thống.
 Giúp lưu trữ dữ liệu tập trung, dễ quản lý.
 Giảm chi phí đầu tư thiết bị cho các doanh nghiệp.


Hình 8: Desktop Virtualization
1.3.5 Application Virtualization (Ảo hóa ứng dụng)
Ảo hóa ứng dụng là một trong các công nghệ nền tảng của điện toán đám mây,
nó cho phép chúng ta có thể tách rời mối liên kết giữa ứng dụng và hệ điều
hành và phân phối lại các ứng dụng cho phù hợp với nhu cầu của user. Khác
với phương thức truyền thống, khi áp dụng ảo hóa ứng dụng, người dùng
không cần phải cài đặt trực tiếp lên thiết bị nhưng vẫn có thể sử dụng được
ứng dụng bình thường. Xét về phương diện người dùng, các ứng dụng hoạt
động giống hệt như đang được xử lý trực tiếp ngay trên thiết bị của họ. Các
ứng dụng thực ra đã được cài đặt và ảo hóa trên máy chủ và người dùng sẽ
truy cập ứng dụng thông qua môi trường internet. Ảo hóa ứng dụng là công
nghệ nền tảng để phát triển điện toán đám mây.
Lợi ích của công nghệ ảo hóa ứng dụng:
 Các ứng dụng được cài đặt và chạy trực tiếp trên máy chủ nên tốc độ
ổn định và không phụ thuộc vào cấu hình của thiết bị người dùng.
 Có thể chạy các ứng dụng từ xa thông qua kết nối internet.
 Dữ liệu của ứng dụng được đảm bảo an toàn hơn do được lưu trữ tại
server.

2. VMWARE VSPHERE 5.x
2.1. Giới thiệu VMware vSphere 5.x
VMware vSphere là một nền tảng hàng đầu dành cho lĩnh vực ảo hóa giành cho
các doanh nghiệp. vSphere cho phép xây dựng hạ tầng điện toán đám mây. Nó là

một tập hợp gồm rất nhiều các bộ ứng dụng ảo hóa cho các doanh nghiệp mà nền
tảng ESXi là cốt lõi.
VMware vSphere giúp nâng cao các tính năng của ảo đổng thời có thể biến
datacenter thành một cơ sở hạ tầng điện toán đám mây đơn giản và cho phép các
doanh nghiệp có thể cung cấp các dịch vụ linh hoạt và tin cậy hơn. vSphere ảo
hóa và tập trung các tài nguyên phần cứng vật lý thành một khối sau đó phân
chia ra tùy theo nhu cầu của hệ thống.
2.2.Kiến trúc vSphere 5.x
2.2.1. Lớp quản lý

Hình 9 : kiến trúc vSphere
vCenter được coi là bộ phận quản lý tập trung của hệ thống virtual datacenter.
Các thành phần chính trong vCenter bao gồm: User Access Control, Core
Services, Distributed Services, Plug-in, và vCenter Server Interface
 User Access Control: cho phép người quản trị có thể tạo và cấp quyền
cho các user trong hệ thống


 Core Services: chứa tất cả các dịch vụ để quản lý một datacenter như
o VM provisioning: cho phép tạo máy ảo
o Host and VM Configuration: cho phép cấu hình Host và máy ảo
o Resource and VM Inventory Management: quản lý toàn bộ hạ
tầng tài nguyên và máy ảo
o Statistics and logging: ghi log và thống kê performance của tài
nguyên hệ thống bằng cách thu thập thông tin của các đối tượng
(Host, VM, Storage, Cluster)
o Alarm and Event Managerment: theo dõi và cảnh báo tới người
quản trị khi có một sự kiện diễn ra trong hệ thống. Cho phép cấu

hình ngưỡng và các điều kiện để phát đi cảnh báo.
o Task Scheduler: lập lịch cho các hoạt động của hệ thống
o vApp: cho phép tạo ứng dụng ảo
 Plug-in: là các phần mềm mở rộng để tích hợp vào vCenter nhằm cung
cấp thêm tính năng cho vCenter Server. Các loại plug-in như:
o vCenter Storage Monitoring: hiển thị đồ thị kết nối giữa các hệ
thống lưu trữ trong vCenter Server đồng thời đưa ra thông tin của
hệ thống lưu trữ
o vCenter Hardware Status: cho phép giám sát hoạt động của phần
cứng trên mỗi host
o vCenter Service Status: đưa ra thông tin hoạt động của các dịch
vụ
o vSphere Update Manager: cho phép thực hiện upgrade và update
các bản vá cho host và VM
o vShield Zones: giám sát giao tiếp giữa các host và vCenter hoặc
giao tiếp giữa các máy ảo với nhau bằng cách phân tích traffic và
quản lý port của các ứng dụng nhằm tránh khả năng hệ thống bị
tấn công
o Data recovery: là giải pháp backup và restore các máy ảo
 vCenter Server Interface: cung cấp các giao diện quản lý các thành
phần như
o ESXi Server Management: quản lý ESXi host
o VMware vShere API :quản lý client và các ứng dụng thử 3
o Active Directory Interface : kết nối tới hệ thống AD
o Database Interface: kết nối tới các hệ thống database

2.2.2. Lớp giao giao diện
Người quản trị có thể truy cập vào hệ thống vSphere thông qua vSphere
Client, vSphere Web Client, Command-line, Terminal Service(Putty).
Trong đó người dùng có thể truy cập vào hệ thống bằng giao diện đồ họa qua

vSphere Client và vSphere Web Client, cả 2 đều có thể truy cập tới vCenter
hoặc Host
2.2.3. Lớp ảo hóa
Lớp ảo hóa là tập hợp của các thành phần tài nguyên về Compute, Storage,
Network. Mỗi thành phần sẽ có những đơn vị được định nghĩa riêng.
 Compute: Host, Cluster, Resource Pools.
 Network: vStandard Switch, vDistribute Switch, vShield and Network
security.
 Storage: Datastore, Datastore Cluster, VMFS, NFS
COMPUTE
Khái niệm Cluster

Hình 10: Cluster
Mỗi host có tài nguyên về CPU và memory riêng. Tập hợp nhiều host lại với
nhau tạo thành Cluster. Tài nguyên của một cluster sẽ bằng tổng tất cả tài
nguyên của các host gộp lại. Các host có thể được thêm hoặc xóa trong
cluster.


Khái niệm Resource Pool

Hình 11: Resource Pool
Sau khi đã tạo ra một Cluster, lượng tài nguyên của hệ thống bao gồm CPU
và RAM được gộp lại thành một khối logic. Dựa vào các nhu cầu sử dụng
riêng mà có thể phân phối thành nhiều Resource pool nhỏ.
Resource pool có thể được cấp phát linh hoạt dựa vào nhu cầu thay đổi theo
thời gian chứ không cố định.

NETWORK
Kiến trúc của virtual network trong vSphere giống hoàn toàn với kiến trúc của
network trong môi trường vật lý. Các máy ảo cũng có thể sở hữu một hoặc
nhiều card mạng ảo (virtual NIC). Trong vSphere có 2 loại switch là
vStandard Switch và vDistributed Switch. Mỗi loại switch đều sở hữu chức
năng riêng. Trong mô hình thực tế, thường kết hợp cả hai loại để tận dụng các
tính năng của chúng.
vSphere Standard Switch (VSS)
 vNIC: là card mạng ảo của máy ảo. Mỗi máy ảo có thể có một hoặc
nhiều card ảo, các card ảo cũng có địa chỉ IP và MAC như card vật lý.


 vSphere Standard Switch: các card mạng của máy ảo trong mỗi host
sẽ được kết nối tới vSphere Standard Switch của host đó. Liên lạc giữa
các máy ảo trong một host sẽ được chuyển mạch bằng vSphere
Standard Switch. Mỗi host chỉ có duy nhất một vSphere Standard
Switch.
 Phisical Network Adapter: là card vật lý chứa trong các host. Các
card mạng của máy ảo kết nối với Phisical Network Adapter thông
qua vStandard Switch để có thể liên lạc được với các máy bên ngoài
host. vStandard có thể kết nối tới một hoặc nhiều card vật lý để có thể
chia tải hoặc dự phòng trong trường hợp có card bị hỏng.
 Port group: là một khái niệm trong vStandard Switch. Các port có
thể được nhóm lại thành một group (Port group). Một vStandard
Switch có thể có một hoặc nhiều port group. Chỉ các máy ảo trong
cùng một port group mới có thể liên lạc được với nhau. Người quản
trị có thể dựa vào port group để cấu hình các chính sách, cơ chế bảo
mật, quản lý traffic, performance…

Hình 12: vSphere Standard Switch

vSphere Distributed Switch (VDS): nếu vStandard Switch chỉ có tác dụng
chuyển mạch trong nội bộ của một host. Thì Distributed Switch cho phép kết
nối các host ESXi lại với nhau.


Hình 13: vSphere Distributed Switch
 VDS được tạo ra chỉ để quản lý và phân chia traffic chủ yếu như:
vMotion, iSCSI, Management Traffic, NFS, VM traffic, HA… từ đó
có thể cấu hình độ ưu tiên băng thông của mỗi loại traffic khác nhau.
 Distributed Port Group: cũng tương tự như port group trong VSS. Các
port trong VDS có thể được nhóm lại với nhau. Chỉ các máy ảo trong
Distributed Port Group mới có thể liên lạc được với nhau.
 VDS có các tính năng như Private VLANs, Traffic Shapping…

STORAGE

Hình 14: cấu trúc Storage


Storage về cơ bản bao gồm những thành phần chính sau:
 Datastore: là một khái niệm logic, nó bao gồm một hoặc nhiều thiết
bị lưu trữ vật lý, các thiết bị lưu trữ này sẽ được gộp lại thành một
datastore đại diện duy nhất. Datastore như một lớp trung gian giữa các
máy ảo và thiết bị lưu trữ, giúp giảm độ phức tạp về vấn đề giao tiếp.
 Datastore Cluster: nhiều datastore gộp lại thành một datastore
cluster. Mục đích của datastore cluster là giúp cân bằng tải giữa các
datastore khi chạy các tính năng như Storage I/O…
 VMFS volumes: là hệ thống File System của datastore được VMware
định nghĩa riêng. Trong một VMFS volume có thể chứa nhiều loại
LUNs đĩa như DAS SCSI, FC SAN, iSCSI hoặc ổ đĩa local của host.

VMFS volume có thể được mở rộng dung lượng mà không làm gián
đoạn hệ thống. Khi có một LUN nào bị sự cố thì chỉ có những máy ảo
trong LUN đó bị ảnh hưởng mà không làm ảnh hưởng tới các máy ảo
trên các LUN khác.
 NFS: là File system trên NAS và NAS được gọi là NFS Server. Các
ESXi host kết nối tới NFS Server bằng giao thức NFS. NFS Server
cũng có đầy đủ tính chất như VMFS và cũng cho phép vMotion giữa
2 ESXi host dùng chung NFS Storage Server.

2.3. Các thành phần trong VMware vSphere 5.x
2.3.1. VMware vSphere ESXi
Thành phần chính của vSphere là hypervisor, nó là một lớp ảo hóa hoạt động
như một nền tảng phục vụ có các thành phần còn lại của vSphere. VMware
có hai hình thức hypervisor là VMware ESX và VMware ESXi. Kể từ phiên
bản VMware vSphere 5 trở đi, vSphere chỉ hỗ trợ VMware ESXi. Hai hình
thức hypervisor này tương đối giống nhau, chúng sử dụng chung một công cụ
ảo hóa cốt lõi, hỗ trợ tập hợp các tính năng ảo hóa như nhau, thừa hưởng các
licenses như nhau nhưng điểm khác biệt của hai hình thức này là kiến trúc của
lớp ảo hóa.
Trong VMware ESX, VMware sử dụng Linux-derived Service Console(còn
gọi là Consol Operation System - COS) để cung cấp một môi trường mà thông
qua đó người dùng có thể tương tác với hypervisor. COS có trác nhiệm đưa
ra các phương thức khác nhau để giao tiếp với các hệ thống máy chủ ESX như
telnet/ssh, web interface, direct consol access FTP. COS cũng cung cấp khả
năng chứng thực cho người dùng. Các ứng dụng của nhà cung cấp thứ 3 sẽ
được cài đặt và hoạt động trên COS.


Hình 15: Kiến trúc VMware ESX
VMware ESXi là một hypervisor thế hệ mới của VMware. Không giống như

VMware ESX, VMware ESXi được cài đặt và hoạt động không cần COS.
Điều đó làm cho ESXi trở nên nhẹ hơn rất nhiều so với ESX. Mặc dù không
có COS nhưng VMware ESXi đều hỗ trợ tất cả các tính năng ảo hóa như của
VMware ESX. Tất cả các ứng dụng của bên nhà cung cấp thứ ba như hardware
dirver và hardware monitoring sẽ được cài đặt và hoạt động trên Vmkernel.
Chỉ những ứng dụng của bên thứ ba được VMware xác nhận bằng chữ ký số
thì mới được hệ thống chấp nhận, nhằm giúp tăng khả năng an toàn của hệ
thống.

Hình 16: Kiến trúc VMware ESXi
Bảng sau thể hiện hỗ trợ tối đa của các phiên bản VMware ESXi 5.1 và
VMware ESXi 5.5


Component
Physical CPUs per host
Physical RAM per host
NUMA nodes per host
Virtual CPU per host
VMDK Size
Max Size of Virtual RDM
VM Hardware Version

VMware ESXi 5.1
Maximum
160
2TB
8
2048
2TB

2TB
9

VMware ESXi 5.5
Maximum
320
4TB
16
4096
62TB
62TB
10

2.3.2. VMware vCenter Server
vCenter cung cấp những công cụ cho các tính năng nâng cao của vSphere
vMotion, vSphere Distributed Resource Scheduler, vSphere High
Availability, và vSphere Fault Tolerance.
Ngoài những tính năng trên, sử dụng vCenter Server để quản lý các host ESXi
thực hiện các tính năng sau:
 Enhanced vMotion Compatibility (EVC): tính năng này dùng để đảm
bảo khả năng tương thích giữa máy ảo và phần cứng vật lý khi di chuyển
máy ảo giữa các phần cứng vật lý khác nhau về loại CPU. Ví dụ muốn
chuyển một máy ảo trên phần cứng chạy CPU của Intel sang một máy
chủ đang chạy CPU của AMD, EVC sẽ giúp máy ảo hoạt động bình
thường khi chuyển đổi giữa 2 thiết bị phần cứng này
 Host profile: cho phép người dùng tạo ra các chuẩn cấu hình cho các
host VMware ESXi, để tự động hóa cấu hình và đơn giản hóa quản lý
hoạt động của hệ thống lớn và giảm nguy cơ cấu hình sai.
 Storage I/O Control: cung cấp độ ưu tiên cho các máy ảo đang hoạt
động trong một nhóm VMware vSphere host có thể truy cập tới hệ

thống lưu trữ ngoài bằng cách sử dụng Quality of Service (QoS). Nó
giúp cho các ứng dụng quan trọng có thể đảm bảo được lưu lượng truy
cập tới hệ thống lưu trữ kể cả lúc tắc nghẽn.
 vSphere Distributed Switches(VDS): cung cấp một giao diện quản lý
tập trung từ đó người dùng có thể cấu hình, giám sát và quản lý các
mạng ảo trên máy ảo.
 Network I/O control(NIOC): được sử dụng để cấu hình những quy
định và chính sách ở cấp máy ảo để đảm bảo cho các ứng dụng quan
trọng trong máy ảo luôn luôn có thể truy cập được tài nguyên của hệ
thống. NIOC giám sát hệ thống, ngay khi có tắc nghẽn sảy ra nó sẽ tự


động chuyển đổi độ ưu tiên truy cập cho các ứng dụng quan trọng lên
mức cao nhất theo quy định của người dùng.
 vSphere Storage DRS: cung cấp chức năng sắp xếp máy ảo và cân
bằng tải sự trên I/O và yêu cầu dung lượng.

Hình 17: VMware vCenter

2.3.3. vSphere Update Manager
vSphere Update Manager là một plug-in cho vCenter Server giúp tự động
update các bản vá cho host ESXi, đảm bảo cho các host ESXi luôn hoạt động
với phiên bản update mới nhất. vSphere Update Manager cung cấp những
chức năng sau:





Rà soát kiểm tra để xác định những hệ thống chưa được cập nhập

Tổ chức và lên lịch update cho các site ở xa
Tự động cài đặt các bản vá lỗi cho host ESXi
Tích hợp đầy đủ với các tính năng khác của vSphere như Distributed
Resource Scheduler


Hình 18: vSphere Update Manager

2.3.4. VMware vSphere Client và vSphere Web Client
vCenter cung cấp công cụ quản trị tập trung cho các host ESXi, người dùng
có thể quản lý các host ESXi thông qua hai công cụ vSphere Client và vSphere
Web Client. vSphere Client có đầy đủ tất cả các chức năng quản lý, nhưng đối
với vSphere Web Client chỉ hỗ trợ một số chức năng cơ bản.
vSphere Client
vSphere Web Client
 Ứng dụng cài đặt cục bộ
 Ứng dụng trên Web
 Chạy trên hệ điều hành
 Không phụ thuộc vào hệ điều
Windows
hành
 Có thể kết nối tới vCenter
 Chỉ có thể kết nối tới vCenter
Server hoặc kết nối trực tiếp
Server
tới các host
 Chỉ hỗ trợ một số chức năng,
 Có đầy đủ các chức năng
chủ yếu tập trung vào triển khai
quản lý hệ thống

máy ảo và giám sát những chức
năng cơ bản. Không thể cấu hình
host, cluster, network, datastore,
hoặc datastore cluster.
vSphere Client sử dụng VMware API để truy cập tới vCenter Server. Sau khi
người dùng xác thực, một tiến trình sẽ được khởi động trên vCenter Server,
người dùng dựa trên đó để quản lý tài nguyên và các máy ảo dựa theo quyền
của người dùng trên hệ thống. Để cấu hình máy ảo, đầu tiên vSphere Client


sử dụng VMware API kết nối tới vCenter Server. Sau đó vSphere Client sẽ
kết nối tới máy ảo muốn điều khiển thông qua vCenter.
Người dùng sử dụng vSphere Web Client để truy cập tới vCenter bằng cách
sử dụng một Web Browser. vSphere Web Client sử dụng VMware API để làm
giao tiếp trung gian giữa browser và vCenter Server.

Hình 19: vSphere Client và vSphere Web Client

2.3.5. VMware vShield Zones
VMware vShield Zones là một firewall ảo được thiết kế để bảo vệ các máy ảo
và phân tích lưu lượng mạng trong mạng ảo của của VMware. Người dùng có
thể áp dụng những chính sách bảo mật lên một nhóm các máy ảo, các chính
sách này vẫn được duy trì ngay khi các máy ảo di chuyển giữa các host sử
dụng vSphere vMotion và vSphere DRS. Các tính năng chính của vShield
Zones như:
 Firewall protection: vSphere Zone cung cấp tính năng Firewall
protection trên switch ảo bằng cách sử dụng những quy tắc như allow
hoặc block các port, giao thức hoặc hướng traffic.
 Traffic analysis: tất cả lưu lượng mạng đi qua vShield đều được kiểm
tra. Tất cả các thông tin trên source, destination, hướng và dịch vụ của

các gói tin đều được tập hợp lại trên vShield Manager. Người quản trị
sẽ sử dụng các thông tin trên trong trường hợp troubleshooting sự cố,
kiểm tra những truy cập khả nghi, và để tạo các access rule.
 Virtual Machine Discovery: vShield thu thập và xây dựng một bản tóm
tắt của các máy ảo bao gồm OS, ứng dụng, open port trên mỗi máy ảo.
Quá trình thu thập có thể được chạy theo yêu cầu hoặc theo lịch của
người quản trị. Các thông tin đã thu thập và phân tích có thể được sử
dụng để cấu hình firewall.


Hình 20: VMware vShield Zones

2.3.6. VMware vCenter Orchestrator
VMware vCenter Orchestrator là một công cụ tự động hóa quy trình làm việc
được tự động cài đặt trên vCenter. Sử dụng vCenter Orchestrator, người quản
trị có thể xây dựng một quy trình làm việc tự động cho một loạt các công việc
có sẵn trên vCenter Server. vCenter Orchestrator trở nên mạnh mẽ hơn nhờ
hỗ trợ nhiều plug-in để mở rộng thêm các chức năng như Microsoft Active
Directory, Cisco’s Unified Computing System(UCS),và VMware vCloud
Director.

Hình 21: cấu trúc VMware Orchestrator


2.3.7. vSphere Virtual Symmetric Multi-Processing
vSphere Virtual Symmetric Multi-Processing (vSMP hoặc Virtual SMP) là
một phương thức tương tự như SMP(Symmetric Multi-processing), nó cho
phép người dùng có thể sử dụng nhiều vi xử lý bên trong một máy tính ảo.
vSMP có thể kết hợp với xử lý đa luồng để quản lý đa tác vụ theo nhu cầu của
người dùng.

2.3.8. vSphere vMotion and Storage vMotion
vSphere vMotion
vSphere vMotion là một chức năng của ESXi và vCenter Server, nó cho phép
người dùng có thể di chuyển trực tiếp một máy ảo đang hoạt động từ server
vật lý này tới một server vật lý khác nhưng không cần phải ngưng hoạt động
của máy ảo đó. Quá trình di chuyển giữa các server vật lý không tốn thời gian
downtime và các kết nối mạng tới máy ảo cũng không bị gián đoạn. vMotion
là công nghệ then chốt được ứng dụng rất nhiều trong các hện thống data
center.

Hình 22: vMotion
Trong trường hợp một server vật lý trong hệ thống bị lỗi phần cứng và cần
được sửa chữa, người quản trị có thể dễ dàng di chuyển các máy ảo qua một
server khác bằng vMotion để thực hiện việc bào trì. Sau khi bảo trì xong, các
máy ảo sẽ được di chuyển trở lại vị trí của server ban đầu. vMotion còn được
sử dụng để di chuyển các máy ảo trong trường hợp các máy ảo yêu cầu nguồn
tài nguyên lớn hơn, và server vật lý không đủ tài nguyên để cung cấp cho các
máy ảo.
Tiến trình di chuyển máy ảo sử dụng vSphere vMotion trải qua các bước sau: