Ảo hóa trong điện toán đám mây

Chuyên đề:

Ảo hóa trong điện toán đám mây


Các khái niệm

Ảo hóa.
Ảo hóa là một thuật ngữ bao trùm các công nghệ và các khái niệm có ý nghĩa là để cung cấp một môi trường phần
cứng trừu tượng (phần cứng ảo) hoặc một hệ thống để điều hành chạy các ứng dụng. (Theo Rajkumar Buyya và các
cộng sự). như vậy ảo hóa được thiết kế để tạo ra tầng trung gian giữa hệ thống phần cứng máy chủ và phần mềm
chạy trên nó.


Phân loại ảo hóa
 Về cơ bản, ảo hóa có những dạng chính sau đây:

Ngoài ra còn có các dạng ảo hóa khác
như:

 Ảo hóa desktop
 Ảo hóa phần mềm
 Ảo hóa bộ nhớ
 Ảo hóa dữ liệu


Ảo hóa phần cứng.
Ảo hóa phần cứng là một kỹ thuật ảo hóa cung cấp một môi trường thực thi trừu tượng về phần cứng máy tính trên đó một hệ thống điều hành khách
có thể được chạy. Khách đại diện là các hệ điều hành, chủ là phần cứng máy tính vật lý, máy ảo là mô phỏng của nó, và quản lý máy ảo là các
hypervisor. Hypervisor nói chung là một chương trình hoặc một sự kết hợp của phần mềm và phần cứng cho phép trừu tượng của các phần cứng vật lý
bên dưới.

Ảo hóa phần cứng.

Sự khác nhau giữa môi trường ảo hóa và không có ảo hóa


Ảo hóa hệ thống máy chủ
 Ảo hóa hệ thống máy chủ cho phép ta có thể chạy nhiều máy ảo trên một máy chủ vật lý, đem lại nhiều lợi ích như tăng
tính di động, dễ dàng thiết lập với các máy chủ ảo, giúp việc quản lý, chia sẻ tài nguyên tốt hơn, tăng hiệu suất làm việc của
một máy chủ vật lý.

 Xét về kiến trúc hệ thống, các kiến trúc ảo hóa hệ thống máy chủ có thể chia thành các dạng chính sau:

Host - based

Hypervisor based

Hybird


Khái niệm
Ảo hóa máy chủ là công nghệ ảo hóa cho phép từ một máy chủ 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.

Máy ảo dưới góc độ của người sử dụng


Ưu điểm của ảo hóa máy chủ



Tài nguyên (RAM, vi xử lý,…) của server ảo được sử dụng nhiều hơn (so với server cài một hệ điều hành/ứng dụng) với nhiều hệ điều
hành và ứng dụng chia sẻ trên một tài nguyên server vật lý.




Ảo hóa server cho phép sử dụng tối đa tài nguyên của server vật lý từ đó cho phép giảm số lượng server vật lý cần thiết.
Khi một server ngưng hoạt động (do phần cứng hoặc ứng dụng, hoặc do hoạt động bảo trì), vẫn có thể tránh được thời gian downtime
của ứng dụng bằng cách di chuyển chúng đến một server khác. Điều này đảm bảo độ sẵn sàng cao của ứng dụng.






Ảo hóa server tránh được việc đầu tư thừa server cho các ứng dụng.
Có thể tăng hoặc giảm tài nguyên phục vụ cho ứng dụng tùy theo nhu cầu.
Các hệ điều hành/ứng dụng hoạt động độc lập với nhau, vấn đề bảo mật được đảm bảo.
Ảo hóa server rất có ích trong môi trường thí nghiệm, demo, vì không cần phải có nhiều server vật lý.


Các hình thức ảo hóa máy chủ.



Virtualization Management layer.



Dedicated Virtualization.

Khái niệm 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 (HDH), có hypervisor thì chạy bên dưới HDH và trực tiếp
tương tác với tài nguyên phần cứng ( processor, RAM, hay NIC ).


Virtualization Management layer: 
- Đây là hình thức ảo hóa ban đầu của máy chủ. Chúng ta thường gọi là “hosted”. Như hình bên dưới thể hiện, chức năng ảo hóa được xây dựng
trên một nền OS thông dụng. Một số sản phẩm thông dụng: Microsoft´s Virtual PC, and VMWare´s Workstation


Một hệ thống ảo hóa sử dụng mô hình Hosted-based được chia làm 4 lớp hoạt động như sau:

1.
2.
3.
4.

Nền tảng phần cứng.
Hệ điều hành Host.
Hệ thống virtual machine monitor (hypervisor).
Máy ảo và các ứng dụng chạy trên nó.


Dedicated Virtualization:

Hình thức ảo hóa này thường được gọi là “bare-metal”, được chạy trực tiếp trên phần cứng của máy chủ. Vì vậy sẽ giúp sử dụng tài nguyên máy chủ tối

ưu hơn là hình thức “hosted”, tốc độ xử lý nhanh hơn. Các sản phẩm thông dụng: ESX, Xen, and Hyper-V.
Trong mô hình này lớp phần mềm hypervisor chạy trực tiếp trên nền tảng phần cứng của máy chủ, không thông qua bất kỳ một hệ điều hành hay một
nền tảng nào khác.


MỘt hệ thống ảo hóa máy chủ sử dụng nền tảng Bare-metal hypervisor bao gồm 3 lớp chính:

1.
2.
3.

Nền tảng phần cứng.
Nền tảng ảo hóa virtual machine monitor (hypervisor).
Máy ảo và các ứng dụng của nó: các máy ảo sẽ lấy tài nguyên từ phần cứng, thông qua sự cấp phát và quản lý của
hypervisor.


Kiến trúc ảo hóa Hybird
Hybrid là một kiểu ảo hóa mới hơn và có nhiều ưu điểm. Trong đó lớp ảo hóa hypervisor chạy song song
với hệ điều hành máy chủ.


Tổng quan về phần mềm ảo .


Phần mềm ảo hóa


Các loại phần mềm ảo hóa

Hoạt động trong bộ vi xử lý ảo hóa.

1.

Lớp 0 là lớp có quyền cao nhất có thể truy cập và can thiệp sâu nhất đến tài nguyên phần cứng.
Lớp 0 thường là các hệ điều hành chủ được cài trên chính máy chủ.

2.

Lớp 1 là lớp ảo hóa Hypervisor. Lớp này dùng để quản lý và phân phối tài nguyên đến các máy
ảo.

3.

Lớp 2 là các hệ điều hành khách chạy trên các máy ảo. Để truy cập tài nguyên phần cứng nó
phải liên lạc với lớp ảo hóa và phải qua hệ điều hành máy chủ.

4.

Lớp 3 có quyền can thiệp thấp nhất , đây là các ứng dụng hoạt động trên các máy ảo.


Bài toán.

Để phục vụ cho hoạt động quản lý tại một trường đại học, họ đã trang bị như sau:
Ngoài các phần thuộc cơ sở hạ tầng mạng thì nhà trường trang bị các hệ thống khác như:


Nhược điểm của hệ thống quản lý hiện tại:

XenServer 
Hướng dẫn cài đặt XenServer 6 và XenCenter: />


CÀI ĐẶT PHẦN MỀM VMWARE ESXI VÀ QUẢN LÝ MÁY CHỦ
ẢO

Cài đặt VMWare Workstation
- Tiến hành cài đặt VMWare Workstation:


CÀI ĐẶT PHẦN MỀM VMWARE ESXI VÀ QUẢN LÝ MÁY CHỦ
ẢO

1. Cài đặt VMWare Workstation
- Việc cài đặt diễn ra khá dễ dàng, bạn chỉ việc nhấn Next để qua các bước. Chú ý bạn có thể tùy chỉnh một số thông số với lựa chọn
Custom:


CÀI ĐẶT PHẦN MỀM VMWARE ESXI VÀ QUẢN LÝ MÁY CHỦ
ẢO

1. Cài đặt VMWare Workstation
- Quá trình cài VMWare Workstation hoàn tất: