Đang tải... (xem toàn văn)
Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Hiện nay, xu hướng xã hội hóa công nghệ thông tin đang ngày càng phát triển. Nhất là với các doanh nghiệp, việc mở rộng hệ thống mạng mà vẫn tối ưu về vấn đề không gian, thời gian và kinh tế là yêu cầu tối quan trọng. Ứng dụng tốt không chỉ là áp dụng công nghệ cao mà còn yêu cầu tính hợp lý, tiết kiệm.
Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Mục Lục Phần I: Mở Đầu 1. Lời Mở Đầu Hiện nay, xu hướng xã hội hóa công nghệ thông tin đang ngày càng phát triển. Nhất là với các doanh nghiệp, việc mở rộng hệ thống mạng mà vẫn tối ưu về vấn đề không gian, thời gian và kinh tế là yêu cầu tối quan trọng. Ứng dụng tốt không chỉ là áp dụng công nghệ cao mà còn yêu cầu tính hợp lý, tiết kiệm. Chúng ta đã nghe đến cụm từ công nghệ ảo hóa. Và công nghệ này đã giải quyết được các vấn đề đã đặt ra ở trên. Ngày nay, cụm từ công nghệ ảo hóa ( Virtual Technology ) đã phổ biến rộng rãi trong giới công nghệ. Từ các công ty giải pháp công nghệ hàng đầu thế giới, các chuyên gia, các kỹ sư đến các doanh nghiệp…Họ đã và đang tiếp cận với công nghệ hữu ích này và ngày càng hoàn thiện nó. Nick van der Zweep, Giám đốc phần mềm cơ sở hạ tầng ESS và ảo hóa của HP đã nói : “Một số trung tâm dữ liệu chỉ sử dụng 10% đến 30% năng lực xử lý hiện có của họ. Ảo hóa đã giúp nhiều tổ chức có thể chia sẻ các tài nguyên công nghệ thông tin theo cách tốn ít giá thành nhất, làm cho cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin trở nên linh động và bảo đảm cung cấp một cách tự động với những nhu cầu cần thiết ”. Với bài báo này, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về công nghệ ảo hóa ( Virtual Technology ). 2. Lý do chọn đề tài 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 các bài toán về 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,…… 1 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Nhiệm vụ của công nghệ ảo hóa chính là tận dụng tối đa hiệu suất làm việc của các máy chủ bằng cách cài đặt nhiều máy chủ ứng dụng trên một máy chủ vật lý duy nhất. Và việc quản lý cũng trở lên 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. Vì vậy nhóm em quyết định chọn đề tài “ Tìm hiểu về công nghệ ảo hóa” để tìm hiểu. Phần II: Nội Dung Chương I: Tổng Quan 1.1 Tổng quan ảo hóa 1.1.1 Khái niệm ảo hóa Ảo hóa là một công nghệ được thiết kế để tạo ra một tầng trung gian giữa hệ thong phần cứng máy tính và phần mềm chạy trên nó. Bằng cách đưa ra một khái niệm logic về tài nguyên máy tính hơn là một khái niệm vật lí, các giải pháp ảo hóa có thể thực hiện rất nhiều việc có ích. Về cơ bản, chúng cho phép đánh lừa hệ điều hành rằng một nhóm máy chủ chỉ là nguồn tài nguyên đơn lẻ. Và giải pháp ảo hóa cũng cho phép chạy nhiều hệ điwwù hành trên cùng một máy tính. 1.1.2 Lịch sử ảo hóa Khái niệm này được đề cập đến trong những năm 60, Christopher Strachey - giáo sư đầu tiên của khoa Computation đại học Oxford và là lãnh đạo nhóm lập trình đã đưa ra khái niệm chia sẻ thời gian. Ông đã đề cập đến khái niệm multiprogramming. Kỹ thuật này cho phép một chương trình phát triển trên giao diện điều khiển trong khi các chương trình khác đang được gỡ rối, xử lý. Multiprogramming cũng như một số ý tưởng đột phá khác, đã mở ra bước ngoặt,tạo nên sự bùng nổ của thời kỳ máy tính như ngày nay. Hai dự án được xem là nền tảng, là 2 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa nguồn gốc tiến hóa của công nghệ ảo hóa ngày nay là : Atlas - Một dự án của khoa kỹ thuật điện tại Đại học Manchester và tài trợ bởi Ferranti Limited, dự án thứ 2 là dự án M44/44X của IBM . Đó là hai dự án sơ khai đầu tiên, đặt nền móng cho sự phát triển công nghệ ảo hóa. Đến năm 1972, IBM cho ra đời hệ thống máy ảo VM/370 nổi tiếng. Với VM/370, có khả năng chạy nhiều máy, với bộ nhớ ảo lớn hơn chạy trên các bản sao phần cứng, tất cả được quản lý bới một bộ phận gọi là màn hình máy ảo chạy trên phần cứng thực sự. Mỗi máy ảo đã có thể chạy một trình cài đặt duy nhất của hệ điều hành của IBM ổn định và với hiệu suất tuyệt vời. Đến giai đoạn những năm 1990 trở về sau, Virtualization thực sự bắt đầu bùng nổ với sự tham gia của các tập đoàn lớn như Sun, Microsoft, VMware. Đến năm 1999 Vmware giới thiệu sản phẩm vmware workstation. Sản 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 máy tính ảo chạy đồng thời nhiều hệ điều hành khác nhau trên cùng một máy tính thực. Khác với chế độ khởi động kép là những máy tính được cài nhiều hệ điều hành và có thể chọn lúc khởi động nhưng mỗi lúc chỉ làm việc được với 1 hệ điều hành. VMware, được EMC (hãng chuyên về lĩnh vực lưu trữ) mua lại vào tháng 12 năm 2003, đã mở rộng tầm hoạt động từ máy tính để bàn (desktop) đến máy chủ (server) và hiện hãng vẫn giữ vai trò thống lĩnh thị trường ảo hoá. Và ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ, đã có rất nhiều kỹ thuật ảo hóa của VMware, của Microsoft như VirtualBox, Hyper-V, hay những mã nguồn mở như Xen…cho đến những kỹ thuật ảo hóa trên phần cứng của Intel, Amtech… 1.1.3 Các thành phần của một hệ thống ảo hóa 1.1.3.1 Tài nguyên vật lý Khi trong hệ thống IT có nhiều thiết bị vật lý riêng rẽ, độc lập với nhau về mặt vật lý (ví dụ các card mạng khác nhau, các máy chủ khác nhau, các tủ lưu trữ khác nhau), áp dụng ảo hóa sẽ cho NSD/ứng dụng nhìn thấy một nguồn tài nguyên chung, duy nhất được hợp thành từ những thiết bị độc lập. Không những chỉ nhìn thấy, NSD/ứng dụng còn được trao cho khả năng chia sẻ theo ý muốn nguồn tài nguyên hợp nhất đó mà không cần quan tâm đến vị trí vật lý thật sự của nguồn tài nguyên. 3 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa 1.1.3.2 Phần mềm ảo hóa Hình 1.1: Ngoà i giải pháp của Micr osoft, ngườ i dùng có thêm khá nhiề u lựa chọn để chạy XP 4 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa mode trên Wind ows 7 Để sử dụng Windows Virtual PC hay VMware Player, những phần mềm ảo hóa phổ thông nhất, vi xử lý trên PC của bạn phải hỗ trợ ảo hóa phần cứng. Hầu hết các chip hiện nay đều vượt qua “thử thách” này. Nếu chưa chắc chắn liệu PC của bạn cho phép sử dụng các công cụ ảo hóa hay không, bạn có thể sử dụng tiện ích miễn phí SecurAble để kiểm tra. Trong trường hợp CPU hỗ trợ PC cài Windows sử dụng công nghệ ảo hóa nhưng vẫn không thể sử dụng được các chương trình chuyên dụng, bạn có thể sẽ phải đổi thuộc tính của BIOS để cho phép chạy các chương trình ảo hóa. Nếu PC không hỗ trợ ảo hóa phần cứng, bạn vẫn có thể sử dụng Microsoft Virtual PC 2007 hay Virtual Box, 2 phần mềm không yêu cầu tính năng này. • Windows Virtual PC Windows Virtual PC là trình ứng dụng được thiết kế để chạy các phiên bản Windows tiền nhiệm trên hệ điều hành Windows 7. Các chương trình cài đặt trên hệ điều hành ảo sẽ hiển thị trên menu Start của hệ điều hành “chủ”, và bạn cũng có thể dùng chúng làm các công cụ mặc định để xử lý những loại tập tin nhất định. Windows Virtual PC có thể chạy trên tất cả phiên bản của Windows 7, nhưng người dùng sử dụng Windows 7 Home sẽ phải tạo PC ảo từ đĩa cài đặt Windows gốc hoặc từ bản cài đặt Windows cũ. Ngoài hỗ trợ Windows XP, bạn cũng có thể sử dụng Virtual PC để chạy Vista, XP, Windows 2000 hoặc thậm chí là một số phiên bản Linux như Ubuntu, OpenSuse và Red Hat Linux. Virtual PC hỗ trợ một số tính năng độc đáo như có thể lưu trữ các thay đổi trên một ổ đĩa ảo riêng, ngoài ổ đĩa cài hệ điều hành. Virtual PC cũng cho phép quay lùi trở lại các thay đổi đã thực hiện trên máy ảo. Windows Virtual PC yêu cầu PC của bạn phải hỗ trợ công nghệ ảo hóa phần cứng và sẽ không hoạt động trên các thiết bị chưa sẵn sàng với công nghệ này. Phiên bản tiền nhiệm của Virtual PC chính là Microsoft Virtual PC 2007 hoàn toàn miễn phí và bạn có thể tải về để sử dụng. Nhưng Virtual PC 2007 có thể chạy trên các PC sử dụng hệ điều hành Windows XP, Vista và không yêu cầu vi xử lý phải hỗ trợ công nghệ ảo hóa phần cứng. • Vmware Player: 5 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Ra mắt năm 2005 với tư cách một giải pháp miễn phí có thể chạy các máy ảo tích hợp, VMware Player 3.0 hiện là một giải pháp ảo hóa hoàn thiện với những tính năng cơ bản, cho phép bạn tạo, quản lý và chạy các máy ảo. VMware Player hỗ trợ các hệ điều hành “khách” 64 bit và bạn có thể gửi các lệnh in tới máy in trên hệ điều hành chủ. VMware Player mang đến một môi trường kết hợp Unity, cho phép bạn chạy chương trình của một máy ảo cùng với các chương trình trên hệ điều hành gốc. Bạn cũng có thể gọi các chương trình trên máy ảo thông qua menu chương trình xuất hiện trên menu của Windows gốc. VMware hỗ trợ Windows XP, Vista và cả Windows 7, trong đó có cả các phiên bản 64 bit. Bạn có thể chạy Windows 95, Linux, DOS, BSD… như các hệ điều hành ảo. Nếu sử dụng VMware Player trên Windows 7 Professional hoặc Ultimate, bạn có thể nhập bản sao máy ảo XP từ Windows XP mode và chạy trực tiếp trong VMware Player. Điểm đáng lưu ý là VMware Player hỗ trợ hàng loạt ứng dụng ảo tích hợp sẵn, giúp người dùng có thể nhanh chóng sử dụng hệ điều hành, các chương trình cơ bản dễ dàng và nhanh chóng. • Sun VirtualBox VirtualBox hỗ trợ cả Windows, Mac OS X, và Linux cũng như hàng loạt hệ điều hành khác, ngoại trừ Mac OS. VirtualBox cũng cho phép bạn chạy XP mode trên Windows 7, mà không cần yêu cầu máy phải hỗ trợ công nghệ ảo hóa phần cứng. VirtualBox cho phép lưu lại các bản ghi hệ điều hành của máy ảo, rất tiện dụng nếu bạn muốn quay trở lại một trạng thái nào đó của OS. Điểm cuối cùng đáng lưu ý là VirtualBox còn mang đến tính năng Seamless Mode, giúp quản lý hệ điều hành khách một cách dễ dàng từ thanh tác vụ của hệ điều hành chủ 2.1.3.3 Máy ảo Một máy ảo là một chương trình đóng vai trò như một máy vi tính ảo. Nó chạy trên hệ điều hành hiện tại - hệ điều hành chủ và cung cấp phần cứng ảo tới hệ điều hành khách. Các hệ điều hành khách chạy trên các cửa sổ của hệ điều hành chủ, giống như bất kỳ chương trình nào khác của máy. Đối với những hệ điều hành khách, máy ảo lại hiện diện như một cỗ máy vật lý thực sự. Các máy ảo cung cấp phần cứng ảo, bao gồm CPU ảo, RAM ảo, ổ đĩa cứng, giao diện mạng và những thiết bị khác. Các thiết bị phần cứng ảo được cung cấp bởi máy ảo và được ánh xạ tới phần cứng thực trên máy thật. Ví dụ như, ổ đĩa cứng ảo lại được lưu trong một file đặt trên ổ đĩa cứng thực. 6 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Bạn có thể cài đặt nhiều máy ảo lên máy thực và chỉ bị hạn chế bởi dung lượng bộ lưu trữ hiện có cho chúng. Khi đã cài đặt một vài hệ điều hành, bạn có thể mở chương trình máy ảo và chọn máy ảo muốn khởi động, khởi động hệ điều hành khách và chạy trong một cửa sổ của hệ điều hành chủ hoặc cũng có thể chạy ở chế độ toàn màn hình (full-screen mode). Hình 1.2:Vmware Player Tác dụng của máy ảo: Các máy ảo có một số tác dụng phổ biến: Kiểm thử các phiên bản hệ điều hành: Bạn có thể chạy phiên bản thử nghiệm Windows 8 bằng máy ảo trên máy chạy Windows 7. Điều này cho phép bạn thử nghiệm Windows 8 mà không phải cài đặt một phiên bản Windows bất ổn định trên máy mình. Thử nghiệm các hệ điều hành khác: Bạn có thể cài nhiều bản phân phối Linux khác nhau và các hệ điều hành ít biết đến hơn bằng một máy ảo để thử nghiệm chúng 7 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa và tìm hiểu cách chúng hoạt động. Nếu bạn hứng thú với Ubuntu, bạn có thể cài đặt nó vào máy ảo và sử dụng tại một cửa sổ trên màn hình desktop bình thường. Hình 1.3: Ubuntu-Vmware Player Sử dụng phần mềm đòi hỏi một hệ điều hành cũ: Nếu bạn có một ứng dụng quan trọng mà chỉ chạy trên Windows XP, bạn có thể cài đặt XP trên máy ảo và chạy ứng dụng trên máy ảo. Máy ảo đang thực sự chạy Windows XP, vì vậy tính tương thích không phải vấn đề. Điều này cho phép người dùng sử dụng một ứng dụng mà chỉ tương thích với Windows XP mà không phải cài Windows XP trên máy thật, đặc biệt quan trọng khi xét đến nhiều laptop mới và phần cứng khác không hỗ trợ đầy đủ cho Windows XP. Chạy phần mềm được thiết kế cho những hệ điều hành khác: Những người dùng Mac và Linux có thể chạy Windows trên một máy ảo để sử dụng những phần mềm cho Windows trên máy tính mà không phải đau đầu về tính tương thích. Không may là, với trò chơi thì đây có thể là một vấn đề. Các chương trình máy ảo có độ trễ và không một ứng dụng máy ảo nào cho phép chạy các bản game 3D mới nhất. Một số hiệu ứng 3D được hỗ trợ nhưng đồ họa 3D là điều ít được hỗ trợ nhất trên máy ảo. 8 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Kiểm thử phần mềm trên nhiều nền tảng: Nếu bạn cần kiểm thử một ứng dụng có tương thích với nhiều hệ điều hành hoặc chỉ các bản Windows khác nhau hay không, bạn có thể cài mỗi hệ điều hành lên một máy ảo thay vì cần nhiều máy thực xung quanh. Tăng cường cho server: Đối với các doanh nghiệp sử dụng nhiều server, thì các server có thể được đặt vào những máy ảo và chạy trên một máy tính đơn lẻ. Mỗi máy ảo là một thư mục cách ly, vì vậy điều này không gây những nguy cơ về bảo mật liên quan tới việc chạy nhiều server khác nhau trên cùng hệ điều hành. Các máy ảo cũng có thể được di dời giữa những server thật. Phần mềm máy ảo: VirtualBox là một ứng dụng máy ảo mã nguồn mở tuyệt vời chạy được trên Windows, Mac OS X và Linux. Một trong những điều tuyệt nhất về VirtualBox là không có bản thương mại. Bạn nhận được đầy đủ tính năng một cách miễn phí, gồm cả những tính năng nâng cao như “snapshots”, cho phép lưu trạng thái máy ảo. 9 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Hình 1.4: VirtualBox VMware Player là một chương trình máy ảo chất lượng cao khác cho Windows và Linux. Vmware Player là bản sao miễn phí của Vmware Workstation, một ứng dụng thương mại, vì vậy bạn sẽ không nhận được đầy đủ tính năng nâng cao như với VirtualBox. Tuy nhiên, cả VirtualBox và Vmware Player đều là những chương trình đáng tin cậy, cung cấp các tính năng cơ bản cho phép tạo mà chạy máy ảo miễn phí. 10 [...]... thực sự 11 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Khi có đủ các thành phần trên thì bạn có thể xây dựng cho mình một hệ thống ứng dụng ảo hóa Ngoài việc lựa chọn phần cứng cho thích hợp bạn còn phải cân nhắc xem phải sử dụng phần mềm ảo hóa gì hoặc loại ảo hóa nào Điều này rất quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất làm việc cho hệ thống của bạn 1.2 Các loại ảo hóa Ảo hóa phần cứng: Hình thức ảo hóa này do nhà... IIS, ASP.NET ) Hình 3.3 Tiến trình cài đặt IIS 30 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Hình 3.4 Hoàn thành cài đặt IIS - Bước 2: Chạy file Setup chương trình Virtual server 2005 R2 Hình 3.5 File Virtual Server 2005 R2 để cài đặt 31 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Hình 3.6 Chọn Install Microsoft VIRTUAL SERVER 2005 R2 Hình 3.7 Chọn I Accept > Next 32 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Hình 3.8 Chọn Complete > Next Hình 3.9 Xác... một cách tốt hơn luồng công việc”, Schmalzhaf giải thích thêm “Nó đơn giản hóa các hoạt động của trung tâm dữ liệu và cho phép các quản trị viên hệ thống có thể 19 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa cộng tác một cách dễ dàng hơn thông qua các nền tảng khác nhau mà họ đang sử dụng và các lĩnh vực bên trong phòng CNTT.” Chương II: Các Công Nghệ Giúp Ảo Hóa Hệ Thống 2.1 Công nghệ máy ảo Máy ảo áp dụng cho cả phần... "đặc trị" 28 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Chương III: Demo Công Cụ Ảo Hóa Virtual Server 2005 3.1 Chuẩn bị - Máy tính cài đặt sẵn hệ điều hành windows server 2003 - Phần mềm : Virtual Server 2005 R2 của Microsoft ( bản 32 hoặc 64 bit ), trong phần này chúng ta chọn bản 32 bit 3.2 Tiến hành cài đặt - Bước 1: Cài IIS - WWW Service Hình 3.1:Giao diện Manage Your Server 29 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Hình 3.2... thấp – trung bình là 20% - trong khi đó công nghệ ảo hóa hoàn toàn có thể làm tăng được con số phần trăm này.” 18 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Các tổ chức cũng đang gặp nhiều vấn đề do thiếu khả năng linh hoạt về mặt có thể mở rộng hoặc thu hẹp hệ thống, tung ra các ứng dụng mới, tích hợp các thành phần mới và việc quản lý tải trọng công việc “Sử dụng công nghệ ảo hóa các khách hàng có thể khắc phục được... mà công nghệ ảo hóa mang lại Mặc dù nó không trực tiếp ảnh hưởng đến vấn đề an ninh của các hệ thống CNTT nhưng công nghệ ảo hóa có thể cho phép các tổ chức quản lý các hệ thống một cách hiệu quả hơn Nó tạo nhiều thuận lợi trong việc cấu hình và quản lý các footprint bằng cách tăng sự tận dụng máy chủ, quản lý hệ thống và xử lý tải trọng công việc một cách hiệu quả “Lý do đầu tiên công nghệ ảo hóa. .. tạo một image của hệ thống đến file image của ổ đĩa ảo Đĩa ảo này có thể được sử dụng trên cả hệ điều hành máy chủ cũng như các hệ điều hành máy khách Hầu hết các sản phẩm đĩa ảo này hiện nay đều hỗ trợ cả Windows và Linux cũng như nền tảng phần cứng vật lý và nền tảng ảo 15 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Cho đến đây, về cơ bản các bạn đã hiểu được ảo hóa hệ điều hành là gì Chúng ta hãy đi vào các chi tiết... Chúng tôi rất muốn lợi dụng công nghệ ảo hóa ở các mức.” Nick van der Zweep, giám đốc hãng phần mềm cơ sở hạ tầng ESS và công nghệ ảo hóa của HP đồng ý rằng: “Một số trung tâm dữ liệu chỉ sử dụng 10% đến 30% năng lực xử lý có thể có của họ” Công nghệ ảo hóa có thể giúp các tổ chức có thể chia sẻ tài nguyên CNTT để giảm chi phí, làm cho cơ sở hạ tầng CNTT linh hoạt hơn và bảo đảm cung cấp được các nhu... thật khi RAM thật không đủ để xử lý các ứng dụng 16 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Hình 1.9: Cài RAM ảo cho máy tính Windows 1.2.5 Máy chủ ảo Là nhiều máy chủ ảo chạy trên một máy chủ thực Một máy chủ có thể tạo ra nhiều máy chủ ảo để vận hành các website Nói nôm na thì nó giống như việc bạn tạo máy ảo trên máy tính của mình vậy Bạn có thể tạo ra nhiều máy ảo chạy nhiều hệ điều hành trên chiếc máy tính của... Công nghệ máy ảo cho phép nhiều hệ điều hành chạy đồng thời trên một máy tính duy nhất Đặc biệt, Hyper V - một đặc tính then chốt của Windows Server 2008, còn cho phép hơn một hệ điều hành đồng thời chạy trên cùng một hệ thống vật lý Ngày nay, nhiều hệ điều hành hoạt động trên nền kiến trúc x86 được hỗ trợ Virtual PC 2007, Virtual Server 2005, và Hyper-V 20 Tìm hiểu công nghệ ảo hóa Công nghệ máy ảo