Trường Đại học Công Nghệ Thông Tin BÀI THU HOẠCH: Những nguyên tắc sáng tạo trong nền tảng ảo hóa trên Windows Server 2012 Giảng viên hướng dẫn: GS. TSKH Hoàng Kiếm Sinh viên thực hiện: Đặng Minh Tâm Mã số sinh viên: CH1201060 Đại học Công Nghệ Thông Tin 2 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 3 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 4 NỘI DUNG 5 I. Giới thiệu công nghệ ảo hóa 5 II. Những ưu điểm khi triển khai ảo hóa trên Windows Server 2012 9 III. Các nguyên tắc sáng tạo trong ảo hóa trên Windows Server 2012 10 a. Nguyên tắc kết hợp và phân nhỏ 10 b. Nguyên tắc tách khỏi 11 c. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 12 d. Nguyên tắc vạn năng 12 e. Nguyên tắc chứa trong 13 f. Nguyên tắc dự phòng 13 g. Nguyên tắc đảo nghịch 14 h. Nguyên tắc năng động 14 i. Nguyên tắc sao chép 15 j. Nguyên tắc thay rẻ cho đắt 15 Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Kiếm Sinh viên: Đặng Minh Tâm Đại học Công Nghệ Thông Tin 3 TÀI LIỆU THAM KHẢO 16LỜI MỞ ĐẦU Mỗi doanh nghiệp hay tổ chức luôn mong muốn có một hế thống mạng hoạt động ổn định. Tuy nhiên do nhu cầu chương trình ứng dụng của các ngành khác nhau ngày càng nhiều khiến cho việc xây dựng hệ thống trở nên phức tạp, chồng chéo với nhiều máy chủ vật lý. Điều này dẫn đến việc gia tăng chi phí triển khai và khó khăn trong công việc bảo trì và quản lý hằng ngày. Giữa lúc đó thì công nghệ ảo hóa ra đời. Nhờ vào sự phát triển của công nghệ phần cứng đã tạo ra những máy chủ với khả năng xử lý hết sức mạnh mẽ, công nghệ ảo hóa đã giúp các quản trị viên tích hợp lên các máy chủ đó những nền tảng hệ điều hành khác nhau, những ứng dụng khác nhau phục vụ cho nhiều ngừơi sử dụng đồng thời mà vẫn tạo được cho chúng môi trường hoạt động riêng lẻ để tránh sự xung đột. Có nhiều chương trình khác nhau cho phép các quản trị viên triển khai ảo hóa nhưng hệ điều hành Windows và đặc biệt là Windows Server 2012 giúp cho việc triển khai dễ dàng hơn bao giờ hết bằng việc tích hợp sẵn trong nó các giải pháp cho việc triển khai và quản lý hệ thống ảo hóa. Trong giới hạn bài này em xin giới thiệu sơ lược về công nghệ ảo hóa và những lợi ích khi triển khai công nghệ ấy trên Windows Server 2012. Do quá trình nghiên cứu cũng như kiến thức và tài liệu còn nhiều hạn chế nên bài viết còn nhiều thiếu sót, chưa được hoàn thiện nên em mong nhận được sự góp ý của Thầy Hoàng Kiếm và các bạn để bài viết được thực sự hoàn chỉnh hơn. Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Kiếm Sinh viên: Đặng Minh Tâm Đại học Công Nghệ Thông Tin 4 Em xin cảm ơn GS. TSKH Hoàng Kiếm đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu để em có cơ sở nghiên cứu và tìm hiểu nhiều hơn, sâu hơn.NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………… Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Kiếm Sinh viên: Đặng Minh Tâm Đại học Công Nghệ Thông Tin 5 ………………………………………………………………………………… ………… Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Kiếm Sinh viên: Đặng Minh Tâm Đại học Công Nghệ Thông Tin 6 NỘI DUNG I. Giới thiệu về công nghệ ảo hóa Khái niệm ảo hóa là việc tách tài nguyên hoặc các yêu cầu của dịch vụ, hệ điều hành ra khỏi hệ thống phần cứng mà dịch vụ, hệ điều hành đó được xây dựng trên đó. Chúng ta có thể lấy ví dụ như bộ nhớ ảo trên máy tính. Các chương trình ứng dụng của máy tính có thể sử dụng dung lượng RAM lớn hơn số lượng RAM thực tế được gắn trên máy là nhờ vào việc chuyển một số dung lượng ổ cứng vật lý thành nơi lưu trữ tạm thời cho các dữ liệu trong RAM. Công nghệ ảo hóa không chỉ giới hạn ở việc tạo ra RAM ảo mà còn có thể giả lập các thành phần khác trong hệ thống mạng như hệ thống phần cứng máy chủ, hệ điều hành, các chương trình ứng dụng… Trong hệ thống máy tính, việc kết hợp ảo hóa nhiều thiết bị khác nhau hay còn được gọi là ảo hóa cơ sở hạ tầng mạng là tạo ra một hệ thống hạ tầng giả lập rồi sau đó triển khai hệ điều hành, các ứng dụng trên đó. Việc triển khai hạ tầng ảo hóa này không gây ra gián đoạn cho hoạt động của người dùng và cũng không gây ra thay đổi nào cho thao tác thường ngày của họ. Tuy nhiên hệ thống ảo hóa lại đem tới rất nhiều lợi ích cho những quản trị viên: giúp họ quản lý tốt hơn hệ thống tài nguyên cúa các máy chủ, thiết kế những hệ thống năng động hơn, đáp ứng tốt hơn nhu cầu đa dạng của tổ chức. Một lợi ích quan trọng của ảo hóa là khả năng chạy nhiều hệ điều hành trên một hệ thống vật lý và chia sẻ các nguồn tài nguyên phần cứng cơ bản - Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Kiếm Sinh viên: Đặng Minh Tâm Đại học Công Nghệ Thông Tin 7 được gọi là phân vùng. Ngày nay, ảo hóa có thể áp dụng cho một loạt các lớp hệ thống: bao gồm ảo hóa phần cứng một máy chủ đơn, ảo hóa toàn hệ thống hạ tầng hay ảo hóa các ngôn ngữ lập trình trên máy. Công nghệ ảo hóa phần cứng đầu tiên là trên máy mainframe của IBM trong những năm 1970, và gần đây nhất là nhà cung cấp hệ thống Unix/ RISC bắt đầu với việc ảo hóa các phần cứng trước khi chuyển sang ảo hóa các phần mềm. Với những hệ thống Unix / RISC và các hệ thống x86 theo tiêu chuẩn công nghiệp, hai kiến trúc ảo hóa được sử dụng là Host và Hypervisor. Kiến trúc Host cần có một hệ điều hành làm nền và sẽ tương tác trực tiếp với các phần cứng vật lý. Các máy ảo sẽ đặt trên hệ điều hành nền đó. Mọi yêu cầu tương tác với phần cứng của máy ảo sẽ phải thông qua hệ điều hành nền. Kiến trúc này tạo áp lực lên hệ điều hành nền làm cho tốc độ tương tác của các máy ảo với phần cứng chậm. Đây là kiến trúc được sử dụng trong chương trình Virtual Machine hay VMWare Workstation. Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Kiếm Sinh viên: Đặng Minh Tâm Đại học Công Nghệ Thông Tin 8 Ngược lại, kiến trúc Hypervisor không cần hệ điều hành nền mà chương trình ảo hóa sẽ triển khai một ứng dụng để che hệ thống phần cứng thật và khai báo một hệ thống phần cứng giả lập được gọi là bare-metal. Các máy ảo tạo ra sẽ tương tác với phần cứng giả lập đó để có môi trường hoạt động đồng nhất. trong kiến trúc này, do các máy ảo tương tác trực tiếp với lớp bare-metal nên hoạt động sẽ nhanh hơn, hiệu quả hơn, cho phép khả năng mở rộng lớn hơn. Đây là kiến trúc dùng trong chương trình VMWare ESXi và Hyper-V. Hypervisor được thiết kế để kết hợp chặt chẽ với hệ điều hành, cung cấp cho hệ điều hành hệ thống phần cứng tối ưu nhất. Qua đó cung cấp phương pháp hợp lý để xây dựng các trung tâm dữ liệu, trung tâm điện toán đám mây. Khi thiết kế hoàn tất hệ thống ảo hóa, chúng ta dễ dàng xây dựng lên các hệ thống cân bằng tải khi triển khai một dịch vụ trên nhiều máy ảo khác nhau. Từ đó khả năng mở rộng của các hệ hệ thống ảo hóa là vô cùng lớn. Nó giúp chúng ta xây dựng những hệ thống năng động và hiệu quả. Hai hình minh họa dưới đây cho thấy giới hạn của hệ thống cũ khi mỗi ứng dụng phải xây dựng trên một máy chủ vật lý và sự linh hoạt của hệ thống ảo hóa mới khi có thể xây dựng mỗi ứng dụng trên nhiều máy ảo khác nhau. Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Kiếm Sinh viên: Đặng Minh Tâm Đại học Công Nghệ Thông Tin 9 Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Kiếm Sinh viên: Đặng Minh Tâm Đại học Công Nghệ Thông Tin 10 II. Những ưu điểm khi triển khai ảo hóa trên Windows Server 2012 Windows Server 2012 là phiên bản quan trọng nhất từ trước đến giờ của Windows trên nền tảng máy chủ. Cốt lõi của phiên bản này là sẽ tăng cường khả năng linh động, khả năng ảo hóa, khối lượng công việc có thể xử lý và các ứng dụng cho dịch vụ cho điện toán đám mây. Trong Windows Server 2012 Microsoft tích hợp sẵn những giải pháp về xây dựng, quản lý và điều hành hệ thống ảo hóa dựa trên Windows Server từ cấp độ doanh nghiệp cho đến các trung tâm điện toán tập trung. Hơn nữa, trong hệ điều hành này còn được tích hợp nhiều giải pháp dự phòng sự cố giúp cho thời gian gián đoạn của các dịch vụ khi có sự cố xảy ra là ngắn nhất. Ngoài ra, Windows Server 2012 cung cấp cơ chế bảo mật và chứng thực truy cập dữ liệu ở thế hệ tiếp theo; giải pháp này nhằm hỗ trợ cho việc phát triển tối ưu hóa bảo mật cho môi trường ảo hóa, cốt lõi để xây dựng hệ thống điện toán đám mây. Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Kiếm Sinh viên: Đặng Minh Tâm [...]... giao diện web, cho phép người dùng tương tác với các máy ảo từ internet thông qua giao diện website III Các nguyên tắc sáng tạo trong nền tảng ảo hóa trên Windows Server 2012 Nền tảng ảo hóa trên nền Windows Server 2012 mang đầy tính sáng tạo mà chúng ta có thể thấy được trong một số phân tích đơn giản sau đây a Nguyên tắc kết hợp và nguyên tắc phân nhỏ Giảng viên: GS TSKH Hoàng Kiếm Sinh viên: Đặng... nằm chung trên máy chủ Nhưng với hệ thống phần cứng hiện nay nếu triển khai mỗi dịch vụ trên một máy chủ vật lý thì sẽ không tận dụng hết công suất của máy chủ đó, gây lãng phí tài nguyên và làm tăng mức độ cồng kềnh của hệ thống Hệ thống ảo hóa trên Windows Server 2012 giúp cho các quản trị viên giải quyết mâu thuẫn đó Dựa trên nền tảng ảo hóa Hypervisor, chúng ta có thể tạo ra nhiều máy ảo trong cùng... quan trọng khác của Windows Server 2012 thậm chí còn đi xa hơn bằng cách cho phép bạn bảo vệ các dịch vụ ảo hóa bằng cách tạo cho chúng môi trường hoạt động độc lập, đưa ra giải pháp di chuyển các máy ảo giữa những server vật lý mà không làm gián đoạn hoạt động của máy ảo, tạo ra bản sao của khối lượng công việc ảo hóa để tiện cho việc phục hồi ngoại Kết quả là cung cấp một nền tảng lý tưởng cho việc... hệ điều hành Nguyên tắc chứa trong còn được thể hiện trong nền tảng ảo hóa ở chỗ các chương trình ứng dụng, các phần mềm được cài đặt bên trong các máy ảo Như vậy chúng sẽ có môi trường hoạt động độc lập, riêng lẻ, tạo sự thuận tiện cho các quản trị viên thao tác, vận hành và sau lưu phục hồi e Nguyên tắc dự phòng Khi xây dựng một hệ thống các máy ảo, mặc dù các máy ảo không bị bó buộc trong một cấu... trị di chuyển máy ảo giữa các máy chủ vật lý mà không làm gián đoạn hoạt động của người dùng trên máy ảo đó Chức năng này giúp cho hệ thống phục vụ người dùng 24/24 ngay cả khi sự cố có xảy ra Nguyên tắc ảo ngược Một trong những tính năng khá thú vị của hệ thống ảo hóa trên nền Windows Server 2012 là P2V và V2P (Physical to Virtual và Virtual to Physical) giúp chúng ta chuyển đổi máy ảo thành máy thật... thống ảo hóa Nguyên tắc năng động được ứng dụng vào việc xây dựng các công cụ hỗ trợ quản lý khiến cho công việc của người quản trị mạng đơn giản hơn bao giờ hết Nguyên tắc sao chép Trong việc quản lý hệ thống ảo hóa, nguyên tắc sao chép là nguyên tắc được sử dụng nhiều nhất Vì các máy ảo được thiết lập trên một môi trường phần cứng đồng nhất theo chuẩn của Microsoft nên để triển khai nhiều máy ảo thì... quản lý các máy ảo triển khai trên nhiều máy chủ ở những khu vực khác nhau Trong trường hợp người quản trị muốn quản lý toàn bộ tất cả các chức năng của những máy ảo trong hệ thống thì anh ta có thể dùng một chương trình mang tính chuyên nghiệp hóa cao như Virtual Machine Manager Trong vấn đề quản lý các máy chủ, các dịch vụ và quản lý ảo hóa, Microsoft đã đưa vào Windows Server 2012 những công cụ quản... thống ảo hóa nhưng Windows Server 2012 có một bước xa hơn bằng cách cung cấp một nền tảng cho việc xây dựng môi trường ảo hóa năng động, nhiều ứng dụng có thể triển khai trên đó và nhiều doanh nghiệp có thể tham gia vào cùng một hệ thống Hệ thống này có thể mở rộng để đáp ứng nhu cầu kinh doanh cao nhất trong khi giúp làm giảm chi phí cơ sở hạ tầng xuống thấp nhất Trước đây, Hyper-V trong Windows Server. .. thật Phương pháp nghịch ảo này đã tiết kiệm rất nhiều thời gian cho các quản trị viên trong việc triển khai hệ điều hành cho máy tính thật và ảo g Nguyên tắc năng động Để quản lý hệ thống ảo hóa trên nền Windows Server 2012, Microsft hỗ trợ các quản trị viên nhiều công cụ khác nhau, tùy thuộc vào môi trường hoạt động Nếu người quản trị muốn quản lý theo giao diện đồ họa thì trên h Giảng viên: GS TSKH... thể thấy nguyên tắc này ngay trên bản thân các máy ảo của Windows Server 2012 Trước khi có khái niệm ảo hóa nói chung và máy ảo nói riêng thì mỗi hệ điều hành máy tính đều phụ thuộc vào cấu trúc phần cứng mà nó được thiết lập trên đó Điều này khiến cho chúng ta không thể đem ổ cứng chứa hệ điều hành của máy tính A lên chạy trên máy tính B Nhưng chúng ta hoàn toàn không phải lo điều đó với máy ảo Khi . máy ảo từ internet thông qua giao diện website III. Các nguyên tắc sáng tạo trong nền tảng ảo hóa trên Windows Server 2012 Nền tảng ảo hóa trên nền Windows Server 2012 mang đầy tính sáng tạo. nghệ ảo hóa 5 II. Những ưu điểm khi triển khai ảo hóa trên Windows Server 2012 9 III. Các nguyên tắc sáng tạo trong ảo hóa trên Windows Server 2012 10 a. Nguyên tắc kết hợp và phân nhỏ 10 b. Nguyên. Nguyên tắc tách khỏi 11 c. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 12 d. Nguyên tắc vạn năng 12 e. Nguyên tắc chứa trong 13 f. Nguyên tắc dự phòng 13 g. Nguyên tắc ảo nghịch 14 h. Nguyên tắc năng động 14 i. Nguyên