ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Thanh Tú NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG MÁY ẢO MÃ NGUỒN MỞ OPENVZ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin HÀ NỘI - 2010 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Thanh Tú NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG MÁY ẢO MÃ NGUỒN MỞ OPENVZ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin Cán bộ hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Trí Thành HÀ NỘI - 2010 LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Nguyễn Trí Thành, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới các thầy, cô tại trƣờng Đại học Công Nghệ đã dạy dỗ và tận tình chỉ bảo cho em trong suốt quá trình học tập tại trƣờng. Những kiến thức mà thầy cô truyền đạt sẽ là vốn quý báu cho chúng em bƣớc vào tƣơng lai. Tôi xin cảm ơn tập thể sinh viên K51CHTTT Trƣờng Đại học Công Nghệ đã ủng hộ và khuyến khích tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện khóa luận này. Cuối cùng, con xin cảm ơn chân thành và biết ơn vô hạn tới gia đình, những ngƣời có công sinh thành, nuôi dƣỡng, những ngƣời luôn kịp thời động viên và giúp đỡ vƣợt qua những khó khăn trong cuộc sống. Mặc dù đã cố gắng hoàn thành luận văn trong phạm vi và khả năng cho phép nhƣng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận đƣợc sự góp ý chân thành của thầy cô các bạn để em hoàn thiện khóa luận của mình. Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2010 Sinh viên Lê Thanh Tú TÓM TẮT Nội dung của khóa luận chủ yếu là tìm hiểu về hệ thống máy ảo mã nguồn mở OpenVZ. Đầu tiên khóa luận trình bày về bài toán ảo hóa và những lợi ích mà công nghệ ảo hóa mang lại. Đồng thời cũng giới thiệu một số hệ thống máy ảo đang đƣợc sử dụng rộng rãi trên thế giới. Để tìm hiểu OpenVZ khóa luận đi sau vào việc cài đặt cũng nhƣng quản trị hệ thống máy ảo mã nguồn mở này. Việc sử dụng các tính năng của OpenVZ sẽ cho thấy những đặc điểm của OpenVZ hay cụ thể hơn là những điểm nổi bật đƣợc thể hiện qua hoạt động thực tế của phần mềm. Từ việc sử dụng thực tế và tham khảo các tài liệu liên quan luận văn cũng đã đƣa ra nhƣng so sánh, đánh giá hiệu quả của phần mềm OpenVZ so với các phần mềm nguồn mở miễn phí và phần mềm bản quyền khác nhƣ Xen, VirtualBox, VMWare. Một điều khá quan trọng mà khóa luận chỉ ra rằng ảo hóa là một giải pháp tiết kiệm mà hiệu quả cho các doanh nghiệp ở Việt Nam trong đó OpenVZ là một giải pháp điển hình. MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 3 TÓM TẮT 4 MỤC LỤC 5 DANH MỤC CÁC BẢNG 8 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 9 BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT 10 LỜI MỞ ĐẦU 11 CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU BÀI TOÁN ẢO HÓA VÀ Ý NGHĨA CỦA NÓ 1 1.1. Bài toán ảo hóa máy chủ lƣu trữ của các Doanh nghiệp 1 1.1.1. Dùng chung máy chủ, chia sẻ tài nguyên 1 1.1.2. Máy chủ riêng tại các trung tâm dữ liệu 1 1.1.3. Sử dụng máy chủ riêng ảo (Virtual Private Server) 2 1.1.4. Bài toán ảo hóa máy chủ lƣu trữ 3 1.2. Ý nghĩa của bài toán ảo hóa 3 1.2.1. Tận dụng hiệu quả tài nguyên của hệ thống 3 1.2.2. Đáp ứng nhu cầu lƣu trữ dữ liệu 5 1.2.3. Giảm chi phí quản lý hệ thống 5 1.2.4. Tiết kiệm năng lƣợng và giảm ô nhiễm môi trƣờng 6 CHƢƠNG 2. CÁC ỨNG DỤNG ẢO HÓA PHỔ BIẾN 7 2.1. Ảo hóa máy chủ 7 2.1.1. Ảo hóa hệ điều hành 7 2.1.2. Mô phỏng phần cứng 8 2.1.3. Ảo hóa song song 9 2.1.4. Ảo hóa lƣu trữ 10 2.2. Vai trò của phần cứng 11 CHƢƠNG 3. HỆ THỐNG MÁY ẢO OPENVZ 12 3.1. Cài đặt OpenVz 12 3.1.1. Cài đặt và cấu hình hệ điều hành chủ trên máy tính 12 3.1.2. Cài đặt phần mềm OpenVZ 13 3.1.3. Cấu hình mục khởi động ( Boot loader) 15 3.1.4. Thiết lập các thông số khác 15 3.1.5. Cài đặt các công cụ 17 3.1.6. Cài đặt mẫu hệ điều hành 17 3.2. Thao tác trên máy chủ ảo (VPS) 19 3.2.1. Tạo và cấu hình máy chủ ảo mới 19 3.2.2. Cấu hình máy chủ ảo 21 3.2.3. Khởi động, dừng, khởi động lại và truy vấn trạng thái của VPS 23 3.2.4. Xoá VPS 25 3.2.5. Chạy các lệnh trong VPS 26 3.3. Quản lý template 26 3.3.1. Vòng đời bản mẫu 26 3.3.2. Danh mục các mẫu 27 3.3.3. Làm việc với VPS 28 3.4. Quản lý tài nguyên 29 3.4.1. Tài nguyên tham số điều khiển là gì? 29 3.4.2. Quản lý hạn ngạch đĩa 30 3.4.3. Quản lý chia sẻ CPU 39 3.4.4. Quản lý các tham số hệ thống 41 3.4.5. Quản lý cấu hình tài nguyên VPS 48 3.5. Các tác vụ nâng cao trên OpenVZ 51 3.5.1. Xác định số tài khoản VPS bởi định danh của tiến trình 51 3.5.2. Thay đổi thời gian hệ thống từ VPS 51 3.5.3. Truy cập các thiết bị từ bên trong VPS 53 3.5.4. Cơ chế chia sẻ mạng trong giữa máy chủ vật lý gốc và các VPS 56 3.5.5. Chuyển cạc mạng tới VPS 62 3.5.6. Bật VPN cho VPS 63 3.5.7. Tải mô đun iptables 64 3.5.8. Khởi động lại VPS 65 3.5.9. Chuyển VPS từ máy chủ vật lý gốc này sang máy chủ vật lý khác 66 3.5.10. Chuyển máy chủ vật lý gốc thành một VPS 70 3.5.11. Sao lƣu một VPS đang hoạt động với tiện ích vzdump 75 CHƢƠNG 4. SO SÁNH OPENVZ VÀ MỘT SỐ MÁY ẢO KHÁC TRÊN LINUX 80 4.1. Về mặt sử dụng công nghệ 80 4.2. Về mặt hiệu năng 80 4.3. Về khả năng mở rộng 80 4.4. Kết luận 82 KẾT LUẬN 83 PHỤ LỤC 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. Các tham số điều khiển 30 Bảng 2. Các tham số hạn ngạch đĩa 32 Bảng 3. Thông số hạn ngạch đĩa cho từng VPS 34 Bảng 4. Tham số tài nguyên CPU 39 Bảng 5. Tham số sơ cấp 42 Bảng 6. Tham số thứ cấp 43 Bảng 7. Tham số phụ trợ 44 Bảng 8. Các cấp độ vi phạm 50 Bảng 9. Các công nghệ mà các phần mềm ảo hóa sử dụng 80 Bảng 10. Đánh giá hiệu năng của các phần mềm ảo hóa 80 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1. Sơ đồ ứng dụng Virtual Private Server 2 Hình 2. Hệ thống gồm 3 server 4 Hình 3. Hệ thống chỉ có một máy chủ đƣợc ảo hóa thành 3 máy ảo 5 Hình 4. Phân vùng ổ đĩa khi cài hệ điều hành chủ 13 Hình 5. Mô hình dạng sao đối với các VPS sử dụng Venet 56 Hình 6. Mô hình mạng thiết bị Ethernet ảo và Bridge ảo 59 Hình 7. Biểu đồ thể hiện lƣu lƣợng trung bình trên một máy ảo 81 Hình 8. Biểu đồ thể hiện tổng lƣu lƣợng các máy ảo 82 BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT STT Kí hiệu Chú giải cho kí hiệu sử dụng 1 DN Doanh nghiệp 2 VPS Máy chủ ảo (Virtual Private Server) 3 CNTT Công nghệ thông tin 4 HN Máy chủ vật lý gốc (Hardware node) 5 OS Hệ điều hành (Operating System) [...]... năng mạnh hơn một trong ba máy chủ trên Và hệ thống sử dụng công nghệ ảo hóa để tạo ra 03 máy ảo trên máy chủ Blade này giống nhƣ mô phỏng ở hình 3 Nhƣ vậy các với một máy chủ mạnh hơn một chút so với mô hình cũ hệ thống đã tiết kiệm đƣợc chi phí cho việc đầu tƣ máy chủ cũng nhƣ điện năng, chi phí vận hành bảo dƣỡng 4 Hình 3 Hệ thống chỉ có một máy chủ được ảo hóa thành 3 máy ảo Nguồn: http://vnpro.org/forum/showthread.php/16694-T%E1%BA%A1i-sao-ITAdmin-c%E1%BA%A7n-quan-t%C3%A2m-%C4%91%E1%BA%BFn%E1%BA%A2o-H%C3%B3a?s=005993230b25705697c41a2bc881c51c... “Nghiên cứu hệ thống máy ảo mã nguồn mở OpenVZ em xin đƣa ra những nghiên cứu của mình về phần mềm này với phƣơng pháp ảo hóa mà phần mềm sử dụng đó là phƣơng pháp ảo hóa hệ điều hành Nội dung khóa luận gồm 4 chƣơng:  Chƣơng 1: Giới thiệu về bài toán ảo hóa và ý nghĩa của nó: Giới thiệu về bài toán ảo hóa máy chủ lƣu trữ của các doanh nghiệp, chƣơng này cũng đề cập tới việc sử dụng máy chủ riêng ảo Đồng... chủ vật lý gốc hoặc định tuyến tới máy chủ ảo đã đƣợc thiết lập thông qua máy chủ vật lý gốc không Để tạo một máy chủ ảo mới cần phải:  Lựa chọn một tài khoản máy chủ ảo mới  Lựa chọn mẫu hệ điều hành để sử dụng cho máy chủ ảo  Tạo máy chủ ảo chính nó a Lựa chọn tài khoản máy chủ ảo Mỗi máy chủ ảo có một tài khoản dạng số hay còn gọi là số tài khoản của máy chủ ảo liên kết với nó Tài khoản là một... cấu trúc hạ tầng ảo hóa Do vậy, khi ứng dụng phần mềm ảo hóa, một tác động không ngờ là phần cứng mới trở nên ngày càng quan trọng hơn 11 CHƢƠNG 3 HỆ THỐNG MÁY ẢO OPENVZ OpenVZ là hệ thống máy ảo sử dụng phƣơng pháp ảo hóa hệ điều hành dựa trên nhân Linux và hệ điều hành OpenVZ cho phép một máy chủ vật lý chạy nhiều hành độc lập gọi là Containers OpenVZ hỗ trợ nhiều nền tảng vi xử lý hơn là các bản... nhiều máy chủ và dịch chuyển các hệ điều hành đến các máy ảo khiến các máy chủ còn lại, những máy mà hỗ trợ tất cả các máy ảo đó, trở nên quan trọng hơn bao giờ hết Mặc dù, các công ty CNTT có thể chấp nhận các máy chủ riêng rẽ trong môi trƣờng “một ứng dụng, một máy chủ” bị hỏng bởi mỗi lỗi hệ thống sẽ ảnh hƣởng đến một nhóm ngƣời sử dụng, ảo hóa thì hoàn toàn khác Mỗi máy chủ hỗ trợ nhiều máy ảo và... Thao tác trên máy chủ ảo (VPS) 3.2.1 Tạo và cấu hình máy chủ ảo mới Trƣớc khi bắt đầu tạo một máy chủ ảo mới, nên:  Kiểm tra xem máy chủ vật lý gốc đã sẵn sàng hoạt động trên mạng chƣa, có thể kết nối đến hoặc từ các máy khác Nếu không máy chủ ảo sẽ không thể đƣợc truy cập từ các máy tính khác  Kiểm tra xem có ít nhất một địa chỉ IP cho một máy chủ ảo và các địa chỉ thuộc cùng một mạng với máy chủ vật... một số mẫu hệ điều hành đã đƣợc cài đặt trên máy chủ vật lý gốc, sử dụng lệnh vzpkgls để hiện thị các mẫu hệ điều hành đƣợc cài đặt trên hệ thống: # vzpkgls centos-4-i386-default centos-4-i386-minimal c Tạo máy chủ ảo Sau khi số tài khoản máy chủ ảo và mẫu hệ điều hành, có thể tạo máy chủ ảo khu vực tƣ nhân với lệnh vzctl create Khu vực tƣ nhân là thƣ mục chứa các tệp tin riêng của máy chủ ảo đã định,... thời cũng đƣa ra ý nghĩa của bài toán ảo hóa đối với các doanh nghiệp  Chƣơng 2: Các ứng dụng ảo hóa phổ biến: Trình bày về các phƣơng pháp ảo hóa đƣợc sử dụng phổ biến trong thời điểm hiện tại nhƣ ảo hóa hệ điều hành, mô phỏng phần cứng, ảo hóa song song Đồng thời cũng đƣa ra vai trò của phần cứng trong việc ứng dụng công nghệ ảo hóa  Chƣơng 3: Hệ thống máy ảo OpenVZ: Đây là chƣơng trong tâm trình... cao 1.1.4 Bài toán ảo hóa máy chủ lƣu trữ Các doanh nghiệp muốn tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả đầu tƣ cho hệ thống máy chủ nên bài toán đặt ra ở đây là lựa chọn một giải pháp hoàn chỉnh đảm bảo đƣợc các yêu cầu của doanh nghiệp đối với hệ thống máy chủ lƣu trữ của mình Giải pháp đƣợc lựa chọn trong 3 giải pháp trên đó là sử dụng máy chủ riêng ảo (VPS) 1.2 Ý nghĩa của bài toán ảo hóa 1.2.1 Tận... mục /vz/root/vpsid/ trên máy chủ vật lý gốc và cung cấp máy chủ ảo ngƣời dùng với một cây hệ thống tệp tin hoàn chỉnh Lệnh vzctl create chỉ yêu cầu tham số là số tài khoản máy chủ ảo và tên của mẫu hệ điều hành, tuy nhiên để tránh cài đặt tất cả các thông số máy chủ ảo kiểm soát tài nguyên sau khi tạo khu vực tƣ nhân, có thể chỉ định một cấu hình mẫu đƣợc sử dụng cho các máy chủ ảo mới Các tệp tin cấu . NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Thanh Tú NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG MÁY ẢO MÃ NGUỒN MỞ OPENVZ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin . NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Thanh Tú NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG MÁY ẢO MÃ NGUỒN MỞ OPENVZ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin Cán bộ. TẮT Nội dung của khóa luận chủ yếu là tìm hiểu về hệ thống máy ảo mã nguồn mở OpenVZ. Đầu tiên khóa luận trình bày về bài toán ảo hóa và những lợi ích mà công nghệ ảo hóa mang lại. Đồng thời