ĐỒ ÁN TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ ẢO HÓA VMWARE VSPHERE Phạm Đình Duy JUNE 21, 2015 Mục lục TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ ẢO HÓA 1.1 Kiến trúc hệ thống ảo hóa 1.2 Hoạt động ảo hóa 1.3 Phân loại ảo hóa 1.3.1 Server virtualization (Ảo hóa máy chủ) 1.3.2 Storage virtualization (Ảo hóa lưu trữ) 1.3.3 Network virtualization (Ảo hóa mạng) 1.3.4 Desktop Virtualization 1.3.5 Application Virtualization (Ảo hóa ứng dụng) 10 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 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 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 TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ẢO HÓA VSPHERE 31 3.1 Cài đặt ESXi Host 31 3.2 Cài đặt vSphere client quản lý Host 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 ESXi host sử dụng ổ đĩa SAN .82 3.6 Cấu hình thực vMotion 91 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ ẢO HÓA Trước công nghệ ảo hóa phát triển, máy tính thời điểm cho phép hệ điều hành hoạt động Tuy nhiên triển khai hệ thống, máy chủ không nên chạy nhiều chức Vì máy chủ chạy nhiều chức xảy xung đột, nên để đảm bảo cho hệ thống hoạt động ổn định phải đầu tư nhiều máy chủ cho hệ thống Điều dẫn đến chi phí đầu tư ban đầu cao không linh hoạt khâu quản lý Công nghệ ảo hóa đời giải tất vấn đề Ảo hóa công nghệ cung cấp lớp giao tiếp trung gian hệ thống phần cứng máy tính phần mềm chạy Ý tưởng công nghệ ảo hóa phân chia “hệ thống vật lý” thành nhiều “hệ thống ảo” nhằm tiết kiệm nguồn tài nguyên vật lý quản lý hệ thống cách hiệu Hệ thống ảo máy tính (Host Virtualization), hệ thống lưu trữ (Storage Virtualization) hệ thống mạng (Network Virtualization) Ảo hóa không dừng lại việc ảo hóa máy tính vật lý Ta xây dựng hạ tầng ảo thông qua kết nối máy tính vật lý thiết bị lưu trữ Khi sử dụng ảo hóa, nguồn tài nguyên phân phát cách linh động hơn, thay đổi theo nhu cầu ứng dụng Tiên phong cho công nghệ ảo hóa hãng IBM với hệ thống máy ảo VM/370 công bố vào năm 1972 Năm 1999, VMware giới thiệu phầm mềm ảo hóa hãng VMware Workstation tảng x86 Đến nay, VMware trở thành công ty hàng đầu lĩnh vực ảo hóa Hình 1: ví dụ ảo hóa Những lợi ích ảo hóa:  Giảm chi phí đầu tư: sử dụng ảo hóa, ta cần đầu tư máy chủ vật lý hoạt động với đầy đủ chức theo yêu cầu thay đầu tư nhiều máy chủ cho chức  Dễ dàng quản lý sử dụng: máy chủ ảo đặt tập trung hệ thống vật lý tạo thuận tiện cho người quản trị giám sát hệ thống Các máy chủ ảo dễ dàng di chuyển copy hệ thống vật lý  Dễ dàng nâng cấp: máy chủ ảo yêu cầu sử dụng nguồn tài nguyên lớn hơn(CPU, RAM… ) người quản trị đáp ứng nhu cầu cách nhanh chóng mà không làm ảnh hưởng tới hoạt động máy ảo 1.1 Kiến trúc hệ thống ảo hóa Hình 2: kiến trúc hệ thống ảo hóa Cấu trúc hệ thống ảo hóa thường chia thành lớp sau:  Tài nguyên vật lý: máy tính hệ thống lớn bao gồm nhiều máy tính liên kết với nguồn tài nguyên lưu trữ tạo thành hạ tầng ảo hóa toàn Tài nguyên vật lý môi trường ảo hóa cung cấp tài nguyên cho hoạt động máy ảo hoạt động  Hypervisor: lớp giao tiếp trung gian phần cứng máy tính với máy ảo Hypevisor có nhiệm điều khiển trình chia sẻ sử dụng tài nguyên máy ảo Hypervisor tảng môi trường ảo hóa Nhờ cấu trúc xử lý linh hoạt nên máy ảo tận dụng tối đa hiệu suất phần cứng quản lý dễ dàng  Virtual Machine: máy tính ảo có đủ chức hoạt động giống với máy tính thật Mỗi máy ảo sở hữu phần cứng ảo riêng bao gồm CPU, memory, hard disk card mạng Máy ảo đơn vị hoạt động độc lập, không bị phụ thuộc vào máy ảo khác 1.2 Hoạt động ảo hóa Nền tảng ảo hóa VMware sử dụng phần mềm VMware Infrastructure VMware ESX Server để ảo hóa nguồn tài nguyên phần cứng bao gồm CPU, memory, hard disk card mạng tạo tảng để cài đặt máy ảo có khả cài đặt hệ điều hành ứng dụng hoạt động máy thật Ảo hóa VMware hoạt động cách chèn lớp giao tiếp mỏng (Hypervisor) trực tiếp lên phần cứng máy tính vật lý (Bare-Mental Hypervisor) hệ điều hành chủ (Hosted Architechture) Thông qua Hypervisor, người quản trị quản lý tùy ý cấp phát nguồn tài nguyên cho máy ảo theo nhu cầu hệ thống 1.3 Phân loại ảo hóa 1.3.1 Server virtualization (Ảo hóa máy chủ) Kiến trúc máy chủ x86 cho phép hệ điều hành hoạt động thời điểm Ảo hóa máy chủ mở phương thức giúp chạy nhiều hệ điều hành đồng thời máy chủ x86 cách phân tách hệ điều hành ứng dụng khỏi phần cứng vật lý Sử dụng ảo hóa máy chủ, ta chạy nhiều hệ điều hành độc lập lúc máy chủ máy tính ảo, điều tương đương với việc ta có nhiều máy chủ hoạt động lúc Mỗi máy chủ ảo sử dụng nguồn tài nguyên riêng phần cứng vật lý Phần mềm ảo hóa phân phối tài nguyên cho máy ảo Ảo hóa nâng cao hiệu suất máy chủ x86 Hầu hết máy chủ bình thường hoạt động 15% công suất gây lãng phí nhiều tài nguyên Với ảo hóa, máy chủ hoạt động gần hết công suất giúp nâng cao tính hiệu quả, tiết kiệm tài nguyên lượng Hình 3: Ảo hóa máy chủ Có hai hình thức ảo hóa máy chủ:  Hosted Architechture: cài đặt lên hệ điều hành máy tính vật lý hoạt động ứng dụng bình thường Hình 4: Hosted Architechture  Bare-Mental (Hypervisor) Architechture: hình thức này, ảo hóa cài đặt chạy trực tiếp phần cứng máy tính vật lý Điều giúp tiết kiệm tài nguyên hoạt động linh hoạt so với hình thức ảo hóa Hosted, giúp dễ dàng nâng cấp, hoạt động mạnh mẽ đạt hiệu suất cao Hình 5: Bare-Mental (Hypervisor) Architechture 1.3.2 Storage virtualization (Ảo hóa lưu trữ) Thông thường hệ thống lưu trữ doanh nghiệp bao gồm nhiều thiết bị vật lý khác Công nghệ ảo hóa lưu trữ giúp tạo nguồn lưu trữ (dưới góc nhìn máy chủ ứng dụng) từ thiết bị vật lý riêng biệt Các thiết bị vật lý kết nối với thông qua kết nối có tốc độ cao ảo hóa thành thiết bị lưu trữ Thiết bị lưu trữ ảo phân chia lại quản lý tập trung lớp ảo hóa gọi Storage Hypervisor chèn phần mềm ảo hóa Storage Hypervisor chạy tảng phần cứng lý, máy ảo hai Storage Hypervisor phần mềm giám sát quản lý cách tập trung, cung cấp điều khiển lưu trữ toàn diện chức giám sát hệ thống vật lý nhằm cải thiện tính khả dụng, tốc độ hiệu suất chúng Công nghệ thường dùng ảo hóa lưu trữ SAN (Storage Area Network) Hình 6: Storage Virtualization Ảo hóa lưu trữ cung cấp cách tốt cho việc quản lý nguồn tài nguyên lưu trữ, 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 ổ cứng thiết bị có Dễ dàng nâng cấp mở rộng quy mô hệ lưu trữ Cung cấp hệ thống lưu trữ an toàn, ổn định, hiệu cao 1.3.3 Network virtualization (Ảo hóa mạng) Mạng ảo coi hoàn chỉnh mạng vật lý dạng phần mềm Mạng ảo sở hữu đầy đủ tính mạng vật lý hoạt động không phụ thuộc vào phần cứng Các thành phần mạng sở hạ tầng mạng switch, card mạng, port, router, firewall, load balancer… ảo hóa cách linh động Các máy ảo kết nối với thông qua switch ảo tương tự hoạt động thiết bị thật Các switch ảo hỗ trợ VLAN để hoạt động tương thích với nhiều thiết bị mạng khác Các máy ảo cung cấp nhiều card mạng ảo mà không bị giới hạn số lượng card máy Cách thức cài đặt card mạng ảo thực dễ dàng Switch ảo hỗ trợ tốc độ truyền tin theo chuẩn Gigabit Ethernet (1000Mbps) giúp cho việc giao tiếp máy ảo diễn nhanh chóng Hình7: ảo hóa mạng 1.3.4 Desktop Virtualization Desktop Virtualization công nghệ thường doanh nghiệp sử dụng Server hệ thống lưu trữ toàn liệu, ứng dụng, chương trình tài liệu cần thiết cho công việc nhân viên Các máy tính ảo xây dựng server, nhân viên cấp máy ảo làm việc Nhân viên làm việc máy ảo từ xa cách dùng máy tính khác thiết bị di động điện thoại, tablet để truy cập làm việc máy ảo Để làm việc, nhân viên không cần phải có máy tính cấu hình cao, hoạt động xử lý liệu thực server Lợi ích công nghệ Desktop Virtualization:  Tăng khả hoạt động liên tục linh hoạt hệ thống  Cho phép người dùng truy cập từ xa nơi kết nối tới hệ thống  Giúp lưu trữ liệu tập trung, dễ quản lý  Giảm chi phí đầu tư thiết bị cho doanh nghiệp Thông tin volume vừa tạo Tạo iSCSI Target Tại tab Volumes, khung Volumes section bên tay phải, chọn iSCSI Target phần Add new iSCSI Target để ô Target IQN mặc định, nút Add Bước map iSCSI dến LUN, chọn tab LUN Mapping, sau nhấn nút Map Tiếp theo cấu hình access-list cho phép host truy cập đến iSCSI Chuyển qua tab Network ACL, ô Access chọn Allow sau nhấn Update 3.5 Cấu hình cho ESXi host sử dụng ổ đĩa SAN Cấu hình Firewall chấp nhận iSCSI Initiator kết nối với bên Chọn tới host cần cấu hình, tab Consfiguration chọn Security Profile khung Software Ở phần Firewall chọn Properties Cửa sổ Firewall Properties xuất hiện, check vào dòng Software iSCSI Client Bật chức iSCSI Software Initiator Trong tab Consfiguration chọn Storage Adapters khung Hardware Sau bấm vào Add để tạo adapter Cửa sổ Add Storage Adapter ra, chọn vào nút Add Software iSCSI Adapter Chọn vào adapter iSCSI với add, khung Detail bên nhấn vào Properties Cửa sổ ra, tab General nhấn vào nút Configure Check vào nút Enable để bật chức iSCSI Initiator, sau nhấn OK Chọn tab Dynamic Discovery -> nhấn nút Add Nhập địa iSCSI Server (địa Openfiler), Port để mặc định, sau nhấn OK Cửa sổ hỏi có muốn scan lại adapter vừa cấu hình không Nhấn Yes Add ỗ đĩa SAN vào ESXi Host Trong tab Configuration, chọn Storage Nhấn vào Add Storage để tạo khu vực lưu trữ Chọn Disk/LUN -> nhấn Next Chọn vào ỗ đĩa muốn thêm vào, sau nhấn Next Chọn Version filesystem -> nhấn Next Nhấn Next để tiếp tục Đặt tên cho thiết bị lưu trữ Xác định dung lượng ổ đĩa, chọn vào ô maximum available space để lấy toàn liệu ổ đĩa Kiểm tra lại thông số sau bấm Finish để kết thúc Ổ đĩa lưu trữ tạo Làm tương tự với host lại vCenter 3.6 Cấu hình thực vMotion Cấu hình Card mạng VMKernel để thực vMotion Trong tab Configuration chọn vào mục Networking, phần vSphere Standard Switch nhấn vào Properties Chọn vào Management Network… sau nhấn Edit Ở tab General, check vào mục vMotion phép vMotion qua đường mạng -> OK Thực vMotion Nhấn chuột phải vào máy ảo muốn di chuyển, sau chọn Migrate Chọn hình thức di chuyển muốn thực Lưu ý: máy ảo chạy nên di chuyển hình thức chuyển từ host sang host khác (chọn Change host) di chuyển từ datastore sang datastore khác (chọn Change datasore) Hình thức lại di chuyển máy ảo sang host datastore khác thực máy ảo không hoạt động Chọn host muốn di chuyển máy ảo sang Chọn độ ưu tiên vMotion Kiểm tra lại thông tin, sau nhấn Finish để bắt đầu trình vMotion Quá trình vMotion hoàn thành mà không cần phải tắt mát ảo [...]... 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... 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. .. 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... 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... 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... 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... 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... 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... sẽ thông báo cho các máy ảo khác trong mạng địa chỉ của máy ảo vừa được copy  Bước 4: các truy suất tới máy ảo này sẽ được gửi tới target host thay vì source host vSphere Storage vMotion Tương tự như vSphere vMotion, vSphere Storage vMotion là một thành phần của VMware vSphere cung cấp một giao diện trực quan cho việc chuyển đổi trực tiếp các ổ đĩa và tập tin cấu hình của máy ảo từ storage này sang... hệ thống một cách tự động hóa mà không cần quá nhiều thao tác từ phía con người Hình 24: vSphere Distributed Resource Scheduler vSphere DRS có 4 tính năng chính sau:  Phân tích và khởi tạo máy ảo tại host thích hợp nhằm đảm bảo cân bằng hệ thống Tính năng này thường gặp khi khởi động máy ảo trong một cluster, DRS sẽ tính toán để đặt máy ảo vào một host thích hợp giúp cho máy ảo hoạt động được một cách