1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGUYỄN HOÀNG MINH

GIẢI PHÁP ẢO HÓA MÁY CHỦ
CHO MỘT DOANH NGHIỆP PHẦN MỀM NHỎ
VÀ ỨNG DỤNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Hà Nội – 2015


2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGUYỄN HOÀNG MINH

GIẢI PHÁP ẢO HÓA MÁY CHỦ
CHO MỘT DOANH NGHIỆP PHẦN MỀM NHỎ
VÀ ỨNG DỤNG
Ngành: Công nghệ thông tin
Chuyên ngành: Quản lý hệ thống thông tin
Mã số: Chuyên ngành đào tạo thí điểm

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH HÓA

Hà Nội – 2015


3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của
riêng tôi. Các số liệu, kết luận được đưa ra trong luận văn
là trung thực, có nguồn gốc rõ ràng.

Tác giả luận văn

Nguyễn Hoàng Minh


4

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được hoàn thành được công trình nghiên cứu này, ngoài sự
nỗ lực của bản thân, tác giả còn nhận được sự giúp đỡ rất lớn từ PGS.TS
Nguyễn Đình Hóa, người đã luôn quan tâm, trách nhiệm và nhiệt tình hướng
dẫn, giúp đỡ, động viên tác giả trong quá trình thực hiện nghiên cứu của mình.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Nguyễn Đình Hóa.
Tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô trong Viện Cộng nghệ

thông tin – Đại học Quốc Gia Hà Nội, gia đình, lãnh đạo,các bạn đồng nghiệp và
cán bộ nhân viên Công ty Cổ Phần Trò Chơi Emobi và các bạn lớp Cao học
CIO-02 đã giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu luận văn
của mình.
Để đạt được những kết quả nghiên cứu tốt hơn trong tương lai, tác giả rất
mong tiếp tục nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ của các nhà chuyên môn, của
các thầy cô trong Viện Công nghệ thông tin – Đại học Quốc Gia Hà Nội về
phương pháp luận, cách thức tiếp cận khoa học và hợp lý.
Tác giả luận văn

Nguyễn Hoàng Minh


5

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. 3
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... 4
MỤC LỤC ........................................................................................................ 5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .......................................................... 9
PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................. 10
1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................. 11
2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................... 11
3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu: ..................................... 11
4. Phương pháp nghiên cứu: ...................................................................... 11
5. Kết quả của đề tài ................................................................................... 12
6. Kết cấu của đề tài ................................................................................... 12
CHƯƠNG I: CÁC GIẢI PHÁP ẢO HÓA HỆ THỐNG MÁY CHỦ .......... 13
1.1 Các xu hướng công nghệ ảo hóa hiện nay ........................................... 13
1.1.1 Công nghệ ảo hóa OpenVZ.............................................................. 13

1.1.1.1 Giới thiệu chung ....................................................................... 13
1.1.1.2 Tổng quan về công nghệ OpenVZ............................................. 13
1.1.2 Công nghệ ảo hóa Xen ..................................................................... 15
1.1.2.1 Giới thiệu chung về Xen ........................................................... 15
1.1.2.2 Tổng quan về công nghệ Xen .................................................... 16
1.1.3 Công nghệ ảo hóa KVM .................................................................. 17
1.1.3.1 Giới thiệu chung ....................................................................... 17
1.1.3.2 Tổng quan về công nghệ KVM ................................................. 17
1.1.4 Công nghệ ảo hóa Hyper-V ............................................................. 18
1.1.4.1 Giới thiệu chung ....................................................................... 18
1.1.4.2 Tổng quan về công nghệ Hyper-V ............................................ 18
1.1.5 Công nghệ ảo hóa VMWare............................................................. 19
1.1.5.1 Giới thiệu chung ....................................................................... 19


6
1.1.5.2 Tổng quan về công nghệ VMWare ........................................... 20
1.2 Đánh giá các công nghệ và lựa chọn giải pháp công nghệ ảo hóa ...... 21
1.2.1 Đánh giá công nghệ ......................................................................... 21
1.2.1.1 Đánh giá về công nghệ OpenVZ ............................................... 21
1.2.1.2 Đánh giá công nghệ Xen ........................................................... 21
1.2.1.3 Đánh giá công nghệ KVM ........................................................ 22
1.2.1.4 Đánh giá công nghệ Hyper-V.................................................... 22
1.1.5.3 Đánh giá công nghệ VMWare ................................................... 23
1.2.2 Lựa chọn giải pháp công nghệ ảo hóa .............................................. 23
1.2.2.2 Không cần hệ điều hành ............................................................ 24
1.2.2.2 Sử dụng tiện lợi......................................................................... 24
1.2.2.3 Phù hợp với tiêu chuẩn công nghiệp phần mềm ........................ 24
1.2.2.4 Tính tùy biến của vSphere......................................................... 24
1.3 Bộ phần mềm hỗ trợ của VMWare ..................................................... 25

1.3.1. VMware ESX và ESXi ................................................................... 25
1.3.2. VMware Virtual Symmetric Multi-Processing ................................ 26
1.3.3. VMware vCenter Server ................................................................. 26
1.3.4. VMware vCenter Update Manager ................................................. 27
1.3.5. VMware vSphere Client ................................................................. 27
1.3.6. VMware VMotion và Storage VMotion.......................................... 28
1.3.7. VMware Distributed Resource Scheduler ....................................... 28
1.3.8. VMware High Availability ............................................................. 29
1.3.9. VMware Fault Tolerance ................................................................ 29
1.3.10. VMware Consolidated Backup ..................................................... 30
1.3.11. VMware vShield Zones ................................................................ 30
1.3.12. VMware vCenter Orchestrator ...................................................... 30
1.3.13. vNetwork ...................................................................................... 30
1.3.14. vStorage........................................................................................ 31
1.4 Các công nghệ khác trong hệ thống ảo hóa ......................................... 32
1.4.1 Công nghệ Raid ............................................................................... 32


7
1.4.1.1 Khái niệm chung về Raid .......................................................... 32
1.4.1.2 Nguồn gốc và quá trình phát triển của Raid .............................. 32
1.4.1.3 Các chuẩn Raid ......................................................................... 33
1.4.1.4 Các loại Raid ............................................................................ 33
1.4.2 Công nghệ lưu trữ SAN ................................................................... 35
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MÔ HÌNH GIẢI PHÁP ẢO HÓA MÁY CHỦ
CHO MỘT DOANH NGHIỆP PHẦN MỀM NHỎ VÀ ĐÁNH GIÁ .......... 36
2.1 Thực trạng hệ thống thông tin tại doanh nghiệp phần mềm nhỏ ...... 36
2.2 Nhu cầu thực tiễn tại các doanh nghiệp phần mềm nhỏ và giải pháp 36
2.1.1Nhu cầu chung .................................................................................. 36
2.1.2 Phân tích nhu cầu cụ thể và lựa chọn giải pháp: ............................... 36

2.1.2.1 Nhu cầu cập nhật các bản vá lỗi ................................................ 36
2.1.2.2 Nhu cầu hệ thống được quản lý liên tục .................................... 37
2.1.2.3 Nhu cầu di chuyển các máy ảo .................................................. 37
2.1.2.4 Nhu cầu phân phối tài nguyên phần cứng.................................. 37
2.1.2.5 Nhu cầu về tính năng sẵn sàng cao ............................................ 37
2.1.2.6 Nhu cầu loại bỏ thời gian chết................................................... 38
2.1.2.7 Nhu cầu sao lưu, back-up hệ thống ........................................... 38
2.1.2.8 Nhu cầu bảo mật thông tin ........................................................ 38
2.1.2.9 Nhu cầu cài đặt qui trình làm việc ............................................. 39
2.1.2.10 Nhu cầu ảo hóa hệ thống mạng ............................................... 39
2.1.2.11Nhu cầu lưu trữ ........................................................................ 39
2.4 Mô Hình ................................................................................................ 39
2.5 Yêu cầu trang thiết bị ........................................................................... 40
2.5.1 Phần Cứng ....................................................................................... 40
2.5.1.1 Hệ thống máy chủ ESX server .................................................. 40
2.5.1.2 Hệ thống lưu trữ tập trung SAN ................................................ 41
2.5.2 Phần Mềm ....................................................................................... 41
2.6 Đánh giá và nhận xét giải pháp ........................................................... 41
2.6.1 Ưu điểm........................................................................................... 41


8
2.6.2 Nhược điểm ..................................................................................... 42
2.7 Kết luận ................................................................................................. 42
CHƯƠNG III. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ VÀ TRIỂN KHAI ẢO HÓA HỆ
THỐNG MÁY CHỦ CHO CÔNG TY CỔ PHẦN TRÒ CHƠI EMOBI .... 43
3.1Hiện trạng hệ thống thông tin và hạ tầng phần cứng của công ty Cổ
Phần Trò Chơi Emobi ................................................................................ 43
3.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển, thông tin sơ lược về công ty Cổ Phần
Trò Chơi Emobi........................................................................................ 43

3.1.2 Hiện trạng CNTT tại EMOBI GAMES JSC..................................... 43
3.1.2.1 Hiện trạng hệ thống thông tin .................................................... 43
3.1.2.2 Hiện trạng nguồn nhân lực CNTT ............................................. 43
3.1.2.3 Hiện trạng hạ tầngphần cứng .................................................... 44
3.1.2.4 Công cụ và môi trường phát triển phần mềm ............................ 44
3.1.2.5 Những tồn tại ............................................................................ 44
3.1.3 Kết luận ........................................................................................... 44
3.2 Phân tích thiết kế mô hình ................................................................... 44
3.2.1 Các hạng mục cần ảo hóa................................................................. 44
3.2.2 Mô hình giải pháp ............................................................................ 45
3.2.3Lựa chọn trang thiết bị ...................................................................... 45
3.2.3.1 Phần Cứng ................................................................................ 45
3.2.3.2 Phần Mềm................................................................................. 46
3.3 Triển khai ảo hóa .................................................................................. 46
3.3.1 Cài đặt Vmware ESX server ............................................................ 46
3.3.2 Giao diện đăng nhập chính. ............................................................. 46
3.3.3 Cài đặt các Server ảo và Quản lý bằng vSphere Client..................... 47
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 51
4.1 Kết quả đạt được .................................................................................. 51
4.2 Hướng phát triển .................................................................................. 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................. 52


9
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Giải pháp Parallels OpenVZ ............................................................. 13
Hình 1.2: Kiến trúc ảo hoá Virtuozzo Containers ............................................. 14
Hình 1.3: Giao diện Parallels Management Console......................................... 15
Hình 1.4: Kiến trúc công nghệ ảo hóa Xen ....................................................... 16
Hình 1.5: Quản lý XenServer ........................................................................... 16

Hình 1.6: Kiến trúc của KVM .......................................................................... 17
Hình 1.7: Kiến trúc Hyper - V .......................................................................... 19
Hình 1.8: Cấu trúc của ESX Server .................................................................. 20
Hình 2.1: Mô hình giải pháp ảo hóa máy chủ ................................................... 40
Hình 3.1: Cài đặt Esx Server ............................................................................ 46
Hình 3.2: Giao diện đăng nhập chính ............................................................... 47
Hình 3.3: Màn hình đăng nhập Vsphere ........................................................... 48
Hình 3.4: Hoàn tất quá trình cấu hình Mail server ............................................ 49
Hình 3.5: Cài đặt postfix thành công ................................................................ 49


10

PHẦN MỞ ĐẦU
Các công ty làm phần mềm quy mô nhỏ thường bị hạn chế về nguồn lực:
phần cứng, phần mềm (hệ thống nền, môi trường và công cụ phát triển ứng
dụng), con người. Nhu cầu cấp thiết của các công ty phần mềm nhỏ là tăng khả
năng, hiệu quả của phần cứng và phần mềm công cụ đi kèm nhưng vẫn muốn
giảm thiểu chi phí. Cụ thể về hệ thống máy chủ thường lớn, cồng kềnh, tốn
nhiều chi phí khi triển khai. Khi cần triển khai, phát triển các dịch vụ và ứng
dụng mới thì doanh nghiệp cần tăng thêm số lượng máy chủ để cài đặt và duy trì
các dịch vụ và ứng dụng này. Nhưng để đáp ứng những yêu cầu không ngừng về
việc triển khai, phát triển các dịch vụ và ứng dụng mới, các công ty phần mềm
cần phải tiếp tục tăng thêm số lượng máy chủ. Tuy nhiên, khi càng nhiều máy
chủ thì những vấn đề khó khăn lại càng rõ hơn:
- Chi phí tăng: việc mua thêm máy chủ mới sẽ bao gồm chi phí mua máy
chủ và các loại chi phí khác: nguồn điện, cooling, không gian đặt máy chủ.
- Hiệu quả đầu tư thấp: với mỗi một máy chủ dành riêng cho một ứng dụng
x86 (tải thấp) sẽ làm năng suất hoạt động của CPU chỉ khoảng 5-15%.
- Giảm khả năng quản lý: khó quản lý hơn khi ngày càng nhiều máy chủ và

ứng dụng trong một môi trường phức tạp với nhiều loại hệ điều hành, những
phần cứng, những loại máy chủ khác nhau.
- Hiệu quả công việc giảm: nhân viên IT sẽ tập trung nhiều thời gian hơn
cho việc triển khai máy chủ, cấu hình, giám sát và bảo trì. Vì vậy không còn tập
trung nhiều vào các hoạt động, các dự án giúp nâng cao cấp độ hạ tầng thông tin.
Để giải quyết cho các vấn đề nêu trên, trên tinh thần của một người quản trị
hệ thống thông tin, tác giả đưa ra đề xuất giải pháp ảo hóa hệ thống máy chủ cho
các doanh nghiệp phần mềm nhỏ.
Xây dựng hệ thống ảo hóa hệ thống máy chủ nhằm:
- Tiết kiệm chí phí đầu tư mua nhiều server cùng lúc.
- Tiết kiệm không gian đặt server trên tủ rack cũng như không gian phòng
chứa.
- Tiết kiệm điện năng, hệ thống làm mát và cable.
- Quản lý đơn giản và tập trung trên một server vật lý duy nhất.
- Dễ dàng triển khai, nâng cấp và backup hệ thống.
Nhận thức được vấn đề trên, tác giả đã lựa chọn đề tài “GIẢI PHÁP ẢO
HÓA MÁY CHỦ CHO MỘT DOANH NGHIỆP PHẦN MỀM NHỎ VÀ ỨNG
DỤNG” làm đề tài nghiên cứu cho luận văn tốt nghiệp của mình.


11
1. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài
Trong phạm vi các doanh nghiệp trong ngành công nghiệp phần mềm, công
nghệ thông tin (CNTT) là một trụ cột của chiến lược phát triển tổng thể ngành
công nghiệp phần mềm. CNTT hiện được xếp ngang hàng với kế hoạch cải cách
thể chế, phát triển nguồn lực… Công nghệ chính là hạ tầng để các công ty phần
mềm đổi mới dịch vụ, gia tăng tiện ích, mở rộng phạm vi hoạt động. Trong bối
cảnh nền kinh tế cạnh tranh khốc liệt hiện nay và xu hướng hội nhập quốc tế
phát triển mạnh thì sự thua kém về công nghệ dẫn đến thua kém về cạnh tranh là
điều tất yếu xảy ra. Vì vậy sức ép tăng cường đầu tư và phát triển CNTT đang

ngày càng lớn và cấp bách khiến tổ chức, doanh nghiệp trong ngành công
nghiệp phần mềm ở Việt Nam không thể bỏ qua. Các tổ chức, doanh nghiệp
trong ngành công nghiệp phần mềm ở Việt Nam cũng nhận thức sâu sắc rằng để
có thể tăng khả năng cạnh tranh, quản trị tốt rủi ro, đảm bảo phát triển bền vững,
nâng tầm khu vực và quốc tế, con đường phát triển CNTT là con đường tất yếu.
Đánh giá chân thực về hoạt động CNTT tại các doanh nghiệp phần mềm
nhỏ trong giai đoạn vừa qua có thể nhận thấy rằngtiền thuê nhiều server quá đắt
đỏ làm ảnh hưởng mạnh đến doanh thu của công ty, quản lý khó khăn do phải
hoạt động trên nhiều server vật lý khác nhau dẫn đến khó khăn trong việc triển
khai, nâng cấp và back-up hệ thống.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Tìm hiểu các giải pháp ảo hóa hệ thống máy chủ hiện nay từ đó thiết kế
giải pháp ảo hóa hệ thống máy chủ cho doanh nghiệp phần mềm nhỏ để loại bỏ
các tồn tại vướng mắc hiện có, giúp doanh nghiệp cải thiện doanh thu và nâng
cao sức cạnh tranh trên thị trường.
3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: các công nghệ ảo hóa máy chủ hiện nay, xây dựng
giải pháp ảo hóa hệ thống máy chủ cho một doanh nghiệp phần mềm nhỏ và ứng
dụng.
- Phạm vi nghiên cứu: đề tài được nghiên cứu để tìm ra giải pháp ảo hóa hệ
thống máy chủ cho các doanh nghiệp phần mềm nhỏ.
4. Phương pháp nghiên cứu:
Để có thể phân tích khách quan và khoa học, đưa ra được những đề xuất
xây dựng dự án đúng quy trình hợp lý và đúng đắn, các phương pháp được sử
dụng:
-Thu thập và nghiên cứu tìm hiểu các văn bản, lý thuyết về công nghệ ảo
hóa máy chủ hiện nay.


12

-Thu thập, nghiên cứu các tài liệu, văn bản liên quan đến hệ thống máy chủ
của các doanh nghiệp phần mềm nhỏ.
-Trao đổi và thảo luận.
-Phân tích và tổng hợp.
-Đưa ra giải pháp xây dựng ảo hóa hệ thống máy chủ cho doanh nghiệp
phần mềm nhỏ.
- Ứng dụng thực tiễn.
5. Kết quả của đề tài
Đề tài xây dựng sẽ đem lại những kết quả cụ thể sau:
- Nắm được các công nghệ ảo hóa hệ thống máy chủ hiện nay.
- Nắm được cách thức hoạt động của hệ thống máy chủ của các doanh
nghiệp phần mềm nhỏ.
-Xây dựng giải pháp ảo hóa hệ thống máy chủ các doanh nghiệp phần mềm
nhỏ.
-Giúp các doanh nghiệp phần mềm nhỏ có thể tăng thêm doanh thu và tính
cạnh tranh với các doanh nghiệp cùng ngành khác.
6. Kết cấu của đề tài
Đề tài được kết cấu gồm 3 phần (chương) chính trong đó:
Chương I: Các giải pháp ảo hóa hệ thống máy chủ
Chương II: Thiết kế mô hình và đánh giá
Chương III.Phân tích thiết kể và triển khai ảo hóa hệ thống máy chủ cho
Công ty Emobi Games JSC
Phần kết luận: Kết luận tổng thể về luận văn.


13

CHƯƠNG I: CÁC GIẢI PHÁP ẢO HÓA HỆ THỐNG MÁY CHỦ
1.1 Các xu hướng công nghệ ảo hóa hiện nay
Hiện nay có rất nhiều công nghệ ảo hóa, để có thể đưa ra phân tích và lựa

chọn giải pháp cụ thể phù hợp với các doanh nghiệp phần mềm nhỏ, tác giả đã
tìm hiểu một số công nghệ nổi bật: OpenVZ của Parallels, Xen của Citrix,
VMWare của VMWare Inc, KVM của Red Hat, Hyper-V của Microsoft.
1.1.1 Công nghệ ảo hóa OpenVZ
1.1.1.1 Giới thiệu chung
OpenVZ (Open Virtuozzo) của hãng Parallels là một giải pháp ảo hóa khai
thác đầy đủ năng lực của hạ tầng công nghệ thông tin bằng cách gia tăng việc
tận dụng tài nguyên dư thừa của các máy chủ hiện hữu gấp 2 – 3 lần so với các
công nghệ khác.
1.1.1.2 Tổng quan về công nghệ OpenVZ

Hình1.1: Giải pháp Parallels OpenVZ
OpenVZ là một giải pháp ảo hóa máy chủ ở cấp độ hệ điều hành. Virtuozzo
tạo ra các phân vùng hoặc máy chủ ảo (VES) hoàn toàn độc lập trên một máy
chủ vật lý và hệ điều hành nhằm tận dụng phần cứng, phần mềm, trung tâm dữ
liệu và khả năng quản lý đạt hiệu quả tối đa.
OpenVZ cung cấp công nghệ ảo hóa hoạt động dựa trên nhân
Linux.OpenVZ cung cấp một lớp ảo hóa chịu trách nhiệm phân bổ tài nguyên hệ
thống cho tất cả các máy ảo - được gọi là container, lớp ảo hóa này cho phép
một máy chủ vật lý để chạy nhiều hệ điều hành riêng biệt. Lớp ảo hóa này chỉ


14
tiêu tốn khoảng 2% năng lực xử lý từ đó giúp tăng số lượng máy ảo trên mỗi
máy chủ vật lý, hiệu năng máy chủ gần như không đổi so với khi chạy độc lập.

Hình 1.2: Kiến trúc ảo hoá Virtuozzo Containers
Một số đặc điểm của OpenVZ: phân vùng thông minh, hoàn toàn độc lập
giữa các máy chủ, quản lý tài nguyên linh hoạt, quản lý tập trung, di chuyển linh
hoạt các containers giữa các máy chủ vật lý, hiệu năng thực thi cao.

Bộ công cụ quản lý toàn diện của Virtuozzo giúp người quản trị dễ dàng
bảo trì, giám sát, và quản lý các máy chủ ảo: Parallels Virtuozzo Containers,
Parallels Virtual Automation, Parallels Management Console [2].


15

Hình 1.3: Giao diện Parallels Management Console
1.1.2 Công nghệ ảo hóa Xen
1.1.2.1 Giới thiệu chung về Xen
Xen là một giám sát máy ảo (VMM) cung cấp dịch vụ cho phép nhiều hệ
điều hành máy tính thực thi trên cùng phần cứng máy tính một cách đồng thời.
Bản đầu tiên phát triển bởi Viện nghiên cứu máy tính trường Đại học
Cambridge. Ban đầu được tài trợ bởi công ty XEN Source, sau đó được mua lại
bởi Citrix vào 20/10/2007.


16
1.1.2.2 Tổng quan về công nghệ Xen

Hình 1.4: Kiến trúc công nghệ ảo hóa Xen
Citrix XenServer là môt nền tảng quản lý máy chủ ảo hóa hoàn chỉnh, được
xây dựng trên trên nền tảng Xen Hypervisor mạnh mẽ. XenDesktop được thiết
kế để quản lý các máy chủ ảo Windows và Linux một cách hiệu quả nhất và
cung cấp giải pháp hợp nhất máy chủ với chi phí hợp lí và đảm bảo tính liên tục
trong các hoạt động kinh doanh.

Hình 1.5: Quản lý XenServer
XEN là công nghệ ảo hóa thực sự cho phép chạy cùng lúc nhiều máy chủ
ảo VPS trên 1 máy chủ vật lý.



17
Công nghệ ảo hóa XEN cho phép mỗi máy chủ ảo chạy nhân riêng của nó,
do đó VPS có thể cài được cả Linux hay Windows Operating system, mỗi VPS
có hệ thống File System riêng và hoạt động như 1 máy chủ vật lý độc lập.
Tài nguyên cung cấp cho máy chủ VPS XEN cũng độc lập, nghĩa là mỗi
máy chủ XEN được cấp 1 lượng RAM, CPU và Disk riêng, nó đảm bảo rằng
máy chủ VPS của bạn sẽ được cung cấp đủ tài nguyên như lúc đăng ký với nhà
cung cấp dịch vụ.
Một số đặc điểm của Xen: Tạo ra một bản sao của máy chủ ảo hóa, giúp
việc tạo ra các máy chủ ảo mới trở nên dễ dàng và thuận tiện hơn. Có thể di
chuyển tài nguyên phần cứng từ máy chủ này sang máy chủ khác mà không gây
gián đoạn truy cập. Công nghệ Xen giúp doanh nghiệp tự động hóa các trung
tâm dữ liệu, tăng cường hiệu quả giám sát và quản lý, với độ tin cậy cao và đảm
bảo tính liên tục trong kinh doanh.
Bộ công cụ ảo hóa của Xen cung cấp đầy đủ các tính năng cần thiết giúp
doanh nghiệp quản lý trung tâm dữ liệu ảo hóa: XenConvert, XenMotion và
XenCenter [8].
1.1.3 Công nghệ ảo hóa KVM
1.1.3.1 Giới thiệu chung
KVM(Kernel-base Virtual Machine) là công nghệ ảo hóa cho phép ảo hóa
thực sự trên nền tảng phần cứng. KVM thực chất là một module trong kernel của
linux. KVM được thiết kế sau khi phần cứng hỗ trợ ảo hóa ra đời.
1.1.3.2 Tổng quan về công nghệ KVM

Hình 1.6: Kiến trúc của KVM
Trong kiến trúc KVM, máy ảo là một tiến trình Linux, được lập lịch bởi
chuẩn Linux scheduler.Trong thực tế mỗi CPU ảo xuất hiện như là một tiến trình
Linux.Điều này cho phép KVM sử dụng tất cả các tính năng của Linux kernel.



18
Các thiết bị giả lập (emulator) được xử lý bằng QEMU (opensource giúp
giả lập phần cứng) giúp giả lập các phần cứng như BIOS, PCI bus, USB Bus và
các tiêu chuẩn điều khiển thiết bị ổ cứng như IDE, SCSI, network card,..
Khi máy ảo là một tiến trình Linux, nó sẽ chịu ảnh hưởng của chuẩn mô
hình security linux. Linux kernel bao gồm SELinux, là một dự án được phát
triển bởi cơ quan an ninh quốc gia Mĩ (US National Security Agency) để thêm
vào các lệnh điều khiển truy cập đa tầng như là thực thi chính sách. SELinux
cung cấp chính xác tài nguyên cô lập và hạn chế cho các tiến trình chạy trên
linux kernel. Dự án sVirt build trên SELinux cung cấp cơ sở hạ tầng cho phép
administrator định nghĩa chính sách để cô lập máy ảo. sVirt đảm bảo rằng tài
nguyên máy ảo không bị truy cập bởi các tiến trình khác và nó có thể mở rộng
bằng cách phân quyền ví dụ như 1 nhóm máy ảo có thể share chung tài nguyên.
Một số đặc điểm của KVM: KVM hỗ trợ live migration cho phép di chuyển
máy ảo đang chạy giữa các host vật lý khác nhau mà không bị gián đoạn dịch
vụ.[6]
1.1.4 Công nghệ ảo hóa Hyper-V
1.1.4.1 Giới thiệu chung
Hyper-V là công nghệ ảo hóa Server thế hệ mới của Microsoft và là thành
phần quan trọng trong hệ điều hành Windows Server 2008.
Hyper-V chính là công nghệ ảo hóa thế hệ kế tiếp dựa trên hypervisor, khai
thác phần cứng Server 64-bit thế hệ mới.Người dùng (chủ yếu là doanh nghiệp)
không cần phải mua thêm phần mềm để khai thác các tính năng ảo hoá bới nó là
một tính năng sẵn có trên Windows Server 2008.
Hyper-V có 3 phiên bản Windows Server 2008 64 bit là:
Standard (một máy ảo), Enterprise (4 máy ảo) và DataCenter (không giới
hạn số lượng máy ảo).Tuy nhiên nó hỗ trợ hệ điều hành khách trên cả 32-bit và
64-bit. Đây là điểm nổi bật của Hyper-V.

1.1.4.2 Tổng quan về công nghệ Hyper-V
Hyper-V gồm 3 thành phần chính: hypervisor, ngăn ảo hóa và mô hình I/O
(nhập/xuất) ảo hóa mới. Hypervisor là lớp phần mềm rất nhỏ hiện diện ngay trên
bộ xử lý (BXL) theo công nghệ Intel-V hay AMD-V, có vai trò tạo các
"partition" (phần vùng) mà thực thể ảo sẽ chạy trong đó.
Một partition là một đơn vị cách ly và có thể chứa một hệ điều hành làm
việc trong đó. Luôn có ít nhất 1 partition gốc chứa Windows Server 2008 và
ngăn ảo hóa, có quyền truy cập trực tiếp các thiết bị phần cứng. Partition gốc
tiếp theo có thể sinh các partition con (được gọi là máy ảo) để chạy các hệ điều


19
hành máy khách. Một partition con cũng có thể sinh tiếp các partition con của
mình.
Máy ảo không có quyền truy cập đến bộ xử lý vật lý, mà chỉ “nhìn thấy” bộ
xử lý được hypervisor cấp cho.Máy ảo cũng chỉ sử dụng được thiết bị ảo, mọi
yêu cầu đến thiết bị ảo sẽ được chuyển qua VMBus đến thiết bị ở partition cha.
Thông tin hồi đáp cũng được chuyển qua VMBus. Nếu thiết bị ở partition cha
cũng là thiết bị ảo, nó sẽ được chuyển tiếp cho đến khi gặp thiết bị thực ở
partition gốc.Toàn bộ tiến trình trong suốt đối với HĐH khách.[8]

Hình 1.7: Kiến trúc Hyper - V
1.1.5 Công nghệ ảo hóa VMWare
1.1.5.1 Giới thiệu chung
VMWare là sản phẩm của VMWare Inc – một công ty phần mềm thuộc tập
đoàn EMC.VMWare là công ty tiên phong và vẫn đang là một trong những công
ty phát triển nền tảng ảo hóa tốt nhất hiện nay. Có nhiều phiên bản VMWare
như: VMWare Workstation cho máy để bàn, VMWare ESX server, VMWare
GSX server, VMWare vSphere, VMWare vCloud, VMWare Director cho máy
chủ…

vSphere gồm 3 thành phần chính:
- VMWare ESX server: lớp ảo hóa chính chạy trên nền server vật lý (hay
còn gọi là Hypervisor) có nhiệm vụ quản lý tài nguyên phần cứng và phân phát
cho các máy ảo (Vitual Machines).
- VMWare vCenter Server: trung tâm quản lý chính của môi trường ảo hóa.


20
- VMWare vSphere Client: Chương trình cho phép truy cập, quản lý từ xa
vào vCenter hoặc ESX.
1.1.5.2 Tổng quan về công nghệ VMWare
Máy chủ Esx sử dụng cấu trúc VMM– Hypervisor, nghĩa là máy chủ Esx sẽ
tạo một lớp ảo hóa hypervisor để điều khiển quá trình chia sẻ và sử dụng tài
nguyên của các máy ảo. Nhờ cấu trúc xử lý linh hoạt nên các máy ảo có thể tận
dụng tối đa hiệu suất phần cứng và quản lý dễ dàng hơn.
Trong mô hình này các máy ảo không phải thông qua hệ điều hành chủ để
truy cập phần cứng. Mọi vấn đề liên lạc giữa máy ảo với phần cứng được thực
hiện qua lớp ảo hóa Hypervisor do máy chủ Esx tạo ra. Vì vậy tốc độ làm việc
của các máy ảo nhanh hơn và đạt hiệu quả cao hơn.

Hình 1.8: Cấu trúc của ESX Server
VMware ESX bao gồm hai thành phần tương tác với nhau để cung cấp một
môi trường ảo hóa năng động và mạnh mẽ: Service Console và VMkernel.
Service Console là hệ điều hành được sử dụng để tương tác với VMware ESX
và các máy ảo chạy trên máy chủ. Service Console bao gồm các dịch vụ có thể
tìm thấy trong các hệ điều hành truyền thống chẳng hạn như tường lửa, Simple
Management Protocol (SNMP) hay web server... Tuy nhiên Service Console
cũng thiếu nhiều tính năng và lợi ích mà hệ một điều hành truyền thống cung
cấp, đây không phải là sự thiếu hụt mà vì chúng đã được loại bỏ để Service
Console chỉ bao gồm những dịch vụ cần thiết cho việc hỗ trợ ảo hóa. Thành

phần thứ hai là VMkernel, VMkernel là nền tảng thực sự của quá trình ảo
hóa.Các VMkernel quản lý truy cập của máy ảo đến các phần cứng vật lý bên
dưới bằng cách cung cấp quá trình sử dụng của CPU, quản lý bộ nhớ, và quá
trình chuyển đổi dữ liệu ảo [5-10].


21
VMWare cung cấp một bộ phần mềm đồ sộ có hầu như đầy đủ các tính
năng về ảo hóa mà người quản trị quan tâm, mong muốn:
- VMware ESX and ESXi
- VMware Virtual Symmetric Multi-Processing
- VMware vCenter Server
- VMware vCenter Update Manager
- VMware vSphere Client
- VMware vMotion and Storage vMotion
- VMware Distributed Resource Scheduler
- VMware High Availability
- VMware Fault Tolerance
- VMware Consolidated Backup
- VMware vShield Zones
- VMware vCenter Orchestrator
1.2 Đánh giá các công nghệ và lựa chọn giải pháp công nghệ ảo hóa
1.2.1 Đánh giá công nghệ
1.2.1.1 Đánh giá về công nghệ OpenVZ
OpenVZ không thực sự ảo hóa, nó sử dụng chung 1 nhân Linux đã được
sửa đổi và do đó chỉ có thể chạy duy nhất hệ điều hành Linux, như vậy tất cả các
máy chủ ảo VPS cũng chỉ có thể chạy được Linux với chung 1 công nghệ và
phiên bản Kenel. Tuy nhiên, do không có nhân riêng nên nó rất nhanh và hiệu
quả, nhưng đó cũng chính là nhược điểm của nó khi tất cả các máy chủ phải sử
dụng chungmột nhân duy nhất.

Nhược điểm nữa của OpenVZ là việc cấp phát bộ nhớ không được tách
biệt, nghĩa là bộ nhớ được cấp phát cho một máy chủ VPS này lại có thể bị sử
dụng bởi VPS khác trong trường hợp VPS kia yêu cầu. Nó cũng sử dụng hệ
thống file dùng chung, vì thế mỗi VPS thực chất chỉ là một Thư mục được
change root. Phiên bản mới của OpenVZ cho phép mỗi VPS có thể có hệ thống
file system riêng của chính nó. Với việc “ảo hóa” thư mục thành VPS như vậy,
có thể sao chép một VPS bằng cách sao chép thư mục, rồi thay đổi cấu hình phù
hợp và start nó lên như một VPS mới.
1.2.1.2 Đánh giá công nghệ Xen
Quản lý tập trung và chuyển đổi máy chủ ảo trực tiếp giúp doanh nghiệp
quản lý môi trường một cách dễ dàng trong khi tối ưu hóa các nguồn lực và
giảm thời gian chết ngoài kế hoạch.
Bất lợi là do công nghệ XEN yêu cầu tài nguyên vật lý đầy đủ cho mỗi
VPS, do đó nhà cung cấp dịch vụ cũng phải tăng cường tài nguyên vật lý trên


22
máy chủ thật, dẫn đến máy chủ VPS sử dụng công nghệ XEN thường có giá đắt
hơn công nghệ OpenVZ.
1.2.1.3 Đánh giá công nghệ KVM
Để chạy được KVM bắt buộc các dòng chíp phải mở tính năng hỗ trợ ảo
hóa trong bios (như Intel VT-X, AMD-V). Điều đó giúp cho KVM tối ưu giải
pháp hypervisor của mình mà không phải chỉnh sửa lại guest OS.
Có nhiều thành phần mà hypervisor cần có ngoài khả năng chính là ảo hóa
CPU và RAM. Ví dụ như: quản lý bộ nhớ (memory manager), lập lịch tiến trình
(process scheduler), ngăn xếp vào/ra (I/O stack), trình điều khiển thiết bị (device
drivers), quản lý bảo mật (security manager) .Thực tế, hypervisor là một hệ điều
hành đặc biệt chỉ khác các hệ điều hành thông thường là nó dùng để chạy các
máy ảo thay vì chạy các ứng dụng.
Do đó máy chủ KVM giống như XEN được cung cấp riêng tài nguyên để

sử dụng, tránh việc tranh chấp tài nguyên với máy chủ khác trên cùng node.
Máy chủ gốc được cài đặt Linux, nhưng KVM hỗ trợ tạo máy chủ ảo có thể
chạy cả Linux, Windows. Nó cũng hỗ trợ cả x86 và x86-64 system.
1.2.1.4 Đánh giá công nghệ Hyper-V
Với Hyper-V, Microsoft cung cấp một nền tảng ảo hóa mạnh và linh hoạt,
có thể đáp ứng nhu cầu ảo hóa mọi cấp độ cho môi trường doanh nghiệp. HyperV được tích hợp sẵn trong HĐH Windows Server, và hypervisor nối trực tiếp
đến các luồng xử lý của BXL, nhờ vậy việc vận hành máy ảo hiệu quả hơn so
với kiến trúc ảo hoá khác.
Hyper-V cung cấp độ tin cậy tốt hơn và khả năng mở rộng lớn hơn cho ảo
hóa cơ sở hạ tầng. Hypervisor không phụ thuộc vào bất kì trình điều khiển thiết
bị nào của hãng thứ ba. Nó thúc đẩy phần lớn các trình điều khiển thiết bị đã
được xây dựng cho Windows. Hyper-V cũng có sẵn trên Server Core. Điểm nổi
bật là bạn có thể quản lý các dịch vụ trên Server Core bằng giao diện dòng lệnh
(CLI) hoặc quản lý từ xa bằng công cụ MMC và công cụ Remote Server
Administration Tools được tích hợp sẵn trong Windows Vista và Windows
Server 2008.
Ảo hóa cho phép khả năng sử dụng, quản lý các tài nguyên, các ứng dụng
hiệu quả trên một máy chủ.Các máy chủ ảo hóa có khả năng làm công việc của
mình với sự linh hoạt cao, tận dụng khả năng phần cứng tối đa, mà không có
xung đột với các máy chủ ảo hóa khác.Hyper-V kiểm soát chặt chẽ các nguồn
tài nguyên phần cứng có sẵn cho mỗi máy ảo. Ví dụ: Máy ảo được cô lập hoặc
tiếp xúc rất giới hạn với máy ảo khác trên mạng hoặc trên cùng một máy tính.


23
An ninh bảo mật là một thách thức chính trong mọi giải pháp máy chủ. Các
máy chủ ảo hóa ít tiếp xúc với các chức năng máy chủ khác trên cùng một hệ
thống chính. Ví dụ khi triển khai nhiều chức năng máy chủ trên một máy tính,
mỗi máy chủ ảo hóa đảm nhận một chức năng, khi đó nếu một máy chủ ảo hóa
bị mất quyền kiểm soát, thì vẫn đảm bao kẻ tấn công khó có thể thể tiếp xúc với

các máy ảo hóa khác trên cùng một máy chủ vật lý. Ảo hóa cung cấp cơ hội để
tăng cường an ninh cho tất cả các nền tảng máy chủ.
Hyper-V có thể giải quyết khối lượng công việc đòi hỏi nhiều hơn các giải
pháp ảo hóa trước đây và cung cấp khả năng phát triển trong hệ thống:
- Tốc độ cải tiến thông qua kiến trúc ảo hóa cốt lõi hypervisor.
- Hỗ trợ đa luồng tăng đến bốn bộ vi xử lý trên mảy chủ ảo hóa.
- Tăng cường hỗ trợ 64-bit, cho phép máy chủ ảo hóa chạy các hệ điều
hành bit-64 và truy cập số lượng lớn bộ nhớ (lên đến 64 GB mỗi VM), cho phép
sử lý khối lượng công việc chuyên sâu cao hơn. Hyper-V chỉ chạy trên nền
HĐH server 64-bit và CPU 64-bit có tính năng ảo hoá mà thôi.
- Kiến trúc hypervisor cho phép chia cắt ra các lớp thực thi và các trình
điều khiển, làm việc chặt chẽ hơn với ảo hóa kiến trúc phần cứng.
- Nâng cao hiệu suất phần cứng. Chia sẻ, tối ưu hóa truyền dữ liệu giữa các
phần cứng vật lý và máy ảo.
1.1.5.3 Đánh giá công nghệ VMWare
- Tính tương thích cao: tương thích với hầu hết các hệ điều hành
(Windows, Linux các phiên bản).
- Nhiều chức năng dễ dàng sử dụng để quản trị hệ thống, nâng cấp, backup, bảo vệ dữ liệu.
-Tính bảo mật cao và cũng rất dễ dàng cho việc nâng cấp, mở rộng hệ
thống sau này.
- Có cấu hình dựng sẵn, một ưu điểm rất lớn của VMWare.
- Có khả năng xử lý và độ tin cậy cao.
- Có thể chạy độc lập với hệ điều hành (VMWare có thể chạy trên server
mà không cần cài thêm OS).
1.2.2 Lựa chọn giải pháp công nghệ ảo hóa
Sau khi tìm hiểu, nắm bắt và đánh giá các giải pháp công nghệ ảo hóa hiện
nay, căn cứ vào tình hình thực tiễn nhân lực, trang thiết bị cụ thể ở doanh nghiệp
phần mềm nhỏ, người viết đã đề xuất sử dụng công nghệ ảo hóa của VMWare
để triển khai ảo hóa hệ thống máy chủ.
Có thể với các công nghệ khác thiếu đi một số tính năng, nhưng với

VMWare thì không có tính năng nào mà các công nghệ khác có mà VMWare


24
không có. Với một số chuyên gia về công nghệ ảo hóa, VMWare là phần mềm
duy nhất thực sự có thể được sử dụng kết hợp với thuật ngữ "ảo hóa".Các đặc
tính cho thấy sự vượt trội về tính năng và hoàn toàn phù hợp với doanh nghiệp
phần mềm nhỏ của VMWare
1.2.2.2 Không cần hệ điều hành
Với các công nghệ khác thì chúng ta phải cài một hệ điều hành trước rồi
mới ảo hóa, còn với VMWare thì không.VMWare hỗ trợ cài đặt trực tiếp trên
server mà không cần cài đặt một hệ điều hành nào cả.Điều này tiết kiệm một
phần chi phí mua hệ điều hành cho server, tiết kiệm tài nguyên phần cứng trên
server không phải chạy và xử lý bất kỳ một hệ điều hành nào cả. Điều này cũng
làm tăng tốc độ của VMWare lên khá nhiều.
1.2.2.2 Sử dụng tiện lợi
Giao diện của VMWare thân thiện, cách cài đặt và sử dụng đơn giản, nhiều
tính năng cao cấp, hỗ trợ nhiều hệ điều hành, các phiên bản đa dạng cho phép
người dùng lựa chọn tính năng với chi phí tốt nhất.Tùy vào từng doanh nghiệp
mà ta có thể lựa chọn và mua những tính năng cần thiết và phù hợp mà không
phải mua trọn gói như những công nghệ ảo hóa khác.
1.2.2.3 Phù hợp với tiêu chuẩn công nghiệp phần mềm
ESX như một lõi hệ điều hành được cài đặt trực tiếp trên server vật lý.Nó
tương tác trực tiếp với các thiết bị phần cứng, quản lý và cho phép chia sẻ toàn
bộ tài nguyên của server vật lý đó.Điều này làm cho ESX hết sức uyển chuyển
trong quản lý tài nguyên, từ đó tạo ra các tính năng đặc biệt thích hợp cho môi
trường quản lý với các tiêu chuẩn công nghiệp phần mềm.
1.2.2.4 Tính tùy biến của vSphere
vSphere mang đến giải pháp ảo hóa với những đặc điểm về quản lý tích
hợp và đảm bảo tính liên tục của hoạt động kinh doanh. Có nhiều phiên bản để

tùy chọn theo nhu cầu của doanh nghiệp, với mỗi doanh nghiệp phần mềm cụ
thể ta có thể chọn một phiên bản phù hợp nhất, đáp ứng đầy đủ nhu cầu sử dụng
với chi phí thấp nhất.
- Vsphere Standard Edition: Giải pháp cơ bản với chi phí phần cứng tiết
kiệm.
- Vsphere Enterprise Edition: giải pháp mạnh mẽ cho phép người sử dụng
có thể tùy biến để tối ưu hóa hạ tầng.
- Vsphere Enterprise Plus Edition: giải pháp hoàn hảo, đầy đủ tính năng,
cho phép ảo hóa toàn bộ datacenter thành hạ tầng điện toán đám mây.


25
1.3 Bộ phần mềm hỗ trợ của VMWare
Với VMware người quản trị có rất nhiều các công cụ để sử dụng cho mọi
môi trường kiến trúc khác nhau từ vài máy chủ đến hàng ngàn máy chủ bởi sự
năng động trong việc điều khiển các nguồn tài nguyên, cũng như tính sẵn sàng
cao, tính năng chịu lỗi ưu việt của sản phẩm.
Bộ sản phẩm VMware vSphere bao gồm các sản phẩm với nhiều chức năng
cho phép cung cấp đầy đủ các tính năng ảo hóa:
- VMware ESX and ESXi
- VMware Virtual Symmetric Multi-Processing
- VMware vCenter Server
- VMware vCenter Update Manager
- VMware vSphere Client
- VMware vMotion and Storage vMotion
- VMware Distributed Resource Scheduler
- VMware High Availability
- VMware Fault Tolerance
- VMware Consolidated Backup
- VMware vShield Zones

- VMware vCenter Orchestrator
1.3.1. VMware ESX và ESXi
VMWare ESXi Server : lớp ảo hóa chính chạy trên nền server vật lý ( hay
còn gọi là Hypervisor ).
Cốt lõi của bộ sản phẩm vSphere là hypervisor, là lớp ảo hóa nền tảng cho
phần còn lại của dòng sản phẩm. Trong vSphere, hypervisor bao gồm hai hình
thức khác nhau: VMware ESX và VMware ESXi. Cả hai sản phẩm này đều có
thể hỗ trợ cùng một tập hợp các tính năng ảo hóa, và cả hai được cài đặt và chạy
trên hệ thống phần cứng.VMware ESX và ESXi chỉ khác nhau về cách thức
đóng gói.
VMware ESX bao gồm hai thành phần tương tác với nhau để cung cấp một
môi trường ảo hóa năng động và mạnh mẽ: Service Console và VMkernel.
Service Console là hệ điều hành được sử dụng để tương tác với VMware ESX
và các máy ảo chạy trên máy chủ. Service Console bao gồm các dịch vụ có thể
tìm thấy trong các hệ điều hành truyền thống chẳng hạn như tường lửa, Simple
Management Protocol (SNMP) hay web server... Tuy nhiên Service Console
cũng thiếu nhiều tính năng và lợi ích mà hệ một điều hành truyền thống cung
cấp, đây không phải là sự thiếu hụt mà vì chúng đã được loại bỏ để Service
Console chỉ bao gồm những dịch vụ cần thiết cho việc hỗ trợ ảo hóa. Thành