ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
KHOA MẠNG MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Ảo hóa hạ tầng máy chủ công nghệ Microsoft

Giảng viên hướng dẫn: TS. ĐÀM QUANG HỒNG HẢI
Sinh viên thực hiện:
TRẦN THỊ MINH SƯƠNG
NGUYỄN HỮU CÁT MINH
Lớp : MMT01
Khóa: 2006 – 2011

TP.Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2011


Tóm tắt nội dung
Trong một vài năm gần đây, ảo hóa là chủ đề được thảo luận nhiều nhất. Có thể nói ảo
hóa là một cơn gió mới trong nền công nghiệp IT hiện nay. Ảo hóa trong datacenter
có nhiều dạng, nhưng dạng ảo hóa có ảnh hưởng lớn nhất chính là ảo hóa máy chủ.
Ảo hoá - bước chuyển trung gian từ thế giới thực, phần cứng vật lý sang phần cứng
ảo - đang trở thành một trong những xu hướng phát triển lớn tiếp theo trong ngành
công nghiệp IT. Hiện nay đã có nhiều lựa chọn ảo hoá hơn trong từng lĩnh vực cho
các chuyên gia công nghệ thông tin lựa chọn, như các ứng dụng nguồn mở của Xen
và Virtual Iron, hay Hyper-V của Microsoft với tốc độ phát triển nhanh chóng và các
sản phẩm của VMware.
Trong phạm vi của khóa luận này, chúng tôi tập trung vào công nghệ ảo hóa máy
chủ của hãng Microsoft: Microsoft Hyper-V R2.
Nhằm mục tiêu đưa ra một cái nhìn tổng quan về Hyper-V và những ứng dụng, lợi

ích của công nghệ ảo hóa máy chủ.


Lời cảm ơn
Đầu tiên, chúng em xin chân thành cảm ơn Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin
– Đại Học Quốc Gia TP.HCM và Khoa Mạng Máy Tính & Truyền Thông đã tạo môi
trường học tập tốt nhất để chúng em có những kiến thức quý báu, hữu ích giúp tự tin
bước vào công việc trong tương lai sau này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy TS. Đàm Quang Hồng Hải - Trưởng khoa
Mạng Máy Tính & Truyền Thông, đồng thời là giảng viên hướng dẫn khóa luận tốt
nghiệp, đã giúp đỡ, giải đáp các thắc mắc và hướng dẫn tận tình để chúng em có thể
hoàn thành khóa luận.
Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trường Đại Học Công Nghệ
Thông Tin đã tận tình giúp đỡ chúng em trong thời gian vừa qua.
Và cuối cùng, sự động viên của gia đình và bạn bè là nguồn động lực để chúng em có
điều kiện hoàn thành khóa luận này.
Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng không tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất
mong nhận được sự đóng góp quý báu của quý thầy cô và các bạn.
TP. Hồ Chí Minh, Tháng 02 Năm 2011
Sinh viên thực hiện
Trần Thị Minh Sương và Nguyễn Hữu Cát Minh


Nhận xét
(của Giảng Viên hướng dẫn)
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................

.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................


Nhận xét
(của Giảng Viên phản biện)
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................

.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................
.............................................................................


Mục lục
Danh sách hình vẽ

iv

Danh sách bảng

v

1


2

Ảo hóa và ảo hóa máy chủ
1.1 Ảo hóa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1 Khái niệm . . . . . . . . . . . . . .
1.1.2 Phân loại . . . . . . . . . . . . . .
1.1.3 Nguyên nhân . . . . . . . . . . . .
1.1.4 Lợi ích . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.5 Nhược điểm . . . . . . . . . . . . .
1.2 Ảo hóa máy chủ . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1 Máy ảo . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.2 Hypervisor . . . . . . . . . . . . .
1.2.2.1 Hypervisor dạng 1 . . . .
1.2.2.2 Hypervisor dạng 2 . . . .
1.2.2.3 Monolithic Hypervisor .
1.2.2.4 Microkernel Hypervisor .
1.2.3 Các bước triển khai ảo hóa máy chủ

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.

Hyper-V R2
2.1 Tổng quan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Kiến trúc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1 Parent Partition . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2 Child Partition . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Những trường hợp sử dụng Hyper-V R2 . . . . .
2.3.1 Server Consolidation . . . . . . . . . . .
2.3.2 Business Continuity và Disaster Recovery
2.3.3 Testing và Development . . . . . . . . .
2.3.4 The Dynamic Datacenter . . . . . . . . .
2.4 Yêu cầu phần cứng . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5 Những đặc điểm nổi bật. . . . . . . . . . . . . .
2.5.1 Failover Cluster . . . . . . . . . . . . . .
2.5.2 Quick Migration . . . . . . . . . . . . .
2.5.3 Live Migration . . . . . . . . . . . . . .
4

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.

1
1
1
1
2
3
4
4
4
5
6
6
7
8
10

.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

12
12
13
15
16
17
17
17
18
18
18
19
19
20
20


5

2.5.4
3

4


5

Cluster Shared Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Xây dựng mô hình ảo hóa hạ tầng máy chủ
3.1 Mô hình . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Kích hoạt role Hyper-V . . . . . . . . .
3.3 Tạo mạng ảo . . . . . . . . . . . . . . .
3.4 Tạo máy ảo . . . . . . . . . . . . . . .
3.5 Hyper-V và Failover Clustering . . . . .
3.6 Hyper-V và Live Migration . . . . . . .
3.7 Hyper và Quick Migration . . . . . . .

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.


.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

Chương trình quản lý Hyper-V qua Web
4.1 Hiện trạng và phân tích yêu cầu . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.1 Hiện trạng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1.2 Phân tích yêu cầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Phương pháp giải quyết vấn đề . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.1 Xác thực . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.2 Xem thông tin máy thật . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.3 Xem thông tin máy ảo . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.4 Chỉnh sửa máy ảo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.5 Tạo máy ảo mới . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Sơ đồ dòng dữ liệu DFD (Data Flow Diagram) . . . . . . . . . .
4.3.1 Sơ đồ luồng dữ liệu tổng quát của Web quản lý Hyper-V
4.3.2 Sơ đồ luồng dữ liệu chi tiết của Web quản lý Hyper-V . .
4.4 Sơ đồ chức năng BFD (Business Function Diagram) . . . . . . .
4.5 Phần mềm “quản lý Hyper-V” . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.1 Ưu điểm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.2 Các công nghệ sử dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.3 Giao diện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.4 Đăng nhập . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.5 Trang chủ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.6 Trang tạo máy ảo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.7 Trang xem thông tin máy ảo . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.8 Trang chỉnh sửa máy ảo . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.9 Trang thông tin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

.
.
.
.
.
.
.


.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.

27
27
28
33
35
40
58
62

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

64
64
64
64
64
65
65
65
66
66
66
66
68
69
69
69
70
70
71
73
74
77
79

82

Kết luận
83
5.1 Kết quả đạt được . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.2 Hướng phát triển . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

GVHD: TS Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Thị Minh Sương – Nguyễn Hữu Cát Minh


Tài liệu tham khảo

85


Danh sách hình vẽ
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5

Hypervisor dạng 1 . . . .
Hypervisor dạng 2 . . . .
Monolithic Hypervisor . .
Microkernel Hypervisor .
Các bước triển khai ảo hóa


.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.


.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.


.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.


.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

. 6
. 7
. 8
. 9
. 10


2.1
2.2
2.3
2.4
2.5

Kiến trúc Hyper-V . . . . . . . . . . . .
Parent Partition . . . . . . . . . . . . .
Child Partition . . . . . . . . . . . . . .
Các bước trong quá trình Live Migration
Cluster Shared Volume . . . . . . . . .

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.


.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.


.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.


.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

14
15
16
22
24

3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6

3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20
3.21
3.22
3.23

Mô hình ảo hóa hạ tầng máy chủ . . . . . .
Trang Select Server Role . . . . . . . . . .
Trang Hyper-V . . . . . . . . . . . . . . .
Trang Create Virtual Network . . . . . . .
Trang Confirm Installation Selection . . . .
Trang Installation Progress . . . . . . . . .
Trang Installation Results . . . . . . . . . .
Trang Virtual Network Manager . . . . . .
Trang New Virtual Network . . . . . . . .
Hộp thoại thông báo gián đoạn mạng . . . .
Trang New virtual Machine . . . . . . . . .
Trang Before You Begin . . . . . . . . . .

Trang Specify Name and Location . . . . .
Trang Assign Memory . . . . . . . . . . .
Trang Configure Networking . . . . . . . .
Trang Connect Virtual Hard Disk . . . . . .
Trang Installion Options . . . . . . . . . .
Trang Completing the New Virtual Machine
Trang Select Feature . . . . . . . . . . . .
Trang Confirm Installation Selections . . .
Trang Installation Results . . . . . . . . . .
Failover Cluster Manager . . . . . . . . . .
Trang Before You Begin . . . . . . . . . .

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.


.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.


.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.


.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

27
28
29
30
31
32
33
34
35
35
36
36

37
37
38
38
39
39
41
42
42
43
44

ii

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.

.


iii

3.24
3.25
3.26
3.27
3.28
3.29
3.30
3.31
3.32
3.33
3.34
3.35
3.36
3.37
3.38
3.39
3.40
3.41
3.42
3.43
3.44
3.45
3.46
3.47
3.48

3.49
3.50

Trang Select Servers or a Cluster . . . . . . . .
Trang Testing Options . . . . . . . . . . . . . .
Trang Confirmation . . . . . . . . . . . . . . .
Trang Summary . . . . . . . . . . . . . . . . .
Trang Create Cluter . . . . . . . . . . . . . . .
Trang Select Server . . . . . . . . . . . . . . .
Trang Access Point Administering the Cluster .
Trang Create Cluster: Confirm . . . . . . . . .
Trang Creating New Cluster . . . . . . . . . .
Trang Create Cluster: Summary . . . . . . . .
Trang chỉnh sửa Virtual Machine . . . . . . . .
Trang Select a cluster to manage . . . . . . . .
Trang High Availability: Before you begin . . .
Trang Select Virtual Machine . . . . . . . . . .
Trang High Availability: Confirmation . . . . .
Trang High Availability: Summary . . . . . . .
Live Migration máy ảo . . . . . . . . . . . . .
Trang Summary của máy ảo . . . . . . . . . .
Stop Cluster Service . . . . . . . . . . . . . .
Trang Setting máy ảo . . . . . . . . . . . . . .
Export máy ảo . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Chọn nơi lưu file Export . . . . . . . . . . . .
Xóa máy ảo . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Enable Cluster Shared Volumes . . . . . . . .
Thêm một disk vào Cluster Shared Volumes . .
Live migrate virtual machine to another node. .
Quick migrate virtual machine to another node.


.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

44
45
45
46
46
47
47
48
48
49
50
50
51
51
52

52
53
54
55
56
57
57
58
59
60
62
63

4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11

DFD mức 0 - Sơ đồ luồng dữ liệu tổng quát . . . . . . .
Sơ đồ luồng dữ liệu chi tiết Web quản lý HyperV . . . .
Sơ đồ chức năng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sơ đồ giao diện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Đăng nhập . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Đăng kí user . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Thay đổi mật khẩu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Giao diện trang chủ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Trang tạo máy ảo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kiểm tra máy ảo được tạo trên Server Manager . . . . .
Thông báo lỗi khi tạo máy ảo trùng tên với máy ảo đã có

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.


.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.


67
68
69
71
72
72
73
74
75
76
77

GVHD: TS Đàm Quang Hồng Hải

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

SVTH: Trần Thị Minh Sương – Nguyễn Hữu Cát Minh


4.12
4.13
4.14
4.15
4.16
4.17

Trạng thái máy ảo đang tắt . . .
Trạng thái máy ảo đang chạy . .
Chọn máy ảo cần chỉnh sửa . . .
Trang chỉnh sửa máy ảo . . . . .
Thông báo khi nhập sai thông số
Trang thông tin . . . . . . . . .

.
.
.
.
.
.


.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.

.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.


.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.

78
79
80
80
81
82


Danh sách bảng
2.1

So sánh giữa Hyper-V và Hyper-V R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 12


Chương 1


Ảo hóa và ảo hóa máy chủ
1.1
1.1.1

Ảo hóa
Khái niệm

Ảo hóa là công nghệ được thiết kế để tạo ra một tầng trung gian giữa phần cứng máy
tính và phần mềm chạy trên phần cứng đó, bằng cách đưa ra một khái niệm logic về
tài nguyên máy tính thay cho khái niệm vật lý.Ý tưởng của công nghệ ảo hóa máy chủ
là từ một máy vật lý đơn lẻ có thể tạo thành nhiều máy ảo độc lập. Mỗi một máy ảo
đều có một thiết lập nguồn hệ thống riêng rẽ, hệ điều hành riêng và các ứng dụng
riêng.
Bob Muglia, Phó Giám Đốc Kinh Doanh Tập Đoàn Microsoft đã định nghĩa về ảo
hóa như sau:
“Ảo hóa là một bước tiến mạnh mẽ cho việc tối ưu hóa việc triển khai xây dựng
một cách hiệu quả nguồn tài nguyên hệ thống bằng cách tách rời mối liên kết vốn có
giữa phần cứng, phần mềm, dữ liệu, đường truyền và lưu trữ thành từng phần riêng
biệt.
Cho đến tận ngày nay vẫn tồn tài một sự thực mang tính hiển nhiên, một hệ điều
hành phải cài đặt trên một máy vật lý. Một ứng dụng muốn hoạt động phải cài đặt
trực tiếp lên hệ điều hành. Giao diện dược trình diễn thông qua một màn hình kết nối
trực tiếp với máy tính. Và điều đó sẽ nảy sinh vấn đề, những hư hỏng hay trục trặc ở
lớp này sẽ ảnh hưởng đến những lớp còn lại.
Bằng cách dùng phần mềm chuyên biệt để tách rời các lớp, ảo hóa đã làm cho mọi
việc trở nên dễ dàng hơn. Kết quả của quá trình này là đơn giản hóa việc quản lý, sử
dụng hiệu quả và hợp lý tài nguyên công nghệ thông tin”
1.1.2

Phân loại


Có nhiều cách phân loại các dạng ảo hóa, nhưng cách phân loại sau dựa trên đối tượng
bị ảo hóa:
1


2

• Server Virtualization: Ảo hóa máy chủ là thực hiện việc tách rời sự lệ thuộc giữa
hệ điều hành và phần cứng cho hệ điều hành đó. Điều này cho phép nhiều hệ điều
hành có thể hoạt động độc lập (có nhiều máy ảo được thiết lập) trên một nền tảng
phần cứng chung.
• Storage Virtualization: Toàn bộ hệ thống lưu trữ của doanh nghiệp có thể bao
gồm nhiều thiết bị vật lý khác nhau, được ảo hóa thành một nguồn lưu trữ chung
duy nhất từ góc nhìn của các máy chủ, ứng dụng trong hệ thống. Việc chia sẻ và
phân chia nguồn lưu trữ này được quản lý tập trung.
• Network Virtualization: cho phép ảo hóa các đường kết nối mạng, tạo ra một
nguồn chung của các kết nối mạng có thể được gán một cách linh hoạt cho các
máy tính, máy chủ và các thiết bị trong mạng mà không cần thay đổi các kết nối
vật lý.
• Application Virtualization: Ảo hóa ứng dụng là khi tách rời sự lệ thuộc vật lý
giữa ứng dụng, hệ điều hành và nền tảng tài nguyên được dùng đề tải ứng dụng
đó.
Phân loại dựa trên hướng tiếp cận:
• Full virtualization tạo ra hypervisor để “bẫy” (trap) các hoạt động của hệ điều
hành máy sử dụng để đọc hoặc thay đổi trạng thái của hệ thống hoặc thực thi
hoạt động input/output(I/O). Sau đó nó “giam” chúng lại, hypervisor giả lập các
trạng thái hoạt động dưới dạng phần mềm và trả về với hệ thống phần cứng thật
• Paravirtualization ( Ảo hóa một phần ) giúp loại bỏ bớt chi phí bẫy (trapping)
và sự tranh chấp liên quan đến phần mềm ảo hóa thực hiện bằng các yêu cầu mà

guest OS hợp tác trong việc tạo ra những virtualizingillusion – về cơ bản nó đồng
ý để bị đánh lừa bởi lớp hypervisor này.
• Hardware-assisted virtualization dựa trên phần mở rộng phần cứng trên cấu trúc
hệ thống x86 để loại bỏ phần lớn các chi phí liên quan đến hypervisor như trapping và sự tranh chấp hoạt động I/O và trạng thái thực thi trong một guest OS.
1.1.3

Nguyên nhân

Có 4 lý do chính để áp dụng ảo hóa:
1. Ảo hóa giúp tối ưu công suất phần cứng: Theo thống kê, hệ thống máy chủ ở
các datacenter thường hoạt động dưới 15% công suất, như vậy có tới 85% công
suất bị lãng phí. Ảo hóa, đặc biệt là ảo hóa máy chủ giúp tích hợp nhiều máy
chủ vào một máy, nhằm tăng công suất của máy chủ và làm giảm không gian của
datacenter.
GVHD: TS Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Thị Minh Sương – Nguyễn Hữu Cát Minh


3

2. Ảo hóa giúp thu hẹp không gian của các datacenter: Trong 20 năm qua, tài liệu
dần dần được số hóa và lưu trữ trong các datacenter khiến khả năng lưu trữ của
các datacenter ngày càng cạn kiệt. Cùng với sự phát triển của internet, một số
lượng lớn máy chủ được đưa vào hoạt động trong các datacenter khiến không
gian vật lý trở nên chật hẹp.
3. Ứng dụng công nghệ xanh để đạt hiệu quả tối ưu trong việc sử dụng năng lượng:
Tác động của cuộc cách mạng xanh khiến các công ty đang tìm cách giảm lượng
năng lượng tiêu thụ và một trong số những nơi họ nhận thấy có thể làm được điều
đó đầu tiên là các trung tâm dữ liệu.

4. Chi phí quản lý hệ thống ngày càng tăng: Mỗi máy chủ đều cần đến sự giám sát
và cung cấp điện của hệ thống quản lý. Để kiểm soát sự gia tăng chi phí điều
hành, ảo hóa mang lại cơ hội cắt giảm chi phí quản lý hệ thống bằng việc giảm
số lượng máy tính cần được quản trị và hướng đến một hệ thống Dynamic IT.
1.1.4

Lợi ích

Ba lợi ích chính của ảo hóa là làm giảm chi phí sở hữu, tăng khả năng sẵn sàng của
hệ thống và nâng cao hiệu quả kinh doanh.
Chi phí luôn là điểm cân nhắc chính khi doanh nghiệp muốn nâng cấp hạ tầng
mạng, việc triển khai các giải pháp ảo hóa giúp giảm bớt chi phí TCO (total cost of
ownership- tổng chi phí sở hữu):
• Nâng cao khả năng sử dụng phần cứng để sử dụng hiệu quả hơn những tài nguyên
thông qua việc hợp nhất các máy chủ.
• Giảm lượng điện năng tiêu thụ và không gian lưu trữ của Data Center.
• Giảm chi phí bản quyền.
• Đơn giản hóa việc quản lý ứng dụng.
• Chi phí dành cho bảo trì và hướng dẫn sử dụng thấp.
Một trong những mối quan tâm của doanh nghiệp hiện nay là nâng cao khả năng sẵn
sàng của máy chủ để chắc chắn rằng những dịch vụ mà doanh nghiệp cung cấp cho
khách hàng không bị trễ hay gián đoạn:
• Nâng cấp dịch vụ và giảm thiểu việc gián đoạn.
• Giảm thời gian triển khai ứng dụng và desktop do dùng các ứng dụng desktop
ảo.
• Nâng cao khả năng hoạt động liên tục của doanh nghiệp sau những thiên tai . . .

GVHD: TS Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Thị Minh Sương – Nguyễn Hữu Cát Minh



4

Nâng cao khả năng thay đổi nhanh chóng của doanh nghiệp:
• Hợp nhất việc quản lý thiết bị phần cứng, phần ảo hóa và ứng dụng.
• Triển khai desktop và ứng dụng một cách linh hoạt.
• Giải quyết được vấn đề tương thích của phần mềm khi nâng cấp bản hệ điều
hành.
• Cung cấp khả năng nâng cấp để phù hợp với các yêu cầu của doanh nghiệp.
1.1.5

Nhược điểm

Ảo hóa tuy là một lĩnh vực mới và đang được chú trọng nghiên cứu cũng như ứng
dụng vào thực tế, tuy nhiên ảo hóa vẫn có những bất lợi và trở ngại cần được loại bỏ:
• Không hỗ trợ tất cả hệ điều hành: Tuy hỗ trợ rất nhiều hệ điều hành, nhưng vẫn
có một số phiên bản của hệ điều hành mã nguồn mở Linux không thể chạy trên
công nghệ ảo hóa.
• Sự cố: Khi nhiều máy chủ được tích hợp vào một server, nguy cơ máy chủ này bị
sự cố là cao hơn rất nhiều khi chạy đơn lẻ. Tuy nhược điểm này có thể được khắc
phục bằng các giải pháp đặt thêm máy chủ dự phòng, nhưng điều này cũng làm
tăng chi phí đầu tư ban đầu và cấu hình.
• Bảo mật kém: Việc tích hợp các server vào một server duy nhất cũng làm tăng
nguy cơ server này bị tấn công từ nhiều nguồn khác nhau.
• Công nghệ mới và thói quen ảo hóa: Ảo hóa là một công nghệ mới được phát
triển gần đây, đó cũng chính là nhược điểm lớn của nó, để được áp dụng rộng rãi
các công ty phải có thời gian thích nghi, triển khai với hệ thống mới mà không
làm gián đoạn công việc cũng như tăng chi phí đầu tư và đội ngũ nhân viên IT
cũng cần có thời gian để nắm bắt và vận hành hệ thống.


1.2
1.2.1

Ảo hóa máy chủ
Máy ảo

Là một môi trường máy tính được thi hành trên nền phần mềm và chia sẻ tài nguyên
phần cứng của máy vật lý để nhiều OS có thể chạy đồng thời trên 1 PC. Mỗi OS chạy
trên máy ảo của nó và chia sẻ phần cứng như bộ vi xử lý, HDD, NICs và nhiều tài
nguyên khác. Mỗi OS chạy trên 1 máy ảo mà không biết nó đang chạy trên môi trường
ảo và những hoạt động đang diễn ra tại phần cứng của máy vật lý.
Những yêu cầu mà ảo hóa máy chủ cần phải đáp ứng:
GVHD: TS Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Thị Minh Sương – Nguyễn Hữu Cát Minh


5

• Giao diện quản lý: Ảo hóa máy chủ cần giao diện quản lý để admin có thể tạo,
cấu hình và giám sát những máy ảo chạy trên máy. Những giao diện này nên hỗ
trợ programmatic administration, và chúng có thể hoạt động qua mạng để máy
ảo có thể được quản lý từ xa.
• Quản lý bộ nhớ: Ảo hóa máy chủ yêu cầu quản lý bộ nhớ, để chắc chắn mỗi máy
ảo nhận được tài nguyên bộ nhớ dành cho nó và những tài nguyên bộ nhớ này thì
độc lập giữa các máy ảo.
• Lịch biểu: Ảo hóa máy chủ yêu cầu một lịch biểu để quản lý việc sử dụng tài
nguyên bởi nhiều máy ảo. Lịch biểu này phải được cấu hình bởi admin để các
máy ảo khác nhau có thể được ưu tiên về phần cứng như nó cần.

• Trạng thái máy: Ảo hóa máy chủ yêu cầu một trạng thái máy có thể theo dõi
những thông tin liên quan đến trạng thái hiện tại của tất cả máy ảo trên máy.
Thông tin trạng thái của máy ảo bao gồm CPU, bộ nhớ, thiết bị và bất cứ thứ gì
máy ảo chạy hay dừng. Trạng thái máy phải được thiết kế để quản lý việc thay
đổi giữa các trạng thái khác nhau.
• Lưu trữ và mạng: Ảo hóa máy chủ yêu cầu một chức năng là có thể chia tài
nguyên lưu trữ và mạng trên máy tính để mỗi máy ảo có thể sử dụng chúng như
bình thường. Ngoài ra, ảo hóa máy chủ phải có khả năng sử dụng những thiết bị
vật lý một cách linh hoạt nhưng phải phù hợp, riêng biệt và bảo mật.
• Thiết bị được ảo hóa: Ảo hóa máy chủ yêu cầu những thiết bị được ảo hóa có thể
cung cấp những OS chạy trên máy ảo với sự đại diện logical của thiết bị mà hoạt
động như những thiết bị thật. Hay là, khi một OS chạy trên một máy ảo cần truy
cập một thiết bị vật lý trên máy thật, nó sẽ truy cập với thiết bị ảo tương ứng, và
thiết bị ảo này được truy cập như cách mà thiết bị thật được truy cập.
• Drive của thiết bị ảo: Ảo hóa máy chủ yêu cầu những driver của thiết bị ảo được
cài trên OS chạy trên máy ảo. Những driver này cho phép những ứng dụng truy
cập những phần cứng ảo hóa tương ứng và những kết nối I/O như cách mà chúng
truy cập những thiết bị thật.
1.2.2

Hypervisor

Hypervisor là một nền tảng ảo hóa mà cho phép chạy nhiều OS trên một máy tính đơn
gọi là host computer. Chức năng chính của hypervisor là cung cấp một môi trường
làm việc độc lập cho mỗi máy ảo và quản lý việc truy cập giữa những guest OS chạy
trên máy ảo với tài nguyên phần cứng bên dưới của máy vật lý.
Hypervisor có nhiều dạng, có thể được phân loại theo dạng, bao gồm dạng 1 và 2
hay được phân loại dựa trên thiết kế, bao gồm monolithic và microkernel:
GVHD: TS Đàm Quang Hồng Hải


SVTH: Trần Thị Minh Sương – Nguyễn Hữu Cát Minh


6

1.2.2.1

Hypervisor dạng 1

Hypervisor dạng 1 chạy trực tiếp trên phần cứng vật lý của host computer và có chức
năng như là một chương trình điều khiển. Có nghĩa là nó chạy trên hệ thống baremetal. Guest OS sau đó chạy trong nhiều máy ảo ở trên lớp hypervior.
Bởi vì hypervisor dạng 1chạy trực tiếp trên bare metal thay cho việc chạy trên 1
môi trường OS, nó có thể cung cấp khả năng thi hành tốt nhất, luôn sẵn sàng và bảo
mật hơn bất kì dạng hypervisor nào.
Một vài sản phẩm dùng Hypervisor dạng 1:
• Microsoft Hyper-V
• Citrix XenServer
• VMware ESX Server

Hình 1.1: Hypervisor dạng 1
1.2.2.2

Hypervisor dạng 2

Hypervisor dạng 2 chạy bên trong một môi trường OS đang chạy trên host computer.
Guest OS sau đó chạy bên trong những máy ảo trên lớp hypervisor. Dạng ảo hóa này
còn được gọi là hosted virtualization.
Một vài sản phẩm dùng hypervisor dạng 2:
• Microsoft Virtual Server.
• Microsoft Virtual PC.

• VMware Server.

GVHD: TS Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Thị Minh Sương – Nguyễn Hữu Cát Minh


7

Hình 1.2: Hypervisor dạng 2
1.2.2.3

Monolithic Hypervisor

Thiết kế của Monolithic hypervisor bao gồm việc tích hợp những driver của các thiết
bị hypervisor-aware và những driver này được quản lý bởi hypervisor.
Monolithic hypervisor không cần trình điều khiển, parent hay OS bởi vì tất cả
guest OS tương tác trực tiếp với phần cứng vật lý của host computer bằng cách sử
dụng những driver của thiết bị hypervisor-aware. Đây là ví dụ về ưu điểm của thiết kế
Monolithic.
Tuy nhiên, thiết kế này cũng có nhiều hạn chế. Việc sử dụng driver cho các thiết bị
hypervisor-aware tạo nên một thử thách cho cả nhà sản xuất phần cứng cũng như nhà
phát triển Monolithic, hai bên phải hợp tác chặt chẽ với nhau để tạo ra các phiên bản
driver phù hợp. Điều này có nghĩa là chỉ có số ít các thiết bị phần cứng có thể tương
thích với kiến trúc monolithic do số lượng driver hạn chế.
Một điểm quan trọng nữa là thiết kế bỏ qua một nguyên lý quan trọng trong bảo
mật: phòng thủ chiều sâu. Phòng thủ chiều sâu sẽ cung cấp nhiều lớp bảo vệ để chống
lại việc tấn công. Trong thiết kế này, sẽ không có phòng thủ chiều sâu bởi vì mọi thứ
chạy trên phần riêng của hệ thống.
Một ví dụ của thiết kế này là VMWare ESX Server.


GVHD: TS Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Thị Minh Sương – Nguyễn Hữu Cát Minh


8

Hình 1.3: Monolithic Hypervisor
1.2.2.4

Microkernel Hypervisor

Microkernel hypervisor không cần driver cho các thiết bị hypervisor-aware bởi vì
chúng có một OS hoạt động như root hay parent partition. Parent Partition cung cấp
một một trường hoạt động cần thiết cho driver có thể truy cập vào phần cứng bên dưới.
Nó chỉ có thể truy cập những thiết bị vât lý bằng cách liên hệ với parent partition.
Thiết kế microkernel hypervisor có nhiều lợi thế hơn monolithic. Đầu tiên, microkernel hypervisor không cần driver cho các thiết bị hypervisor-aware, nó có thể sử
dụng những driver có sẵn của các nhà sản xuất . Thứ 2, vì driver của thiết bị không
phải là một phần của hypervisor, nên hypervisor sẽ gọn, mạnh mẽ và đáng tin hơn.
Thứ 3 và cũng quan trọng nhất, bề mặt tấn công rất nhỏ bởi vì foreign code không
được gọi trong hypervisor. (Những driver được cung cấp bởi bên thứ 3 được coi là
foreign code trên quan điểm của nhà sản xuất hypervisor).
Điểm hạn chế duy nhất của thiết kế này chính là cần có một partition đặc biệt,
parent partition.
Ví dụ: Hyper-V chạy trên Windows Server 2008

GVHD: TS Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Thị Minh Sương – Nguyễn Hữu Cát Minh



9

Hình 1.4: Microkernel Hypervisor

GVHD: TS Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Thị Minh Sương – Nguyễn Hữu Cát Minh


10

1.2.3

Các bước triển khai ảo hóa máy chủ

Hình 1.5: Các bước triển khai ảo hóa
Step 1: Xác định phạm vi ảo hóa
Step 2: Tạo danh sách workload
Step 3: Chọn phương pháp Backup và Fault-Tolerance cho mỗi Workload.
Step 4: Tổng kết và phân tích những yêu cầu của Workload.
Step 5: Thiết kế và đầu tư phần cứng máy chủ chạy ảo hóa.
Step 6: Sắp xếp những Workload vào Host
Step 7: Thiết kế phương án backup và phục hồi.

GVHD: TS Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Thị Minh Sương – Nguyễn Hữu Cát Minh



11

Step 8: Thiết kế cơ sở hạ tầng lưu trữ
Step 9: thiết kế cơ sở hạ tầng mạng

GVHD: TS Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Thị Minh Sương – Nguyễn Hữu Cát Minh


Chương 2

Hyper-V R2
2.1

Tổng quan

Trước đây được biết đến với cái tên Windows Server Virtualization, tên mã Viridian,
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. Kiến trúc mở của Hyper-V cho phép các nhóm phát
triển nội bộ và các nhà phát triển phần mềm của hãng thứ ba cải tiến công nghệ này
và các công cụ.
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.
Hyper-V R2 là phiên bản mới của Hyper-V, được giới thiệu cùng với hệ điều hành

Windows Server 2008 R2.
Hỗ trợ

Microsoft Hyper-V Server 2008

Microsoft Hyper-V Server 2008 R2

CPU vật lý

Tối đa 4

Tối đa 8

CPU luận lý

Tối đa 16

Tối đa 64

Bộ nhớ vật lý

Tối đa 32GB

Tối đa 1TB

Bộ nhớ luận lý

Tối đa 32GB cho tất cả VM

64GB / VM


Live Migration

Không

Có

High Availability

Không

Có

Quản lý

Hyper-V Manager MMC; SCVMM

Hyper-V Manager MMC; SCVMM R2

Bảng 2.1: So sánh giữa Hyper-V và Hyper-V R2

12


13

2.2

Kiến trúc


Hyper-V bao gồm thành phần Microsoft Hypervior chạy trên bare metal, điều này
chứng tỏ Hyper-V thuộc nền hypervisor dạng 1. Chạy bên trên hypervisor là một
parent partition và một hay nhiều child partition.
Trong thuật ngữ hypervisor (hypervisor terminology) , partition đơn giản là một
thành phần riêng biệt bên trong hypervisor mà được chia/dành riêng không gian địa
chỉ bộ nhớ và bộ vi xử lý ảo.
Một hypervisor phải có ít nhất một parent partition, đang chạy Windows Server
2008. Virtualization stack chạy trên parent partition và có quyền truy cập trực tiếp
vào thiết bị phần cứng. Các parent partition sau đó khởi tạo các child parttion chứa
các guest OS. Parent partition khởi tạo child partition bằng cách sử dụng hypercall
API, đó là một giao diện lập trình ứng dụng 1 của Hyper-V.
Có 2 dạng partition:
• Parent partition là partition điều khiển, là nơi mà virtuallization stack hoạt động.
Parent partition cũng là partition sở hữu những thiết bị vật lý và quản lý tài
nguyên cho child partition.
• Chid partition là bất kì partition nào mà được tạo bởi parent partition. OS khách
và những ứng dụng của nó chạy trên child partition.
1 API:

Application programming interface

GVHD: TS Đàm Quang Hồng Hải

SVTH: Trần Thị Minh Sương – Nguyễn Hữu Cát Minh