Xây dựng hệ thống dịch vụ cloud computing infrastructure as a service
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.19 MB, 80 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------------
PHẠM QUỐC BÁU
XÂY DỰNG HỆ THỐNG DỊCH VỤ CLOUD
COMPUTING – IFRASTRUCTURE AS A
SERVICE
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. NGUYỄN LINH GIANG
Hà Nội – 2018
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. 3
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... 4
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................................... 5
DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................. 6
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 7
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CLOUD COMPUTING ...................................... 10
1.1
Cloud Computing là gì ............................................................................... 10
1.2
Kiến trúc tổng quan về Cloud Computing ................................................. 10
1.2.1
1.3
Các mơ hình dịch vụ trong điện tốn đám mây...................................... 12
Các giải pháp cơng nghệ phổ biến triển khai Cloud Computing ............... 15
1.3.1
Giải pháp công nghệ của VMware ......................................................... 15
1.3.2
Giải pháp công nghệ của Microsoft ....................................................... 17
1.3.3
Giải pháp công nghệ của IBM ................................................................ 20
1.4
Các đặc trưng của hệ thống dịch vụ Cloud Computing - IaaS .................. 23
CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC HỆ THỐNG DỊCH VỤ CLOUD COMPUTING –
INFRASTRUCTURE AS A SERVICE ......................................................................... 26
2.1
Kiến trúc tổng quan hệ thống ..................................................................... 26
2.2
Kiến trúc các hệ thống thành phần ............................................................ 27
2.2.1. Kiến trúc hệ thống VMware vSphere ..................................................... 27
2.2.2. Kiến trúc hệ thống vCenter ..................................................................... 35
2.2.3. Kiến trúc hệ thống Network Security Virtualization (NSX) .................. 38
1
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
2.2.5. Kiến trúc hệ thống vRealize Automation ............................................... 40
2.2.6. Kiến trúc hệ thống xác thực tập trung Active Directory ........................ 42
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG DỊCH VỤ CLOUD COMPUTING –
INFRASTRUCTURE AS A SERVICE ......................................................................... 45
3.1.
Mơ hình hệ thống triển khai ....................................................................... 45
3.2.
Chuẩn bị môi trường triển khai .................................................................. 50
3.2.1.
Danh mục các thiết bị phần cứng ........................................................... 50
3.2.2.
Thông số máy chủ .................................................................................. 50
3.3.
Triển khai hệ thống dịch vụ ....................................................................... 51
CHƯƠNG 4: THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ .................................... 71
4.1.
Thử nghiệm hệ thống và kịch bản ............................................................. 71
4.1.1. Kịch bản thử nghiệm .............................................................................. 71
4.1.2. Kết quả thử nghiệm theo tình huống ...................................................... 72
4.2.
So sánh và đánh giá kết quả ....................................................................... 74
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................................................ 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 79
2
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS.
Nguyễn Linh Giang đã tận tình hướng dẫn tơi trong suốt quá trình thực hiện nghiên
cứu và thử nghiệm. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong Viện Công Nghệ
Thông Tin và Truyền Thông – Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giảng dạy, truyền đạt cho
tôi những kiến thức quý báu và tạo mọi điều kiện để tơi hồn thành khóa học và thực
hiện luận văn này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến anh Mai Như Thành – Công ty dữ liệu VNPT và
các đồng nghiệp của tơi ở Trung tâm tích hợp hệ thống – Công ty dữ liệu VNPT đã
chia sẻ nhiều tài liệu và kinh nghiệm quý giá liên quan đến vấn đề nghiên cứu của luận
văn.
Tôi cũng xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã chia sẻ, giúp đỡ tơi trong suốt quá trình
học tập nghiên cứu thực hiện luận văn.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày 18 tháng 10 năm 2017
Người thực hiện
Phạm Quốc Báu
3
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
LỜI CAM ĐOAN
Luận văn đề tài “Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing - IaaS” thực hiện
dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Nguyễn Linh Giang, nghiên cứu về các mơ hình
Cloud Computing; triển khai hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure-as-aservice. Hệ thống cung cấp dịch vụ hạ tầng: compute, network, storage. Hệ thông được
triển khai dựa trên nền tảng công nghệ của VMware.
Tôi cam kết đây là cơng trình nghiên cứu, phát triển của bản thân, dựa trên các công
cụ, phần mềm mã nguồn mở hợp pháp, các tài liệu tham khảo, nội dung trích dẫn được
ghi rõ nguồn gốc, khơng sao chép, vi phạm bản quyền của bất cứ cá nhân, tổ chức nào
khác.
Hà Nội, ngày 18 tháng 10 năm 2017
Người thực hiện
Phạm Quốc Báu
4
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
IaaS
Infrastructure as a Service
PaaS
Platform as a Service
SaaS
Software as a Service
NSX
Network Virtualization and Security Platform
AD
Active Directory
CSDL
Cơ Sở Dữ Liệu
vRA
vRealize Automation
vRO
vRealize Orchestrator
IT
Information Technology
vCO
vCenter Orchestrator
EC2
Elastic Web-Scale Computing
CRM
Customer Relationship Management
DAS
Direct Attached Storage
SAN
Storage Area Network
SCSI
Small Computer System Interface
CIFS
Common Internet File System
VMFS
VMware File System
DAS
Direct Attached Storage
FC
Fiber Channel
v…
VMware
5
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. Kiến trúc của một hệ thống Cloud Computing ............................................ 11
Hình 2 – Các lớp trong một hệ thống Cloud Computing ......................................... 12
Hình 3 - Các lớp dịch vụ Cloud Computing ............................................................. 13
Hình 4 - Tương quan các thành phần trong các lớp dịch vụ IaaS, PaaS, SaaS....... 14
Hình 5 - Kiến trúc giải pháp cơng nghệ Cloud của VMware ................................... 16
Hình 6 – Kiến trúc giải pháp Cloud của Microsoft .................................................. 18
Hình 7 - Mơ hình kiến trúc giải pháp cơng nghệ Cloud của IBM ............................ 22
Hình 8 – Kiến trúc hệ thống dịch vụ Cloud Computing – IaaS ................................ 26
Hình 9 - Kiến trúc hệ thống VMware vCenter ........................................................ 36
Hình 10 – Mơ hình quản lý của VMware vCenter Server ........................................ 37
Hình 11 - Tương quan giữa ảo hóa mạng NSX với ảo hóa máy chủ ...................... 38
Hình 12 – Kiến trúc VMware NSX ........................................................................... 39
Hình 13 – Kiến trúc hệ thống vRealize Automation ................................................. 41
Hình 14 – Kiến trúc hệ thống xác thực tập trung Active Directory ......................... 42
Hình 15 – Mơ hình triển khai hẹ thống Infrastructure as a Service......................... 46
Hình 16 – Sơ đồ kết nối giữa các thành phần trong hệ thống IaaS ......................... 47
Hình 17 – Sơ đồ kết nối hệ thống tính cước vRealize Bussiness Cloud ................... 48
Hình 18 – Sơ đồ kết nối chi tiết giữa các thành phần trong hệ thống IaaS ............. 49
6
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
MỞ ĐẦU
a) Lý do chọn đề tài
Ngày nay, đối với các công ty, doanh nghiệp, việc quản lý tốt, hiệu quả dữ liệu của
riêng công ty cũng như dữ liệu khách hàng, đối tác là một trong những bài tốn được
ưu tiên hàng đầu và đang khơng ngừng gây khó khăn cho họ. Để có thể quản lý được
nguồn dữ liệu đó, ban đầu các doanh nghiệp phải đầu tư, tính tốn rất nhiều loại chi phí
như chi phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí cho quản trị viên, chi phí bảo trì,
sửa chữa, … Ngồi ra họ cịn phải tính tốn khả năng mở rộng, nâng cấp thiết bị; phải
kiểm soát việc bảo mật dữ liệu cũng như tính sẵn sàng cao của dữ liệu. Từ một bài tốn
điển hình như vậy, chúng ta thấy được rằng nếu có một nơi tin cậy giúp các doanh
nghiệp quản lý tốt nguồn dữ liệu đó, các doanh nghiệp sẽ khơng cịn quan tâm đến cơ
sở hạ tầng, cơng nghệ mà chỉ tập trung chính vào cơng việc kinh doanh của họ thì sẽ
mang lại cho họ hiệu quả và lợi nhuận ngày càng cao hơn.
Thuật ngữ “cloud computing” ra đời bắt nguồn từ một trong những hoàn cảnh như
vậy. Thuật ngữ “cloud computing” còn được bắt nguồn từ ý tưởng đưa tất cả mọi thứ
như dữ liệu, phần mềm, tính tốn, … lên trên mạng Internet. Chúng ta sẽ khơng cịn
trơng thấy các máy PC, máy chủ của riêng các doanh nghiệp để lưu trữ dữ liệu, phần
mềm nữa mà chỉ còn một số các “máy chủ ảo” tập trung ở trên mạng. Các “máy chủ
ảo” sẽ cung cấp các dịch vụ giúp cho doanh nghiệp có thể quản lý dữ liệu dễ dàng hơn,
họ sẽ chỉ trả chi phí cho lượng sử dụng dịch vụ của họ, mà không cần phải đầu tư nhiều
vào cơ sở hạ tầng cũng như quan tâm nhiều đến công nghệ. Xu hướng này sẽ giúp
nhiều cho các công ty, doanh nghiệp vừa và nhỏ mà khơng có cơ sở hạ tầng mạng, máy
chủ để lưu trữ, quản lý dữ liệu tốt.
Xuất phát từ những tồn tại này, kết hợp với những ý tưởng, học viên đã lựa chọn,
nghiên cứu, triển khai một hệ thống dịch vụ hạ tầng Cloud Computing.
b) Mục đích nghiên cứu
7
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
(1) Tìm hiểu tổng quan về Cloud Computing (khái niệm, kiến trúc, hoạt động,
…);
(2) Tìm hiểu kiến trúc hệ thống Cloud Computing – Infrastructure-as-a-service;
(3) Tìm hiểu các cơng nghệ triển khai hệ thống Cloud Computing –
Infrastructure-as-a-service;
(4) Tìm hiểu mơ hình triển khai hệ thống dịch vụ Cloud Computing – IaaS;
c) Đối tượng nghiên cứu:
-
Đặc tính, kiến trúc và ưu, nhược điểm của một hệ thống dịch vụ Cloud
Computing – IaaS;
-
Nghiên cứu mơ hình triển khai hệ thống Cloud Computing và các tiêu chí cần
cam kết trong việc cung cấp dịch vụ về hạ tầng.
d) Phạm vi nghiên cứu
-
Tổng quan về hệ thống Cloud Computing;
-
Kiến trúc hệ thống dịch vụ Cloud Computing - IaaS;
-
Các công nghệ triển khai hệ thống Cloud Computing - IaaS;
-
Mơ hình triển khai hệ thống dịch vụ Cloud Computing - IaaS sử dụng công nghệ
VMware;
e) Tóm tắt nội dung, kết quả thu được
Luận văn trình bày những kết quả nghiên cứu, tìm hiểu và khảo sát về lý thuyết
Cloud Computing, các mơ hình cung cấp dịch vụ Cloud Computing (IaaS, PaaS, SaaS),
luận văn này cũng bao gồm những tìm hiểu về một số cơng nghệ triển khai hệ thống
dịch vụ Cloud Computing được sử dụng phổ biến. Trên những cơ sở đó, lựa chọn được
cơng nghệ phù hợp đáp ứng được các tiêu chí về hiệu năng, khả năng chịu lỗi, ... khi
triển khai cung cấp dịch vụ. Sau đó triển khai được hệ thống dịch vụ Cloud Computing
– IaaS dựa trên nền tảng công nghệ VMware từ đó đánh giá và so sánh với giải pháp
công nghệ khác.
8
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
f) Phương pháp nghiên cứu
Quá trình nghiên cứu được chia thành các phần lý thuyết và thực nghiệm như sau:
- Tìm hiểu lý thuyết chung về Cloud Computing;
- Nghiên cứu mơ hình cung cấp dịch vụ Cloud Computing;
- Nghiên cứu các giải pháp công nghệ triển khai hệ thống dịch vụ Cloud Computing
– IaaS;
- Khảo sát và lựa chọn công nghệ phù hợp để triển khai hệ thống;
- Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – IaaS dựa trên nền tảng công nghệ
đã lựa chọn.
- Xây dựng môi trường, kịch bản thử nghiệm, thu thập kết quả và đánh giá hệ thống
dịch vụ với giải pháp công nghệ khác;
9
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CLOUD COMPUTING
1.1 Cloud Computing là gì
Điện tốn đám mây (tiếng Anh: cloud computing), cịn gọi là điện tốn máy chủ ảo,
là mơ hình điện tốn sử dụng các cơng nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng
Internet. Thuật ngữ "đám mây" ở đây là lối nói ẩn dụ chỉ mạng Internet (dựa vào cách
được bố trí của nó trong sơ đồ mạng máy tính) và như một liên tưởng về độ phức tạp
của các cơ sở hạ tầng chứa trong nó. Ở mơ hình điện tốn này, mọi khả năng liên quan
đến công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", cho phép người
sử dụng truy cập các dịch vụ công nghệ từ một nhà cung cấp nào đó "trong đám mây"
mà khơng cần phải có các kiến thức, kinh nghiệm về cơng nghệ đó, cũng như khơng
cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng phục vụ cơng nghệ đó.
Theo tổ chức Xã hội máy tính IEEE "Điện tốn đám mây là hình mẫu trong đó
thơng tin được lưu trữ thường trực tại các máy chủ trên Internet và chỉ được được lưu
trữ tạm thời ở các máy khách, bao gồm máy tính cá nhân, trung tâm giải trí, máy tính
trong doanh nghiệp, các phương tiện máy tính cầm tay, ...". Điện tốn đám mây là khái
niệm tổng thể bao gồm cả các khái niệm như phần mềm dịch vụ, Web 3.0 và các vấn
đề khác xuất hiện gần đây, các xu hướng công nghệ nổi bật, trong đó đề tài chủ yếu của
nó là vấn đề dựa vào Internet để đáp ứng những nhu cầu điện toán của người dùng.
1.2 Kiến trúc tổng quan về Cloud Computing
Kiến trúc tổng quan một hệ thống Cloud Computing:
10
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
Hình 1. Kiến trúc của một hệ thống Cloud Computing
11
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
Hình 2 – Các lớp trong một hệ thống Cloud Computing
Với kiến trúc này, điện toán đám mây có thể chuyển đổi các chương trình ứng dụng
rộng theo kiến trúc và phân phối các dịch vụ. Các thành phần của điện toán đám mây:
-
Cơ sở hạ tầng (Infrastructure);
-
Lưu trữ đám mây (Cloud Storage);
-
Nền tảng đám mây (Cloud Platform);
-
Ứng dụng (Application);
-
Dịch vụ (Services);
-
Khách hàng (Client).
1.2.1 Các mơ hình dịch vụ trong điện toán đám mây
12
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
Hình 3 - Các lớp dịch vụ Cloud Computing
Dịch vụ Cloud Computing rất đa dạng và bao gồm tất cả các lớp dịch vụ điện toán
từ cung cấp năng lực tính tốn trên dưới máy chủ hiệu suất cao hay các máy chủ ảo,
không gian lưu trữ dữ liệu, hay một hệ điều hành, một công cụ lập trình, hay một ứng
dụng kế tốn …
Các dịch vụ cũng được phân loại khá da dạng, nhưng các mơ hình dịch vụ Cloud
Computing phổ biến nhất có thể được phân thành 3 lớp chính: Dịch vụ hạ tầng (IaaS),
Dịch vụ nền tảng (PaaS) và Dịch vụ phần mềm (SaaS). Các lớp này có thể tập hợp
thành các tầng kiến trúc khác nhau, hoặc có thể chồng chéo, gối nhau.
13
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
Hình 4 - Tương quan các thành phần trong các lớp dịch vụ IaaS, PaaS, SaaS
a) Dịch vụ hạ tầng IaaS (Infrastructure as a Service)
Dịch vụ IaaS cung cấp dịch vụ cơ bản bao gồm năng lực tính tốn, khơng gian lưu
trữ, kết nối mạng tới khách hàng. Khách hàng (cá nhân hoặc tổ chức) có thể sử dụng tài
nguyên hạ tầng này để đáp ứng nhu cầu tính tốn hoặc cài đặt ứng dụng riêng cho
người sử dụng. Với dịch vụ này khách hàng làm chủ hệ điều hành, lưu trữ và các ứng
dụng do khách hàng cài đặt. Khách hàng điển hình của dịch vụ IaaS có thể là mọi đối
tượng cần tới một máy tính và tự cài đặt ứng dụng của mình.
Ví dụ điển hình về dịch vụ này là dịch vụ EC2 của Amazon. Khách hàng có thể
đăng ký sử dụng một máy tính ảo trê dịch vụ của Amazon và lựa chọn một hệ thống
điều hành (ví dụ, Windows hoặc Linux) và tự cài đặt ứng dụng của mình.
b) Dịch vụ nền tảng PaaS (Platform as a Service)
Dịch vụ PaaS cung cấp nền tảng điện toán cho phép khách hàng phát triển các phần
mềm, phục vụ nhu cầu tính tốn hoặc xây dựng thành dịch vụ trên nền tảng Cloud dó.
Dịch vụ PaaS có thể được cung cấp dưới dạng các ứng dụng lớp giữa (middleware),
các ứng dụng chủ (application server) cùng các cơng cụ lập trình với ngơn ngữ lập
trình nhất định để xây dựng ứng dụng. Dịch vụ PaaS cũng có thể được xây dựng riêng
14
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
và cung cấp cho khách hàng thông qua một API riêng. Khách hàng xây dựng ứng dụng
và tương tác với hạ tầng CC thơng qua API đó. Ở mức PaaS, khách hàng không quản
lý nền tảng Cloud hay các tài nguyên lớp như hệ điều hành, lưu giữ ở lớp dưới. Khách
hàng điển hình của dịch vụ PaaS chính là các nhà phát triển ứng dụng (ISV).
Dịch vụ App Engine của Google là một dịch vụ PaaS điển hình, cho phép khách
hàng xây dựng các ứng dụng web với môi trường chạy ứng dụng và phát triển dựa trên
ngơn ngữ lập trình Java hoặc Python.
c) Dịch vụ phần mềm SaaS (Software as a Service)
Dịch vụ SaaS cung cấp các ưng dụng hoàn chỉnh như một dịch vụ theo yêu cầu cho
nhiều khách hàng với chỉ một phiên bản cài đặt. Khách hàng lựa chọn ứng dụng phù
hợp với nhu cầu và sử dụng mà khơng quan tâm tói hay bỏ cơng sức quản lý tài ngun
tính tốn bên dưới. Dịch vụ SaaS nổi tiếng nhất phải kể đến Salesforce.com với các
ứng dụng cho doanh nghiệp mà nổi bật nhất là CRM.
Các ứng dụng SaaS cho người dùng cuối phổ biến là các ứng dụng office Online
của Microsoft hay Google Docs của Google.
1.3 Các giải pháp công nghệ phổ biến triển khai Cloud Computing
Một số giải pháp thương mại để triển khai Cloud Computing – IaaS như: VMware;
Microsoft; IBM.
1.3.1 Giải pháp công nghệ của VMware
Giải pháp đám mây riêng của VMware là một giải pháp hoàn chỉnh và toàn diện với
sự kết hợp của các thành phần chính bao gồm nền tảng ảo hóa vSphere, phần mềm
quản trị vCloud Director, phần mềm giám sát mức độ sử dụng tài nguyên, tính phí
vCenter Chargeback và thành phần bảo mật vShield Edge.
15
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
Hình 5 - Kiến trúc giải pháp cơng nghệ Cloud của VMware
a) Các thành phần cơng nghệ chính
(1) Nền tảng ảo hóa VMware vSphere
Trong mơ hình giải pháp đám mây của VMware, ảo hóa đóng vai trị là nền tảng cơ
bản. VMware Sphere giúp khách hàng ảo hóa tài nguyên vật lý và đồng thời giúp họ
tập trung những tài nguyên ảo này thành một trung tâm dữ liệu ảo, giúp cho việc quản
lý và sử dụng trở nên dễ dàng và linh hoạt hơn.
(2) Công cụ quản trị nền tảng ảo hóa VMware vCenter
16
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
(3) Công cụ quản trị hệ thống Cloud, VMware vRealize Suite
Nằm ở lớp cao hơn, vCloud Director đóng vai trò như trái tim trong giải pháp
ĐTĐM của VMware. Đây chính là thành phần tạo ra sự khác biệt giữa ĐTĐM và ảo
hóa. Tính năng cơ bản nhất của vCloud Director là khả năng tự động cấp phát và thu
hồi máy ảo dựa trên giao diện tự phục vụ (selfservice portal) và danh mục các máy ảo
mẫu (service catalog). Bên cạnh đó vCloud Director cịn hỗ trợ mơi trường đa người
dùng (multi-tenant) cho phép tạo ra các môi trường hồn tồn riêng biệt cho các phịng
ban trong một tổ chức, hay các cơng ty con trong một tập đồn. Để hồn thiện hơn giải
pháp đám mây riêng của mình, VMware cung cấp phần mềm vCenter Chargeback vừa
để theo dõi mức độ sử dụng tài nguyên, vừa để tính ra mức chi phí sử dụng và phần
mềm vShield Edge nhằm nâng cao tính bảo mật. vCenter Chargeback cung cấp cho
khách hàng những báo cáo thường xuyên về mức độ sử dụng tài nguyên của từng máy
ảo, một phòng ban cụ thể hay của cả một công ty. Đồng thời dựa trên bảng cước do
khách hàng định nghĩa, vCenter Chargeback có thể tạo các báo cáo chi tiết về chi phí
sử dụng tài nguyên. Về bảo mật, ngoài việc hỗ trợ các dịch vụ cơ bản như tường lửa,
NAT, VPN, công nghệ vShield cịn giúp khách hàng có thể tạo ra các mạng riêng hoàn
toàn tách biệt với độ bảo mật cao.
1.3.2 Giải pháp công nghệ của Microsoft
Giải pháp Hyper-V Cloud của Microsoft cho phép cung cấp dịch vụ hạ tầng IaaS
dựa trên nền tảng ảo hóa Hyper-V, bộ giải pháp quản trị System Center và bộ công cụ
DDTK (Dynamic Data Center Toolkit).
17
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
Hình 6 – Kiến trúc giải pháp Cloud của Microsoft
b) Các thành phần cơng nghệ chính
(4) Nền tảng ảo hóa Microsoft Hyper-V
Cơng nghệ ảo hóa Hyper-V là thành phần lõi của giải pháp Microsoft Cloud.
Hyper-V giúp khách hàng nâng cao hiệu quả đầu tư phần cứng, tập trung hóa nhiều
máy chủ thành các máy chủ ảo chạy trên số lượng ít hơn các máy chủ vật lý. Hyper-V
cũng giúp cho khách hàng vận hành đồng thời nhiều hệ điều hành khác nhau như
Windows, Linux trên một máy chủ. Với Hyper-V, khách hàng cũng khai thác được sức
mạnh của điện tốn 64bit. Giúp:
-
Tối ưu hóa sử dụng tài ngun phần cứng máy chủ với tính năng Dynamic
Memory.
-
Nâng cao sự ổn định của trung tâm dữ liệu ảo (virtual DC) thông qua khả năng
Live Migration.
-
Khả năng quản trị trung tâm dữ liệu ảo thơng qua tích hợp với Powershell và
System Center.
18
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
-
Nâng cao hiệu năng và khả năng khai thác phần cứng cho các máy ảo Hyper-V
tới 64 bộ vi xử lý logic.
-
Hiệu năng mạng ảo được nâng cao.
-
Đơn giản hóa q trình triển khai các máy chủ ảo và máy chủ vật lý thông qua
các đĩa lưu trữ ảo (virtual hard disk).
(5) Công cụ quản trị Microsoft System Center
Bộ giải pháp System Center cho phép cung cấp các dịch vụ Cloud thông qua các
dịch vụ trung tâm dữ liệu với chi phí hợp lý trong một bộ sản phẩm thống nhất. Mang
đến:
-
Khả năng quản trị linh hoạt và tồn diện (end-to-end) hạ tầng trung tâm dữ liệu
ảo hóa và các ứng dụng nghiệp vụ quan trọng thông qua tập trung hóa tài
nguyên và tự động hóa.
-
Tối ưu hóa dịch vụ trung tâm dữ liệu trên các máy ảo, các ứng dụng, và các dịch
vụ khác thông qua việc mở rộng hơn các công nghệ Microsoft mà khách hàng
đã đầu tư.
-
Nâng cao độ tin cậy của dịch vụ thông qua các quy trình quản trị trung tâm dữ
liệu chuẩn hóa đã được chứng nhận.
-
Nâng cao sự thích ứng của nghiệp vụ thông qua dịch vụ IT tự phục vụ
(selfservice); đồng thời cho phép IT vẫn kiểm soát đầy đủ các tài nguyên trung
tâm dữ liệu.
-
Cho phép linh hoạt hơn trong quản trị môi trường trung tâm dữ liệu không thuần
nhất về nền tảng và ảo hóa (multi-hypervisor, multi-platform).
(6) Giao diện tự phục vụ - Self Service Portal
Giao diện tự phục vụ được xây dựng trên nền tảng công nghệ Microsoft với bộ
công cụ Dynamic Data Center Toolkit (DDTK) cho phép nhóm IT nâng cao hiệu quả
19
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
đáp ứng nghiệp vụ của khách hàng. Công cụ cho phép IT quản lý yêu cầu tài nguyên
của các bộ phận nghiệp vụ và cấp phát động theo quy trình tự động hóa. Giúp:
-
Đáp ứng quản trị tập trung và cấp phát tài nguyên cho các bộ phận nghiệp vụ
theo các nhu cầu thay đổi.
-
Cấp phát, xác nhận và thu hồi tài nguyên nhanh chóng từ IT của bộ phận.
-
Quản trị được nhu cầu sử dụng IT của các bộ phận nghiệp dựa trên các yêu cầu
và tài nguyên được cấp phát.
-
Nâng cao hiệu quả quản trị máy ảo với khả năng cấp phát tài nguyên qua giao
diện tự phục vụ.
c) Nhận xét
Giải pháp công nghệ Cloud của Microsoft là giải pháp tổng thể giúp cung cấp triển
khai đến mức dịch vụ ứng dụng mà không phải chỉ triển khai các máy ảo. Với các giải
pháp ĐTĐM Microsoft, chất lượng dịch vụ và hiệu năng đáp ứng của ứng dụng được
đặt tại vị trí trung tâm.
1.3.3 Giải pháp công nghệ của IBM
Giải pháp Private Cloud của hãng IBM ra đời nhằm khắc phục các nhược điểm của
ảo hóa gặp phải và tăng tính tiện lợi cho người dùng. Giải pháp này dựa trên các cơng
nghệ ảo hóa hiện tại gồm: KVM, XEN, Vmware, powerVM và zVM, kết hợp với phần
mềm quản trị IBM Tivoli service automation manager, IBM Tivoli provisioning
manager… tạo nên một giải pháp cloud hoàn chỉnh. Vậy cụ thể giải pháp IBM có g.
khác biệt so với giải pháp ảo hóa thơng thường, các yếu tố được đề cập như sau:
-
Catalog dịch vụ: Đưa dịch vụ tới tận tay người dùng và cho phép người dùng
chọn lựa thơng qua giao diện web. Ảo hóa thơng thường khơng có tính năng
này.
-
u cầu dịch vụ tự động: IBM cloud cho phép người dùng yêu cầu dịch vụ (cấp
phát máy ảo, ứng dụng) một cách tự động thông qua giao diện self-service. Với
20
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
ảo hóa thơng thường thì các u cầu này thực hiện bằng email, điện thoại… mà
khơng có giao diện self-service.
-
Thực hiện cấp phát dịch vụ tự động: Sau khi yêu cầu được chấp nhận thì dịch
vụ (máy ảo, ứng dụng) được hệ thống cấp phát một cách tự động thay vì phải
thực hiện cài đặt từng bước bằng tay như ảo hóa thơng thường. - Triển khai dịch
vụ IT nhanh: Thơng qua catalog nhờ có các template chuẩn (đã được tạo sẵn) và
có khả năng tùy biến (CPU, RAM, Storage, application…) theo nhu cầu. Ảo
hóa thơng thường cũng có thể tạo các template máy ảo, tuy nhiên việc điều
chỉnh thơng số của nó khơng linh hoạt và phải làm một số bước thao tác bằng
tay.
-
Đòi hỏi kỹ năng IT của người sử dụng dịch vụ không cần cao, việc đặt yêu cầu
dịch vụ (order) dịch vụ giống như việc mua hàng trực tuyến, qua đó có thể tự
phục vụ theo nhu cầu của mình. Ảo hóa địi hỏi kỹ năng về IT cao để có thể biết
được cấp phát tài nguyên ở đâu, như thế nào…
-
Khả năng thu hồi tài nguyên khi hết hạn sử dụng một cách tự động hoặc theo ý
muốn thông qua lựa chọn trực quan. Giải pháp ảo hóa thơng thường khơng có
khả năng tự động thu hồi tài nguyên, phải thao tác bằng tay qua rất nhiều bước
như truy cập vào các máy xem tài nguyên cần thu hồi ở máy nào, các thao tác
từng bước để thu hồi tài nguyên.
-
Khả năng quản lý rủi ro, độ tin cậy cao hơn nhờ khả năng tự động hóa qui trình
cấp phát dịch vụ, thay vì làm bằng tay như đối với ảo hóa thơng thường. Có khả
năng giám sát hiệu năng hệ thống, phân tích các sự kiện nhờ đó dễ dàng xử lý
lỗi. Ngồi ra với khả năng này có thể biết được tài nguyên đang cấp phát cho
người dùng có được sử dụng hiệu quả hay không, cần tăng thêm hay giảm
xuống cho phù hợp. Có thể tính tốn được chính xác lượng tài nguyên sử dụng
cho từng user nhằm hỗ trợ cho việc tính tiền dịch vụ, kế hoạch nâng cấp thêm
hay không.
21
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
Hình 7 - Mơ hình kiến trúc giải pháp công nghệ Cloud của IBM
Giải pháp công nghệ Cloud của IBM gồm các thành phần chính:
(1) Nền tảng ảo hóa:
Giải pháp cơng nghệ của IBM hỗ trợ nhiều nền tảng ảo hóa khác nhau như VMware
ESX/ESXi, Xen, KVM, IBM. Mang lại các lợi ích:
-
Cho phép triển khai nhanh chóng giải pháp Private Cloud bao gồm phần cứng,
phần mềm hệ thống và các dịch vụ.
-
Tự động hóa quy trình cung cấp dịch vụ IT, tiết kiệm chi phí vận hành với giao
diện tự phục vụ (self-service portal) và danh mục dịch vụ (service catalog). Trên
cơ sở đó, các quy trình thủ cơng sẽ được giảm thiểu.
-
Đơn giản hóa và quản lý rủi ro tốt hơn, với độ tin cậy hệ thống cao hơn.
-
Thích ứng với thay đổi nhu cầu nghiệp vụ và năng lực hệ thống.
(2) Công cụ quản trị:
Giải pháp quản trị hệ thống Cloud của IBM gồm các phiên bản khác nhau như:
22
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
-
Phiên bản TSAM (Tivoli Service Automation Manager): Các phần mềm hệ
thống cloud được cung cấp riêng lẻ cho phép triển khai linh hoạt về hạ tầng
phần cứng, tuy nhiên thời gian triển khai lâu.
-
Phiên bản ISDM (IBM Service Delivery Manager): Phần mềm hệ thống quản trị
cloud được đóng gói thành các máy ảo chạy trên nền tảng ảo hóa Vmware hoặc
PowerVM, nhờ đó có thể được triển khai lên hạ tầng phần cứng và thực hiện
cấu hình, qua đó rút ngắn được thời gian triển khai hệ thống. Tuy nhiên ISDM
đòi hỏi máy chủ quản trị phải chạy ảo hóa của VMware hoặc PowerVM.
-
Phiên bản CloudBurst: Phần mềm hệ thống cloud và hệ điều hành được tích hợp
sẵn với phần cứng, phù hợp với nhu cầu của khách hàng muốn mua trọn gói cả
phần cứng lẫn phần mềm. Phiên bản này có một số cấu hình theo qui mô nhỏ,
vừa và lớn cho người dùng chọn lựa, do vậy kém linh hoạt về phần cứng nhưng
thời gian triển khai nhanh.
1.4 Các đặc trưng của hệ thống dịch vụ Cloud Computing - IaaS
Các đặc trưng cần có của một hệ thống dịch vụ hạ tầng Cloud Computing:
a) Khả năng co dãn
Một đặc tính nổi bật của Cloud Computing là khả năng tự động mở rộng hoặc thu
nhỏ hệ thống theo yêu cầu người dùng (hệ thống sẽ tự mở rộng hoặc thu hẹp bằng cách
thêm hoặc giảm bớt tài nguyên). Một người dùng ký hợp đồng thuê một Server gồm 4
CPU. Nếu lượng truy cập thấp chỉ cần 1 CPU là đủ, khi đó hệ thống quản lý của nhà
cung cấp dịch vụ sẽ tự ngắt bớt 3 CPU, người dùng khơng phải trả phí cho 3 CPU nói
trên và chúng được đưa sang phục vụ người dùng khác. Đến khi nhu cầu tăng tức là
lượng truy cập tăng, hệ thống ngay lạp tức sẽ tự động thêm CPU vào, nếu nhu cầu vượt
quá 4 CPU thì người dùng trả phí theo hợp đồng đã ký với nhà cung cấp cloud
computing service. Khả năng co giãn nhanh và linh hoạt giúp cho nhà cung cấp dịch vụ
23
Xây dựng hệ thống dịch vụ Cloud Computing – Infrastructure as a service
cloud computing service tận dụng tài nguyên dư thừa phục vụ được nhiều khách hang,
người dùng giảm chi phí vì họ chỉ phải trả tiền cho những tài nguyên thực sự dùng.
b) Dịch vụ theo nhu cầu (On-demand self-service)
Thay vì người dung cần phải mua tồn bộ nền tảng thiết bị phần cứng, người dùng
gửi yêu cầu thông qua trang web cung cấp dịch vụ, hệ thống của nhà cung cấp sẽ đáp
ứng để người dùng có thể tự phục vụ như: tăng – giảm thời gian sử dụng server và
dung lượng lưu trữ, … mà không cần phải trực tiếp yêu cầu nhà cung cấp dịch vụ, tức
là mọi nhu cầu khách hàng đều được xử lý trên internet.
c) Truy xuất diện rộng (Broad network access)
Cloud Computing Service là tập hợp các dịch vụ công nghệ thông tin (CNTT) được
cung cấp thông qua môi trường internet, ở đó người dùng thích dịch vụ gì thì dùng dịch
vụ ấy, dùng bao nhiêu trả bấy nhiêu, được lựa chọn những dịch vụ tốt nhất ở bất cứ đâu
ào bất cứ lúc nào. Như vậy người dùng có kết nối internet là có thể sử dụng dịch vụ,
Cloud Computing Service khơng u cầu người dùng phải có khả năng xử lý cao,
người dùng có thể truy xuất bằng các thiết bị di dộng như điện thoại, PDA, laptop.
d) Dùng chung tài nguyên và điều tiết dịch vụ
Nhà cung cấp dịch vụ cho phép người dùng dùng chung tài nguyên do họ cung cấp
dựa trên mơ hình “multi-tenant”, tài ngun được phân phát rất linh hoạt tùy theo nhu
cầu của người dùng. Khi nhu cầu của một người dùng nào đó giảm xuống, lập tức phần
tài nguyên dư thừa sẽ được phục vụ cho người dùng khác. Nếu một người dùng 4 CPU
từ 7 - đến 11 giờ hàng ngày, một người dùng khác thuê 4 CPU tương tự 13 giờ đến 17
giờ hàng ngày thì họ có thể dùng chung 4 CPU đó.
e) Khơng cần chi phi cho việc bảo dưỡng và duy trì hạ tầng phần cứng
Việc khơng phải đầu tư thiết bị phần cứng do vậy người dùng khơng cịn phải duy
trì chi phí vận hành hạ tầng phần cứng đắt đỏ.
24
