Study with the several resources on Docsity
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Community
Ask the community for help and clear up your study doubts
Discover the best universities in your country according to Docsity users
Free resources
Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors
An overview of Live Migration and Utility Computing concepts in OpenStack Infrastructure as a Service (IaaS). Live Migration enables the migration of running virtual machines between hosts without downtime, while Utility Computing offers on-demand allocation and payment for computing resources based on usage. the benefits, components, and architecture of these technologies in OpenStack.
Typology: Thesis
1 / 85
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
i
iii
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tác giả, không sao chép của bất kỳ người nào. Các thử nghiệm, số liệu kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực. Tác giả Lê Quang Huy
B ẢN XÁC NH ẬN CH Ỉ NH S ỬA LU ẬN VĂN THẠC SĨ……………... …………...i L ỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................iii M ỤC L ỤC ............................................................................................................................iv DANH M ỤC HÌNH ẢNH.................................................................................................... vi DANH M ỤC B ẢNG BI Ể U ................................................................................................. vii
vi
vii Hình 3. 23 Kiể m tra SSH vào LB lầ n 1 .................................................................... 70 Hình 3. 24 Kiể m tra SSH vào LB lầ n 2 .................................................................... 70 Hình 3. 25 Cửa sổ cấ u hình Scale ............................................................................. 71 Hình 3.26 Chuyển đổ i máy chủ ả o giữ a các máy chủ vậ t lý ..................................... 74 Hình 3. 27 Lựa chọ n máy chủ vậ t lý sẽ chuyể n tớ i................................................... 75 Hình 3. 28 Giám sát hoạ t độ ng IaaS ......................................................................... 75 DANH M Ụ C B Ả NG BI Ể U B ảng 2.1 Các phiên b ản Openstack .......................................................................... 24 B ảng 2.2 Các tù y ch ọn c ủa Image Stores .................................................................. 36 DANH M Ụ C THU Ậ T NG Ữ VI Ế T T Ắ T T Ừ VI Ế T T Ắ T
AWS Amazon Web Service D ịch vụWeb Amazon CC Cloud computing Điện toán đám mây DC Data Center Trung tâm dữ liệ u IAAS Infrastructure as a Service D ịch vụ h ạ t ầng NIST National Institute of Standard and Technology Việ n tiêu chuẩ n và công ngh ệ quốc tế PAAS Platform as a Service D ịch vụ n ền t ảng SAAS Software as a Service D ịch vụ ph ần m ềm VM Virtual Machine Máy ảo XCP XenCloud Platform N ền t ảng XenCloud
2
Điện toán đám mây là một công ngh ệ mới, đang và sẽ đượ c ứng d ụng r ất nhi ều, nó đang là một xu hướ ng mới và cũng dầ n cho thấ y nó có những ưu điể m, khắ c phụ c nh ững nhược điể m trong các mô hình truy ền th ống đang tồn t ại. Trong đồ án này sẽ trình bày toàn b ộ về cơ sở lý thuy ết, cấu trúc cũng như một s ố n ền tảng triển khai điện toán đám mây. Cùng v ới đó, trong đồ án cũng sẽ đề c ập t ới vi ệc tri ển khai m ột số tính năng chính c ủa h ạ t ầng IaaS d ự trên n ền tảng Openstack, đó là cơ chế h ạn ng ạch tài nguyên, qu ản lý tài nguyên điện toán, cơ chế cân bằng t ải, khả năng mở r ộng/t hu h ẹp c ấu hình tài nguyên điệ n toán, khả năng chuyể n máy chủ ả o giữ a các máy ch ủ v ật lý và giám sát ho ạt động h ạ t ầng điện toám đám mây. Đánh giá kết qu ả đạt được v à hướng phát triể n, ứ ng dụ ng thự c tế trong tương lai.
3
1.1. Th ế nào là điện toán đám mây. Theo định nghĩa củ a Việ n tiêu chuẩ n và công nghệ quố c qua củ a Mỹ (NIST): Điện toán đám mây là m ột mô hình cho phép truy c ập tài nguyên m ạng theo yêu c ầu đến các nhóm tài nguyên dùng chung (ví d ụ: m ạng, m áy chủ, lưu trữ, các ứng d ụng và d ịch vụ) mà có th ể được cung cấp nhanh ch óng v ới khả năng quản lý t ối thiểu. Ngườ i dùng sử dụ ng dị ch vụ như cơ sở dữ liệu, website, lưu trữ, … trong mô hình điện toán đám mây không c ần quan tâm đến vị trí địa lý cũng như các thông tin khác c ủa h ệ thống m ạng đám mây - “điện toán đám mây trong suốt đố i với người dùng”. Ngườ i dùng cuố i truy cậ p và sử dụ ng các ứ ng dụng đám mây thông qua các ứng dụng như trình duyệ t web, các ứ ng dụ ng mobile, hoặ c máy tính cá nhân thông thườ ng. Hiệu năng sử dụng phía ngườ i dùng cuối đượ c cả i thiệ n khi các phầ n mề m chuyên dụng, các cơ sở dữ liệu được lưu trữ và cài đặt trên h ệ thống máy ch ủ ảo trong môi trường điện toán đám mây trên nề n củ a “data center”. Điện toán đám mây không phả i là mộ t công nghệ mới nhưng nó thay đổi sang m ột mô hình ho ạt độn g m ới, t ập h ợp m ột nhóm các công ngh ệ hi ện có để ho ạt động kinh doanh theo m ột cách khác. Th ật v ậy, h ầu h ết các công ngh ệ được s ử d ụng bởi điện toán đám mây, như ảo hóa và giá d ựa trên s ử d ụng tài nguyên, không ph ải là m ới. Thay vào đó, điện toán đám mây thúc đẩ y nhữ ng công nghệ hiệ n có để đáp ứng các yêu c ầu công ngh ệ và kinh t ế. a. Các công ngh ệ liên quan đến điện toán đám mây Điện toán đám mây thường được so sánh v ới các công nghệ sau đây, mỗi trong s ố đó chia sẻ nh ững k hía c ạnh nh ất định v ớ i điện toán đám mây:
5 Hình 1.1 Ki ến trúc điện toán đám mây
6 Engine ho ạt động ở l ớp n ền t ảng để cung c ấp h ỗ trợ API để thực hiện lưu trữ, cơ sở d ữ liệu.
8 D ịch vụ PaaS cung c ấp cho khác hàng b ộ công c ụ để phát tri ển, th ử nghi ệm và triể n khai ứ ng dụ ng trên nền ĐTĐM. Ứ ng dụ ng đượ c xây dự ng có thể đượ c sử dụ ng trong n ội b ộ đơn vị t ổ chức, doanh nghi ệp ho ặc được cung c ấp d ịch v ụra bên ngoài cho bên th ứ ba. Khách hàng điển hình c ủa d ịch v ụPaaS là các ISC (Independent Software Vendor), th ực hi ện xây d ựng các ứng d ụng ph ần m ềm và cung c ấp l ại dịch vụ cho khách hàng là người dùng cuối. Do đặ c thù dị ch v ụ ĐTĐM cung cấp ứng d ụng qua m ạ ng Internet, cho nên hầ u h ết các n ền t ảng PaaS cung c ấp b ộ cung c ụ để xây d ựng các ứng d ụng trên n ền t ảng Web. Các d ịc h v ụ PaaS ph ổ bi ến hi ện nay cho phép phát tri ển ứng d ụng trên các n ền t ảng và ngôn ng ữ phát tri ển úng d ụng phổ biến như .NET (Microsoft Windows Azure); Java, Python, Ruby (Google App Engine, Amazon)… Tuy nhiên ngôn ngữ đượ c hỗ trợ, bộ công c ụ phát triển cũng như các giao diện l ập trìnhứng d ụng (API– Application Programming Interface) có th ể nói m ột m ặt là r ất phong phú nhưng mặt trái là thiếu chuẩn hóa, thi ếu th ốn g nh ất. Sự không tương thích giữa các nhà cung c ấp d ịch v ụPaaS s ẽ là m ột h ạn ch ế c ần được kh ắc ph ục trong tương lai, nhằ m b ảo đảm tính m ở, cho phép các ứng d ụng đám mây có thể d ịch chu yể n hoặ c giao tiế p vớ i nhau giữ a các nhà cung cấ p dị ch vụ. D ị ch v ụ ph ầ n m ề m (SaaS). Trước khi điện toán đám mây được trao đổ i rộ ng rãi trong giớ i IT hiệ n nay, thự c ra dị ch vụ phầ n mềm (SaaS) đã xuấ t hiệ n từ lâu, phổ biế n nhất đ ó là các dị ch vụ thư điệ n tử như hotmail, yahoo mail, gmail… Các dị ch vụ này cũng cung cấp cho các tổ chứ c dị ch vụ thư điện t ử v ới tên mi ền riêng v ới m ột m ức phí tương đối r ẻ. Các dịch v ụ ph ần m ềm SaaS cho doanh nghi ệp g ần đây đang phát triển nhiều hơn: ví dụ như, các d ịch v ụ văn phòng Office 365 của Microsoft v ới các ứng d ụng email, c ộng tác, truy ền thông n ội b ộ; cácứ ng dụ ng qu ản lí khách hàng (CRM) c ủa SalesForce, cácứng d ụng thương mạ i điệ n t ử của Amazon… Các d ịch v ụ s ử d ụng SaaS đem đến cho t ổ chức, doanh nghi ệp nhi ều lợi ích. Đơn vị trả chi phí theo mức độ sử d ụng hàng tu ần, hàng tháng mà không ph ải gánh một khoản đầu tư ban đầ u lớ n mà sẽ chi tr ả d ần d ần và tăng lên khi thự c sự có nhu c ầu. Bên c ạnh đó, tổ chứ c, doanh nghiệp cũng có lợ i thể dùng thử và lự a chọ n và phầ n mề m SaaS
9 phù h ợp, gi ảm thi ểu được chi phí. d. Các mô hình tri ển khai điện toán đám mây. Dưới đây là 3 mô hình triển khai điện toán đám mây bao gồm : Đám mây chung (Public Cloud), Đám mây riêng (Private Cloud), Đám mây lai (Hybrid Cloud). Đám mây chung (Public Cloud). Là các d ịch vụ đám mây đượ c mộ t bên thứ ba (người bán) cung c ấp. Chúng t ồn t ại n goài tường l ửa ngoài công ty và chúng được lưu trữ đầy đủ và được nhà cung cấp đám mây quản lý. Các đám mây công cộ ng cố gắ ng cung cấp cho ngườ i dùng v ớ i các phầ n tử công ngh ệ thông tin t ốt nh ất. Cho dù đó là phần mềm, cơ sở h ạ t ầng ứng d ụng ho ặc cơ s ở h ạ t ầng v ật lý, nhà cung cấp đám mây chị u trách nhiệ m về cài đặ t, quả n lý, cung c ấp và b ảo trì. Khách hàng ch ỉ chịu c hi phí cho các tài nguyên nào mà h ọ s ử d ụng, vì th ế cái chưa sử dụn g được loại b ỏ. Tất nhiên điều này liên quan đế n chi phí. Các dị ch vụ này t hường được cung c ấp v ới “quy ước v ề c ấu hình” nghĩa là chúng được phân ph ối v ới ý tưởng cung c ấp các trườ ng hợ p sử dụ ng phổ biế n nhấ t. Các tùy ch ọn c ấu hình thường là m ột t ập h ợp con nh ỏ hơn so với nh ững gì mà chúng đã có nếu ngu ồn tài nguyên đã được người dùng ki ểm soát tr ực ti ếp. M ột điều khác c ần lưu ý là kể t ừ khi người dùng có quy ền ki ểm soát m ột chút trên cơ sở h ạ t ầng, các quy trình đòi hỏi an ninh ch ặt ch ẽvà tuân thủ quy định dướ i luậ t không phải lúc nào cũng thích hợp cho các đám mây chung. M ột đám mâ y công c ộng là s ự l ựa chọn rõ ràng khi:
11 Do đây là mộ t khái niệ m kiến trúc tương đố i mới trong điện toán đám mây, nên cách th ự c hành và các công cụ tố t nhấ t về loạ i này tiế p tụ c nổ i lên và bất đắc dĩ chấ p nhậ n mô hình này cho đế n khi hiểu rõ hơn. Dưới đây là mộ t vài tình huố ng mà mộ t môi trườ ng hybrid là tố t nhấ t.Công ty củ a bạ n muố n sử dụ ng mộ t ứ ng dụng SaaS nhưng quan tâm v ề b ảo m ật. Nhà cung c ấp SaaS có th ể t ạo ra một đám mây riêng chỉ cho công ty c ủa b ạn bên trong tường l ửa c ủa h ọ. H ọ cung c ấp cho b ạn m ột m ạng riêng ảo (VPN) để bổ sung bả o mậ t. Công ty c ủa b ạn cung c ấp d ịch v ụ được thay đổi cho thị trườ ng khác nhau. Bạ n có th ể s ử d ụng m ột đám mây công cộng để tương tác với khách hàng nhưng dữ liệu c ủa họ được bảo đả m trong một đám mây riêng. Các yêu c ầu qu ản lý của điện toán đám mây trở nên ph ức t ạp hơn nhiều khi b ạn c ần qu ản lý d ữ liệ u cá nhân, công c ộng, và truy ền th ống t ất c ả v ới nhau. B ạn s ẽ cần ph ải thêm các kh ả năng cho phù hợp v ới môi trường. Đám mây c ộ ng đồ ng (Community Cloud) Là mô hình trong đó hạ tầng đám mây đượ c chia sẻ bở i m ộ t số tổ chứ c cho c ộng đồng người dùng trong các t ổ chức đó. Các tổ chức này do đặc thù không tiếp c ận v ới các dịch v ụ Public Cloud và chia s ẻ chung m ột hạ t ầng điện toán đám mây để nâng cao hi ệu qu ả đầu tư và sử d ụng. e. Các thu ộ c tính c ủa điện toán đám mây. Năm tính chấ t nổ i b ậ t củ a điện toán đá m mây so vớ i mô hình truyề n thố ng: T ự ph ụ c v ụ theo nhu c ầ u (On-de mand self- service). Các d ịch vụ máy tính như email, các ứng d ụng, m ạng hay d ịch v ụ máy ch ủ có thể được cung c ấp mà không c ần sự tương tác của con người v ới m ỗi nhà cung c ấp d ịch v ụ. Các nhà cung c ấp d ịc h vụ điện toán đám mây cung cấ p các dị ch vụ tự phụ c vụ bao gồ m Amazon Web Services (AWS), Microsoft, Google, IBM và Salesforce.com. Truy xu ấ t di ệ n r ộ ng (Broad network access). Ngườ i dùng có thể truy cậ p vào các giả i pháp quả n lý doanh nghiệ p sử dụ ng điệ n thoạ i thông minh, máy tính bảng, máy tính xách tay và máy tính văn phòng của h ọ. H ọ có th ể s ử d ụng các thi ết bị này b ất cứ nơi nào có điểm tru y c ập tr ực tu yến đơn
12 gi ản. Tính di động này đặc bi ệt h ấp d ẫn đối v ới các doanh nghi ệp để trong gi ờlàm vi ệc ho ặc gi ờ nghỉ ngơi, nhân viên có thể thự c hiệ n công vi ệc c ủa các d ự án, h ợp đồng và các khách hàng cho dù họ đang ở trên đường hoặc trong văn phòng. Truy cập m ạng lướ i rộ ng lớ n bao gồm các đám mấy tư nhân hoạt động trong tườ ng lử a củ a công ty, những đám mây công cộ ng, hoặ c triể n khai lai. Dùng chung tài nguyên (Resource pooling). Các đám mây cho phép nhân viên có thể nhậ p và sử dụ ng dữ liệ u trong phầ n m ềm qu ản lý kinh doanh c ủa t ổ chức trong các đám mây cùng một lúc, t ừ b ất k ỳ v ịtrí, và b ất kỳ lúc nào. Đây là một tính năng hấp d ẫn đối v ới nhiều văn phòng kinh doanh và lĩnh vự c dị ch vụ hoặ c các đội bán hàng t hườ ng làm việc bên ngoài văn phòng Kh ả năng co giãn (Rapid elasticity). Đám mây có khả năng mở rộ ng linh hoạ t và phù hợ p vớ i bấ t kỳ nhu cầ u kinh doanh c ủa b ạn ngay l ập t ức. B ạn có th ể nhanh chóng và d ễ dàng thêm ho ặc lo ại bỏ ngườ i dùng, tính năng phầ n mề m, và các nguồ n lự c khác. Điề u ti ế t d ị ch v ụ (Measured service). Việc s ử dụng đám mây với chi phí phải chăng bạn chỉ trả tiền cho nh ữ ng gì bạn s ử d ụng. B ạn và nhà cung cấp đám mây củ a bạ n có th ể đo lườ ng mức độ lưu trữ , xử lý, băng th ông, và số lượ ng các tài khoản ngườ i dùng và bạn đã thanh toán một cách thích hợ p. Số lư ợ ng tài nguyên mà bạ n sử dụ ng có thể được theo dõi và điề u khiể n từ c ả hai phía, t ừ phía b ạn và phía cung c ấp d ịch vụ điện toán đám mây với s ự minh b ạch. 1.2 Các yêu c ầu để tri ển khai điện toán đám mây Điện toán đám mây là xu hướng chung c ủa vi ệc tri ển khai ứng d ụng công nghệ thông tin. Tuy nhiên, để triển khai điện toán đám mây thì cầ n nhữ ng yêu cầ u gì? Nộ i dung ph ần nà y s ẽ trao đổi c ụ thể v ề nh ững yêu c ầu này: 1.2.1 Trung tâm d ữ li ệ u v ớ i hi ệu năng cao M ột trung tâm d ữ liệu là nơi chứa s ức m ạnh tính toán và lưu trữ, là trung tâm điện toán đám mây và chứa hàng ngàn các thi ết bị như máy chủ, switch và router. Quy ho ạch ki ến trúc m ạng này là r ất quan tr ọng, vì nó s ẽ nhi ều ảnh hưởng đến hi ệu suất ứng d ụng và thông lư ợ ng trong một môi trườn g tính toán phân tán như vậy. Hơn nữa,
