Đề tài Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong sản phẩm VMware vSphere vủa VMware

Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ HỌC PHẦN ĐỀ TÀI: GVHD: GS.TSKH. Hoàng Văn Kiếm Người thực hiện: Nguyễn Thị Phương Trang Mã số: CH1101050 Lớp: CNTT. K6 TP.HCM – 4/2012 Đề tài: Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong sản phẩm VMware vSphere vủa VMware Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm Nguyễn Thị Phương Trang – CNTT K6 -2- MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 3 I. Giới thiệu về điện toán máy chủ ảo Vmware ...................................................... 4 II. Vmware vSpheres ........................................................................................... 5 III. Phân tích các nguyên tắc sáng tạo dùng trong VMware vSphere.................... 12 1. Nguyên tắc phân nhỏ, tắc phẩm chất cục bộ: ................................................. 12 2. Nguyên tắc “tách khỏi”:................................................................................ 12 3. Nguyên tắc kết hợp: ....................................................................................... 12 4. Nguyên tắc vạn năng: .................................................................................... 13 5. Nguyên tắc chứa trong: ................................................................................. 14 6. Nguyên tắc dự phòng: ................................................................................... 14 7. Nguyên tắc đảo ngược: .................................................................................. 15 8. Nguyên tắc linh động: ................................................................................... 15 9. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác ............................................................... 16 10. Nguyên tắc quan hệ phản hồi: .................................................................... 17 11. Nguyên tắc tự phục vụ:............................................................................... 17 12. Nguyên tắc sao chép (copy): ...................................................................... 18 13. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt”: ............................................................... 18 14. Nguyên tắc thay đổi màu sắc:..................................................................... 18 15. Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học: .............................................................. 19 16. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần:............................................. 19 Tổng kết: ................................................................................................................. 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 22 Đề tài: Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong sản phẩm VMware vSphere vủa VMware Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm Nguyễn Thị Phương Trang – CNTT K6 -3- LỜI MỞ ĐẦU  Sáng tạo là sự đột phá của tiến bộ công nghệ. Từ những phát minh lịch sử như: Phát minh bóng đèn điện của Thomas Edison năm 1879 đã mang lại ánh sáng và sự văn minh cho cả thế giới loài người, đồng thời đã khai sinh cho ngành công nghiệp điện của thế giới. Phát minh ra chất bán dẫn - công trình của nhóm 3 nhà khoa học Mỹ, loại vật liệu dùng để chế tạo các thiết bị bên trong các loại máy móc như ti vi, máy tính... và mang lại hiệu quả ứng dụng tuyệt vời. Phát minh máy vi làm cuộc sống con người dần thay đổi, chất lượng đời sống thay đổi nhanh chóng… Và còn rất nhiều phát minh đột phá nữa, trong hơn 2000 năm qua hàng triệu phát minh cải tiến ra đời, riêng năm 2012 Tổ chức Sở hữu trí tuệ thế giới của LHQ đã công bố một báo cáo cho biết, bất chấp khủng hoảng kinh tế - tài chính toàn cầu, số lượng bằng phát minh sáng chế tăng mạnh hơn nhiều so với tốc độ phục hồi kinh tế thế giới. Các phát minh này đã thay đổi gần như toàn bộ cuộc sống của con người. Dù ra đời từ những lĩnh vực khác nhau, song những phát minh trên đều dựa trên 40 nguyên lý sáng tạo cơ bản. Trong nội dung bài tiểu luận này, em xin trình bày khái quát về bộ sản phẩm mới của VMWare, VMware vSphere một bộ cơ sở hạ tầng điện toán đám mây chủ yếu dành cho các công ty tầm trung và các doanh nghiệp vừa và nhỏ để chạy một trung tâm dữ liệu thế hệ mới. VMware vSphere làm cho cơ sở hạ tầng CNTT biến mất bằng cách sử dụng phần mềm và dịch vụ thay thế phần cứng của trung tâm dữ liệu truyền thống. Kèm theo đó, em xin đưa ra những yếu tố sáng tạo đặc trưng trong bộ sản phẩm này. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm, người đã truyền đạt đến chúng em những kiến thức quý báu về phương pháp nghiên cứu khoa học trong máy tính, cũng như những kiến thức mới lạ trong khoa học công nghệ thế giới hiện nay. Đề tài: Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong sản phẩm VMware vSphere vủa VMware Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm Nguyễn Thị Phương Trang – CNTT K6 -4- I. Giới thiệu về điện toán máy chủ ảo Vmware VMware được mọi người biết đến như là một nhà cung cấp các sản phẩm ảo hóa hàng đầu thế giới. Các giải pháp công nghệ và ảo hóa của VMware đã trở thành chuẩn trong ứng dụng doanh nghiệp. Năm 1999 VMware giới thiệu sản phẩm VMware workstation. Sane phẩm này ban đầu được thiết kế để hổ trợ việc phát triển và kiểm tra phần mềm và đã trở nên phổ biến nhờ khả năng tạo những máy tính ảo chạy đồng thời nhiều hệ điều hành khác nhau trên cùng một máy tính thực. Khác với chế độ khởi động kép là những máy tính được cài nhiều hệ điều hành và có thể chọn lúc khởi động nhưng mỗi lúc chỉ làm việc được với một hệ điều hành. VMware, được EMC (hãng chuyên về lĩnh vực lưu trữ) mua lại vào tháng12 năm 2003, đã mở rộng tầm hoạt động từ máy tính để bàn (desktop) đến máy chủ (server) và hiện hãng vẫn giữ vai trò thống lĩnh thị trường ảo hoá. Các sản phẩm của VMware là các phần mềm giúp giả lập máy tính ảo trên một máy tính thật. Khi cài đặt VMware lên, ta có thể tạo nên các máy ảo chia sẻ CPU, RAM, Card mạng với máy tính thật. Điều này cho phép xây dựng nên một hệ thống với một vài máy tính được nối với nhau theo một mô hình nhất định chỉ trên một máy tính vật lý, người sử dụng có thể tạo nên hệ thống của riêng mình, cấu hình theo yêu cầu sử dụng. VMware hỗ trợ cài đặt rất nhiều dạng hệ điều hành. Chúng ta có thể cài các phiên bản của Windows, Linux, Unix… trên các máy ảo VMware. Việc cài đặt hệ điều hành trên máy ảo hoàn toàn tương tự như cách cài đặt trên các máy thật. Các máy ảo sẽ chia sẻ CPU và RAM của máy tính thật, khoảng 1GB RAM để có thể chạy đồng thời 4, 5 máy ảo. Khi tạo ra các máy ảo, VMware sẽ tạo ra một ổ cứng dành riêng cho máy ảo nằm trên máy thật. Ổ cứng ảo này được tạo trên vùng đĩa trống của ổ đĩa thật, do đó không ảnh hưởng đến các dữ liệu đang có trên ổ đĩa thật. Card mạng của máy ảo sẽ được gắn trực tiếp với card mạng của máy thật. Lúc này, máy ảo sẽ đóng vai trò như một máy trong mạng thật, có thể nhận DHCP từ mạng ngoài, hoặc đặt IP tĩnh cùng dải với mạng ngoài để giao tiếp với các máy ngoài mạng hoặc lên Đề tài: Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong sản phẩm VMware vSphere vủa VMware Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm Nguyễn Thị Phương Trang – CNTT K6 -5- Internet. Ngoài ra, ta có thể sử dụng các switch ảo trong VMware để kết nối các máy ảo thành một hệ thống như mong muốn. II. Vmware vSpheres Với công nghệ dẫn đầu hơn 1 thập kỷ qua, VMware tạo nên chuẩn mực về nền tảng ảo hóa mạnh, đáng tin cậy, đặc biệt đặt nền tảng tốt nhất cho việc xây dựng hạ tầng cho điện toán đám mây. VMware vSphere đã được triển khai tại 170.000 tổ chức qui mô khác nhau, trong đó bao gồm 100% công ty thuộc Fortune 100 và 98% công ty thuộc Fortune 500. VMware vSphere là giải pháp nhằm hợp nhất và tối ưu hóa tài nguyên của cơ sở hạ tầng CNTT hiện có của khách hàng, tăng cường tính liên tục trong hoạt động kinh doanh, hợp lý hóa việc vận hành IT và coi IT như 1 dịch vụ. Thông qua việc tạo ra các máy ảo (số lượng lên tới 15 hoặc nhiều hơn) trên 1 máy chủ thực tế mà vẫn đảm bảo hiệu năng hoạt động của hệ thống, vSphere giúp giảm tính phức tạp của quá trình quản trị phần cứng thông qua ảo hóa toàn diện máy chủ, phần cứng mạng và lưu trữ. Khách hàng có thể cắt giảm chi phí vốn cho hệ thống IT khoảng hơn 70% và chi phí vận hành IT tới hơn 30%. Đề tài: Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong sản phẩm VMware vSphere vủa VMware Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm Nguyễn Thị Phương Trang – CNTT K6 -6- Với việc chuyển nhiều hardware thành các software, phần mềm VMware cho phép máy chạy nhiều hệ điều hành riêng lẽ, như những chiếc máy độc lập, người dùng chỉ cần cấu hình trên một máy duy nhất và thiết lập các cấu hình khác nhau cho các máy ảo. So sánh các phiên bản của VMware vSphere VMware vSphere được phát triểm từ phiên bản VMware ESX, một bộ sản phẩm của VMware cung cấp cấp khả năng quản lý tài nguyên tiên tiến. Quản lý tài nguyên cho các máy ảo, ảo hóa thông minh CPU, tăng sử dụng bộ nhớ bằng cách cấu hình bộ nhớ máy ảo đó một cách an toàn chạy vượt quá bộ nhớ máy chủ vật lý, cho phép một số lượng lớn các máy ảo chạy trên một máy chủ lưu trữ VMware ESX. VMware ESX đã tối ưu hóa hiệu suất cho doanh nghiệp, cụ thể ứng dụng quan trọng như cơ sở dữ liệu Oracle, Microsoft SQL Server, và Microsoft Exchange. Có thể thực hiện lên đến 8.900 giao dịch cơ sở dữ liệu / giây, 200.000 hoạt động I / O mỗi giây, và lên đến 16.000 hộp thư trên máy chủ Exchange. Sau phiên bản thứ 2 là VMware ESX 2, Năm 2007 VMware cho ra đời phiên bản VMware Infrustructure 3 được phát triển từ bộ sản phẩm VMware ESX 2. Đề tài: Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong sản phẩm VMware vSphere vủa VMware Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm Nguyễn Thị Phương Trang – CNTT K6 -7- VMware Infrustructure 3 nâng cao dung lượng bộ nhớ máy ảo, tăng số lượng CPU được hổ trợ trong một máy vật lý, khả năng ổn định và vận hành rất tốt. Năm 2010 vào thời điểm công nghệ điện toán đám mây được biết đến rộng rãi, VMware cho ra mắt sản phẩm hệ điều hành máy chủ ảo VMwarevSphere 4 dành cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ. VMwarevSphere 4 được phát triển từ VMware Infrustructure 3, cho phép doanh nghiệp và các nhà cug cấp dịch vụ biến trung tâm dữ liệu của họ thành những trung tâm dữ liệu được ảo hoá. VMware vSphere 4 là bộ phần mềm tách thành phần ứng dụng và thông tin nằm dưới cơ sở hạ tầng tổng thể, từ đó nó sẽ tạo ra cơ sở hạ tầng đám mây ngay bên trong để cung cấp các ứng dụng và các dịch vụ cơ sở hạ tầng dựa trên nhu cầu kinh doanh của doanh nghiệp. Giải pháp VMware sẽ được vận hành dựa trên máy chủ System x và BladaCenter giúp các doanh nghiệp vừa và nhỏ sử dụng hiệu quả cơ sở hạ tầng ảo hoá. Lợi ích của sự hợp tác này là giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí dành cho phần cứng, nguồn điện, bảo trì hệ thống. Nó cũng giúp cải tiến quy trình kinh doanh, giảm thời gian hệ thống ngừng chạy, cải thiện bảo mật dữ liệu… Vmware vSphere 4 đã chứng tỏ sự ưu việt tuyệt đối về tốc độ so với Vmware Infrastructure 3, từ khả năng xử lý cho tới khả năng lưu trữ và kết nối mạng. Do đó, Vmware vSphere 4 sẽ tạo ra hiệu quả và hiệu suất cao hơn cho các ứng dụng, đồng thời cho phép sử dụng nhiều máy ảo hơn trên các máy chủ. Ngoài ra máy ảo và máy chủ vSphere cũng được cải tiến khá nhiều so với Vmware Infrastructure 3. VMware Infrastructure 3 vSphere 4 Số lượng CPU tối đa của máy ảo 4 8 Dung lượng bộ nhớ tối đa của máy ảo 64GB 255GB Số lượng lõi CPU tối đa của máy chủ 32 64 Dung lượng bộ nhớ tối đa của máy chủ 256GB 1TB Đề tài: Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong sản phẩm VMware vSphere vủa VMware Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm Nguyễn Thị Phương Trang – CNTT K6 -8- Do những cải tiến này, nhiều ứng dụng sẽ vận hành tốt hơn hẳn trên vSphere, và với vSphere, giờ đây chúng ta có thể ảo hóa hầu hết mọi tác vụ. Vmware vSphere 4 tích hợp rất nhiều tính năng mới, bao gồm một số tính năng chính và rất nhiều tính năng bổ sung. Một vài tính năng quan trọng được tích hợp trong Vmware vSphere bao gồm: Fault Tolerance: Mặc dù vẫn còn tồn tại một số hạn chế, nhưng tính năng mới này rất hữu dụng với máy ảo vì nó giúp cho những máy ảo quan trọng luôn ở trạng thái sẵn sàng làm việc bằng cách cung cấp khả năng bảo vệ cho máy ảo ngay cả khi máy chủ gặp sự cố. Trong một số trường hợp, tính năng này có thể thay thế Microsoft Cluster Server để bảo vệ cho máy ảo khi máy chủ bị sập, tuy nhiên nó không thể bảo vệ máy ảo khi có lỗi trong ứng dụng. vShield Zones: Tính năng này được tích hợp trong một số ấn bản vSphere giúp cung cấp khả năng bảo mật mạng cho những máy ảo sử dụng hệ thống tường lửa ảo. Đây là một tính năng mà các sản phẩm nhóm ba trước đây không có được. Vmware Data Recovery: Tính năng này được tính hợp trong một vài ấn bản của vSphere có chức năng cung cấp một ứng dụng backup trực tiếp giữa các ổ đĩa để bảo vệ dữ liệu có trong máy ảo. Đây là một tính năng mới của sản phẩm nhóm ba. Distributed/third-party vSwitches: Tính năng này giúp người dùng dễ dàng thực hiện quản trị và cấu hình vSwitch cũng như tăng cường khả năng tương thích sử dụng Cisco Nexus 1000v. Vmware vSphere 5, một bộ cơ sở hạ tầng điện toán đám mây mới được VMware công bố ngày 13/7/2011.Vmware vSphere 5 tập trung vào công nghệ điện toán đám mây cho các công ty tầm trung và các doanh nghiệp vừa và nhỏ để chạy một trung tâm dữ liệu thế hệ mới. Vmware vSphere 5 làm cho cơ sở hạ tầng CNTT Đề tài: Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong sản phẩm VMware vSphere vủa VMware Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm Nguyễn Thị Phương Trang – CNTT K6 -9- biến mất bằng cách sử dụng phần mềm và dịch vụ thay thế phần cứng của trung tâm dữ liệu truyền thống. Vmware vSphere 5 được cải tiến từ vSphere 4 và là sản phẩm phần mềm tích hợp lớn nhất từng được đưa ra bởi VMware.VMware vSphere 5 sẽ hỗ trợ các máy ảo mạnh hơn bốn lần so với phiên VMware vSphere 4, lên tới 1TB bộ nhớ và 32 CPU ảo. Những máy ảo này sẽ có khả năng xử lý vượt quá 1 triệu hoạt động I/O mỗi giây, vượt xa các yêu cầu của những ứng dụng tập trung nhiều tài nguyên nhất. vSphere 5 bao gồm thành phần chính của nó là vShield 5 (bảo mật), VMware vCenter Site Recovery Manager 5 (phục hồi) và VMware vCloud Director (quản lý điện toán đám mây). Trong VMware vSphere 5, ứng dụng vShield 5 cũng cho phép xác định các rủi ro từ các dữ liệu không được bảo vệ, phân lập các ứng dụng với mức độ ủy thác khác nhau, và di chuyển các chính sách an ninh dữ liệu và ứng dụng trong các hệ thống ảo khác nhau. Đây là cách để giữ cho các dữ liệu và bộ máy an ninh của VMware luôn được đồng bộ. Tuy nhiên, tính năng quan trọng nhất của vShield 5 là nó cho phép các quản trị viên có thể áp dụng các xử lý tương tự như những xử lý trong cơ sở hạ tầng vật lý của họ trong điện toán đám mây. Cải tiến quan trọng nhất trong quản lý lưu trữ của vSphere 5 là việc vCenter Site Recovery Manager 5 giới thiệu một nhân bản tự động mới cho phép khách hàng tăng gấp đôi số lượng các ứng dụng bảo vệ với cùng mức chi phí. Đề tài: Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong sản phẩm VMware vSphere vủa VMware Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm Nguyễn Thị Phương Trang – CNTT K6 -10- Phiên bản VMware vSphere 5 đem tới nhiều lợi ích nổi trội cho khách hàng thông qua việc mở rộng đáng kể qui mô, số lượng máy ảo và các host được ảo hóa tới mức tối đa nhất hiện nay, giúp việc tạo các private và public clouds ở chi phí vận hành thấp hơn trước và giới thiệu khả năng mới về việc quy tụ hiệu quả nhất các nguồn lực công nghệ trong môi trường linh hoạt, tăng cường sức mạnh điện toán đám mây để tối ưu hóa hiệu quả hoạt động của các ứng dụng theo yêu cầu. Theo VMware, sản phẩm mới của hãng giúp khách hàng triển khai các ứng dụng kinh doanh quan trọng với độ tin tưởng cao nhờ có tính năng hiệu năng cực cao và tính khả mở linh loạt của vSphere 5. Nhờ đó khách hàng có thể chạy những ứng dụng kinh doanh quan trọng và tốn nhiều tài nguyên một cách thoải mái trong môi trường ảo hóa và đám mây. Giải pháp cũng đáp ứng nhu cầu kinh doanh nhanh hơn nhờ khả năng linh hoạt của đám mây - từ phân bổ tài nguyên nhanh chóng tới quản lý thông minh hoạt động hệ thống, bộ giải pháp toàn diện này giúp đơn giản hóa quản lý hạ tầng một cách triệt để. Đề tài: Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong sản phẩm VMware vSphere vủa VMware Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm Nguyễn Thị Phương Trang – CNTT K6 -11- Hiện tại, tại Việt Nam, VMware đã có những khách hàng quan trọng, như ngân hàng Sacombank, ngân hàng Đông Á và công ty Internet VNG. Sacombank sử dụng các giải pháp VMware vSphere, VMware vCenter Site Recovery Manager và VMware View 4 đảm bảo độ sẵn sàng cao, khả năng khôi phục nhanh chóng trong khi giảm chi phí cũng như gánh nặng lên các trung tâm dữ liệu. Ngân hàng Đông Á sử dụng VMware vSphere và VMware vCenter Management Suite để đơn giản hóa và tự động hóa việc quản lý các hoạt động ngân hàng, giảm chi phí hạ tầng, sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn nhờ tối ưu hóa công suất hệ thống. Đề tài: Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong sản phẩm VMware vSphere vủa VMware Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm Nguyễn Thị Phương Trang – CNTT K6 -12- III. Phân tích các nguyên tắc sáng tạo dùng trong VMware vSphere 1. Nguyên tắc phân nhỏ, tắc phẩm chất cục bộ: Để đáp ứng nhiều nhu cầu của người dùng, VMware xây dựng bộ sản phẩm VMware vSphere trên nguyên tắc chia nhỏ mỗi chức năng riêng lẽ, cục bộ cho mỗi thành phần trong bộ sản phẩm quản lý. Bộ sản phẩm VMware vSpheregồm nhiều thành phần đặc trưng như: o vShield: thiết lập chức năng bảo mật, trong chức năng vShield lại chia ra từng thành phần riêng, điển hình là VMware vShield Zones, một phần của gia đình VMware vShieldcung cấp một ứng dụng firewall với các policy dựa trên thông tin lưu lượng cơ bản để bảo vệ các máy ảo. o VMware vCenter Site Recovery Manager : thiết lập chức năng phục hồi dữ liệu, phục hồi cấu hình các máy ảo trong hệ thống… o VMware vCloud Director : quản lý điện toán đám mây. o … 2. Nguyên tắc “tách khỏi”: VMware vSphere 5 cho phép ta tạo tối đa 32 máy ảo khác nhau trên một máy vật lý, khi có nhu cầu xử lý các sự kiện diễn ra song song, thay vì sử lý trên một máy, ta có thể tách các sự kiện đó ra, chia cho mỗi máy ảo sử lý một sự kiện, như thế hiệu suất sẽ tăng gấp nhiều lần. 3. Nguyên tắc kết hợp: VMware vSphere là phần mềm chạy trên một hệ điều hành có trước, cho nên vấn đề đặt ra là làm sao để khi cài đặt trên bất kỳ hệ điều hành của hãng nào VMware vSphere đều có thể chạy ổn định. Để có thể chạy được trên nhiều hệ điều hành khác nhau, VMware luôn tích hợp và cập nhập các tool hổ trợ cài đặt trên các hệ điều hành hiện có trong sản phẩm VMware vSphere. Đề tài: Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong sản phẩm VMware vSphere vủa VMware Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm Nguyễn Thị Phương Trang – CNTT K6 -13- 4. Nguyên tắc vạn năng: Nguyên tắc này được thể hiện rõ trong công nghệ ảo hóa của VMware. Trên một máy tính vật lý, người sử dụng có thể tạo đến 32 máy ảo chạy những hệ điều hành khác nhau từ thông thường đến server để thực hiện nhiều tác vụ cùng một lúc. Ví dụ: một máy tính thật cài hệ điều hành Windows 7 người sử dụng có thể cài thêm một máy ảo Windows Server 2003 để làm máy server, một máy ảo Linux Server để test bảo mật, thiết lập quản trị mạng, một máy ảo Windows XP để thử nghiệm và giải trí,… điều này đặc biệt thuận lợi cho người dùng hoặc những công ty vừa và nhỏ muốn có một hệ thống mạng để xử lý công việc và lưu trữ dữ liệu. Ngoài ra, trong cơ chế hoạt động của VMware, khi cài đặt các máy ảo với các hệ điều hành khác nhau, người sử dụng không quan tâm nhiều đến vấn đề cài đặt, bởi vì các bước cài đặt, các cửa sổ giao tiếp đều giống nhau, chỉ cần đ