Tìm hiểu và triển khai hệ thống Linux Virtual Server
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đồ án này, tôi đã nhận được
sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy, cô, gia đình và tập thể lớp
D17TMTB. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin bày tỏ lời cảm ơn
chân thành đến:
Gia đình và tập thể lớp D17TMTB đã hỗ trợ về mặt tinh thần và vật
chất giúp tôi hoàn thành đồ án.
Xin gửi lời cảm ơn đến giáo viên bộ môn Hệ Điều Hành Linux thầy
Đặng Ngọc Cường đã cho tôi những kiến thức cơ bản về Linux.
Chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường và khoa Công nghệ
thông tin đã tạo điều kiện giúp tôi thực hiện đồ án này.
Và đặc biệt nhất tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn
Minh Nhật, người thầy kính mến đã tận tình chỉ bảo tôi trong suốt quá trình
thực hiện đồ án.
NGUYỄN VĂN CHÂU KHÔI 1
Tìm hiểu và triển khai hệ thống Linux Virtual Server
LỜI CAM ĐOAN
a) Những nội dung trong đồ án là do tôi thực hiện dưới sự chỉ dẫn tận
tình từ Giảng viên Thạc sĩ Nguyễn Minh Nhật.
b) Những nội dung trong đồ án đều được tích dẫn và ghi rõ thông tin tên
tác giả, tên tài liệu, ngày phát hành và đơn vị phát hành, thành gian
công bố.
c) Mọi sao chép không hợp lệ, quy phạm quy chế đào tạo, tôi xin hoàn
toàn chịu trách nhiệm.
Tác giả
NGUYỄN VĂN CHÂU KHÔI 2
Tìm hiểu và triển khai hệ thống Linux Virtual Server
Nguyễn Văn Châu Khôi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Số TT Ký Hiệu Ý Nghĩa

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Năm 2012 đánh dấu sự phát triển mạnh mẽ của các hệ thống Cloud
Computing và Big Data đi kèm đấy là sự phát triển mạnh mẽ của Internet và
nhu cầu của số lượng người dùng ngày một tăng cao. Điều này tạo ra cơ
hội kinh doanh cũng như khả năng “hái ra tiền” từ các dịch vụ Thương mại
điện tử. Hàng loạt các Website thương mại điện tử, các mạng xã hội cũng
như các dịch vụ khác ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu đấy.
Tuy nhiên, đứng trước việc luân chuyển dữ liệu mạnh mẽ ấy. Các hệ thống
cũ đặc biệt là các Webserver dường như luôn bị quá tải bởi sự luân chuyển
dữ liệu. Điều này đưa ra 1 thách thức cho doanh nghiệp. Việc xoá bỏ các
máy chủ cũ và thay thế một máy chủ mới thật sự tốn kém và chưa hẳn đáp
ứng được nhu cầu ngày càng cao của người dùng.
Từ những bất cập đấy, một công nghệ mới đã ra đời, công nghệ ảo hoá, mà
“Linux Virtual Server” là một trong những công nghệ đấy. Linux Virtual
Server như một chiếc phao cứu sinh cho những hệ thống máy chủ cũ. Linux
Virtual Server là sự kết hợp giữa các máy chủ, tạo nên một máy chủ bao
gồm các máy chủ con, đảm nhiệm nhiều công việc khác nhau. Việc này cho
thấy được khả năng mở rộng cũng như khả năng kết hợp, bắt tay giữa các
máy chủ khi cùng chia sẻ tài nguyên cho nhau.
Linux Virtual Server kết hợp với “Mô hình mạng có tính sẵn sàng cao
và cân bằng tải” dường như là cặp đôi hoàn hảo cho các doanh nghiệp vừa
và nhỏ ngay tại thời điểm này.
2. Mục tiêu đề tài
- Tìm hiểu về tổng quan công nghệ ảo hoá
- Tìm hiểu về hệ thống Linux Virtual Server
- Ứng dụng thực tiễn cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ tại Việt Nam
3. Phạm vi đề tài
- Nghiên cứu trong phạm vi lý thuyết các vấn đề về hệ thống Linux
Virtual Server

nguồn hệ thống riêng rẽ, hệ điều hành riêng và các ứng dụng riêng.
Thuật ngữ “Ảo Hóa” ra đời năm 1990 trên những máy tính có khả
năng xử lý lớn, ban đầu nó chỉ là những phương pháp phân chia tài chuyên
1 cách hợp lý để chạy các ứng dụng khác nhau, từ đó thuật ngữ “Ảo Hóa”
phát triển cho đến nay.
1.2.2 Nguyên nhân ra đời của công nghệ ảo hóa máy chủ
Internet trong tương lai, hay các công nghệ mới ra đời và ngày càng
phụ thuộc vào hệ thống mạng. Từ những thiết bị cơ bản như máy in, máy
fax hay Desktop, Laptop và kể cả những thiết bị di động. Trong thời điểm
bùng nổ thông tin năm 2013, tất cả đều được kết nối Internet, từng giờ,
từng phút dữ liệu được cập nhật liên tục. Tất cả tạo nên 2 khái niệm Big
Data và Cloud Computing.
2 khái niệm này ra đời đánh giá 1 cuộc cải tổ về phần cứng trên tất cả
các hệ thống máy chủ, những hệ thống máy chủ với phần cứng yếu kém
không thể đáp ứng được lưu lượng truy cập khổng lồ của người dùng. Bên
cạnh đó các vấn đề về khủng hoảng kinh tế năm 2010 đến nay khiến cho
việc tính toán chi phí để nâng cấp các phần cứng và hệ thống trở nên quá
lớn, và việc loại bỏ những phần cứng cũ tạo ra nhiều thiệt hại không đáng
về kinh tế.
NGUYỄN VĂN CHÂU KHÔI 8
Tìm hiểu và triển khai hệ thống Linux Virtual Server
Từ các yếu tố đấy, để đáp ứng nhu cầu của người dùng thì khái niệm
“Ảo Hóa” là điều tất yếu mà tất cả các doanh nghiệp đều phải quan tâm.
Tiêu biểu trong đấy bao gồm rất nhiều tập đoàn lớn đã nhảy vào thị trường
này như: Vmware, Microsoft, Oracle, Amazon, Redhat, Google…
1.3 GIỚI THIỆU VỀ CÁC CÔNG NGHỆ ẢO HÓA
1.3.1 Tìm hiểu các dịch vụ công nghệ ảo hoá
1.3.1.1 VMware
Trong lịch sử phát triển của công nghệ ảo hóa cho đến nay thì
VMware thật sự là cái tên đầu tiên mà khi nhắc đến ảo hóa ai cũng có thể

Ảo hóa hệ thống máy chủ có thể được hiểu nôm na như việc tách rời
sự lệ thuộc của hệ điều hành và phần cứng, điều này cho phép nhiều hệ
điều hành cùng hoạt động độc lập trên 1 nền tảng phần cứng chung. Điều
này giải quyết được các nhu cầu về phần cứng cao mà vẫn tối ưu được chi
phí khi sử dụng. Ảo hóa hệ thống máy chủ thông thường được sử dụng
trong việc phát triển các Server ảo (VPS: Virutal Private Server).
Xét về kiến trúc hệ thống các máy chủ ảo hóa có thể chia làm 2 mô hình là
HOST-BASED và HYBERVISOR-BASED
b. Mô hình hoạt động
• Mô hình HOST-BASED
Khái niệm về Hybervisor: Hypervisor hay còn gọi là Virtual Machine
Monitor (VMM), là một lớp phần mềm “mỏng” giữa phần cứng và hệ điều
hành để cho phép các hệ điều hành đó quản lý và sử dụng các tài nguyên
phần cứng cùng lúc.
NGUYỄN VĂN CHÂU KHÔI 10
Tìm hiểu và triển khai hệ thống Linux Virtual Server
Hình 1.1 Mô Hình HOST-BASED
Kiến trúc này sử dụng một lớp Hypervisor chạy trên nền tảng hệ điều
hành, sử dụng các dịch vụ được hệ điều hành cung cấp để phân chia tài
nguyên tới các máy ảo. Hypervisor ở đây là một lớp phần mềm riêng biệt,
do đó thì các hệ điều hành khách của máy ảo sẽ nằm trên lớp thứ 3 so với
phần cứng máy chủ.
Trong 1 hệ thống ảo hóa sử dụng mô hình HOST-BASED bao gồm 4
lớp hoạt động như sau
− Nền tảng phần cứng: Bao gồm các thiết bị nhập xuất, thiết bị lưu trữ
(HDD, SSD, Ram), bộ vi xử lý CPU, và các thiết bị khác (các thiết bị
mạng, vi xử lý đồ họa, âm thanh…)
− Hệ điều hành HOST: Hệ điều hành này thực hiện việc liên lạc trực
tiếp với phần cứng, qua đó cung cấp các dịch vụ và chức năng thông
qua hệ điều hành này.

1.3.2.2 Ảo hoá hệ thống mạng
a) Khái niệm
Ảo hóa hệ thống mạng hình dung một cách đơn giản là gom các dịch
vụ, các ứng dụng dựa trên nền người dùng/máy chủ, đưa chúng lên hệ
thống mạng. Sau đó, các ứng dụng, dịch vụ này sẽ được gán và cung cấp
vào các kênh phù hợp theo nhu cầu (như VLAN), hay ứng dụng cụ thể
được đối tượng nào đó yêu cầu để sử dụng (Assign for request).
b) Mô hình hoạt động
Có nhiều phương pháp để thực hiện việc ảo hóa hệ thống mạng. Các
phương pháp này tùy thuộc vào các thiết bị hỗ trợ, tức là các nhà sản xuất
thiết bị đó, ngoài ra còn phụ thuộc vào hạ tầng mạng sẵn có, cũng như nhà
cung cấp dịch vụ mạng (ISP). Dưới đây là 2 các mô hình hoạt động của một
vài phương pháp đã được nghiên cứu và triển khai bởi Cisco.
• Ảo hóa lớp mạng (Virtualized Overlay Network)
Trong mô hình này, nhiều hệ thống mạng ảo sẽ cùng tồn tại trên một
lớp nền tài nguyên dùng chung. Các tài nguyên đó bao gồm các thiết bị
mạng như Router, Switch, các dây truyền dẫn, NIC (network interface
card).Việc thiết lập nhiều hệ thống mạng ảo này sẽ cho phép sự trao đổi
thông suốt giữa các hệ thống mạng khác nhau, sử dụng các giao thức và
phương tiện truyền tải khác nhau, ví dụ như mạng Internet, hệ thống PSTN,
hệ thống Voip. Điều này làm tăng tính linh động trong hệ thống mạng, giúp
doanh nghiệp, người dùng thoát khỏi sự trói buộc của thiết bị, hạ tầng vật
lý.
NGUYỄN VĂN CHÂU KHÔI 13
Tìm hiểu và triển khai hệ thống Linux Virtual Server
Hình 1.3 Ảo hóa lớp mạng
− Substrate link: Các liên kết vật lý nền tảng.
− Sustrate router: Các router vật lý
− Virtual link và Substrate router là các thiết bị và liên kết được ảo hóa.
• Mô hình ảo hóa của Cisco

1.3.2.1 Ảo hoá hệ thống lưu trữ
a) Khái niệm
Ngày nay, nhu cầu lưu trữ dữ liệu của người dùng, doanh nghiệp
ngày càng tăng lên. Và hiển nhiên khi nhu cầu ấy tăng lên, các doanh
nghiệp cần một số lượng đĩa cứng tăng tương ứng, cùng với sự phát triển
dung lượng của các đĩa. Do đó, vấn đề bị phát sinh khi doanh nghiệp có
quá nhiều thiết bị lưu trữ vật lý cần được quản lý. Mặc dù có nhiều phương
pháp được đề xuất để phục vụ cho việc quản lý này như RAID (Ghép nhiều
đĩa cứng vật lý thành 1 đĩa cứng, qua đó gia tăng tốc độ đọc ghi và có khả
năng chịu lỗi cao), NAS (Network-attached storage), và SAN (Storage-area
networks), việc quản lý vẫn rất khó khăn và độ phức tạp cao. Do đó, khái
niệm ảo hóa hệ thống lưu trữ (Storage virtualization) ra đời. Ảo hóa hệ
thống lưu trữ, về cơ bản là sự mô phỏng, giả lập việc lưu trữ từ các thiết bị
lưu trữ vật lý. Các thiết bị này có thể là băng từ, ổ cứng hay kết hợp cả 2
loại.
NGUYỄN VĂN CHÂU KHÔI 16
Tìm hiểu và triển khai hệ thống Linux Virtual Server
Hình 1.5 Ảo Hóa Hệ Thống Lưu Trữ
Ảo hóa hệ thống lưu trữ mang lại các ích lợi như việc tăng tốc khả
năng truy xuất dữ liệu, do việc trải rộng và phân chia các tác vụ đọc/ghi
trong mạng lưu trữ. Ngoài ra, việc mô phỏng các thiết bị lưu trữ vật lý cho
phép tiết kiệm thời gian hơn thay vì phải định vị xem máy chủ nào hoạt
động trên ổ cứng nào để truy xuất.
b) Mô hình hoạt động
• Mô Hình HOST-BASED
Hình 1.6 Mô Hình HOST-BASED
Trong mô hình này, ngăn cách giữa lớp ảo hóa và ổ đĩa vật lý là
driver điều khiển của các ổ đĩa. Phần mềm ảo hóa sẽ truy xuất tài nguyên
(các ổ cứng vật lý) thông qua sự điều khiển và truy xuất của lớp Driver này.
• Mô Hình STORAGE-DEVICE-BASED

góc độ người sử dụng, ứng dụng vẫn hoạt động một cách bình thường. Ảo
hóa ứng dụng sẽ giúp tách rời sự phụ thuộc giữa nền tảng phần cứng, hệ
điều hành và ứng dụng với nhau.
b) Mô hình hoạt động
Có nhiều mô hình ảo hóa ứng dụng khác nhau trong đó vó thể kể đến
như Citrix với mô hình Application Streaming, Microsoft với mô hình
Microsoft Application Virtualization. Dưới đây là mô hình Application
Streaming của Citrix.
NGUYỄN VĂN CHÂU KHÔI 19
Tìm hiểu và triển khai hệ thống Linux Virtual Server
Hình 1.9 Mô hình Application Streaming của Citrix
Kỹ thuật streaming cho phép người quản lý có thể “đẩy” và quản lý
các ứng dụng trên nền tảng hệ điều hành Windows đến bất cứ người dùng
nào theo yêu cầu. Cụ thể hơn, thông qua các đường truyền dữ liệu được
dành riêng, các ứng dụng được tải về thiết bị của người dùng, sau đó chạy
trên một môi trường giả lập. Các thành phần của hệ thống application
streaming này bao gồm:
− Application Profiler: Tại đây các application được đóng gói, kèm với
nó là các thông tin như tài nguyên cần thiết để chạy ứng dụng, các
quy tắc khi triển khai trên thiết bị người dùng, các thành phần của
ứng dụng…
− Application Hub: Sau khi đã được đóng gói kèm theo các thông tin
cần thiết, các ứng dụng/phần mềm được lưu trữ tại đây.
Một đặc điểm với kỹ thuật này là: Các ứng dụng được lưu trữ tại bộ
nhớ cục bộ tại các máy tính cuối của người dùng, và được sử dụng như
các phần mềm được cài đặt theo cách truyền thống. Nhưng thật sự nó
không được cài đặt, mà là chạy trên lớp đệm là môi trường ảo hóa nằm
ngay trên hệ điều hành.
1.3.3 Thành phần của hệ thống ảo hoá
Một hệ thống ảo hóa bao gồm những thành phần sau.

cứng như một máy thật. Đây là một kiểu phần mềm ảo hóa dựa trên phần
cứng vật lý. Các hệ điều hành khách mà chúng ta cài trên các máy ảo này
không biết phần cứng mà nó nhìn thấy là phần cứng ảo.
1.3.3.4 Hệ điều hành khách
Hệ điều hành khách được xem như một phần mềm được cài đặt trên
một máy ảo giúp ta có thể sử dụng dễ dàng và xử lý các sự cố trong môi
trường ảo hóa. Nó giúp người dùng có những thao tác giống như là đang
thao tác trên một lớp phần cứng vật lý thực sự.
1.3.4 Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ ảo hoá
1.3.4.1 Ưu điểm của công nghệ ảo hoá
Từ những lý thuyết về ảo hóa trên, ta có thể thấy rằng công nghệ ảo
hóa là một trong những công nghệ giúp tiết kiệm về chi phí phần cứng vì
phần lớn tất cả các phần cứng cũ đều được sử dụng lại. Ngoài ra ưu điểm
lớn nhất của ảo hóa là tối ưu hóa việc sử dụng các tài nguyên vật lý như
Router, Switch, CPU và các tài nguyên logic như tài nguyên vi xử lý, tài
nguyên mạng, tài nguyên lưu trữ.
Các hệ thống ảo hóa còn tách biệt tương tác với các phần cứng nên
ảo hóa có thể giúp phần cứng ít hư hỏng hơn.
1.3.4.2 Nhược điểm của công nghệ ảo hoá
Đối với công nghệ ảo hóa, nhược điểm lớn nhất là hiệu suất của ảo
hóa, các máy ảo hay các thiết bị ảo đều cho hiệu suất kém hơn các phần
cứng thật.
Các hệ thống ảo hóa đều được hỗ trợ các phần mềm quản trị tập
trung từ xa, điều này giúp người quản trị có khả năng quản lý hệ thống tốt
hơn, tuy nhiên nếu không được hỗ trợ thì hệ thống ảo hóa thực sự khó
quản lý hơn rất nhiều. Ngoài ra việc cài đặt các ứng dụng hỗ trợ ảo hóa
NGUYỄN VĂN CHÂU KHÔI 22
Tìm hiểu và triển khai hệ thống Linux Virtual Server
cũng nan giải hơn, vì không phải ứng dụng nào cũng hỗ trợ cho việc ảo
hóa.

các hệ thống khác: chi phí phần cứng thấp, tốc độ cao (khi so sánh với các
NGUYỄN VĂN CHÂU KHÔI 24
Tìm hiểu và triển khai hệ thống Linux Virtual Server
phiên bản Unix độc quyền) và khả năng bảo mật tốt, độ tin cậy cao cũng
như là các đặc điểm về giá thành rẻ, không bị phụ thuộc vào nhà cung cấp.
Một đặc tính nổi trội của nó là được phát triển bởi một mô hình phát triển
ph ầ n m ề m ngu ồ n m ở hiệu quả.
Tuy nhiên, hiện tại số lượng phần cứng được hỗ trợ bởi Linux vẫn
còn rất khiêm tốn so với Windows vì các trình điều khiển thiết bị tương thích
với Windows nhiều hơn là Linux. Nhưng trong tương lai số lượng phần
cứng được hỗ trợ cho Linux sẽ tăng lên.
2.1.2 Ưu điểm nổi bật của Linux
Khi nhắc đến Linux thì điều đầu tiên mà ai cũng có thể nhận ra là nó
hoàn toàn miễn phí. Tuy nhiên đấy không phải là nguyên nhân giúp Linux
trở nên phổ biến. Linux có những đặc điểm nổi trội mà các hệ điều hành
khác không có được.
2.1.1.1 Linh hoạt, uyển chuyển
Linux là một hệ điều hành mã nguồn mở nên bất cứ ai cũng có thể
tùy ý sửa chữa theo như mình thích (miễn là người đấy có đủ kiến thức).
Bạn có thể chỉnh sửa Linux và các ứng dụng trên đó sao cho phù hợp với
mình nhất. Việc Việt hóa Windows được xem là không thể nếu như bạn
không có sự đồng ý và hỗ trợ của Microsoft. Tuy nhiên với Linux thì bạn có
thể làm được điều này một cách đơn giản hơn. Mặt khác do Linux được
một cộng đồng rất lớn những người làm phần mềm cùng phát triển trên các
môi trường, hoàn cảnh khác nhau nên tìm một phiên bản phù hợp với yêu
cầu của bạn sẽ không phải là một vấn đề quá khó khăn.
Tính linh hoạt của Linux còn được thể hiện ở chỗ nó tương thích
được với rất nhiều môi trường. Hiện tại, ngoài Linux dành cho server, máy
tính để bàn nhân Linux (Linux kernel) còn được nhúng vào các thiết bị điều
khiển như máy tính palm, robot Phạm vi ứng dụng của Linux được xem