TÌM HIỂU VÀ TRIỂN KHAI VIRTUAL SAN TRONG VMWARE SERVER

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
NGUYỄN MAI DANH
LÂM NGỌC KIM LONG
TÌM HIỂU VÀ TRIỂN KHAI VIRTUAL SAN
TRONG VMWARE SERVER
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TP.HCM-2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
NGUYỄN MAI DANH
LÂM NGỌC KIM LONG
TÌM HIỂU VÀ TRIỂN KHAI VIRTUAL SAN
TRONG VMWARE SERVER
CHUYÊN NGÀNH: MẠNG MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: THS. MAI VÂN PHƯƠNG VŨ

LỜI CÁM ƠN
Chúng em xin chân thành cảm ơn Khoa Công Nghệ Thông Tin trường Đại Học Sư
Phạm TP. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp
này.
Chúng em cũng xin cảm ơn thầy Mai Vân Phương Vũ đã tận tình hướng dẫn, động
viên, giúp đỡ và góp ý cho chúng em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận.
Bên cạnh đó chúng em xin gởi lời cảm ơn đến các Giảng viên khoa Công Nghệ
Thông Tin trường Đại Học Sư Phạm TP. Hồ Chí Minh đã truyền đạt kiến thức cần thiết
cho chúng em có đủ trình độ và tự tin thực hiện tốt công việc được giao trong quá trình
thực hiện khóa luận.
Mặc dù đã cố gắng hết sức để hoàn thành bài luận văn này, nhưng chắc chắc sẽ
không tránh khỏi những sai sót. Chúng em rất mong nhận được sự thông cảm và đóng
góp, chỉ bảo tận tình của quý thầy cô và bạn bè.
Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, bạn bè, những người luôn ở bên tôi và cho tôi
những sự động viên lớn lao trong thời gian thực hiện khóa luận này.
Nhóm sinh viên thực hiện:
Nguyễn Mai Danh – Lâm Ngọc Kim Long
Tháng 5 năm 2014

LỜI MỞ ĐẦU
Trong bối cảnh các doanh nghiệp hiện nay thì việc áp dụng công nghệ ảo hóa là
điều không thể thiếu. Ảo hóa giúp cho doanh nghiệp tiết kiệm khoảng đầu tư lớn vào
máy chủ. Nhưng để sử dụng được hết các tính năng mà ảo hóa có thể đem lại thì cần phải
kết hợp thêm chia sẽ lưu trữ. Nói cách khác, phải xây dựng hệ thống với việc quản lý dữ
liệu tập trung. Vì thế nên ta xây dựng SAN (Storage Area Network).
SAN (Storage Area Network) là một mạng riêng tốc độ cao dùng cho việc truyền
dữ liệu giữa các máy chủ tham gia vào hệ thống lưu trữ cũng như giữa các thiết bị lưu trữ
với nhau. SAN cho phép thực hiện quản lý tập trung và cung cấp khả năng chia sẻ dữ liệu
và tài nguyên lưu trữ. Hầu hết mạng SAN hiện nay dựa trên công nghệ kênh cáp quang,
cung cấp cho người sử dụng khả năng mở rộng, hiệu năng và tính sẵn sàng cao.
Do đó, SAN thường được sử dụng ở những trung tâm dữ liệu lớn vì mang một số
đặc điểm nổi bật như: Giảm thiểu rủi ro cho dữ liệu, khả năng chia sẻ tài nguyên rất cao,
khả năng phát triển dễ dàng, thông lượng lớn, hỗ trợ nhiều loại thiết bị, hỗ trợ và quản lý
việc truyền dữ liệu lớn và tính an ninh dữ liệu cao.
Hơn nữa, SAN tăng cường hiệu quả hoạt động của hệ thống bằng việc hỗ trợ đồng
thời nhiều hệ điều hành, máy chủ và các ứng dụng, có khả năng đáp ứng nhanh chóng với
những thay đổi về yêu cầu hoạt động của một tổ chức cũng như yêu cầu kỹ thuật của hệ
thống mạng.
Nhưng việc triển khai hệ thống SAN là vô cùng tốn kém. Nhằm giảm bớt cho doanh
nghiệp vừa và nhỏ thì giải pháp ảo hóa mạng lưới lưu trữ (Virtual SAN) cũng được phát
triển

1
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT......................................................................................5
DANH MỤC HÌNH ẢNH....................................................................................................6
DANH MỤC BẢNG BIỂU................................................................................................11
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI......................................................................................................12
MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ..............................................................................................13
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ...................................................................14
BỐ CỤC LUẬN VĂN........................................................................................................15
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ..............................................16
Tổng quan về ảo hóa VMware..............................................................................16
1.1.1. Giới thiệu về ảo hóa....................................................................................16
1.1.2. Kiến trúc của ảo hóa ...................................................................................17
1.1.3. Lợi ích của việc ảo hóa...............................................................................18
Tổng quan về hệ thống lưu trữ SAN (Storage Area Network).............................19
1.2.1. Giới thiệu về SAN ......................................................................................19
1.2.2. Các loại SAN ..............................................................................................21
1.2.3. Lợi ích của SAN .........................................................................................23
Tổng quan về VSAN (Virtual SAN).....................................................................24
1.3.1. Giới thiệu về VSAN ...................................................................................24
1.3.2. Lợi ích.........................................................................................................25
1.3.3. Yêu cầu hệ thống ........................................................................................26
CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH NĂNG......................................................27
Cấu trúc VSAN.....................................................................................................27
2.1.1. Disk group...................................................................................................28

2
2.1.2. VSAN Datastore .........................................................................................30
2.1.3. Công nghệ RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks)......................30
2.1.4. Đối tượng và thành phần.............................................................................32
2.1.5. Witness và replica.......................................................................................33
VM Storage Policies .............................................................................................34
2.2.1. Number of Failures to Tolerate...................................................................34
2.2.2. Number of Disk Stripes per Object ............................................................35
2.2.3. Flash Read Cache Reservation ...................................................................36
2.2.4. Object Space Reservation...........................................................................37
2.2.5. Force Provisioning......................................................................................37
Quá trình đọc ghi dữ liệu ......................................................................................38
2.3.1. Quá trình đọc dữ liệu ..................................................................................38
2.3.2. Quá trình ghi dữ liệu...................................................................................39
Xử lý lỗi trong VSAN...........................................................................................39
2.4.1. Xử lý lỗi HDD ............................................................................................40
2.4.2. Xử lý lỗi máy chủ .......................................................................................40
Xử lý trong trường hợp Isolated và Partition........................................................42
2.5.1. Trong trường hợp Isolated:.........................................................................42
2.5.2. Trong trường hợp Partition:........................................................................42
Các tính năng hỗ trợ VSAN..................................................................................43
2.6.1. vSphere HA.................................................................................................43
2.6.2. vMotion.......................................................................................................45
2.6.3. Distributed Resource Scheduler (DRS)......................................................46

3
Sự khác biệt giữa vSphere Storage Appliance (VSA) và VSAN .........................46
Sự khác nhau giữa Fault Tolerance (FT) và Number of Failures to Tolerate ......48
TRIỂN KHAI CÁC MÔ HÌNH...............................................................50
Triển khai mô hình VSAN (VMware)..................................................................50
3.1.1. Thiết kế mô hình.........................................................................................50
3.1.2. Cài đặt và cấu hình......................................................................................50
3.1.3. Triển khai một vài VM Storage Policy.......................................................63
3.1.4. Sử dụng vMotion ........................................................................................66
3.1.5. Cấu hình vSphere HA.................................................................................69
Triển khai mô hình FreeNAS................................................................................71
3.2.1. Thiết kế mô hình.........................................................................................71
3.2.2. Cài đặt và cấu hình......................................................................................71
3.2.3. Cấu hình Fault Tolerance............................................................................80
ĐÁNH GIÁ .............................................................................................82
VSAN (VMware) và FreeNAS.............................................................................82
4.1.1. Thử nghiệm 1: Khi bật máy ảo...................................................................82
4.1.2. Thử nghiệm 2: Triển khai vSphere HA và FT............................................84
SAN thật với VSAN (VMware)............................................................................86
4.2.1. Chi phí triển khai ........................................................................................86
4.2.2. Tính an toàn ................................................................................................88
4.2.3. Tính tiện năng.............................................................................................89
KẾT LUẬN .............................................................................................93
Kết quả đạt được...................................................................................................93

4
5.1.1. Về lý thuyết.................................................................................................93
5.1.2. Về thực nghiệm...........................................................................................93
Những hạn chế ......................................................................................................93
Hướng phát triển ...................................................................................................93
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................95

5
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
HA High Availability
FT Fault Tolerance
VSA vSphere Appliance
VM Virtual Machine
HDD Hard Disk Drive
SSD Solid State Drive
SAN Storage Area Network
VSAN Virtual SAN
IP Internet Protocol
FC Fibre Channel
TCO Total Cost of Ownership
RAID Redundant Arrays of Inexpensive Disks
LAN Local Area Network
VMM Virtual Machine Monitor
MB Megabyte
HBA Hub Bus Adapter
FCP Fibre Channel Prococol
SCSI Small Computer System Interface
iSCSI Internet Small Computer System Interface
CPU Central Processing Unit
RAM Random Access Memory

6
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1-1: Kiến trúc truyền thống ......................................................................................16
Hình 1-2: Kiến trúc ảo hóa ................................................................................................17
Hình 1-3: Kiến trúc VMware hypervisor - VMkernel.......................................................18
Hình 1-4: Mô hình SAN kết hợp với ảo hóa .....................................................................20
Hình 1-5: Kiến trúc FC SAN.............................................................................................22
Hình 1-6: Kiến trúc IP SAN ..............................................................................................23
Hình 1-7: Mô hình VSAN VMware..................................................................................25
Hình 2-1: Kiến trúc VSAN WMware................................................................................27
Hình 2-2: Disk group.........................................................................................................28
Hình 2-3: Scale-up disk group...........................................................................................29
Hình 2-4: Scale-out disk group..........................................................................................29
Hình 2-5: Dung lượng VSAN Datastore ...........................................................................30
Hình 2-6: Cách hoạt động RAID 0....................................................................................31
Hình 2-7: Các hoạt động RAID 1......................................................................................31
Hình 2-8: Cách hoạt động RAID 0 + 1..............................................................................32
Hình 2-9: Thành phần và đối tượng ..................................................................................33
Hình 2-10: VM Storage Policy..........................................................................................34
Hình 2-11: Cách hoạt động Number of Failures to Tolerate.............................................35
Hình 2-12: Cách hoạt động Number of Disk Stripes per Object.......................................36
Hình 2-13: Cách hoạt động Object Space Reservation .....................................................37
Hình 2-14: Cách hoạt động Force Provisioning................................................................38
Hình 2-15: Quá trình đọc dữ liệu.......................................................................................39
Hình 2-16: Quá trình ghi dữ liệu .......................................................................................39
Hình 2-17: Cách xử lý lỗi HDD ........................................................................................40
Hình 2-18: Cách xử lý lỗi máy chủ ...................................................................................41
Hình 2-19: Đồng bộ giữa 2 bản replica .............................................................................41

7
Hình 2-20: Xử lý lỗi Isolated.............................................................................................42
Hình 2-21: Xử lý lỗi Partition............................................................................................43
Hình 2-22: Cách hoạt động của vSphere HA ....................................................................44
Hình 2-23: Cách hoạt động của vMotion ..........................................................................45
Hình 2-24: Cách hoạt động của DRS ................................................................................46
Hình 2-25: Cách hoạt động của VSA................................................................................47
Hình 2-26: Cách xử lý lỗi của VSA ..................................................................................47
Hình 2-27: Cách hoạt động của Fault Tolerance...............................................................49
Hình 3-1: Mô hình triển khai VSAN VMware..................................................................50
Hình 3-2: Giao diện cài đặt vCenter Single Sign-On........................................................51
Hình 3-3: vCenter Single Sign-On: Password...................................................................51
Hình 3-4: Cài đặt vSphere Web Client..............................................................................52
Hình 3-5: vSphere Web Client: HTTP port, HTTPS port.................................................52
Hình 3-6: vSphere Web Client: Tài khoản, mật khẩu .......................................................53
Hình 3-7: vSphere Web Client: Cài đặt Certificate...........................................................53
Hình 3-8: vCenter Inventory Service: Tài khoản, mật khẩu .............................................54
Hình 3-9: Cài đặt vCenter Server ......................................................................................54
Hình 3-10: vCenter Server: Tạo vCenter Server ...............................................................55
Hình 3-11: vCenter Server: Tài khoản, mật khẩu..............................................................55
Hình 3-12: Giao diện khởi tạo ESXi .................................................................................56
Hình 3-13: Giao diện cài đặt ESXi....................................................................................56
Hình 3-14: Giao diện ESXi: chọn phân vùng....................................................................56
Hình 3-15: Cài đặt ESXi: đặt mật khẩu.............................................................................57
Hình 3-16: Cài đặt ESXi: Install........................................................................................57
Hình 3-17: Khởi động ESXi..............................................................................................57
Hình 3-18: ESXi: Đặt IP tĩnh ............................................................................................57
Hình 3-19: New Cluster: Tạo cluster.................................................................................58
Hình 3-20: Add host: Tạo host ..........................................................................................58

8
Hình 3-21: Add host: Chứng thực tài khoản .....................................................................59
Hình 3-22: Add networking: Thêm network adapter ........................................................59
Hình 3-23: Add networking: Chọn Switch........................................................................60
Hình 3-24: Giao diện Add networking..............................................................................60
Hình 3-25: Hoàn thành Add networking...........................................................................61
Hình 3-26: Edit VSAN settings: Chọn manual .................................................................61
Hình 3-27: Create Disk Group: Thêm SSD và HDD vào disk group ...............................62
Hình 3-28: Giao diện chọn đĩa cho disk group..................................................................62
Hình 3-29: Dung lượng VSAN..........................................................................................62
Hình 3-30: Giao diện VM Storage Policy: Thiết lập Number of Failures to Tolerate......63
Hình 3-31: Thông tin máy ảo sau khi thiết lập Number of Failures to Tolerate...............63
Hình 3-32: Giao diện VM Storage Policy: Thiết lập Number of Failures to Tolerate và
Number of Disk Stripes per Object ....................................................................................64
Hình 3-33: Thông tin máy ảo sau khi thiết lập Number of Failures to Tolerate và Number
of Disk Stripes per Object ..................................................................................................65
Hình 3-34: Giao diện VM Storage Policy: Thiết lập Object Space Reservation ..............66
Hình 3-35: Thông tin máy ảo sau khi thiết lập Object Space Reservation .......................66
Hình 3-36: Giao diện thông tin máy ảo.............................................................................67
Hình 3-37: Giao diện Action: chọn Migrate......................................................................67
Hình 3-38: Giao diện Migrate: Chọn máy chủ đích..........................................................68
Hình 3-40: Edit Cluster Settings: Chọn vSphere HA........................................................69
Hình 3-42: Action: chọn shut down ..................................................................................70
Hình 3-44: Mô hình triển khai FreeNAS...........................................................................71
Hình 3-45: Giao diện cài đặt FreeNAS: Chọn phân vùng cài đặt .....................................71
Hình 3-46: Giao diện cài đặt FreeNAS: chọn Yes ............................................................72

9
Hình 3-47: Giao diện đặt mật khẩu ...................................................................................72
Hình 3-48: Giao diện quản lý volume ...............................................................................73
Hình 3-49: Giao diện tạo volume ......................................................................................73
Hình 3-50: Giao diện quản lý giao thức ............................................................................74
Hình 3-51: Giao diện tạo tài khoản ...................................................................................74
Hình 3-52: Giao diện thêm Portal......................................................................................75
Hình 3-53: Giao diện cấu hình Device Extent...................................................................75
Hình 3-54: Giao diện cấu hình Target Global Configuration............................................75
Hình 3-55: Giao diện cấu hình Initiator.............................................................................76
Hình 3-56: Giao diện cấu hình Target...............................................................................76
Hình 3-57: Giao diện cấu hình Associated Target ............................................................76
Hình 3-58: Giao diện Storage Adapters ............................................................................77
Hình 3-59: Giao diện Add Storage Adapter......................................................................77
Hình 3-60: Giao diện Storage Adapter..............................................................................77
Hình 3-61: Giao diện quản lý card mạng kết nối ..............................................................78
Hình 3-62: Giao diện cấu hình IP FreeNAS......................................................................78
Hình 3-63: Giao diện cấu hình tài khoản chứng thực........................................................79
Hình 3-64: Giao diện hiển thị kết nối FreeNAS và ESXi .................................................79
Hình 3-65: Giao diện Rescan để ESXi nhận FreeNAS làm datastore...............................80
Hình 3-66: Giao diện hiển thị thông tin datastore FreeNAS.............................................80
Hình 4-1: Quá trình IOPS trên máy 192.168.1.201...........................................................82
Hình 4-2: Quá trình IOPS trên máy 192.168.1.202...........................................................83
Hình 4-3: Quá trình I/O .....................................................................................................83
Hình 4-4: Quá trình IOPS máy 192.168.1.201 khi vSphere HA.......................................84
Hình 4-5: Quá trình IOPS máy 192.168.1.202 khi vSphere HA.......................................84
Hình 4-6: Quá trình IOPS của vSphere HA và FT............................................................85

10
Hình 4-7: Mô hình SAN thật .............................................................................................86
Hình 4-8: Mô hình VSAN (VMware) ...............................................................................87
Hình 4-9: Tính an toàn VSAN (VMware).........................................................................88
Hình 4-10: Tính an toàn SAN thật.....................................................................................89
Hình 4-11: Tính tiện năng VSAN (VMware)....................................................................90
Hình 4-12: Tính tiện năng SAN thật .................................................................................91

11
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2-1: Cấu trúc cơ bản .................................................................................................28
Bảng 2-2: Trường hợp sử dụng VM Storage Policy..........................................................38
Bảng 2-3: So sánh VSA và VSAN ....................................................................................48
Bảng 4-1: Hiệu suất VSAN và FreeNAS...........................................................................86
Bảng 4-2: Giá SAN thật.....................................................................................................87
Bảng 4-3: Giá VSAN (VMware).......................................................................................88
Bảng 4-4: So sánh SAN thật và VSAN (WMware) ..........................................................92

12
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Với xu hướng của việc triển khai công nghệ thông tin hoàn toàn là điều cần thiết
của bất cứ doanh nghiệp nào. Doanh nghiệp cần phải đối mặt với vấn đề lưu trữ dữ liệu.
Và triển khai lưu trữ dữ liệu tập trung là điều tất yếu vì người quản trị có thể dễ dàng quản
lý được dữ liệu, dễ dàng khai thác dữ liệu, dễ dàng cho việc bảo mật an toàn thông tin.
Mô hình SAN ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu doanh nghiệp.
Tuy nhiên để triển khai được mô hình SAN thì rất tốn kém. Nó không phù hợp với
các doanh nghiệp vừa và nhỏ hay mới thành lập. Nhằm giúp giảm chi phí thì xây dưng hệ
thống Virtual SAN sẽ tiết kiệm rất nhiều cho doanh nghiệp nhưng vẫn đảm bảo đủ các
chức năng cơ bản của SAN nên nhóm chọn đề tài “Tìm hiểu và triển khai Virtual SAN
trong VMware Server”.

13
MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Đề tài có mục tiêu chính là triển khai hệ thống lưu trữ đơn giản, chi phí đầu tư ban
đầu thấp, dễ dàng triển khai, mở rộng…Virtual SAN là một giải pháp lưu trữ mới của
WMware được tích hợp một vài tính năng của vSphere để triển khai cho các doanh
nghiệp vừa, nhỏ hay mới thành lập.

14
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu là các vấn đề lý thuyết về Virtual SAN VMware, phạm vi
nghiên cứu xoay quanh các vấn đề cơ bản của Virtual SAN VMWare, và các tính năng
chính trong VMware
Các công việc chính của đề tài:
 Tìm hiểu lý thuyết về Virtual SAN VMware.
 Tìm hiểu các mô hình, so sánh thực nghiệm giữa Virtual SAN VMware và
FreeNAS.
 Xem xét khả năng triển khai các tính năng của Virtual SAN VMware (một
số tính năng khả thi trong khóa luận).
 So sánh sự khác biệt giữa một số phần mềm và tính năng có thể nhầm lẫn
(VSA, Fault Tolerance…).
 Đánh giá giữa Virtual SAN VMware và SAN thật.
 Cấu hình, cài đặt và kiểm tra thử hệ thống và lấy kết quả.

15
BỐ CỤC LUẬN VĂN
Chương 1: Tổng quan về đề tài
Chương này sẽ giới thiệu tổng quan về các công nghệ ảo hóa, SAN và lý do
mà các doanh nghiệp vừa và nhỏ hay mới thành lập triển khai Virtual SAN
VMware.
Chương 2: Cấu trúc và các tính năng
Chương này sẽ giới thiệu chi tiết về công nghệ sẽ ứng dụng xây dựng hệ
thống, nêu cấu trúc, các thành phần và các tính năng được tích hợp vào công nghệ.
Đồng thời sẽ nêu lên những đặc điểm khác biệt giữa các công nghệ và tính năng.
Chương 3: Triển khai mô hình
Chương này sẽ triển khai thử nghiệm các mô hình.
Chương 4: Đánh giá
Chương này sẽ thực hiện đánh giá giữa các mô hình.
Chương 5: Kết luận và hướng phát triển
Trình bày những kết quả đạt được, những hạn chế và hướng phát triển.

16
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Tổng quan về ảo hóa VMware
1.1.1. Giới thiệu về ảo hóa
Trước khi có công nghệ ảo hóa, hệ điều hành và các ứng dụng chạy trên một máy
tính vật lý. Một mối quan hệ 1:1 tồn tại giữa một máy tính vật lý và hệ điều hành. Mối
quan hệ này sử dụng ít công suất, chỉ khoảng 5 – 10% công suất của máy chủ vật lý. Khi
muốn triển khai nhiều hệ điều hành thì phải có nhiều máy chủ vật lý. Mỗi lần nâng cấp
phần cứng thì cần rất nhiều thời gian để mua, láp ráp và cài đặt. Máy chủ dự phòng vật lý
là một quá trình tốn nhiều thời gian. Trong các môi trường không ảo hóa thì thời gian
được dành để mua phần cứng, láp ráp, cài đặt hệ điều hành, bản cập nhật hệ điều hành, cài
đặt và cấu hình các ứng dụng cần thiết có thể mất nhiều thời gian.
Hình 1-1: Kiến trúc truyền thống1
Mô hình này không linh hoạt và không hiệu quả. Nhiều chi phí phát sinh như chi
phí đầu tư, không gian, điện năng tiêu thụ, hệ thống làm mát, chi phí bảo trì…
Công nghệ ảo hóa là một công nghệ được ra đời nhằm khai thác triệt để khả năng
làm việc của một máy chủ vật lý. Ảo hóa cho phép vận hành nhiều máy ảo trên cùng một
máy chủ vật lý, dùng chung các tài nguyên của một máy chủ vật lý như CPU, Ram, ổ
1
Trích từ Diagram & Icon Library - Community 2Q12 2 of 3 [10]

17
cứng,… và các tài nguyên khác. Các máy ảo khác nhau có thể vận hành hệ điều hành và
ứng dụng trên cùng một máy chủ vật lý.
Hình 1-2: Kiến trúc ảo hóa2
Công nghệ ảo hoá cho phép hợp nhất và chạy nhiều khối lượng công việc như các
máy ảo trên một máy vi tính duy nhất. Một máy ảo là một máy tính được tạo ra bởi phần
mềm, giống như một máy tính vật lý, chạy một hệ điều hành và các ứng dụng. Mỗi máy
ảo có phần cứng ảo riêng của nó, bao gồm một CPU, bộ nhớ, đĩa cứng, và card mạng ảo,
giống như phần cứng cho hệ điều hành và ứng dụng.
1.1.2. Kiến trúc của ảo hóa
Ảo hóa VMware sử dụng kiến trúc VMM – Hypervisor, nghĩa là máy chủ VMware
sẽ tạo một lớp ảo hóa hypervisor để điều khiển quá trình chia sẻ và sử dụng tài nguyên
của các máy ảo. Nhờ cấu trúc xử lý linh hoạt nên các máy ảo có thể tận dụng tối đa hiệu
suất phần cứng và quản lý dễ dàng hơn.
Phần mềm ảo hóa VMware chạy trực tiếp trên phần cứng máy chủ, mà không cần
đến một hệ điều hành khác.
2
Trích từ Diagram & Icon Library - Community 2Q12 2 of 3 [10]

18
Hình 1-3: Kiến trúc VMware hypervisor - VMkernel3
Công nghệ ảo hóa VMware cung cấp một lớp ảo hóa để trừu tượng các tài nguyên
CPU, Ram, ổ cứng, card mạng của một máy chủ vật lý cho nhiều máy ảo. Trong kiến trúc
WMware, các ứng dụng đang chạy trong các máy ảo truy cập CPU, Ram, ổ cứng, card
mạng không trực tiếp truy cập xuống phần cứng mà phải thông qua một lớp mỏng còn
được gọi là hypervisor hay VMkernel. VMkernel nhận các yêu cầu tài nguyên của máy ảo
từ Virtual Machine Monitor (VMM) và đưa các yêu cầu đó tới phần cứng vật lý. VMM
trên mỗi máy ảo nó trình bày phần cứng và nhận các yêu cầu từ máy ảo [10]. Hypervisor
cho phép các máy ảo hoạt động với mức độ độc lập với phần cứng vật lý bên dưới. Ví dụ,
một máy ảo có thể được chuyển từ máy chủ vật lý này đến máy chủ vật lý khác. Ngoài ra,
ổ đĩa ảo của nó có thể được chuyển từ kiểu lưu trữ này đến kiểu lưu trữ khác mà không
ảnh hướng đến hoạt động của các máy ảo.
1.1.3. Lợi ích của việc ảo hóa
Ảo hóa hạ tầng CNTT cho phép tiết giảm chi phí trong khi đó lại tăng hiệu quả,
hiệu năng, và tính linh động cho hạ tầng hiện hữu của bạn.
Giảm số lượng máy chủ vật lí, giảm lượng điện năng tiêu thụ, tiết kiệm được chi
phí cho việc bảo trì phần cứng, nâng cao hiệu quả công việc.
3
Trích từ VMware vsphere: install, configure, manage [V5.0] [8]

19
Dễ dàng mở rộng hệ thống khi có nhu cầu, triển khai máy chủ ảo nhanh, tận dụng
tài nguyên hiện có: vì mỗi máy ảo đơn giản chỉ là một tập tin hoặc một thư mục, ta có thể
tạo ra máy chủ ảo mới bằng cách sao chép từ một file của máy chủ ảo hiện tại và cấu hình
lại, chọn máy chủ vật lý còn dư tài nguyên để đưa máy chủ ảo mới lên.
Với công cụ quản lý tập trung, ta sẽ theo dõi được máy chủ nào đang quá tải, từ đó
sẽ áp dụng chính sách tăng tài nguyên về CPU, Ram, ổ cứng cho máy chủ ảo đó hoặc di
chuyển máy ảo đang quá tải đó sang máy chủ vật lý có cấu hình mạnh hơn, có nhiều tài
nguyên hơn để chạy. Toàn bộ quá trình trên có thể được thực hiện mà không cần phải tắt
máy ảo đó.
Khai thác triệt để các tài nguyên của phần cứng vật lý bằng cách chạy nhiều hệ
điều hành trên mạng một chủ vật lý.
Giảm thiểu các chi phí đầu tư ban đầu bằng cách giảm hạ tầng vật lý và cải thiện
máy chủ: Các máy chủ và phần cứng ít hơn có nghĩa là không gian phòng máy được
giảm, các yêu cầu về nguồn điện và chi phí làm mát cũng giảm.
Khi một máy chủ chứa nhiều máy ảo ngừng hoạt động, thì tất cả máy ảo ngừng hoạt
động. Để khắc phục nhược điểm này ta phải xây dựng hệ thống mạng lưu trữ SAN
(Storage Area Network).
Tổng quan về hệ thống lưu trữ SAN (Storage Area Network)
1.2.1. Giới thiệu về SAN
SAN là một hệ thống trong đó các thiết bị lưu trữ được tổ chức thành một mạng
riêng, tách rời khỏi hệ thống LAN. Nói chung, mạng SAN sẽ nối kết tất cả các tài nguyên
liên quan đến lưu trữ trong mạng lại với nhau. Đặc điểm nổi bật trong cấu trúc SAN là nó
thường cho tốc độ kết nối dữ liệu cao (Gigabit/sec) giữa các thiết bị lưu trữ ngoại vi, đồng
thời cho khả năng mở rộng cao.

20
Hình 1-4: Mô hình SAN kết hợp với ảo hóa4
Mạng lưu trữ là giải pháp mới kết nối các thiết bị lưu trữ với máy chủ. SAN sử
dụng những tiến bộ trong công nghệ mạng nhằm nâng cao băng thông, hiệu năng thực thi
và độ sẵn sàng cao cho hệ thống lưu trữ. Do SAN tách biệt với hệ thống mạng thông
thường nên khi hoạt động sẽ không chiếm băng thông của hệ thống mạng, cho phép nhiều
máy chủ cùng chia sẻ một không gian lưu trữ.
Trong hệ thống SAN có 3 thành phần chính:
 Thiết bị lưu trữ: là các tủ đĩa có dung lượng lớn, khả năng truy xuất nhanh, có
hỗ trợ các chức năng RAID,… tủ đĩa này là nơi chứa dữ liệu của toàn bộ hệ
thống.
 Thiết bị chuyển mạch SAN (SAN Switch): đó là các SAN switch thực hiện việc
kết nối các máy chủ đến tủ đĩa
 Các máy chủ hoặc máy trạm cần lưu trữ, được kết nối đến SAN switch bằng
cáp quang thông qua HBA card.
4

21
1.2.2. Các loại SAN
Tùy vào nghi thức truyền tải dòng dữ liệu SCSI, có thể chia SAN thành 2 loại: FC
SAN và IP SAN. Hai giao thức được sử dụng phổ biến nhất đại diện cho 2 loại trên là
FCP và iSCSI.
1.2.2.1. Fibre Channel SAN (FC-SAN)
FC được thiết kế dành riêng cho việc truyền tải dữ liệu dạng block (khối). FC được
dùng chủ yếu cho mục đích truyền tải dòng dữ liệu SCSI trong các hệ thống SAN và các
hệ thống SAN dùng FC được gọi là FC-SAN.
FC SAN là một mạng tốc độ cao chuyên dụng kết nối máy chủ với các thiết bị lưu
trữ hiệu suất cao. Mạng sử dụng giao thức Fibre Channel để vận chuyển lưu lượng SCSI
từ máy ảo cho các thiết bị FC SAN. Để chuyển lưu lượng từ các máy chủ đến lưu trữ chia
sẻ, SAN sử dụng giao thức Fibre Channel (FC) để đóng gói các lệnh SCSI vào frame
Fibre Channel. [9]
Để kết nối với FC SAN, máy chủ của bạn cần được trang bị Fibre Channel host
adapter bus (HBA). Nếu máy chủ có chứa FCoE (Fibre Channel over Ethernet) adapter,
thì có thể kết nối với các thiết bị chia sẻ Fibre Channel bằng cách sử dụng một mạng
Ethernet.
Trong cấu hình này, một máy chủ kết nối với một SAN fabric, trong đó bao gồm
thiết bị Fibre Channel switch và các mảng lưu trữ, sử dụng Fibre Channel adapter. LUN
được tạo ra từ disk array.

22
Hình 1-5: Kiến trúc FC SAN5
1.2.2.2. IP SAN
Người ta đã định nghĩa một giao thức mới gọi là iSCSI để cho phép dòng dữ liệu
SCSI được đóng gói và truyền tải trên mạng TCP/IP.
Lưu trữ tập tin máy ảo trên các thiết bị lưu trữ iSCSI từ xa. iSCSI đóng gói lưu
lượng lưu trữ SCSI vào giao thức TCP / IP để nó có thể di chuyển thông qua mạng TCP /
IP thay vì mạng FC chuyên dụng. Với một kết nối iSCSI, máy chủ đóng vai trò là
initiator giao tiếp với target, nằm trong hệ thống lưu trữ iSCSI từ xa.
5

23
Hình 1-6: Kiến trúc IP SAN6
Một iSCSI SAN bao gồm một hệ thống lưu trữ iSCSI, trong đó có một hoặc nhiều
LUN và một hoặc nhiều bộ vi xử lý lưu trữ (SP). Thông tin liên lạc giữa các máy chủ và
các mảng lưu trữ diễn ra trên một mạng TCP / IP.
Máy chủ được cấu hình với iSCSI initiator. Initiator có thể là phần cứng hoặc phần
mềm.
Initiator truyền các lệnh SCSI trên mạng IP. Target nhận được lệnh SCSI từ mạng
IP. Có thể có nhiều initiator và target trong mạng iSCSI. Initiator nằm trong trong các
máy chủ, target nằm trong mảng lưu trữ. Mảng iSCSI có thể hạn chế quyền truy cập vào
các target từ máy chủ bằng cách sử dụng các cơ chế khác nhau bao gồm địa chỉ IP, mạng
con và yêu cầu xác thực.[9]
1.2.3. Lợi ích của SAN
Dễ dàng chia sẻ lưu trữ và quản lý thông tin, mở rộng lưu trữ dễ dàng thông qua
quá trình thêm các thiết bị lưu trữ vào mạng không cần phải thay đổi các thiết bị như máy
chủ hay các thiết bị lưu trữ hiện có.
6

24
SAN cung cấp giải pháp khôi phục dữ liệu một các nhanh chóng bằng cách thêm
các thiết bị lưu trữ có khả năng khôi phục cực nhanh dữ liệu khi một thiết bị lưu trữ bị lỗi
hay không truy cập được.
Các hệ thống SAN mới hiện nay cho phép sao chép (duplication) hay một tập tin
được ghi tại hai vùng vật lý khác nhau (clone) cho phép khôi phục dữ liệu nhanh chóng.
Một ứng dụng khác của SAN là khả năng cho phép máy tính khởi động trực tiếp từ
SAN mà chúng quản lý. Điều này cho phép dễ dàng thay các máy chủ bị lỗi khi đang sử
dụng và có thể cấu hình lại, cho phép thay đổi hay nâng cấp máy chủ một cách dễ dàng và
dữ liệu không hề ảnh hướng khi máy chủ bị lỗi.
Băng thông cao có thể lên tới 16Gbps.
Nhưng việc triển khai hệ thống SAN là vô cùng tốn kém. Nhằm giảm bớt chi phí
cho doanh nghiệp vừa và nhỏ thì giải pháp ảo hóa mạng lưới lưu trữ (Virtual SAN) cũng
được phát triển.
Tổng quan về VSAN (Virtual SAN)
1.3.1. Giới thiệu về VSAN
VMware Virtual SAN là một dạng lưu trữ được định nghĩa bằng phần mềm, một
giải pháp lưu trữ mới của VMware. Giải pháp này hoạt động bằng cách phân nhóm đĩa
cứng và ổ đĩa trạng thái rắn (HDD và SSD) [1] của máy chủ để tạo ra một không gian lưu
trữ hiệu suất cao và tối ưu cho các máy ảo.
VSAN được xây dựng trong kernel và thực hiện các kiến trúc phân tán tận dụng ổ
SSD làm bộ nhớ đệm cho hiệu suất đọc/ghi cao và ổ HDD để lưu trữ [1]. VSAN đơn giản
hoá việc cung cấp và quản lý lưu trữ, đồng thời giảm chi phí đầu tư ban đầu (TCO).
VSAN không những mang đến độ tin cậy, sự mạnh mẽ cho hệ thống lưu trữ của doanh
nghiệp mà còn có khả năng chống mất mát dữ liệu cao trong bất kỳ trường hợp lỗi phần
cứng nào.

25
Hình 1-7: Mô hình VSAN VMware7
Hỗ trợ các tính năng VMware chẳng hạn như là vSphere HA, vMotion, và DRS.
VSAN giúp loại bỏ nhu cầu cho một lưu trữ chia sẻ bên ngoài và đơn giản hóa cấu hình
lưu trữ và các hoạt động dự phòng máy ảo.
1.3.2. Lợi ích
Xây dựng trong nhân vSphere – Virtual SAN được thực hiện bên trong kernel,
giúp tối ưu hoá hiệu suất và khả năng mở rộng.
Hiệu suất cao: VSAN sử dụng SSD để tăng hiệu suất thông qua việc đọc/ghi bộ
nhớ đệm.
Khả năng mở rộng linh hoạt và không gây gián đoạn: Chỉ cần thêm ổ cứng hoặc bổ
sung thêm máy chủ.
Quản lý theo chính sách lưu trữ – Với việc quản lý dựa trên chính sách lưu trữ, giải
pháp VMware Virtual SAN chuyển đổi mô hình quản lý lưu trữ từ thiết bị đến ứng dụng.
Một kho lưu trữ VMware Virtual SAN có thể cung cấp nhiều cấp độ dịch vụ khác nhau
7
Trích từ http://www.vmware.com/ap/products/virtual-san/

26
dựa trên các chính sách máy ảo. Đối với các quản trị viên, không có những cấu hình phức
tạp về LUNs, họ sẽ tránh được việc thiết lập phân bổ rườm rà và có thể thay đổi chính
sách một cách dễ dàng. Chi phí đầu tư thấp hơn – Virtual SAN giảm đáng kể vốn và chi
phí hoạt động bằng cách tận dụng các ổ đĩa máy chủ và SSD, giảm điện năng và chi phí
làm mát và tăng cường hiệu quả hoạt động thông qua tự động hoá.
Đơn giản hóa lưu trữ – Virtual SAN làm đơn giản hoá việc cung cấp dữ liệu cho
các máy ảo. Nó được thiết kể để cho phép dự phòng nhanh chóng trực tiếp từ vSphere
Web Client với một vài cú nhấp chuột đơn giản.
Tích hợp bảo vệ từ lỗi – Công nghệ này tận dụng RAID để làm đảm bảo dữ liệu
không bao giờ bị mất dữ liệu khi một đĩa, máy chủ hoặc mạng bị lỗi.
Chi phí đầu tư ban đầu thấp – không giống như các mảng lưu trữ truyền thống,
VSAN không đòi hỏi đầu tư lớn. Bạn có thể tạo ra một kho dữ liệu VSAN với ít nhất là 3
máy chủ.
1.3.3. Yêu cầu hệ thống
1.3.3.1. Phần cứng máy chủ8
Card mạng 1Gb, đề nghị 10Gb.
SATA/SAS HBA hoặc RAID controller (với chế độ pass-through hoặc HBA).
Ít nhất 1 SSD và HDD.
Kích thước cluster tối thiểu: 3 máy chủ.
Đề nghị dung lượng SSD: 10% dung lượng HDD.
1.3.3.2. Phần mềm máy chủ9
Một trong các phiên bản sau: vSphere 5.5 (VMware vSphere Standard
Edition™ or above), VMware vSphere with Operations Management™ 5.5 (any
edition) or VMware vCloud® Suite 5.5 (any edition)
VMware vCenter Server™ 5.5
8
[1]
9
[1]

27
CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH NĂNG
Cấu trúc VSAN
VSAN biến đổi tài nguyên lưu trữ vật lý cục bộ của các máy chủ ESXi thành một
VSAN datastore cho tất cả các máy chủ ESXi tham gia vào VSAN cluster. [7]
Hình 2-1: Kiến trúc VSAN WMware10
Các máy chủ trong VSAN cluster không cần phải giống hệt nhau. Ngay cả những
máy chủ mà không có đĩa cục bộ có thể tham gia và chạy các máy ảo của họ trên VSAN
cluster. [7]
Nếu một máy chủ đóng góp lưu trữ cục bộ của mình cho VSAN datastore, máy chủ
phải cung cấp ít nhất một HDD còn được gọi là data disk, và ít nhất một SSD.
VSAN sử dụng một giao thức độc quyền của VMware, đến giờ vẫn chưa công bố
chi tiết về giao thức được sử dụng. Có thể bắt được gói tin, nhưng rất khó khăn trong việc
phân tích.
10
Trích từ VMware Documentation [V5.5] [7]

28
Tối Thiểu Tối Đa
Host 3 / VSAN cluster 32 / VSAN cluster
Disk group 1 / host 5 / host
SSD 1 / disk group 1 / disk group
HDD 1 / disk group 7 / disk group
Bảng 2-1: Cấu trúc cơ bản
2.1.1. Disk group
Trên mỗi máy chủ ESXi đóng góp đĩa cục bộ của mình cho VSAN cluster, các ổ
đĩa được tổ chức thành các disk group. Mỗi disk group bao gồm một đĩa SSD và một hoặc
nhiều HDD [3].
Hình 2-2: Disk group
Khi có nhiều ổ SSD và HDD trên một máy chủ, có thể có đến 5 disk group cho mỗi
máy chủ, mỗi disk group với tối đa 7 HDD. Trong disk group, SSD được sử dụng cho
read cache (70%) và write buffer (30%) để tăng hiệu suất, trong khi HDD được sử dụng
để đóng góp lưu trữ cho VSAN. Thông thường, tỷ lệ 1:10 giữa SSD và HDD. [7]

29
Scale-up là khi thêm HDD vào disk group hoặc thêm 1 disk group mới vào 1 máy
chủ.
Hình 2-3: Scale-up disk group
Scale-out là thêm 1 máy chủ mới vào VSAN cluster.
Hình 2-4: Scale-out disk group

30
2.1.2. VSAN Datastore
Kích thước của một VSAN Datastore được quy định bởi số lượng HDD của mỗi
máy chủ. Sau khi enable VSAN trên một cluster, chỉ có một VSAN datastore được tạo ra.
[7]
Hình 2-5: Dung lượng VSAN Datastore
Tất cả các máy chủ tham gia đều có thể truy cập tới VSAN datastore. Các máy
tham gia không cần phải có disk group.
Trong 1 vCenter Server có thể tạo nhiều VSAN cluster.
2.1.3. Công nghệ RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks)
2.1.3.1. RAID 0
Dạng RAID này còn được gọi là striped. Sử dụng RAID 0 để làm tăng tốc độ đọc
ghi dữ liệu, 2 khối dữ liệu được ghi và được đọc từ 2 đĩa khác nhau [11]. RAID 0 không
có khả năng chịu lỗi, khi 1 đĩa bị lỗi là dữ liệu sẽ bị mất.

31
Hình 2-6: Cách hoạt động RAID 0
2.1.3.2. RAID 1
Dạng RAID này còn được gọi là mirror. Sử dụng RAID 1 để tăng khả năng chịu
lỗi, dữ liệu được ghi vào 2 ổ đĩa giống hệt nhau [11]. RAID 1 không tăng tốc độ truy xuất
như RAID 0, nhưng khi 1 đĩa bị lỗi thì dữ liệu sẽ không bị mất.
Hình 2-7: Các hoạt động RAID 1
2.1.3.3. RAID 0+1
Dạng RAID này kết hợp RAID 0 và RAID 1. Dữ liệu sẽ được striped (RAID 0) rồi
sau đó sẽ mirror (RAID 1) [11]. Sử dụng RAID 0+1 để tăng tốc độ truy xuất, chịu lỗi,
nhưng tốn nhiều đĩa hơn.

32
Hình 2-8: Cách hoạt động RAID 0 + 1
2.1.4. Đối tượng và thành phần
Mỗi máy ảo được triển khai trong VSAN có thể có 4 đối tượng [2]:
 VM home: Vị trí của tất cả các file cấu hình của máy ảo ( .vmx, log file, …)
 Swap: Chỉ được tạo khi máy ảo được mở.
 VMDK: File đĩa máy ảo
 Delta/Snapshot: Chỉ được tạo máy ảo snapshot.
Ví dụ, khi cấu hình Number of Disk Stripes per Object (RAID 0) là 2 cho đĩa ảo
của một máy ảo, thì đĩa ảo này sẽ được striped trên 2 đĩa. Đĩa ảo của máy ảo là một đối
tượng, mỗi striped trên mỗi đĩa sẽ là một thành phần của đối tượng [13].
Tương tự như vậy khi cấu hình Number of Failures to Tolerate (RAID 1) là 1 thì sẽ
tạo ra 2 replica và 1 witness. Replica và witness là một thành phần của đối tượng.

33
Hình 2-9: Thành phần và đối tượng
2.1.5. Witness và replica
Replica là bản sao của các đối tượng lưu trữ máy ảo được tạo ra khi sử dụng chính
sách Number of Failures to Tolerate11
. Số lượng replica phụ thuộc vào giá trị của chính
sách Number of Failures to Tolerate. Điều này cho phép máy ảo tiếp tục chạy khi xảy ra
lỗi máy chủ, mạng hoặc đĩa. [5]
Witness là một phần của mọi đối tượng lưu trữ. Nó không chứa dữ liệu, mà chỉ
chứa siêu dữ liệu. Mục đích của nó như là tie-breaker khi quyết định tính sẵn sàng trong
VSAN cluster. Witness chỉ chiếm 2MB của không gian lưu trữ VSAN [5]. Được sử dụng
trong xử lý lỗi isolation và partition.
Một đối tượng chỉ có thể truy cập nếu có ít nhất 1 bản replica và hơn 50% thành
phần.
11
Được đề cập ở mục 2.2.1 chương 2.

34
VM Storage Policies
Sau khi tạo VSAN, chúng ta có thể tạo VM Storage Policies để thiết lập các chính
sách tăng tính sẵn sàng, hiệu suất trên mỗi máy ảo. Sau khi tạo 1 máy ảo, thì có thể gán
chính sách vào máy ảo đó.
Hình 2-10: VM Storage Policy12
2.2.1. Number of Failures to Tolerate
Chính sách này xác định số lượng host, mạng, hoặc đĩa của một đối tượng máy ảo
có thể chịu đựng khi lỗi xảy ra đồng thời.
Number of Failures to Tolerate = n thì sẽ có n + 1 bản sao được tạo ra và yêu cầu
2n + 1 máy chủ. [7]
Ví dụ, n = 1 thì sẽ có 2 bản replica và 1 witness được tạo ra.
12
Trích từ http://en.community.dell.com/cfs-file.ashx/__key/telligent-evolution-components-attachments/13-4491-00-
00-20-43-81-92/VSAN-White-Paper.pdf

35
Hình 2-11: Cách hoạt động Number of Failures to Tolerate13
2.2.2. Number of Disk Stripes per Object
Chính sách này xác định số lượng đĩa vật lý mà mỗi bản replica được striped. Giá
trị lớn hơn 1 có thể làm tăng hiệu suất [7].
Trong hoạt động ghi, tăng giá trị này có thể không cải thiện hiệu suất. Vì striped có
thể nằm trên các HDD trong cùng 1 disk group và sử dụng cùng 1 SSD. Nên tăng giá trị
này có thể cải thiện hiệu suất ghi từ SSD xuống HDD.
Trong hoạt động đọc, tăng giá trị này có thể cải thiện hiệu suất đọc khi dữ liệu
không có trong read cache. Ví dụ, nếu một máy ảo cần 2000 hoạt động đọc trên giây và
chỉ có 90% dữ liệu được đọc trong cache, thì sẽ cần tới 200 hoạt động đọc từ HDD. Một
HDD chỉ có thể cung cấp 150 iops thì không thể phục vụ được tất cả hoạt động đọc, vì
vậy tăng striped sẽ đáp ứng nhu cầu từ máy ảo.
Ví dụ, cho giá trị này là 2, Number of Failures to Tolerate = 1 thì mỗi bản replica
được striped trên 2 đĩa vật lý khác nhau.
13
Trích từ VMware Virtual SAN Technical Walkthrough / Medium Dive

36
Hình 2-12: Cách hoạt động Number of Disk Stripes per Object
Khi sử dụng kết hợp chính sách Number of Failures to Tolerate = 1 và Number of
Disk Stripes per Object >= 2, thì số lượng witness được tạo ra phụ thuộc vào cách mà các
thành phần được sắp xếp trên các máy chủ. Witness trong trường hợp này sẽ được thêm
vào các máy chủ để đảm bảo các thành phần trên mỗi máy chủ trong VSAN cluster bằng
nhau. Sau khi các thành phần bằng nhau thì sẽ thêm 1 witness làm tie-breaker để đảm bảo
tổng số lượng thành phần là lẻ.
2.2.3. Flash Read Cache Reservation
Dung lượng SSD dành riêng giống như read cache cho các đối tượng máy ảo [7].
Chỉ nên sử dụng để giải quyết vấn đề hiệu suất đọc. Nếu dung lượng này được dành riêng
cho máy ảo nào đó thì không có sẵn cho các máy ảo khác. Ví dụ, nếu SSD có dung lượng
là 1 TB mà thiết lập giá trị này là 1% thì 10GB sẽ được sử dụng cho máy ảo được áp dụng
chính sách này.
Giá trị mặc định là 0%, tối đa là 100%,
Theo mặc định, VSAN sẽ tự động phân phối cache cho các đối tượng. Cache sẽ
được chia sẻ công bằng giữa các đối tượng. Điều này thể hiện sự linh hoạt và sử dụng tài
nguyên tối ưu hơn.

37
2.2.4. Object Space Reservation
Theo mặc định, khi máy ảo được triển khai trên VSAN đều là thin provisioning14
.
Nếu muốn thick provisioning15
thì tăng giá trị này lên 100%. Giá trị này chỉ áp dụng khi
chọn máy ảo là thin provisioning trong quá trình khởi tạo.
Giá trị mặc định là 0%, tối đa là 100%.
Ví dụ, tạo máy ảo 5GB dung lượng, lúc này dung lượng sẽ là vài KB, khi thiết lập
giá trị này là 10% thì lúc này dung lượng máy ảo là sẽ 500MB.
Hình 2-13: Cách hoạt động Object Space Reservation
2.2.5. Force Provisioning
Nếu thiết lập này được bật, đối tượng sẽ được dự phòng ngay khi chính sách trong
VM Storage Policy không thỏa mãn kho dữ liệu [5]. Tuy nhiên, nếu không đủ dung lượng
cho ít nhất 1 bản replica, thì provisioning cũng thất bại ngay khi chính sách này được bật.
Ví dụ, cho 1 máy ảo với dung lượng 10GB, thiết lập giá trị này là enable và
Number of Failures to Tolerate = 1. Thì đầu tiên nó sẽ kiểm tra dung lượng của kho dữ
liệu, nếu đủ dung lượng cho 2 bản replica thì nó mới tạo. Nhưng lúc này kho dữ lượng chỉ
còn đủ để chứa 1 bản replica thì nó sẽ tạo 1 bản replica, vì đã thiết lập giá trị này.
14
Dung lượng của máy áo sẽ tự động giãn ra khi thêm dữ liệu
15
Dung lượng của máy ảo khi tạo sẽ cố định

38
Hình 2-14: Cách hoạt động Force Provisioning
Trường hợp sử dụng Giá trị
Number of Failures to Tolerate Dự phòng 0 đến 3
Number of Disk Stripes per Object Hiệu suất 0 đến 12
Flash Read Cache Reservation Hiệu suất 0 đến 100%
Object Space Reservation Thick provisioning 0 đển 100%
Force Provisioning Áp đặt Policy Mặc định: disable
Bảng 2-2: Trường hợp sử dụng VM Storage Policy
Quá trình đọc ghi dữ liệu
2.3.1. Quá trình đọc dữ liệu
Khi máy ảo đọc dữ diệu thì việc đầu tiên nó sẽ tìm trong read cache của SSD đều
này sẽ làm giảm độ trễ I/O. Nếu trong read cache SSD không có thì việc thứ 2 nó sẽ tìm
trong write buffer trong SDD. Nếu trong write buffer SSD không có thì nó sẽ đọc trực
tiếp từ HDD.

39
Hình 2-15: Quá trình đọc dữ liệu
2.3.2. Quá trình ghi dữ liệu
Khi máy ảo ghi dữ liệu thì nó sẽ ghi xuống write buffer của SSD để làm giảm độ
trễ của hoạt động ghi. Sau đó write buffer của SSD sẽ ghi xuống HDD.
Hình 2-16: Quá trình ghi dữ liệu
Xử lý lỗi trong VSAN
Trong VSAN có 2 chế độ lỗi khác nhau [4]:
 Absent: lỗi máy chủ, mạng, NICs.
 Degraded: lỗi HDD, SSD, Storage Controller.

40
2.4.1. Xử lý lỗi HDD
Khi lỗi HDD xảy ra trên máy chủ 3, thì các thành phần bị ảnh hưởng sẽ có trạng
thái degraded [4]. Nếu trên máy 1 có disk group thì 1 bản replica sẽ được tạo ngay lập
tức, nếu kho dữ liệu còn đủ dung lượng cho bản replica này. Tạo replica cho máy 1 từ
máy 2.
Máy ảo vẫn sẽ hoạt động bình thường nếu nơi chứa máy ảo không bị lỗi.
Hình 2-17: Cách xử lý lỗi HDD
Trường hợp lỗi SSD cũng xử lý tương tự như lỗi HDD.
2.4.2. Xử lý lỗi máy chủ
Khi máy chủ 3 bị lỗi, các thành phần bị ảnh hưởng sẽ có trạng thái absent. Quá
trình xử lý lỗi sẽ diễn ra sau 60 phút [4]. Thời gian 60 phút này đủ để cho máy chủ khởi
động lại hoặc đang ở trong chế độ bảo trì.

41
Hình 2-18: Cách xử lý lỗi máy chủ
Nếu máy chủ quay trở lại trong vòng 60 phút thì bản replica sẽ được đồng bộ từ
máy 2 qua.
Hình 2-19: Đồng bộ giữa 2 bản replica
Sau 60 phút mà máy chủ 3 không qua trở lại, thì sẽ tạo lại bản replica khác như
trong trường hợp degraded. Máy ảo vẫn sẽ hoạt động bình thường nếu nơi chứa máy ảo
không bị lỗi.
Trường hợp mạng lỗi cũng xử lý tương tự như vậy.

42
Xử lý trong trường hợp Isolated và Partition
2.5.1. Trong trường hợp Isolated:
Xảy ra khi máy chủ:
 Không phản hồi network heartbeat cho master
 Không thể ping được isolation address
 Không nhận được tín hiệu bầu chọn master.
Hình 2-20: Xử lý lỗi Isolated16
Lúc này HA sẽ restart máy ảo trên 1 trong các máy chủ còn lại.
2.5.2. Trong trường hợp Partition:
Xảy ra khi máy chủ:
 Không phản hồi network heartbeat cho master.
 Nhận được tín hiệu bầu chọn master mới. Lúc này mỗi partition sẽ có 1
master.
16
[4]

43
Hình 2-21: Xử lý lỗi Partition17
Lúc này vSphere HA sẽ restart máy ảo vào 1 trong 2 máy nằm trong partition 2.
Tại vì máy ảo này có 3 thành phẩn: 2 replica, 1 witness. Trong partition 2 có 1 replica và
1 witness vì vậy hơn 50% thành phần có sẵn nên máy ảo sẽ được restart vào 1 trong 2
máy nằm trong partition 2.
Các tính năng hỗ trợ VSAN
2.6.1. vSphere HA
Đây là một tính năng của VMware dễ sử dụng, tính sẵn sàng cao cho các máy ảo.
Trong trường hợp các máy chủ vật lý bị lỗi, những máy ảo bị ảnh hưởng sẽ tự động khởi
động lại trên những máy chủ khác.
Khi tạo 1 cluster HA và thêm 1 máy chủ vào cluster HA, thì một agent Fault
Domain Manager (FDM) được tải lên máy chủ và các agent FDM được cấu hình để giao
tiếp với các agent FDM khác. Khi enable HA trong cluser, các máy chủ sẽ tham gia vào
bầu chọn master và slave. Máy chủ có nhiều datastore hơn sẽ được chọn làm master, các
17
[4]

44
máy chủ khác sẽ là slave. Trong trường hợp số lượng datastore bằng nhau thì sẽ sử dụng
Manager Object ID (MOID) để chọn master, MOID được cấp bơi vCenter Server.
Trong quá trình bầu chọn master, các máy chủ giao tiếp với nhau bằng giao thức
UDP. Sau khi bầu chọn master, thì master và slave sẽ giao tiếp với nhau bằng giao thức
TCP. vCenter Server sẽ gửi danh sách các thành viên trong cluster cho master, sau đó
master sẽ gửi thông tin đó cho slave.
Hình 2-22: Cách hoạt động của vSphere HA18
Master sẽ gửi heartbeat cho các slave theo định kì để xác nhận rằng master và slave
vẫn còn tồn tại. Khi slave không phản hồi heartbeat cho master thì máy chủ này bị lỗi,
vSphere HA sẽ restart các máy ảo đến các máy chủ khác trong vSphere HA cluster. Khi
slave nhận thấy các master không gửi heartbeat thì các slave sẽ tiến hành bầu chọn lại
master.
Khi máy chủ bên trái bị lỗi, máy ảo sẽ được khởi động vào 1 trong 2 máy còn lại.
Trong hình, máy ảo sẽ được khởi động trên máy ở giữa.
18
Trích từ VMware vsphere: install, configure, manage [V5.0]

45
2.6.2. vMotion
vMotion hay còn được gọi là live migration, là một tính năng của ESXi. vMotion
cho phép di chuyển một máy ảo đang chạy từ máy chủ vật lý này đến một máy chủ vật lý
khác mà không cần tắt máy ảo. Sự di chuyển này không có thời gian chết và không gián
đoạn.
Hình 2-23: Cách hoạt động của vMotion19
Cách hoạt động:
 Việc đầu tiên là sẽ kiểm tra tính tương thích CPU giữa máy chủ nguồn và
máy chủ đích. Nếu thỏa mãn thì máy ảo sẽ bắt đầu được di chuyển.
 Thông tin trạng thái bộ nhớ máy ảo được sao chép tới máy chủ đích. Những
thay đổi của máy ảo trong quá trình di chuyển sẽ được lưu vào bộ nhớ
bitmap của máy chủ nguồn.
 Khi lượng bộ nhớ di chuyển hoàn tất thì máy ảo sẽ tạm dừng và lúc nào bộ
nhớ bitmap sẽ được chuyển qua máy chủ đích.
Nếu có lỗi xảy ra trong quá trình di chuyển thì máy ảo sẽ quay lại máy chủ nguồn.
19
Trích từ Diagram & Icon Library - Community 2Q12 2 of 3

46
2.6.3. Distributed Resource Scheduler (DRS)
DRS là một hệ thống quản lý, phân phối tài nguyên để cân bằng tải cho các máy
chủ. Khi một máy thêm được vào DRS cluster, thì tài nguyên của máy chủ này trở thành
một phẩn của tài nguyên cluster. DRS liên tục giám sát việc sử dụng tài nguyên CPU và
RAM của tất cả các máy chủ và máy ảo trong cluster. Khi tài nguyên trên một máy chủ
sắp cạn kiệt và có thể không đáp ứng được nhu cầu của các máy ảo thì DRS sẽ phân phối
tài nguyên cho máy ảo bằng cách sử dụng vMotion để di chuyển máy ảo đến một máy chủ
khác có nguồn tài nguyên đủ đáp ứng cho máy ảo.
Hình 2-24: Cách hoạt động của DRS20
Sự khác biệt giữa vSphere Storage Appliance (VSA) và VSAN
VSA là một thiết bị ảo, giải pháp chia sẻ lưu trữ cung cấp lưu trữ chia sẻ để thay
thế cho các thiết bị lưu trữ đắc tiền như SAN.
VSA cluster sử dụng không gian lưu trữ cục bộ của các máy chủ ESXi tạo thành
một lưu trữ chia sẻ cho tất cả các máy chủ ESXi khác trong cluster. Mỗi máy chủ ESXi sẽ
có một VM VSA hoạt động, mỗi VM VSA sẽ đưa datastore của nó và duy trì bản replica
của VM VSA khác trong cluster.
20
Trích từ Diagram & Icon Library - Community 2Q12 2 of 3

47
Hình 2-25: Cách hoạt động của VSA21
Trong trường hợp một máy chủ ESXi lỗi, VSA khác sẽ tiếp quản cả hai datastore.
vSphere HA sẽ khởi động lại máy ảo trên máy chủ ESXi khác.
Hình 2-26: Cách xử lý lỗi của VSA22
21
Trích từ http://www.vmgu.ru/news/vmware-vsphere-storage-appliance-vsa
22
Trích từ http://www.vmgu.ru/news/vmware-vsphere-storage-appliance-vsa

48
Như đã nói ở trên, VSAN sử dụng các không gian lưu trữ của tất cả các máy chủ
ESXi tạo thành 1 datastore duy nhất. VSAN cũng có nét giống VSA, nhưng VSAN linh
hoạt hơn, mở rộng lớn hơn, hiệu suất cao vì xây dựng trong kernel và sử dụng cache của
SSD, dễ quản lý hơn.
VSA VSAN
Chí phí Thấp Cao
Cấu tạo Virtual Appliance ( Thiết bị ảo) Xây dựng trong Kernel
Khả năng mở rộng 2-3 máy chủ ESXi, cao nhất là 3. 3 – 32 máy ESXi.
Phần cứng Bắt buộc phải giống nhau Không bắt buộc giống nhau
Môi trường Doanh nghiệp nhỏ hơn Doanh nghiệp lớn hơn
Hiệu suất Thấp vì không có cache SSD
Hiệu suất cao nhờ cache
SSD
Chịu lỗi Khả năng chịu lỗi thấp (1 lỗi)
Khả năng chịu lỗi cao (3
lỗi xảy ra đồng thời).
Nâng cấp phần
cứng
Nâng cấp khó khăn vì phải nâng
cấp hết các máy chủ ESXi
Nâng cấp dễ dàng hơn.
Bảng 2-3: So sánh VSA và VSAN
Sự khác nhau giữa Fault Tolerance (FT) và Number of Failures to
Tolerate
Fault Tolerance cung cấp tính sẵn sàng mà không có thời gian chết bằng cách tạo
ra và duy trì bản Secondary trên một máy chủ ESXi khác.
Khi enable Fault Tolerance, một bản Secondary VM được tạo và chạy trong
vLockstep của Primary VM. VMware vLocktep ghi lại mọi thông tin xảy ra trên Primary
VM và gửi chúng đến Secondary VM.

49
Hình 2-27: Cách hoạt động của Fault Tolerance23
Primary VM và Secondary VM trao đổi heartbeat với nhau để đảm bảo rằng Fault
Tolerance đang được duy trì. Nếu Primary VM bị lỗi thì Secondary VM được active ngay
lặp tức để thay cho Primary VM. Còn nếu Secondary VM bị lỗi, thì một Secondary VM
mới sẽ được tạo.
Với chính sách Number of Failures to Tolerate thì 2 bản replica được tạo ra và khi
máy ảo ESXi chứa máy ảo bị lỗi thì 1 bản replica sẽ được restart nhờ vào vSphere HA.
Tới đây cho thấy Number of Failures to Tolerate có tính sẵn sàng thấp hơn Fault
Tolerance.
23
Trích từ VMware Documentation [V5.5]

50
TRIỂN KHAI CÁC MÔ HÌNH
Triển khai mô hình VSAN (VMware)
3.1.1. Thiết kế mô hình
Hình 3-1: Mô hình triển khai VSAN VMware
Mô hình này gồm 4 máy ESXi và 1 vCenter Server, máy ESXi 4 không có disk
group.
3.1.2. Cài đặt và cấu hình
3.1.2.1. Cài đặt vCenter Server
Để cài đặt vCenter Server trong phiên bản 5.5 thì bắt buộc phải cài đặt các phần
mềm: vCenter Single Sign-On, vSphere Web Client, vCenter Inventory Service.
Các bước cài đặt [6]:
 Cài đặt vCenter Single Sign-On

51
Hình 3-2: Giao diện cài đặt vCenter Single Sign-On
Điền thông tin mật khẩu cho Single Sign-On
Hình 3-3: vCenter Single Sign-On: Password

52
 Cài đặt vSphere Web Client
Hình 3-4: Cài đặt vSphere Web Client
Chọn port cho HTTP và HTTPS
Hình 3-5: vSphere Web Client: HTTP port, HTTPS port

53
Điển IP và mật khẩu của máy Single Sign-On
Hình 3-6: vSphere Web Client: Tài khoản, mật khẩu
Cài đặt Certficate
Hình 3-7: vSphere Web Client: Cài đặt Certificate

54
 Cài vCenter Inventory Service
Hình 3-8: vCenter Inventory Service: Tài khoản, mật khẩu
 Cài đặt vCenter Server
Hình 3-9: Cài đặt vCenter Server

55
Chọn tạo vCenter Server
Hình 3-10: vCenter Server: Tạo vCenter Server
Hình 3-11: vCenter Server: Tài khoản, mật khẩu

56
3.1.2.2. Cài đặt ESXi
Hình 3-12: Giao diện khởi tạo ESXi
Bấm enter để tiếp tục cài đặt
Hình 3-13: Giao diện cài đặt ESXi
Chọn phân vùng để cài ESXi
Hình 3-14: Giao diện ESXi: chọn phân vùng

57
Điền thông tin mật khẩu của root
Hình 3-15: Cài đặt ESXi: đặt mật khẩu
Bấm F11 để cài đặt
Hình 3-16: Cài đặt ESXi: Install
Hình 3-17: Khởi động ESXi
Đặt IP tĩnh cho máy ESXi
Hình 3-18: ESXi: Đặt IP tĩnh

58
3.1.2.3. Tạo VSAN
Điền thông tin cho VSAN cluster
Hình 3-19: New Cluster: Tạo cluster
Thêm 1 máy chủ vào VSAN cluster
Hình 3-20: Add host: Tạo host

59
Điền thông tin tài khoản và mật khẩu để chứng thực
Hình 3-21: Add host: Chứng thực tài khoản
Trong máy chủ, vào Manage phần Networking chọn Add Networking.
Hình 3-22: Add networking: Thêm network adapter

60
Chọn Switch muốn kết nối.
Hình 3-23: Add networking: Chọn Switch
Chọn Virtual SAN traffic
Hình 3-24: Giao diện Add networking

61
Thông tin sau khi cấu hình
Hình 3-25: Hoàn thành Add networking
Chọn manual để tự tạo disk group và thêm SSD, HDD vào group.
Hình 3-26: Edit VSAN settings: Chọn manual

62
Hình 3-27: Create Disk Group: Thêm SSD và HDD vào disk group
Hình 3-28: Giao diện chọn đĩa cho disk group
Hình 3-29: Dung lượng VSAN

63
3.1.3. Triển khai một vài VM Storage Policy
3.1.3.1. Number of Failures to Tolerate
Thiết lập giá trị là 1, sẽ tạo ra 2 bản replica và 1 witness nằm ở 3 máy chủ khác
nhau.
Hình 3-30: Giao diện VM Storage Policy: Thiết lập Number of Failures to
Tolerate
Hình 3-31: Thông tin máy ảo sau khi thiết lập Number of Failures to Tolerate

64
Các bản replica nằm lần lượt trên máy 192.168.1.201, 192.168.1.202 và witness
nằm trên máy 192.168.1.203. Chính sách này đảm bảo khi 1 máy bị lỗi thì máy ảo vẫn
hoạt động bình thường.
3.1.3.2. Number of Failures to Tolerate kết hợp Number of Disk Stripes per
Object
Thiết lập giá trị Number of Failures to Tolerate = 1 và Number of Disk Stripes per
Object = 2
Hình 3-32: Giao diện VM Storage Policy: Thiết lập Number of Failures to
Tolerate và Number of Disk Stripes per Object

65
Hình 3-33: Thông tin máy ảo sau khi thiết lập Number of Failures to Tolerate và
Number of Disk Stripes per Object
Khi sử dụng kết hợp 2 chính sách này và Number of Disk Stripes per Object >=2,
thì số lượng witness được tạo ra phụ thuộc vào cách mà các thành phần được sắp xếp trên
các máy chủ. Witness trong trường hợp này sẽ được thêm vào các máy chủ để đảm bảo
các thành phần trên mỗi máy chủ trong cluster bằng nhau. Sau khi các thành phần bằng
nhau thì sẽ thêm 1 witness để làm tie-breaker để đảm bảo số lượng thành phần là lẻ.
Nhìn hình ta thấy rằng:
 1 thành phần trên máy 192.168.1.202
Sẽ thêm witness vào máy 192.168.1.202 và 192.168.1.201. Lúc này các thành phần
trên các máy đã cân bằng nên sẽ thêm 1 witness vào 1 trong các máy 192.168.1.203 để
đảm báo tổng số thành phần là lẻ.
3.1.3.3. Object Space Reservation
Tạo 1 máy ảo với dung lượng là 8GB và thiết lập giá trị này là 10%.

66
Hình 3-34: Giao diện VM Storage Policy: Thiết lập Object Space Reservation
Hình 3-35: Thông tin máy ảo sau khi thiết lập Object Space Reservation
Máy ảo sẽ tăng lên 800MB dù chưa có dữ liệu.
3.1.4. Sử dụng vMotion
Máy ảo winXP-test-1 đang trên máy chủ 192.168.1.202

67
Hình 3-36: Giao diện thông tin máy ảo
Vào Action chọn Migrate để di chuyển
Hình 3-37: Giao diện Action: chọn Migrate

68
Chọn máy chủ cần chuyển đến, ở đây là máy chủ 192.168.1.204
Hình 3-38: Giao diện Migrate: Chọn máy chủ đích
Máy ảo winXP-test-1 đã chuyển đến máy chủ 192.168.1.204

69
3.1.5. Cấu hình vSphere HA
Vào Edit Cluster Settings chọn vSphere HA kích hoạt Turn On vSphere HA để bật
tính năng vSphere HA.
Hình 3-40: Edit Cluster Settings: Chọn vSphere HA
Máy ảo đang nằm trên máy chủ 192.168.1.204

70
Shutdown máy chủ 192.168.1.204
Hình 3-42: Action: chọn shut down
Máy ảo đang restart trên máy chủ 192.168.1.203

71
Triển khai mô hình FreeNAS
3.2.1. Thiết kế mô hình
Hình 3-44: Mô hình triển khai FreeNAS
3.2.2. Cài đặt và cấu hình
3.2.2.1. Cài đặt FreeNAS
Các bước cài đặt [12]:
Chọn OK để vào cài đặt
Hình 3-45: Giao diện cài đặt FreeNAS: Chọn phân vùng cài đặt

72
Hình 3-46: Giao diện cài đặt FreeNAS: chọn Yes
Khi cài đặt xong FreeNas, ta truy cập quản lý FreeNas qua giao diện web. Đặt mật
khẩu khi lần đầu tiên truy cập web
Hình 3-47: Giao diện đặt mật khẩu

73
Hình 3-48: Giao diện quản lý volume
Hình 3-49: Giao diện tạo volume

74
Bật giao thức iSCSI
Hình 3-50: Giao diện quản lý giao thức
Điền thông tin và mật khẩu tài khoản chứng thực
Hình 3-51: Giao diện tạo tài khoản

75
Hình 3-52: Giao diện thêm Portal
Hình 3-53: Giao diện cấu hình Device Extent
Hình 3-54: Giao diện cấu hình Target Global Configuration

76
Hình 3-55: Giao diện cấu hình Initiator
Hình 3-56: Giao diện cấu hình Target
Hình 3-57: Giao diện cấu hình Associated Target
3.2.2.2. Kết nối ESXi vào FreeNAS
Trong mục Storage Adapters ta chọn add

77
Hình 3-58: Giao diện Storage Adapters
Thêm iSCSI target
Hình 3-59: Giao diện Add Storage Adapter
Trong iSCSI Adapter mới vừa tạo ta chọn “properties” để cấu hình kết nối tới
FreeNas
Hình 3-60: Giao diện Storage Adapter
Tab network Configuration ta chọn “add” để chọn card kết nối tới FreeNas

78
Hình 3-61: Giao diện quản lý card mạng kết nối
Tab Dynamic Discovery chọn “add” để cấu hình IP FreeNAS và user chứng thực
Hình 3-62: Giao diện cấu hình IP FreeNAS

79
Hình 3-63: Giao diện cấu hình tài khoản chứng thực
Hình 3-64: Giao diện hiển thị kết nối FreeNAS và ESXi

80
Hình 3-65: Giao diện Rescan để ESXi nhận FreeNAS làm datastore
Hình 3-66: Giao diện hiển thị thông tin datastore FreeNAS
3.2.3. Cấu hình Fault Tolerance
Nhìn vào bên phải hình thấy “ Turn On Fault Tolerance” nghĩa là đã bật tính năng
này. Quan sát thấy máy ảo đang chạy trên máy chủ 192.168.1.208.

81
Tiến hành shut down máy ảo và xem thông tin thấy máy ảo đang chạy trên máy
chủ 192.168.1.209

82
ĐÁNH GIÁ
VSAN (VMware) và FreeNAS
4.1.1. Thử nghiệm 1: Khi bật máy ảo
4.1.1.1. VSAN (VMware)
Quá trình IOPS được biểu diển ở 08:10
Hình 4-1: Quá trình IOPS trên máy 192.168.1.201

83
Hình 4-2: Quá trình IOPS trên máy 192.168.1.202
Nhìn vào 2 hình, ta thấy quá trình IOPS đều kết hợp với Read Cache và Write
Buffer của SSD nên nâng cao hiệu suất, làm giảm độ trễ.
4.1.1.2. FreeNAS
Quá trình I/O khi bật máy ảo biểu diễn ở 23:58
Hình 4-3: Quá trình I/O

84
Do không kết hợp SSD nên hiệu suất giảm đáng kể.
4.1.2. Thử nghiệm 2: Triển khai vSphere HA và FT
Quá trình IOPS khi thử nghiệm vSphere HA được biểu diễn ở 8:22
Hình 4-4: Quá trình IOPS máy 192.168.1.201 khi vSphere HA
Hình 4-5: Quá trình IOPS máy 192.168.1.202 khi vSphere HA

85
4.1.2.2. FreeNAS
Quá trình IOPS trên 2 tính năng của VMware:
 vSphere HA được biểu diễn ở 00:50
 FT được biểu diễn ở 01:38
Hình 4-6: Quá trình IOPS của vSphere HA và FT

86
VSAN VSAN (Stripe) FreeNas
Thời gian khởi động máy ảo 2 phút 3 phút 6 phút 20 giây
(vSphere HA) Thời gian tắt máy
chủ và tự chuyển động máy ảo
sáng máy chủ khác
2 phút
15 giây
2 phút 40 giây 3 phút
(vSphere HA) Tổng thời gian tắt
máy chủ và máy ảo vận hành lại
3 phút
15 giây
3 phút 40 giây 6 phút 20 giây
Bảng 4-1: Hiệu suất VSAN và FreeNAS
Vì được xây dựng trong Kernel và sử dụng SSD làm cache nên VSAN VMware có
hiệu suất cao hơn.
SAN thật với VSAN (VMware)
4.2.1. Chi phí triển khai
4.2.1.1. SAN thật
Để sở hữu một hệ thống SAN thật thì phải cần tới 1 thùng chứa đĩa (storage array)
và 1 FC SAN Switch.
Hình 4-7: Mô hình SAN thật

87
Model Số Lượng Đơn Giá
Storage array
HP P2000 G3 MSA FC Dual
Cntrl SFF Array
1 6.443 $
FC SAN Switch
QLogic 20-port 8Gb SAN Switch
Module for IBM BladeCenter
1 8.999 $
License Port 4 800 $
Tổng chi phí 18.642 $
Bảng 4-2: Giá SAN thật
Tổng chi phí là 18.642 $. Đó là chưa kể chi phí đường dây, chi phí các máy chủ
để hệ thống có thể đi vào hoạt động.
Với việc sử dụng công nghệ WMware thì chi phí để sở hữu 1 hệ thống lưu trữ thấp
hơn rất nhiều.
Hình 4-8: Mô hình VSAN (VMware)

88
Số Lượng Đơn Giá
License Virtual SAN VMware 3 2.495 $
Tổng chi phí 7.485 $
Bảng 4-3: Giá VSAN (VMware)
Chi phí đầu tư để sở hữu VSAN giảm gần 2.5 lần so với SAN thật. Diện tích không
gian, chi phí điện năng, hệ thống làm mát cũng được giảm đáng kể.
4.2.2. Tính an toàn
VSAN của VMware thiết kế đơn giản, chỉ có 1 datastore, mọi máy chủ tham gia
vào VSAN cluster đều có thể truy cập đến datastore này. VSAN không có chính sách hay
cơ chế gì để hạn chế hay cho phép sự truy cập của một máy chủ thành viên vào datastore.
Khi một máy chủ trong VSAN cluster bị hacker chiếm hoặc datastore bị virus thì toàn bộ
dữ liệu trong datastore này có thể sẽ bị ảnh hưởng.
Hình 4-9: Tính an toàn VSAN (VMware)
Với SAN thật, storage array có thể chia ra nhiều LUN (datastore), sử dụng cơ chế
LUN masking để cho phép hoặc ngăn chặn sự truy cập của một máy chủ vào các LUN cụ
thể. Khi một máy bị hacker chiếm thì những LUN cho phép sự truy cập của máy chủ này
mới bị ảnh hưởng. Khi LUN bị virus thì chỉ có dữ liệu trong LUN đó bị ảnh hưởng.

89
Hình 4-10: Tính an toàn SAN thật
Nhìn vào mô hình, ESXi 1 chỉ có thể truy cập vào LUN 1 và 3, ESXi 2 chỉ có thể
truy cập vào LUN 2 và ESXi 3 cũng chỉ có thể truy cập vào LUN 1 va 2. Điều này đảm
bảo an ninh, bảo mật hơn, việc quản lý cũng trở nên dễ dàng, nhưng thiết kế, cấu hình
phức tạp.
4.2.3. Tính tiện năng
Thứ nhất, khi tiến hành bảo trì, nâng cấp phần cứng cho các server sẽ khó khăn
hơn cho VSAN.
Với SAN thật thì mọi dữ liệu được lưu trữ trong hệ thống SAN và tách biệt với các
server, nên việc nâng cấp, bảo trì các server dễ dàng hơn. Ngay cả khi bảo trì nâng cấp
các server đang chạy các máy ảo, thì sử dụng tính năng vMotion của VMware để di
chuyển các máy ảo sang một server khác mà vẫn đảm bảo tính sẵn sàng và không có thời
gian chết.

90
Còn VSAN, mọi dữ liệu nằm chung và không tách biệt với các server. Khi muốn
nâng cấp server (RAM, CPU) thì phải đặt server cần nâng cấp vào chế độ bảo trì. Có 2
chế độ bảo trì trong tình huống này, tùy vào trường hợp mà áp dụng:
 Full data migration: Di chuyển toàn bộ dữ liệu trong server cần nâng cấp. Sẽ
mất hàng giờ để hoàn thành, nhưng đảm bảo tính sẵn sàng của các máy ảo.
 Ensure accessibility: Một số thành phần của máy ảo trên server cần nâng cấp sẽ
được di chuyển qua server khác trong cluster để đảm bảo máy ảo vẫn sẽ hoạt
động, quá trình này cũng mất 20 phút. Nhưng một server khác trong cluster bị
lỗi thì các máy ảo sẽ bị ảnh hưởng dẫn tới mất tính sẵn sàng. Với các hệ thống
thương mại điện tử, 1 giây có thể có tới hàng ngàn phiên giao dịch nên yêu cầu
tính sẵn sàng cao.
Thứ 2, khi tạo 2 VSAN cluster, thì những máy chủ thuộc VSAN cluster 1 không
thể truy cập vào VSAN datastore của VSAN cluster 2.
Hình 4-11: Tính tiện năng VSAN (VMware)
Còn SAN thật, máy chủ có thể truy cập đến mọi nơi nếu được cho phép. SAN thật
linh hoạt hơn VSAN.

91
Hình 4-12: Tính tiện năng SAN thật

92
VSAN (VMware) SAN thật
Chi phí đầu tư Thấp Cao
Dung lượng 4.4 PB
Phụ thuộc vào thùng chứa
đĩa
Khả năng mở rộng 32 máy chủ Không hạn chế
Tính năng
HA, vMotion, DRS
HA, vMotion, DRS, FT…
Nâng cấp server Khó khăn Dễ dàng
An toàn Thấp hơn Cao hơn
Datastore 1
Tùy thuộc vào thùng chứa
đĩa
Công nghệ RAID 0, 1, 0+1 Hầu hết các loại RAID
Linh hoạt Thấp hơn Cao hơn
Thiết kế Đơn giản Phức tạp
Cấu hình Đơn giản Phức tạp
Quản lý Khó hơn Dễ hơn
Môi trường Doanh nghiệp nhỏ hơn Doanh nghiệp lớn
Bảng 4-4: So sánh SAN thật và VSAN (WMware)

93
KẾT LUẬN
Kết quả đạt được
Về cơ bản bài luận “Tìm hiểu và triển khai Virtual SAN trong VMware Server” đã
hoàn thành và thực hiện được các mục tiêu đề ra.
5.1.1. Về lý thuyết
Trình bày chi tiết về Virtual SAN WMware và các tính năng được tích hợp.
Nắm được những kiến thức cơ bản về công nghệ RAID, SAN, HA, vMotion…
Nắm được những lợi ích và các hạn chế của Virtual SAN VMware.
Biết thêm được những kiến thức thực tiễn khác.
5.1.2. Về thực nghiệm
Hoàn thành triển khai hệ thống Virtual SAN WMware, FreeNAS và triển khai
được một số tính năng.
Những hạn chế
Do còn nhiều hạn chế về thời gian, vật chất và một số điều kiện khách quan khác
nên bên cạnh những vấn đề đã đạt được thì bài luận còn một số điều chưa thực hiện được.
 Chưa trình bày hết demo và xử lý sự cố lỗi.
 Do các vấn đề hạn chế license.
 Vì các mô hình đều được triển khai trên máy ảo và thiếu công cụ đánh giá
nên về mặt đánh giá hệ thống có thể sai sót.
 Do không có điều kiện tiếp xúc SAN thật nên về đánh giá giữa SAN thật và
Virtual SAN có thể sai sót.
Hướng phát triển
Trong phạm vi một luận văn tốt nghiệp, luận văn cơ bản đã đạt các yêu cầu đặt ra.
Tuy nhiên kết quả còn khá khiêm tốn do hạn chế thời gian, thiết bị và các license. Trong

94
thời gian tới, nếu có điều kiện, luận văn sẽ cố gắng phát triển thêm tích hợp với các giải
pháp mới Horizon View, vCloud Automatic Center, vSphere Data Protection, vCenter
Operations Management… để triển khai mô hình ứng dụng đầy đủ hơn và có thể phát
triển cho một doanh nghiệp lớn có nhiều server.

95
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài Liệu Tiếng Anh:
[1] VMware Inc, “Virtual SAN Data Sheet”, 2014
[2] VMware Inc, “Virtual SAN and Sizing Guide”, 2014
[3] VMware Inc, “VMware Virtual SAN POC Guide”, 2014
[4] VMware Inc, “VMware Virtual SAN Technical Walkthrough / Medium Dive”,
2014
[5] VMware Inc, “VMware Virtual SAN What’s New”, 2013
[6] VMware Inc, “vSphere Installation Setup 5.5”, 2013
[7] VMware Inc, “vSphere storage 5.5”, 2013, pp. 171 - 188
[8] VMware Inc, “VMware vSphere: Install, Configure, Manage [V5.0]”, 2011,
pp. 53
[9] VMware Inc, “VMware vSphere: Install, Configure, Manage [V5.0]”, 2011,
pp. 187 - 249
Các Tài Liệu Liên Kết:
[10] https://communities.vmware.com/thread/400678
[11] http://en.wikipedia.org/wiki/RAID
[12] http://www.fixtheexchange.com/Budget-Laboratory-Part2-iSCSI-Virtual-
SAN-with-FreeNAS-8
[13] http://cormachogan.com/2013/09/04/vsan-part-4-understanding-objects-and-
components/

TÌM HIỂU VÀ TRIỂN KHAI VIRTUAL SAN TRONG VMWARE SERVER

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to TÌM HIỂU VÀ TRIỂN KHAI VIRTUAL SAN TRONG VMWARE SERVER

Similar to TÌM HIỂU VÀ TRIỂN KHAI VIRTUAL SAN TRONG VMWARE SERVER (20)

More from laonap166

More from laonap166 (20)

TÌM HIỂU VÀ TRIỂN KHAI VIRTUAL SAN TRONG VMWARE SERVER