Tổng quan về VMware ESX Server

Tổng quan về VMware ESX Server

- ESX Server là lõi của bộ phần mềm Vmware Infrastructure. Chúng hoạt động như hypervisor, hay lớp ảo hóa (virtualization layer).
- ESX Server bao gồm 2 thành phần: Server Console và Vmkernel.
o Server Control (SC): Quản lý ESX Server và các máy ảo chạy trên máy chủ. SC bao gồm các dịch vụ như: tường lửa, SNMP agent và web.
o Vmkerlel là nền tảng thật sự cho quá trình ảo hóa. Vmkernel quản lý các phiên truy xuất phần cứng của các máy ảo.

- VMware ESX Server được cài đặt trực tiếp trên máy chủ vật lý và phân vùng nó vào nhiều máy tính ảo có thể chạy đồng thời, chia sẻ nguồn tài nguyên vật lý của máy chủ. Mỗi máy ảo đại diện cho một hệ thống hoàn chỉnh, với bộ vi xử lý, bộ nhớ, hoạt động mạng,, lưu trữ và BIOS, và có thể chạy một hệ điều hành và các ứng dụng.
- Đạt tiêu chuẩn công nghiệp cho độ tin cậy, hiệu suất và nền tảng hỗ trợ.
- Khởi động đáng tin cậy nhiều hệ điều hành trên một máy chủ đơn. Triển khai hoàn thiện công nghệ ảo mà đã được chứng minh trong hàng chục ngàn khách hàng của các môi trường. Xây dựng các tính năng bảo vệ các máy ảo của bạn khỏi thất bại thành phần phần cứng, trong khi các tính năng bảo mật cao cấp đảm bảo một môi trường máy tính an toàn.
- Cung cấp hiệu suất cao và các khả năng mở rộng
o VMware ESX và ESXi thiết lập kỷ lục về hiệu suất ảo, cung cấp lên tới 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.
o Một trong những khả năng quan trọng trong VMware ESX và ESXi là hiệu suất cao, cụm tập tin hệ thống tối ưu hóa cho các môi trường ảo được gọi là VMware VMFS vStorage, cho phép truy cập đĩa hiệu quả và tăng cường hiệu suất I/O.
o Cải tiến hiệu suất cho việc lưu trữ iSCSI (iSCSI là chuẩn ổ cứng trong mạng SAN)
o ra để tối ưu hóa hiệu suất lõi nhiều hạt nhân, VMware ESX và ESXi hỗ trợ công nghệ của bên thứ ba mà nhiều cải thiện hiệu suất ảo như Intel’s Extended Page Tables (EPT) và and AMD’s Rapid Virtualization Indexing (RVI).
o VMware ESX. ESXi và cho phép các máy ảo được cấu hình lên đến tám bộ vi xử lý ảo và 255 GB RAM để hỗ trợ các nguồn tài nguyên cho hầu hết các ứng dụng chuyên sâu
- Có thể chạy với hệ thống phần cứng lên đến 64 lõi CPU vật lý và 1TB RAM , và chạy lên đến 256 máy ảo trên một máy chủ duy nhất.
- Với VMware ESX và ESXi, bạn có thể ảo hóa (virtualize) bất cứ môi trường, từ trung tâm dữ liệu của công ty đến văn phòng chi nhánh, với một danh sách tương thích bao gồm hàng trăm x86, máy chủ và hệ thống lưu trữ, và phạm vi rộng nhất của các ứng dụng và hỗ trợ hệ điều hành khách, bao gồm Windows , Linux, Netware, Solaris,…
- Xây dựng một dữ liệu tập trung động với VMware vSphere.
- Bằng cách cho phép quản lý tập trung, tự động cân bằng tải, quản lý điện năng và khả năng di chuyển một máy ảo đang chạy trên máy vật lý sẽ giảm thiểu sự gián đoạn dịch vụ.
- Ảo hóa mức phần cứng – không cần đến đăng ký hệ điều hành, ESXi vẫn có thể cài đặt trên phần cứng của bạn (cài đặt trên phần cứng mới nguyên)
- Hệ thống file VMFS – xem tính năng 2 bên dưới.
- Hỗ trợ SAN – kết nối với iSCSI và kho lưu trữ Fibre Channel (FC) SAN, gồm các tính năng như khởi động từ SAN.
- Hỗ trợ lưu trữ SATA nội bộ
- Hỗ trợ hệ điều hành khách 64bit
- Mạng ảo – switch ảo, NIC ảo, các chính sách cấu hình cổng QoS và VLAN.
- Hiệu suất máy ảo nâng cao – trong một số trường hợp các máy ảo có thể thực hiện thậm chí còn tốt hơn so với máy chủ vật lý với một số tính năng như chia sẻ trang nhớ trong suốt và bảng trang xếp chồng.
- Virtual SMP –xem tính năng 4 bên dưới

1.2 Kiến trúc


- Chạy trực tiếp trên phần cứng máy chủ, mà không cần đến một hệ điều hành máy chủ lưu trữ.
- Các tập tin đĩa ảo. Sử dụng tập tin đĩa máy ảo để cung cấp cho các máy ảo có quyền truy cập vào nơi lưu trữ riêng tư của các máy ảo, trong khi các quản trị viên IT có sự linh hoạt để tạo, quản lý và di chuyển nơi lưu trữ máy
- VMware vStorage VMFS.

o Quản trị hiệu quả bằng cách lưu trữ của nhà nước toàn bộ máy ảo tại một địa điểm trung tâm.
o Hỗ trợ ảo hóa dựa trên khả năng độc đáo như di chuyển máy ảo đang chạy từ một máy chủ vật lý khác, tự động khởi động lại của một máy ảo chạy không thành công trên một máy chủ vật lý riêng biệt, và clustering máy ảo trên máy chủ vật lý khác nhau.
- Khởi động từ SAN. San thực chất là mạng Lan nhưng với băng thông rất lớn
- Ảo mạng.
o Các khả năng kết nối mạng ảo trong VMware ESX và ESXi cho phép khách hàng xây dựng mạng lưới phức tạp giữa các máy ảo cư trú trên một máy chủ lưu trữ.
o Cấu hình mỗi máy ảo với một hoặc nhiều NIC ảo, địa chỉ IP và địa chỉ MAC, để làm cho máy ảo không thể phân biệt với các máy vật lý.
o Sử dụng mạng LAN ảo (VLAN) để che phủ một mạng LAN logic để cô lập một mạng lưới giao thông o Sửa đổi các cấu hình mạng mà không cần phải thay đổi cáp và các thiết lập chuyển đổi thực tế.

Khả năng quản lý tài nguyên
VMware ESX cung cấp khả năng quản lý tài nguyên tiên tiến.
- Quản lý tài nguyên cho các máy ảo. Xác định các chính sách phân bổ nguồn lực cao cấp cho máy ảo để cải thiện mức độ dịch vụ cho các ứng dụng phần mềm. Thiết lập tối thiểu, tối đa và tỷ lệ sử dụng tài nguyên cho CPU, bộ nhớ, đĩa và băng thông mạng. Sửa đổi phân bổ trong khi máy ảo đang chạy.
- Ảo hóa thông minh CPU. Quản lý thực hiện quy trình máy ảo với quá trình lập kế hoạch thông minh và cân bằng chạy trên tất cả các CPU có sẵn trên các máy chủ lưu trữ vật lý.
- 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.
- Sử dụng bộ nhớ RAM vật lý hiệu quả hơn bằng cách lưu trữ các trang bộ nhớ giống hệt nhau qua nhiều máy ảo chỉ một lần.
- Sử dụng bộ nhớ RAM động từ các máy ảo nhàn rỗi để xử lý luồng công việc khác.
- Hình thành mạng lưới giao thông mạng.
o Đảm bảo rằng các máy ảo quan trọng nhận được ưu tiên để truy cập băng thông mạng.
o Mạng lưới giao thông mạng quản lý lưu lượng truy cập mạng máy ảo để đáp ứng băng thông cao, băng thông trung bình.
- Đảm bảo rằng các máy ảo quan trọng nhận được quyền truy cập ưu tiên cho các thiết bị lưu trữ.
- Cải thiện năng lực quản trị.

Hiệu suất và khả năng mở rộng
VMware ESX và VMware ESXi cung cấp hiệu suất cao và khả năng mở rộng.
- Hiệu suất tối ưu cho luồng công việc ảo hóa. 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.
- Cải tiến hiệu suất cho việc lưu trữ iSCSI
- Hỗ trợ cho phần cứng máy chủ mạnh mẽ. Hệ thống phần cứng lên đến 64 lõi CPU vật lý, 256 CPU ảo, 1TB RAM, và lên đến hàng trăm máy ảo trên một máy chủ duy nhất.
- Hỗ trợ cho các máy ảo lớn hơn. Cấu hình máy ảo có thể lên tới 255GB bộ nhớ RAM.
- Tăng cường hiệu suất máy ảo bằng cách cho phép một máy ảo duy nhất để sử dụng lên đến tám bộ xử lý vật lý đồng thời..
- Cho phép lập bản đồ quản lý các máy ảo
- Hỗ trợ cho ảo hóa phần cứng. VMware ESX cung cấp cho ngành công nghiệp hỗ trợ hàng đầu cho phần cứng thế hệ kế tiếp, hỗ trợ công nghệ ảo hóa như AMD’s Rapid Virtualization Indexing® hoặc Intel’s Extended Page Tables..
- Hỗ trợ cho các trang bộ nhớ lớn. VMware ESX chỉ là những trang có hỗ trợ bộ nhớ lớn để nâng cao hiệu quả truy cập bộ nhớ cho hệ điều hành khách.
- Tối ưu hóa hiệu suất mạng. VMware ESX hỗ trợ một loạt các công nghệ offload hiệu suất bao để giảm overhead CPU gắn với xử lý mạng I / O.
- Support for new high performance devices and protocols: VMware ESX and ESXi support 10Gb Ethernet network cards and storage arrays and Infiniband technology to improve virtual machine performance. Hỗ trợ cho các thiết bị hiệu suất mới cao và các giao thức: VMware ESX 10Gb và hỗ trợ thẻ mạng Ethernet và các mảng lưu trữ và công nghệ InfiniBand để cải thiện hiệu suất máy ảo.
- VMDirectPath I / O cho các máy ảo. Nâng cao hiệu quả CPU cho các ứng dụng có yêu cầu truy cập thường xuyên để I / O cho các thiết bị bằng cách cho phép lựa chọn máy ảo để truy cập trực tiếp thiết bị phần cứng nằm bên dưới các tính năng ảo hóa khác như VMware VMotion , phần cứng độc lập và chia sẻ.

Tính sẵn sàng cao
- Xây dựng đa đường dẫn truy cập lưu trữ. Đảm bảo tính sẵn sàng chia sẻ với lưu trữ SAN đa đường dẫn
- Nhóm card mạng NIC. Chính sách nhóm card NIC cho phép người dùng cấu hình card đang hoạt động và card chưa hoạt động
- Hỗ trợ cho Microsoft Clustering Services. Cluster máy ảo chạy hệ điều hành Microsoft Windows trên máy vật lý.

Virtual Machine File System (VMFS)
- VMFS của VMware chỉ được tạo dành cho ảo hóa VMware. Vì vậy nó là hệ thống file hiệu suất cao nhất có sẵn để sử dụng trong việc ảo hóa doanh nghiệp. Tuy được gộp vào phiên bản nào đó hoặc gói ESX Server hay VI bạn chọn nhưng VMFS vẫn được đưa ra như một sản phẩm riêng bởi Vmware. Điều này là vì nó cũng khá độc nhất.
- Đây là một hệ thống file cluster hiệu suất cao cho phép nhiều hệ thống có thể truy cập vào hệ thống file tại cùng một thời điểm. VMFS là những gì mang đến cho bạn một nền tảng vững chắc để thực hiện VMotion và VMHA. Với nó bạn có thể tăng phân vùng một cách linh hoạt, hỗ trợ việc ghi nhật ký và bổ sung thêm đĩa ảo cho hệ thống. Thêm hoặc xóa một Server ESX từ một khối lượng VMware VMFS mà không phá vỡ khác ESX Server hosts.
Virtual symmetric multi-processing (Virtual SMP)
- Virtual SMP của VMware (hay VSMP) là một tính năng cho phép VMware ESX Server có thể tận dụng đến 4 bộ vi xử lý vật lý trên hệ thống đồng thời. Thêm vào đó, với VSMP, việc xử lý các nhiệm vụ sẽ được cân bằng giữa các CPU.

VMware High Availability (VMHA)
- Một trong những khả năng thú vị nhất đối với VMware ESX là VMHA. Với hai máy chủ ESX, một SAN cho lưu trữ chia sẻ, Virtual Center và đăng ký VMHA, nếu một ESX Server gặp sự cố thì các máy khách ảo trên máy chủ đó sẽ chuyển sang một máy chủ ESX Server khác và khởi động lại trong vòng vài giây. Tính năng này làm việc không liên quan đến hệ điều hành được sử dụng hoặc ứng dụng có hỗ trợ nó hay không.
Có một số điều kiện để làm cho VMHA làm việc. các điều kiện đó là:
• VMware Infrastructure Suite Standard hoặc Enterprise (không thể thực hiện với ESXi bản miễn phí hay thực hiện với bộ VMware Foundations Suite).
• Tối thiểu phải có hai hệ thống ESX host.
• Một SAN chia sẻ hoặc một NAS giữa các máy chủ ESX Servers, ở đó các máy ảo sẽ được lưu trữ. Cần lưu ý rằng với VMHA, các đĩa ảo cho các máy ảo (VM) được thực hiện bởi VMHA. Điều sẽ xảy ra khi một hệ thống host gặp lỗi đó là quyền sở hữu của các máy ảo đó sẽ được truyền tải từ một host lỗi sang một host mới.
• Khả năng tương thích của CPU giữa các host. Cách dễ dàng nhất để kiểm tra vấn đề tương thích này là sử dụng Vmotion của một máy ảo từ một máy chủ này đến một máy chủ khác và xem xem điều gì xảy ra. Đây là những gì thể hiện sự không tương thích
Ích lợi khi sử dựng VMHA:
• Cung cấp khả năng sẵn có cao cho tất cả các máy ảo với mức chi phí thấp nhất (được so sánh với việc mua một giải pháp HA).
• Các công việc cho bất cứ hệ điều hành nào chạy bên trong VMware ESX.
• VMHA dễ dàng trong việc cấu hình. Nếu có thiết bị phù hợp, đăng ký và VMware Infrastructure đã được thiết lập thì bạn có thể cấu hình VMHA một cách nhanh chóng.
• Các công việc với DRS (bộ phân phối tài nguyên) để khi các máy ảo sẽ được mang đến các host khác trong hệ thống tài nguyên do một lỗi host nào đó thì DRS sẽ được sử dụng để xác định nơi tải đó sẽ được thay thế và cân bằng tải đó.
Những vấn đề còn tồn tại trong VMHA
• Các CPU trên mỗi host phải tương thích hoặc bạn phải cấu hình đánh dấu CPU (masking) trên mỗi máy ảo.
• Các máy ảo nằm trên hệ thống host gặp trục chặc cần phải khởi động lại.
• VMHA không hề biết về những ứng dụng nằm ở bên dưới các máy ảo đó. Điều đó có nghĩa rằng nếu dữ liệu ứng dụng nằm bên dưới bị sửa đổi từ một lỗi ứng dụng và sự khởi động lại của máy chủ thì dù máy ảo có di trú và khởi động lại từ một máy lỗi ứng dụng vẫn có thể không dùng được.

Nguồn: Vmware, ITlab