Tweet
4. Các Switch ảo (Virtual Switches) trên một host ảo hóa
Trong môi trường ảo hóa server, việc kết nối mạng cho các máy ảo (VM) được thực hiện thông qua các card mạng ảo (vNIC) và switch ảo (vSwitch). Trên server vật lý, các card mạng vật lý (NIC) có vai trò kết nối với mạng ngoài, thường có tốc độ từ 10 Gbps trở lên.
Mỗi VM thường có ít nhất một vNIC để giao tiếp mạng. Các vNIC này được kết nối vào vSwitch – một thiết bị chuyển mạch phần mềm bên trong hypervisor, giúp truyền dữ liệu giữa các VM và giữa VM với mạng vật lý thông qua NIC.
vSwitch có thể do nhà cung cấp hypervisor tích hợp hoặc do bên thứ ba như Cisco phát triển (ví dụ: Cisco Nexus 1000VE chạy NX-OS, hoặc Cisco ACI Virtual Edge).
Tương tự switch thật, vSwitch hỗ trợ các tính năng như:
5. Mạng của trung tâm dữ liệu vật lý
Mỗi server lưu trữ trong trung tâm dữ liệu cần có kết nối vật lý với mạng. Như minh họa trong Hình 1 và Hình 2, server thường có hai NIC vật lý được kết nối với hai switch khác nhau đặt trên đỉnh rack (Top of Rack – ToR) nhằm tăng khả năng dự phòng. Các ToR switch hoạt động như switch access và được nối lên switch End of Row (EoR), đóng vai trò switch distribution, giúp kết nối đến phần còn lại của mạng.
Thiết kế đấu nối cáp truyền thống như trong Hình trên là mô hình phổ biến trong các mạng LAN trung tâm dữ liệu. Tuy nhiên, một số công nghệ mới như Cisco ACI sử dụng mô hình kết nối switch khác để hỗ trợ kiến trúc mạng hướng ứng dụng.
6. Quy trình làm việc với Data Center được ảo hóa
Đến phần này, ta đã nắm các kiến thức cơ bản để chuẩn bị thảo luận về điện toán đám mây. Mặc dù ảo hóa server là bước tiến lớn trong vận hành trung tâm dữ liệu, nhưng ảo hóa đơn thuần vẫn chưa đủ để tạo nên môi trường cloud computing. Cần có thêm các công nghệ nền tảng khác.
Trong một data center được ảo hóa, kỹ sư server hoặc kỹ sư ảo hóa chịu trách nhiệm mua, lắp đặt và cấu hình các server vật lý, đồng thời cài đặt, quản lý phần mềm ảo hóa. Họ dùng công cụ chuyên dụng để theo dõi toàn cảnh hoạt động của data center, bao gồm việc phân bố và khởi động VM trên các host khác nhau.
Hình dưới đây mô tả quy trình truyền thống khi người dùng yêu cầu tạo VM:
Tóm lại, các đặc điểm quan trọng của một trung tâm dữ liệu được ảo hóa – nền tảng cho cloud computing – bao gồm:
Trong môi trường ảo hóa server, việc kết nối mạng cho các máy ảo (VM) được thực hiện thông qua các card mạng ảo (vNIC) và switch ảo (vSwitch). Trên server vật lý, các card mạng vật lý (NIC) có vai trò kết nối với mạng ngoài, thường có tốc độ từ 10 Gbps trở lên.
Mỗi VM thường có ít nhất một vNIC để giao tiếp mạng. Các vNIC này được kết nối vào vSwitch – một thiết bị chuyển mạch phần mềm bên trong hypervisor, giúp truyền dữ liệu giữa các VM và giữa VM với mạng vật lý thông qua NIC.
vSwitch có thể do nhà cung cấp hypervisor tích hợp hoặc do bên thứ ba như Cisco phát triển (ví dụ: Cisco Nexus 1000VE chạy NX-OS, hoặc Cisco ACI Virtual Edge).
Tương tự switch thật, vSwitch hỗ trợ các tính năng như:
- Cấu hình VLAN riêng hoặc dùng VLAN trunking cho các VM.
- Kết nối với NIC vật lý để trao đổi dữ liệu với mạng ngoài, có thể dùng trunking.
- Hỗ trợ tự động cấu hình khi VM di chuyển giữa các host để duy trì kết nối mạng nhất quán.
5. Mạng của trung tâm dữ liệu vật lý
Mỗi server lưu trữ trong trung tâm dữ liệu cần có kết nối vật lý với mạng. Như minh họa trong Hình 1 và Hình 2, server thường có hai NIC vật lý được kết nối với hai switch khác nhau đặt trên đỉnh rack (Top of Rack – ToR) nhằm tăng khả năng dự phòng. Các ToR switch hoạt động như switch access và được nối lên switch End of Row (EoR), đóng vai trò switch distribution, giúp kết nối đến phần còn lại của mạng.
Thiết kế đấu nối cáp truyền thống như trong Hình trên là mô hình phổ biến trong các mạng LAN trung tâm dữ liệu. Tuy nhiên, một số công nghệ mới như Cisco ACI sử dụng mô hình kết nối switch khác để hỗ trợ kiến trúc mạng hướng ứng dụng.
6. Quy trình làm việc với Data Center được ảo hóa
Đến phần này, ta đã nắm các kiến thức cơ bản để chuẩn bị thảo luận về điện toán đám mây. Mặc dù ảo hóa server là bước tiến lớn trong vận hành trung tâm dữ liệu, nhưng ảo hóa đơn thuần vẫn chưa đủ để tạo nên môi trường cloud computing. Cần có thêm các công nghệ nền tảng khác.
Trong một data center được ảo hóa, kỹ sư server hoặc kỹ sư ảo hóa chịu trách nhiệm mua, lắp đặt và cấu hình các server vật lý, đồng thời cài đặt, quản lý phần mềm ảo hóa. Họ dùng công cụ chuyên dụng để theo dõi toàn cảnh hoạt động của data center, bao gồm việc phân bố và khởi động VM trên các host khác nhau.
Hình dưới đây mô tả quy trình truyền thống khi người dùng yêu cầu tạo VM:
- B1: Người dùng (như lập trình viên hoặc nhân viên vận hành) yêu cầu thiết lập một VM mới.
- B2: Kỹ sư server/ảo hóa tiếp nhận yêu cầu, dùng giao diện hoặc script để tạo VM.
- B3: Phần mềm ảo hóa thực hiện tạo và khởi động VM ở một host phù hợp trong trung tâm dữ liệu.
Tóm lại, các đặc điểm quan trọng của một trung tâm dữ liệu được ảo hóa – nền tảng cho cloud computing – bao gồm:
- VM có thể chạy trên bất kỳ server nào trong data center nếu đủ tài nguyên.
- Phần mềm ảo hóa có thể tự động khởi động và di chuyển VM giữa các server.
- Mạng nội bộ bao gồm các switch ảo và card mạng ảo trong mỗi host.
- Hệ thống mạng có thể được cấu hình động bằng phần mềm, giúp VM có thể triển khai, di chuyển và dừng lại một cách linh hoạt với cấu hình mạng phù hợp.