VMWARE ESXi VIRTUALIZACIJA

TEHNIČKO VELEUČILIŠTE U ZAGREBU STRUČNI STUDIJ RAČUNARSTVA

Luka Juss

VMWARE ESXi VIRTUALIZACIJA

ZAVRŠNI RAD: 502

ZAGREB, RUJAN 2013.

Titles you can't find anywhere else

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.













TEHNIČKO VELEUČILIŠTE U ZAGREBU STRUČNI STUDIJ RAČUNARSTVA

Luka Juss

JMBG: 0246033286

VMWARE ESXi VIRTUALIZACIJA

ZAVRŠNI RAD: 502

ZAGREB, RUJAN 2013.















Sažetak Cilj ovog rada je upoznavanje sa pojmom, prednostima, načinom rada i povijesti virtualizacije. U radu se prikazuju osnovne funkcije instaliranja virtualnih strojeva u VMware ESXi serveru i osnovne konfiguracije virtualnih mreža unutar ESXi

okruženja.















Sadržaj

1.Uvod ........................................................................................................................ 1 2.Virtualizacija ............................................................................................................ 2 2.1Uvod u virtualizaciju ........................................................................................... 2 2.2 Povijest virtualizacije ......................................................................................... 3

3. Zašto virtualizirati .................................................................................................... 5 3.1 Cijena ................................................................................................................ 5 3.2 Pouzdanost ....................................................................................................... 6

3.3 Praktičnost......................................................................................................... 6 4.Podjela virtualizacije ................................................................................................ 8

4.1 Općenita podjela ............................................................................................... 8 4.2 Podjela virtualizacije sklopovlja ......................................................................... 9 4.2.1..Potpuna virtualizacija ................................................................................. 9 4.2.2.Paravirtualizacija ...................................................................................... 10 4.2.3.Virtualizacija operacijskog sustava ........................................................... 11 4.2.4.Sklopovski potpomognuta virtualizacija .................................................... 11 5. Hipervizor ............................................................................................................. 12 6.VMware ESX(i) ...................................................................................................... 14 6.1 Uvod u ESX(i) servere servere .......................... ............. .......................... .......................... .......................... ........................... .................... ...... 14 6.2 Instalacija VMwareESXi 5.1 servera ............................................................... 15 6.3 Instalacija virtualnih strojeva............................................................................ 19















7.1 Uvod u komponente mreže ............................................................................. 27 7.2 Virtualni preklopnik .......................................................................................... 27 7.3 Konfiguracija virtualnog preklopnika ................................................................ 28 7.3.1 Podjela portova na preklopnicima.......................... ............. .......................... .......................... ...................... ......... 29

7.3.2 Dodavanje nove mreže ............................................................................. 29 7.4 NIC teaming .................................................................................................... 32 7.4.1 Uvod ......................................................................................................... 32 7.4.2 Load balancing politike ............................................................................. 32 7.4.3 Otkrivanje ispada linka ............................................................................. 34 7.4.4 Failback opcija .......................................................................................... 34 7.5 Traffic shaping ................................................................................................. 34

7.6 Ograničenja virtualne mreže............................................................................ 35 8.Zaključak ............................................................................................................... 36 Literatura .................................................................................................................. 37















Popis oznaka i kratica

1. AAA-authentication, authorization and accounting 2. API-application programming interface 3. CD-Compatc disk 4. CLI-Comand line interface 5. CMS-Cambridge Monitor System 6. CP-Control program 7. CPU-central processing unit 8. CTSS-Compatible Time-SharingSystem 9. DHCP-Dynamic Host Configuration Protocol 10. HDD-Hard disk drive 11. IT-Information IT-Information technology 12. KVM-kernel virtual monitor 13. MAC-media access control 14. MIT-Massachusetts Institute of Technology 15. NAS-Network-attached NAS-Network-attached storage 16. NIC- network interfacecard 17. OS-operating OS-operating system 18. PC-personal PC-personal computer 19. RAM-Random Access Memory 20. SaaS-Software as a service 21. SAN-storage area network 22. VLAN-VirtualLocalArea VLAN-VirtualLocalArea Network, 23. VMM-Virtual machine monitor

















Popis tablica Tabela 1 Ograničenja m r eže eže .................................................................................... 35

Popis slika

Slika 1 Porast virtualizacije ......................................................................................... 2

Slika 2 ušteda korištenjem virtualizacije ..................................................................... 6 Slika 3 Potpuna virtualizacija ...................................................................................... 9 Slika 4 Paravirtualizacija ........................................................................................... 10 Slika 5 Usporedba potpune i paravirtualizacije ......................................................... 11 Slika 6 Unix pokretn na type 2 hipervizoru................................................................ 12 Slika 7 Usporedba type 1 i type 2 hipervizora .......................... ............. .......................... ........................... .................... ...... 13 Slika 8 VMvare ESX arhitektura ............................................................................... 14 Slika 9 VMware ESXi arhitektura od verzije 3.5 .......................... ............ ........................... .......................... ................. .... 15

Slika 10 Početni zaslon instalacije ............................................................................ 15 Slika 11 Odabir tipkovnice ........................................................................................ 16

















Slika 18 Prenošenje imidža ...................................................................................... 20 Slika 19 dodavanje virtualnog stroja ......................................................................... 20 Slika 20 odabir instalacije ......................................................................................... 21

Slika 21 Unošenje naziva virtualnog stroja ............................................................... 21 Slika 22 Odabir diska na koji će se instalirati virtualni stroj .......................... ............. .......................... ............. 22 Slika 23 Odabir Odabir hipervizora hipervizora .......................... ............. .......................... .......................... .......................... .......................... ...................... ......... 22 Slika 24 Odabir os-a koji instaliramo ........................................................................ 23

Slika 25 Podešavanje CPU postavki ........................................................................ 23 Slika 26 Podešavanje memorije ............................................................................... 24 Slika 27 Mrežne postavke ......................................................................................... 24 Slika 28 kreiranje diskovnog sustava za os .............................................................. 25

Slika 29 Označavanje od kuda želimo instalirati OS. ................................................ 26 Slika 30 Uspješno instaliran virtualni stroj (ping PC virtualni stroj) ........................... 26 Slika 31 virtualna mreža ........................................................................................... 27 Slika 32 virtualni preklopnik ...................................................................................... 28 Slika 33 Add networking gumb ................................................................................. 29

Slika 34 Odabir tipa mreže m reže ....................................................................................... 30 Slika 35 odabir odabir preklopnika preklopnika.......................... ............. .......................... .......................... .......................... .......................... ...................... ......... 31 Slika 36 VLAN ID postavljanje

31

















1.Uvod Svrha ovog rada je upoznavanje sa osnovnim konceptima virtualizacije. Glavni

cilj je dati odgovore što je to virtualizacija, koji su ciljevi vir tualizacije tualizacije i zašto ona postaje sve raširenija i popularnija tehnologija. Teme koje se obrađuju u ovom radu su pojmom virtualizacije, prednosti i nedostatci virtualizacije, kratka povijest virtualizacije, razlozi zašto virtu alizirati i dali se to isplati, objašnjavanje različitih vrsta

virtualizacije te njihov princip rada,pregled najčešćih virtualizacijskih rješenja, instalacija i rad na VMware ESXi serveru. Neki pojmovi za koje nema odgov arajućeg hrvatskog naziva preuzeti su u originalu . Informacije o virtualizaciji na hrvatskom jeziku najviše se pronalaze na web stranicama tvrtki koje se bave prodajom virtualizacijskih rješenja kao npr. u Combis tvrtki. Ova tehnologija se razvija i očekuje se da će imat sve veću primjenu u

budućnosti (slika1)1. Ovaj rad se bavi VMware rješenjem. Zbog toga što VMware kompanija trenutno ima najviše otvoren API može se očekivati još veći rast i primjene VMware rješenja. Prema

definiciji

preuzetoj

iz

Wikipedije(API,

2011.)API

(engl.

Application

Programming Interface) je skup određenih pravila i specifikacija koje programeri

slijede tako da se mogu služiti uslugama ili resursima operacijskog sustava ili nekog drugog složenog programa kao standardne biblioteke rutina (funkcija, procedura, metoda), struktura podataka, objekata i protokola.

















Slika 1 Porast virtualizacije

2.Virtualizacija 2.1Uvod u virtualizaciju

Zbog sve veće globalizacije u današnjem svijetu i nternet je postao normalna stvar i teško je zamisliti normalno funkcioniranje tvrtki, obrazovnih ustanova ili pojedinca bez interneta. Zbog toga se stvara potreba za sve većim resursima

servera, računala i podatkovnih sustava. Istodobno javlja se potreba za udaljenim pristupom do podataka, aplikacija i radnih površina. Kao odgovor na sve veće zahtjeve korisnika javlja se virtualizacija. "Pod "Pod pojmom „virtualizacija“ u računarstvu podrazumijeva se apstraktno predstavljanje pojedinih funkcionalnosti i resursa. Odnosno, izvana za korisnika (čovjek ili program) nema razlike između stvarnog i virtualnog ostvarenja funkcionalnost, ali stvarne vrijednosti i aktivnosti u virtualnoj izvedbi razlikuju se od onih prikazanih korisniku. Primjerice, stvarni operacijski sustav komunicira izravno sa sklopovljem računala, dok virtualni operacijski sustav ima za korisnika sva obilježja stvarnog sustava, ali se pokreće u drugom stvarnom sustavu.

















2.2 Povijest virtualizacije

anija povijest virtualizacije počinje se razvijati 1960 -ih godina, tada Prema [12] r anija je IBM razvio M44/44X sustav. Glavno računalo bio je IBM 7044 (M44), a svako

virtualno računalo bilo je eksperimentalna slika glavnog računala (44X). Ono je simuliralo više virtualnih r ačunala ačunala unutar jednog fizičkog. Na IBM 7094 razvijen je i implementiran CTSS (engl. Compatible Time-Sharing System) sustav koji je bio razvijen na MIT-u. CTSS sustav je omogućio dijeljenje resursa između različitih

programa i korisnika. Nakon toga otkrića IBM je nastavio razvoj računala koja su implementirala CTSS sustav kao npr.: IBM CP-40, CP-67, VM-360 itd. Virtualna

računala bili su kopije svojih domaćina, kroz KVM (engl. Kernel Virtual Monitor) bilo je moguće kreirati virtualna računala. KVM je bio pokretan na "fizičkom" sklopovlju. Moglo se imati više instanci virtualnih računala, a svaka instanca mogla je imati svoj os. VMM (engl. Virtual Machine Monitor) je bio sloj softvera koji je omogućavao iluziju

pravog računala za svako virtualno računalo posebno. "Razilaženje MIT -a -a i IBM-a je dovelo do jednog od ključnih trenutaka u povijesti IBM -a -a CSC-ov CSC-ov tim, čiji su voditelji bili Norm Rassmussen i Bob Creasy, od kojih je Creasy bio bivši sudionik Projekta MAC, razvio je CP/CMS operacijski sustav. Kasnije,1960-ih godina, CSC-ov tim je razvio prvi uspješni operacijski sustav virtualnih strojeva, nazvan CP -40, -40, koji je bio baziran u potpunosti na virtualnom sklopovlju. CP/CMS sustav sastajao se od dvije komponente" [3:19]. 1) "CP, kontrolni program ( engl. Control Program ) koji je kreirao okruženje virtualnog stroja. Najrašireniju uporabu je imao CP -67 koji se izvršavao na S/360-67 računalu. Za razliku od tradicionalnog načina dijeljenja memorije i ostalih resursa među korisnicima, CP je svakom korisniku pružao simuliranu



















svakom korisniku sustava. To je omogućilo da omogućilo da veliki broj korisnika dijeli jedno S/360 računalo" računalo" [3:19]. [3:19]. Tijekom 80-ih i 90-ih godina došlo je do naglog razvoja procesora i x86 procesorske

arhitekture. Zbog toga došlo je velikog razvoja klijent -server arhitekture i aplikacija. Serveri su imali dovoljno jake procesore da uz prihvatljive troškove opslužuju klijente sa aplikacijama. Zbog svega toga razvoj virtualizacije je naglo pao i prestalo se sa

razvijanjem procesora sa podrškom za virtualizaciju. " Krajem devedesetih godina u kaliforniji je osnovana firma VMware koja je 1999. godine izdala prvi virtualizacijski program VMware Workstation W orkstation koji se instalirao unutar "host" operacijskog sustava, a omogućavao je podizanje više instanci x86 i x86 -64 virtualnih rač unala" unala" (Dalić, 2009, str. 8). Ovo se iz današnjeg aspekta smatra „novim“ početkom virtualizacije. "Dvije godine kasnije VMware je izdao prvu inačicu ESX Servera i time se uključio u virtualizaciju poslužitelja"[6:8]. poslužitelja"[6:8]. O VMware ESX serveru govoriti će se puno više kasnije unutar ovog rada. Microsoftovo rješenje Microsoft Hyper-V Server predstavljen je u 2008 godini. " Xen Xen je kao projekt nastao početkom 21.stolječa a njegova prva inačica izdana je 2003 godine kao besplatni sof tver. tver. Danas Citrix Systems izdaje licencu za Xen, a u projekt su uključene uključene mnoge velike tvrtke poput Citrixa, IBM-a, Intela, HP-a, Novell-a i drugih. Svaka od ovih tvrtki nudi danas svoj



















3. Zašto virtualizir virtualizirati ati 3.1 Cijena

Iz razloga da se u današnjem svijetu javlja jako velika potreba za puno usluga, resursa i servera, također danas se javlja sve veći broj aplikacija koje se moraju negdje pohranjivati a pri tome administratori zbog sigurnosti i pouzdanosti ne

instaliraju aplikacije na poslužitelje na kojima se već vrte neke druge aplikacije . Zbog toga administratori su prisiljeni dodavati dodatne fizičke poslužitelje iako to iznosi

velike troškove. Virtualizacija je rješenje kod ovakvih sustava (slika2)2. Kod virtualizacije svaka aplikacija može dobiti svoje okruženje za rad, sa svim resursima potrebnima za normalno funkcioniranje gdje aplikacije dijele zajedničko fizičko sklopovlje a ušteđuje se iz razloga da se ne mora uvoditi i održavati poseb no računalo za svaku aplikaciju. Iz ovih razloga virtualizacijom se dolazi do smanjenja broja servera te time donosi velike uštede u infrastrukturi. Današnji serveri imaju jako velike troškove napajanja i hlađ enja pa smanjenjem broja servera automatski dolazi do jako velike uštede na napajanju i hlađenju. Mnogi današnji serveri imaju mali postotak opterećenja procesora, virtualizacijom se može uštedjeti na način da dva servera koja npr. opterećuju procesor 25% spoje u jedan koji opterećuje 60%.



















Slika 2 ušteda korištenjem virtualizacije

3.2 Pouzdanost Pouzdanost je jako bitan faktor u IT industriji. Glavni elementi pouzdanosti su dostupnost sustava i neprekidno vrijeme rada aplikacija. Velika prednost virtualizacije je neovisnost o sklopovlju, "Virtualni "Virtualni strojevi su u svojoj arhitekturi potpuno neovisni o hardveru na kojem se pokreću, te na njih nema utjecaja promjena ključnih hardverskih komponenti fizičkog stroja. Korisniku se otvara mogućnost mogućnost optimalnog iskorištavanja raspoloživog hardvera. U praksi, to znači da eventualno otkazivanje fizičkog poslužitelja koji pogoni virtualne strojeve znači da se isti ti virtualni strojevi jednostavno prenose na drugi fizički stroj i na njemu nastavljaju raditi raditi uz minimalnu nedostupnost servisa. Ovime se bitno smanjuje vrijeme potrebno za oporavak



















pristup mreži jednostavno pristupati svojima aplikacijama, podacima ili svojoj radnoj površini.



















4.Podjela virtualizacije 4.1 Općenita podjela Kada se govori o podjeli virtualizacije najosnovnija podjela virtualizacije je podjela po namjeni tj. po onome što se virtualizira. 1. Virtualizacija OS-a: Virtualizacija OS-a je najrasprostranjeniji oblik virtualizacije. Koriste ju programeri, studenti kako bi isprobali i simulirali rad određenih cjelina npr. učenje rada na unixu bez potrebe za 2 odvojena stroja ili dvije odvojene particije. Također p rimjenjuje se za udaljeni pristup radnim

površinama. poslužitelja najraširenija je komercijalna virtualizacija u današnjoj IT industriji. Ovu virtualizaciju mogla bi se ubrojiti i u virtualizaciju OS-a ali se zbog različite primjene odvaja u posebnu kategoriju. Virtualizacija se bazira na tome da na jedan poslužitelj instalira više poslužitelja radi dobiva j različitih pogodnosti.

2. Virtualizacija

poslužitelja: poslužitelja:

Virtualizacija

za pohranu p odataka : Virtualizacija podataka ustvari 3. Virtualizacija sus tava za predstavlja udaljeni pristup podacima tj. mreže sustava za pohranu podataka koje korisnik vidi kao jednu cjelinu. Ovu virtualizaciju može se promatrati kao 2 cjeline SAN (engl. Storage Area Network) i NAS (engl. Network Attached Network). Korisnik organizira podatke prema svojim željama makar podaci

fizički nisu tako organizirani. 4. Virtualizacija aplikacija: Ovo je neki oblik računalstva u oblacima (engl.





















4.2 Podjela virtualizacije sklopovlja

U ovom poglavlju opisat će se t ipovi sklopovske virtualizacije. Ova virtualizacija je najvažnija za rad jer ne možemo raditi virtualizaciju OS -a bez virtualizacije sklopovlja.

4.2.1..Potpuna virtualizacija

jska tehnika omogućuje potpuno simulaciju sklopovlja (slika3)3. Ova virtualizaci jska Ova virtualizacija poznata je pod nazivom hardverska emulacija zbog simuliranja sklopovskog okruženja za gostujuće operacijske sustave, softver se naziva hipervizor (engl. Hypervisor). VMM pruža hardversko okruženje. Unutar tog okruženja izvršava se gostujući OS. Gostujući OS i VMM čine jednu cjelinu i to omogućuje prenosivost cjeline između različitih računala. Hipervizor se nalazi između VMM -a i sklopovlja domaćina i zadužen je za prevođenje poziva iz VMM -a prema resursima računala domaćina. Kod ovog pristupa aplikacije se izvrš avaju u potpunoj izolaciji od OS-a



















4.2.2.Paravirtualizacija

Paravirtualizacija (slika 4)4 je virtualizacijska tehnika u kojoj VMM ne simulira sklopovlje, nego predstavlja sloj odnosno vezu između virtualnog stroja i sklopovlja. U paravirtualizaciji virtualni stroj pristupa direktno sklopovlju na način da virtualni stroj

mora biti svjestan da se izvršava virtualno i da njegovi upravljački programi ne mogu upućivati direktne sistemske pozive sklopovlju već te pozive moraju upućivati hipervizoru koji onda upućuj e pozive sklopovlju. Uloga VMM je kontroliranje pristupa resursima odnosno da omogućuje jednom virtualnom stroju pristup resursima a da ostale blokira. Prednost ovog sustava je bolje izvršavanje aplikacija (slika 5)5. Također prednost je da hipervizor ne mora imati sučelja prema upravljačkim programima jer ih on ne sadrži. Mana ove virtualizacije je da se treba modificirati gostujući OS kako bi imao mogućnost komuniciranja sa sučeljima hipervizora. Za ovu virtualizaciju treba se imati pristup izvornom kodu operacijskog sustava. Zato je ova virtualizacija puno zastupljenija kod OS-a koji imaju otvoreni kod poput linuxa a za windowse je ovaj pristup moguće ostvariti ako firma dobije od Microsofta pristup kodu.



















Slika 5 Usporedba potpune i paravirtualizacije

4.2.3.Virtualizacija operacijskog sustava



















5. Hipervizor Prema [11] hipervizor ili nadglednik ili VMM (engl. Virtual Machine Monitor) je program koji omogućuje podjelu sklopovskih resursa unutar jednog računala

(domaćina). Hipervizor je mozak svakog virtualizacijskog sustava i omogućuje da svako virtualno računalo ima vlastite resurse (CPU, RAM, HDD, NIC) distribuirajući ih prema zahtjevima svakog pojedinog virtualnog računala i brinući se pritom da ne dođe do sukoba između različitih virtualnih strojeva. Osnovna podjela hipervizora je na type 1 type 1 i type 2. type 2. Type 1 ili hipervizor bez domaćina ( engl. Bare Metal) je sustav koji se instalira direktno na server. U osnovi on je mali OS čija je uloga da kontrolira sklopovlje, dijeli resurse i nadzire gostujuće operacijske sustave. Gostujući OS nije svjestan da se ne pokreče na stvarnom sklopovlju i ne zahtje va modifikacije OS-a ali zahtjeva resurse domaćina. VMM upravlja komunikacijom izm eđu gosta i domaćina tj. preko OS-a domaćina upravljaju se i nadziru resursi i mogućnosti gostujućih sustava. Primjer type 1 hipervizora su VMware ESXi, Citrix Xen Server i Microsoft Hyper-V. Type 2 ili gostujući hipervizori (engl. Host Hypervisor) (slika 6) su aplikacije







































6.VMware ESX(i) 6.1 Uvod u ESX(i) servere Prema [1] VMware ESX je bio prvi hipervizor koji se instalirao direktno na sklopovlje poslužitelja. ESX je izgrađen na Linux u i ima uključenu servisnu konzolu a pokretao je VMkernel koji je pokretao virtualizacijski stroj. Istodobno je bio pokrenut i razvoj VMware ESXi hipervizora koji je bio zamišljen kao kompaktna verzija ESX-a.





























































































6.3 Instalacija virtualnih strojeva









































































Nakon odabira hipervizora odabire se gostujući os koji će se instalirati (slika 24).



























































































































































































VMWARE ESXi VIRTUALIZACIJA

Recommend Documents