บทที่ 2 - siam universityresearch-system.siam.edu/.../06_ch2.pdf · บทที่ 2 ......

4

บทท 2 การทบทวนเอกสาร/วรรณกรรมทเกยวของ

2.1 แนวความคด

รปท 2.1 โครงสรางการท างานของระบบ

โครงสรางการท างานของระบบนแสดงใหเหนหลกการจ าลองเครองคอมพวเตอรเสมอนจรงดวยซอฟตแวร ทท าใหเครองคอมพวเตอรหนงเครอง สามารถท างานเสมอนมเครองคอมพวเตอรหลายเครอง โดยแตละระบบมทรพยากรหนวยความจ า, ฮารดดสก และอปกรณเนตเวรคเสมอนทเปนอสระตอกน เครองคอมพวเตอรเสมอนจรงแตละเครองจงสามารถมระบบปฏบตการและซอฟตแวรเปนอสระตอกน โดยมการจ าลองการท างานของคอมพวเตอรเครองอน เสมอนมคอมพวเตอร 2 เครอง หรอมากกวานน ซอนกนอยในคอมพวเตอรเพยงเครองเดยว ในสวนของ การจ าลองเครองเสมอนดวยซอฟตแวร (Virtualization) ม การท าใหระบบพรอมใชงานตลอดเวลา(High Availability) ทชวยใหเครองเซรฟเวอรปราศจาก ระยะเวลาทเครองเซรฟเวอรเสย (Downtime) มวธการท างานอย 2 ลกษณะ ท างาน/พรอมท างาน (Active/Standby) ในลกษณะนจะเปนแบบทอปกรณทเปนค High Availability จะมอปกรณของเครองเซรฟเวอรเครองใดเครองหนงเปน เครองคอมพวเตอรตนแบบ (Master) คอท าหนาทอยตวเดยว 100% ในระหวางนเครอง

5

เซรฟเวอรทไมใช Master ซงกคอเครองเซรฟเวอรท การส ารองขอมล (Backup) จะคอยตรวจสอบวา Master ท างานปกตอยรเปลา หากเมอไหรกตามท Master เกดมปญหา เครองเซรฟเวอรท Backup กจะเปลยนตวเองมาเปน Master ท างานแทน และ แบงการท างานพรอมกน (Active/Active) แบบนจะเปนการท า High Availability โดยทอปกรณทเปนค High Availability ทงหมด ท างานพรอมๆกน โดยมการแบงงาน ในแตสดสวนทก าหนด เชน 50/50 เปนตน หากกรณทมเครองเซรฟเวอรเครองใดเครองหนงมปญหา อกเครองทท างานอยกจะท างานแทน 100%

2.2 ทฤษฎทเกยวของ

การจ าลองเครองเสมอนดวยซอฟตแวร (Virtualization)

เปนการจ าลองเครองคอมพวเตอรเสมอนจรงดวยซอฟตแวร ทท าใหคอมพวเตอรหนงเครอง สามารถท างานเปนเครองคอมพวเตอรเสมอนจรงหลายๆ ระบบได โดยแตระบบมทรพยากรหนวยความจ า, ฮารดดสก และอปกรณเนตเวรกเสมอนทเปนอสระตอกน เครองคอมพวเตอรเสมอนจรงแตละเครองจงสามารถมระบบปฏบตการและซอฟตแวรเปนของตนเองโดยอสระ

รปท 2.2 การท างานของ Virtualization

(http://www.mat.co.th/th/products/si_consulting/virtual/)

6

ประโยชนของ การจ าลองเครองเสมอนดวยซอฟตแวร

การลดจ านวนเครองคอมพวเตอรทตองใชเปนเซรฟเวอรได พจารณา จากหลายๆ เซรฟเวอรขององคกร ทตองใชเครองคอมพวเตอรจรงหนงเครองตอหนงเซอรวส ทงๆ ท ในความเปนจรงนน เซรฟเวอรแตละเครองยงไมไดถกใชอยางเตมท ท าใหตองสญเสยทรพยากรคอมพวเตอรขององคกรในการจดซอและดแลรกษา อยางเปลาประโยชน

การจ าลองเครองคอมพวเตอรเสมอนดวยซอฟตแวร สามารถลดจ านวนเครองเซรฟเวอรทจะตองใชได โดย การรวม ศนยการท างานของระบบ (Server Consolidation) ดวยการตดตงเครองเซรฟเวอรแตละระบบขององคกรดวย เครองคอมพวเตอรเสมอนจรง(Virtual Machine) เครองหลกหนงเครองจะสามารถบรการเครองคอมพวเตอรเสมอนจรงไดหลายเครอง เปนการใชทรพยากรระบบอยางคมคาอกทงยงอ านวยความสะดวกในการดแลระบบ

(http://www.baycoms.com/index.php/technology-update/vm2.html)

หลกการการท างาน การจ าลองเครองเสมอนดวยซอฟตแวร การสรางระบบ Virtualization ไดก าหนดชอเรยกตวซอฟตแวรทท าหนาทเสมอน วา ซอฟตแวรทตดตงโดยตรงบนเซรฟเวอร(Hypervisor) หรอ ตวจดการเครองคอมพวเตอรเสมอน(Virtual Machine Manager) ไดมการแบง Hypervisor ออกเปน 2 ประเภทคอ - ประเภทท 1 –แบบเรมตน (native) คอ การท hypervisor ถกตดตงลงไปใต ระบบปฏบตการ ตวอยางผลตภณฑในรปแบบน คอ ซอฟตแวร VMware ESXi, Citrix Xen Server และ Microsoft Hyper-V แบบนจ างายคอ ลง Hypervisor ไปแลวจะไมมการตดตงแอปพลเคชนใดๆ บน hypervisor (แมวาซอฟตแวร Hyper-V จะท าไดแตเปนสงทไมควรท า ควรไปสรางเครองคอมพวเตอรเสมอน และลงซอฟตแวรในเครองคอมพวเตอรเสมอน - ประเภทท 2 – แบบปรบแตง (hosted) คอ การท Hypervisor ท างานเหมอน แอปพลเคชน บนระบบปฏบตการ ตวอยาง ผลตภณฑไดแก ซอฟตแวร VMware workstation, Microsoft virtual PC และ Oracle Virtual Box เปนตน แบบนจ างายคอ เมอไดฮารดแวรมาแลวกลง ระบบปฏบตการ เชน Windows แลวลง virtual ในฐานะเปน แอปพลเคชน ตวหนงเชนเดยวกบการลงซอฟตแวร Microsoft Office

ประเภทเทคนคของการสราง Virtualization

- การจ าลองเครองคอมพวเตอรเสมอนรปแบบเตม (Full Virtualization) คอ เทคนคการท า virtualization ท virtualization จะตองท าแปลเลขฐานสอง โดย Virtual Machine Manager จะเรยกฮารดแวรจากระบบฏบตการในเครองคอมพวเตอรเสมอน และแปลงค าสงนนใหอยใน

7

รปแบบท ระบบปฏบตการหลก (Host OS) ท างานได การแปลงนตองใชทรพยากรมาก ท าใหเครองท างานชาลงและลดประสทธภาพของเครอง

- การจ าลองเครองคอมพวเตอรเสมอนแบบเพมประสทธภาพ (Paravirtualization) คอ เทคนคทใชเพมประสทธภาพใหกบ virtualization ในสวนท virtual machine เคยตองจ าลองอปกรณตางๆ เมอท างานบน virtual นน การออกแบบ paravitualizationไดตดการแปลงค าสงเหลานออกไปและไปสรางเปนหนาตาของซอฟตแวรบน Virtual Machine Manager ในรปแบบของไดรฟเวอร และเครองมอตางๆ มาแทน Paravirtualization ตองการ หนวยประมวลผลกลาง(Central Processing Unit : CPU) ทสนบสนนดวยนนคอคาย Intel-VT หรอคาย AMD-V หนาทตรงนไดแก เรองของการจดสรร หนวยความจ าชวคราว (Memory) ของเซรฟเวอร ทจ านวนหนวยความจ าชวคราว (Random-Access Memory : RAM) มากๆ ทมต าแหนงกระจายไปทวๆ แตตองท าให guest เหนวาเปนพนทมต าแหนงเรยงกนเราเรยกสวนนวา การจดการตารางแบบเสมอน (hardware page table virtualization) เนองจาก guest OS ไมสามารถไปจดสรร memory จรงๆได จงตองอาศย Virtual Machine Manager ทดแลการใช memory จาก guest หลายๆ ตว ในเวลาเดยวกนได - ตวบรหารระบบตดตอระหวางฮารดแวร และซอฟตแวร (Kernel-base Virtual Machine : KVM) ผสราง KVM มชอวา AviKivity และMorceloTosattiไดสราง KVM ขนมาเพอท า virtualization ประเภทท 1 และเปน Paravirtualization บนระบบปฏบตการ Linux ตว guest OS ทสรางบน KVM ไดแก OS Windows และ OS Linux เปนหลก ม KVM ไปใชบนเครอง PowerPC, IA/64 และเครองทใช CPU เปนตน

(http://www.baycoms.com/index.php/technology-update/vm2.html)

8

2.3 เวบไซตทเกยวของ

คณะนกศกษาปฏบตสหกจศกษาไดท าการคนหาเวบไซตทเกยวของเนองจากมประโยชนตอการด าเนนโครงงาน โดยการคนหาจากเวบไซต ดงตอไปน

รปท 2.3 http://www.softmelt.com/article.php?id=102

เปนเวบไซตทสอนการตดตงโปรแกรมและก าหนดคา VMware Server Networks บนระบบปฏบตการ Windows สอนการเชอมตอระบบเครอขาย สอนการเชอมตอของระบบเครองคอมพวเตอรเสมอนจรง มรปแบบผลตภณฑเครองเซรฟเวอรใหศกษา

9

รปท 2.4 http://kb.vmware.com/selfservice/microsites/search.do?language=en_US&cm d=displayKC&externalId=2007619

เปนเวบไซตทใหขอมลในเรองของ vCenter เกยวกบรปแบบการท างานเบองตนของ vCenter ขนตอนการตดตงโปรแกรมพนฐานของ vCenter ขนตอนในการก าหนดคา vCenter เพอใชในการจดการเครองเซรฟเวอรใหอยภายใตของ vCenter

10

รปท 2.5 http://www.vmware.com/ap

เปนเวบไซตทใหขอมลในเรองของ VMware มรายละเอยดการใชงานเบองตนจนถงการใชงานอยางละเอยดของแตละเวอรชน และสามารถดาวนโหลด ซอฟตแวร ของ VMware มาทดลองใชงานไดฟร หรอจะซอ ซอฟตแวร มาใชงานแบบเตมรปแบบ

11

รปท 2.6 http://www.epit.co.th/index.php

เปนเวบไซตทบอกรายละเอยดเกยวกบอปกรณตางๆ ทใชในการทดลองปฎบตงาน มรายละเอยดของอปกรณแตละชน ท าใหสามารถเลอกใชอปกรณทจะน ามาใชในการปฎบตงานไดอยางถกตองตรงตามทตองการ

12

รปท 2.7 http://www.thaivirt.com

เปนเวบไซตทใหขอมลในเรองของ VMWare มรายละเอยดการใชงานการอพเกรดของแตละเวอรชน การอพเกรด และสามารถดาวนโหลด ซอฟตแวร ของ VMware มาใชงานไดฟร โดยทมเวบไซตเนอหาเปนภาษาไทย

13

2.4 งานวจยทเกยวของ

รปท 2.8 การตรวจสอบสถานะของ Virtual Machines ทมแพลตฟอรมตางกน

Y.-C. Chen and Y.-S. Peng (2554) งานวจยเรองนมการเสนอเทคโนโลยทใชรวมกบ Cloud Computing โดยการน า Virtualization ซงเทคโนโลย Virtualization ทเปนทนยมในปจจบน ไดแก VMware, Xen, KVM และ VirtualBoxโดยเปนเครองทมความหลากหลาย และมฮารดแวรทมความแตกตางกน มการน าเสนอการใช SNMP ในการตรวจสอบ monitor ของตว VM โดยการสรางตวจดการในรปแบบของ Web Based Application

14

รปท 2.9 Cloud Computing and Intelligence Systems (CCIS), IEEE International

Tan, T., Simmonds and others (2554) งานวจยผวจยชนนไดท าการศกษาการเปดเครองเสมอนจรงโดยก าหนดใหจ าลองสวนเกบขอมลเปรยบเทยบระหวางใน เครองแมขาย กบ อปกรณเกบขอมลบนเครอขาย ใชโปรแกรมบรหารจดการ Xen ไดผลการเปดเชงเวลาทอยในระดบใกลเคยงกน และในการทดสอบนมการจ าลองภาระงานในลกษณะของเครองแมขายแบบ LAMP รปแบบบรการเวบและฐานขอมล K. Mino และคณะ (Ku, M., Min and others. 2011 : 1)เปนนกวจยอกกลมทท าการเสนอเกยวกบการเปดเครองเสมอนจรงแตเพมดานของพลงงานดวยการใชวธการปรบลดความถของหนวยประมวลผลกลาง โดยก าหนดใหการจ าลองหนวยเกบขอมลกระจาย แตโครงสรางเครอขายของงานวจยอยในระดบ 100 Mbps ซงศนยขอมลในปจจบนอยในระดบ 1 Gbps เปนขนต า ส าหรบผลการวจยไดน าเสนอสวนท สญเสยในการเปดเครองเสมอนจรงผานเครอขาย ส าหรบงานวจยในกลมการศกษาการจดการเครองเสมอนจรงเพอใหหาจดสมดลและใหการใชทรพยากรของเครองแมขายในศนยขอมลทรองรบการประมวลผลแบบกลมเมฆ ซงเหนไดจากการจดกลม

15

รปท 2.10 Identifying critical factors for corporate implementing virtualization technology

C.-C.Hu, D. C. Yen, S.-H. Li, W.-H. Lu และ Y.-C. Chiu (2555) งานวจยชนนเปนการศกษา

ปจจยทมผลกระทบในการพฒนาเทคโนโลย Virtualization ซงงานวจยไดมการน าเสนอถง

ผลกระทบในสวนของคาใชจาย พลงงาน และปจจยหลกอน ๆ ทผดแลดานสารสนเทศตองค านงถง

เมอน าเทคโนโลยดาน virtualization มาใช โดยประเดนปจจยดงกลาวม 7 ประเดนดงน 1. System

quality ดานระบบ เนนคณภาพของระบบในดานของฮารดแวร 2. Information quality ดานขอมล

เนนคณภาพของขอมลทรบเขา และสงออก 3. Simplified management and maintenance ดานการ

จดการ และรกษา 4. Integration of resources ดานการเพมปรมาณของฮารดแวร และอปการณเขา

ไป 5. cost reduction ดานการลดคาใชจาย 6. ease of deployment test and development ดานการ

พฒนาในการทดสอบ และปรบปรง 7. organizational consensus ดานนโยบายขององคกร

16

รปท 2.11 การวดและเปรยบเทยบประสทธภาพ Hypervisor ทท างานรวมกบ Hardware assisted virtualization measuring comparing the efficiency of hypervisor working together with hardware

assisted virtualization

ณฐกร เฉยศร (2554) คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยกรงเทพ ปจจบนการสรางเครองแมขายเสมอนดวยซอฟตแวรพฒนามาจากหลายเทคนค ท าใหมประสทธภาพและความเหมาะสมกบระบบงานทแตกตางกน การศกษาวจยครงนมงวดและ เปรยบเทยบประสทธภาพของซอฟตแวรทใชท าเครองแมขายเสมอนโดยใชเทคนค Hardware assisted virtualization วาซอฟตแวรของแตละคายจะสามารถใชประสทธภาพในสวนทเปนฮารดแวรไดอตราเทากนหรอไม ดวยการจ าลองสภาพแวดลอมของเครองแมขายเสมอนและ Workoad ทใชในศนยขอมลขนมาทดสอบ แลววดประสทธภาพของแตละเครองแมขายเสมอนในรปแบบ Troughput โดยมเครองมอทดสอบเปน Apache JMeter, PgBench, FFSB และ Iperf ผลการศกษาพบวา VMware และ MS Hyper-V มอตราการเปลยนแปลงของประสทธภาพการท างานตางกน โดย VMware จะมอตราการลดลงของประสทธภาพต ากวาใน 3 ระบบงานคอ Database Server, Application Server, File Server และมอตราเพมขนของประสทธภาพสงกวาในระบบงาน Mail Server แตมอตราการลดลงของประสทธภาพทสงวาในระบบงาน Web Server และพบวาแตละระบบงานดานไอททมอตราการเปลยนแปลงของประสทธภาพตางกน ซงระบบ Database Server มอตราการลดลงของประสทธภาพทสดคอ ใน VMware -5.80% และใน MS Hyper-V -9.40% สวนระบบงาน Mail Server มอตราการเพมขนของประสทธภาพมากทสดคอใน VMware 8.25% และใน MS Hyper-V 6.17%

17

รปท 2.12 โครงการทดลองใชงานระบบเครองแมขายเสมอน มหาวทยาลยมหดลวทยาเขตศาลายา

เปรมพล นลโต (2554) มหาวทยาลยมหดล ปจจบนทางมหาวทยาลยมหดล ไดมการใชอปกรณทางดานเทคโนโลยสารสนเทศเพอเขามาชวยเหลอบคลากรในการท างานใหดยงขน ถกตอง และรวดเรวกวาเดมจงท าใหอปกรณจ าพวก เครองแมขาย เครองจดเกบขอมลสวนกลาง ขยายเพมมากขน ผวจยจงเหนวาประโยชนของระบบเสมอน โดยน าเทคโนโลยของทางไมโครซอฟททมชอวา Hyper-V มาใชเพอแกปญหาพรอมทงเพอพฒนาระบบ ใหมประสทธภาพ และเพยงพอตอการใชงาน และรองรบการขยายตวในอนาคต เพอในน าเทคโนโลยดงกลาวมาใชงานจรง จะเหนไดวาสามารถรองรบ และตอบสนองความตอการใชงานดานเทคโนโลยสารสนเทศของผใชงานทวไป และผพฒนาโปรแกรมประยกตทตองการไดเปนอยางด ซงผวจยเหนวาสามารถชวยพฒนาและแกไขปญหา พรอมยงรองรบเทคโนโลยในอนาคตไดเปนอยางดยง