Lời nói đầu
Virtualization (Ảo hóa) – một thuật ngữ tưởng chừng phức tạp, nhưng lại ẩn chứa một sức mạnh to lớn, đang dần thay đổi cách thức chúng ta vận hành và quản lý các ứng dụng, hệ thống máy tính.
Hãy tưởng tượng một thế giới nơi một máy tính có thể chứa vô số máy tính khác, vô số hệ điều hành, ứng dụng và môi trường riêng biệt, nơi bạn có thể chạy thử phần mềm mới mà không ảnh hưởng đến hệ thống chính. Ảo hóa chính là phép màu biến điều tưởng chừng như không thể đó thành hiện thực.
Vậy ảo hóa là gì?
Nói một cách đơn giản, ảo hóa là kỹ thuật tạo ra các phiên bản ảo của các tài nguyên phần cứng, chẳng hạn như máy chủ, ổ cứng, mạng, v.v. Giống như một ảo thuật, một máy tính vật lý có thể được chia thành nhiều máy ảo, mỗi máy ảo hoạt động như một máy tính riêng biệt với hệ điều hành và ứng dụng riêng.
Lợi ích của ảo hóa
- Tiết kiệm chi phí: Ảo hóa giúp bạn tận dụng tối đa phần cứng bằng cách chạy nhiều máy ảo trên một máy chủ vật lý, từ đó giảm nhu cầu mua thêm máy móc, tiết kiệm chi phí bảo trì và điện năng.
- Tăng tốc độ và hiệu quả: Việc tạo và triển khai máy ảo diễn ra nhanh chóng và dễ dàng hơn so với việc cài đặt hệ điều hành trên máy chủ vật lý. Ảo hóa cũng giúp tăng hiệu suất hệ thống bằng cách phân bổ tài nguyên hiệu quả hơn.
- Tăng tính sẵn sàng và khả năng phục hồi: Máy ảo có thể dễ dàng sao lưu và di chuyển, giúp đảm bảo tính sẵn sàng cao cho hệ thống và khả năng phục hồi nhanh chóng trong trường hợp xảy ra sự cố.
- Tăng cường bảo mật: Ảo hóa cho phép bạn cô lập các ứng dụng và hệ điều hành, giúp tăng cường bảo mật cho hệ thống và giảm thiểu rủi ro tấn công mạng.
- Tăng tính linh hoạt: Ảo hóa giúp bạn dễ dàng thử nghiệm phần mềm mới, triển khai các môi trường phát triển và vận hành, đồng thời mở rộng quy mô hệ thống một cách nhanh chóng và linh hoạt.
Ảo hóa hoạt động như thế nào?
Một phần mềm được gọi là hypervisor sẽ tách các tài nguyên vật lý khỏi môi trường ảo – nơi cần những tài nguyên đó. Hypervisor có thể chạy trên hệ điều hành (như máy tính xách tay) hoặc được cài đặt trực tiếp vào phần cứng (như máy chủ), đây là cách mà hầu hết các doanh nghiệp ảo hóa.
Hypervisor lấy tài nguyên vật lý và phân chia chúng để môi trường ảo có thể sử dụng. Tài nguyên được phân vùng khi cần thiết từ môi trường vật lý đến nhiều môi trường ảo. Người dùng tương tác và chạy các tính toán trong môi trường ảo.
Máy ảo hoạt động như một tệp dữ liệu duy nhất. Và giống như bất kỳ tệp kỹ thuật số nào, nó có thể được di chuyển từ máy tính này sang máy tính khác, được mở ở một trong hai máy tính thì dự kiến sẽ hoạt động tương tự. Khi môi trường ảo đang chạy và người dùng hoặc chương trình đưa ra lệnh yêu cầu tài nguyên bổ sung từ môi trường vật lý, trình ảo hóa sẽ chuyển tiếp yêu cầu đến hệ thống vật lý và lưu các thay đổi vào bộ nhớ đệm, tất cả diễn ra ở gần với tốc độ gốc (đặc biệt dựa trên KVM).
Một số ứng dụng của ảo hóa
- Server consolidation (hợp nhất máy chủ): Đây là lý do hàng đầu để sử dụng máy ảo, giúp đặt nhiều máy chủ ảo trên mỗi máy chủ vật lý để cải thiện việc sử dụng phần cứng khi triển khai trên bare metal.
- Dùng thử hệ điều hành mới: Giả sử bạn muốn khám phá một hệ điều hành mới và trải nghiệm cài đặt từ ban đầu, máy ảo hoạt động như một sandbox cho bạn làm điều đó.
- Chạy phần mềm cũ hoặc không tương thích: Máy ảo cung cấp một môi trường tuyệt vời để chạy phần mềm không tương thích hoặc outdate. Miễn là bạn có quyền truy cập vào trình cài đặt, bạn sẽ không gặp khó khăn khi cài đặt nó trên hệ điều hành ảo.
- Phát triển và thử nghiệm phần mềm: Ảo hóa cung cấp môi trường an toàn để thử nghiệm phần mềm mới mà không ảnh hưởng đến hệ thống chính. Điều này có nghĩa là bạn có thể chấp nhận rủi ro bảo mật thường muốn tránh.
- Sao lưu và phục hồi dữ liệu: Tận dụng lợi thế ảnh chụp hệ thống trong máy ảo. Máy ảo có thể dễ dàng sao lưu và phục hồi, giúp bảo vệ dữ liệu và giảm thiểu thời gian gián đoạn.
- Điện toán đám mây: Ảo hóa đóng vai trò quan trọng trong điện toán đám mây và Internet vạn vật (IoT). Nó sẽ tiếp tục phát triển và mở ra nhiều khả năng mới trong tương lai.
- Giáo dục và đào tạo: Ảo hóa giúp tạo môi trường học tập an toàn để học sinh và sinh viên thực hành các kỹ năng công nghệ.
Một số nhà cung cấp máy ảo phổ biến
- VMware vSphere ESXi, VMware đã hoạt động trong không gian ảo từ năm 1998 và là công ty hàng đầu trong ngành thiết lập các tiêu chuẩn về độ tin cậy, hiệu suất và hỗ trợ.
- Oracle VM VirtualBox – Bạn không chắc mình sẽ sử dụng hệ điều hành nào? Vậy thì VirtualBox là một lựa chọn tốt vì nó hỗ trợ rất nhiều lựa chọn kết hợp máy chủ và máy khách. VirtualBox rất mạnh mẽ, đi kèm với các tính năng tuyệt vời và trên hết là nó miễn phí.
- Xen – Xen là trình ảo hóa mã nguồn mở có trong nhân Linux và do đó, nó có sẵn trong tất cả các bản phân phối Linux. Dự án Xen là một trong nhiều dự án nguồn mở do Linux Foundation quản lý.
- Hyper-V – là nền tảng ảo hóa của Microsoft, hay ‘hypervisor’, cho phép quản trị viên sử dụng phần cứng của họ tốt hơn bằng cách ảo hóa nhiều hệ điều hành để chạy đồng thời trên cùng một máy chủ vật lý.
- KVM – Máy ảo dựa trên hạt nhân (KVM) là một công nghệ ảo hóa nguồn mở được tích hợp trong Linux. Cụ thể, KVM cho phép bạn biến Linux thành một trình ảo hóa cho phép máy chủ chạy nhiều môi trường ảo biệt lập được gọi là máy khách hoặc máy ảo (VM).
