Virtualization là gì? Ưu/nhược điểm & mọi điều cần biết về ảo hóa

Virtualization là một công nghệ quan trọng trong thế giới công nghệ hiện đại. Từ khi được phát minh, virtualization đã thay đổi cách thức triển khai và quản lý các ứng dụng và hệ thống máy tính. Đặc biệt, trong những năm gần đây, virtualization đã trở thành một công nghệ quan trọng cho các doanh nghiệp và tổ chức, giúp họ tối ưu hóa tài nguyên, tăng cường an ninh và cải thiện hiệu suất.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về virtualization, công nghệ này hoạt động như thế nào, và lợi ích của nó trong việc quản lý hệ thống máy tính.

Virtualization (ảo hóa) là gì?

Virtualization là việc tạo ra một phiên bản ảo có thể là một hệ điều hành (OS), máy chủ, thiết bị lưu trữ hoặc tài nguyên mạng. Về cơ bản, Virtualization sử dụng phần mềm mô phỏng chức năng phần cứng để tạo ra một hệ thống ảo hóa.

Điều này cho phép các tổ chức CNTT vận hành nhiều hệ điều hành, nhiều hơn một hệ thống ảo và các ứng dụng khác nhau trên một máy chủ duy nhất. Lợi ích của Virtualization bao gồm hiệu quả cao hơn và tính kinh tế theo quy mô.

Ảo hóa hệ điều hành là quá trình tạo ra một môi trường ảo trên một hệ thống máy tính vật lý, cho phép nhiều hệ điều hành và ứng dụng chạy đồng thời trên cùng một máy tính mà không ảnh hưởng đến nhau. Quá trình ảo hóa này được thực hiện bằng cách sử dụng phần mềm ảo hóa, như VMware hoặc VirtualBox, để tạo ra các máy ảo trên một máy tính vật lý.

Virtualization - ảo hóa hoạt động thế nào?

Quá trình ảo hóa hoạt động thông qua việc tạo ra một môi trường ảo, được gọi là máy ảo (virtual machine), trên một hệ thống máy tính vật lý. Máy ảo này được tạo ra bằng cách phần mềm ảo hóa, như VMware hoặc VirtualBox, cung cấp các thành phần cần thiết để tạo ra một hệ thống hoạt động độc lập, bao gồm một bộ xử lý ảo, bộ nhớ ảo và các thiết bị ảo như đĩa cứng, card mạng, card âm thanh, v.v.

Khi một hệ điều hành hoặc ứng dụng được cài đặt trên máy ảo, phần mềm ảo hóa sẽ điều khiển các tài nguyên vật lý của hệ thống để cung cấp cho máy ảo các tài nguyên ảo tương ứng. Điều này cho phép nhiều hệ điều hành và ứng dụng chạy đồng thời trên cùng một hệ thống vật lý, mà không ảnh hưởng đến nhau.

Khi một tác vụ được yêu cầu trên một máy ảo, phần mềm ảo hóa sẽ chuyển yêu cầu này đến máy tính vật lý để xử lý và trả kết quả trở lại cho máy ảo. Việc này giúp tạo ra một môi trường hoàn toàn độc lập và an toàn, và cung cấp cho người dùng một phạm vi rộng hơn của các ứng dụng và hệ điều hành có thể được chạy trên cùng một hệ thống vật lý.

Một ứng dụng quan trọng của công nghệ Virtualization là ảo hóa máy chủ, sử dụng một lớp phần mềm - được gọi là hypervisor< / a - để mô phỏng phần cứng bên dưới. Điều này thường bao gồm bộ nhớ, đầu vào / đầu ra (I / O) và lưu lượng mạng của CPU.

Hypervisor lấy các tài nguyên vật lý và tách chúng ra để chúng có thể được sử dụng bởi môi trường ảo. Chúng có thể nằm trên hệ điều hành hoặc chúng có thể được cài đặt trực tiếp vào phần cứng. Thứ hai là cách hầu hết các doanh nghiệp ảo hóa hệ thống của họ.

Hypervisor Xen là một chương trình phần mềm mã nguồn mở chịu trách nhiệm quản lý các tương tác cấp thấp xảy ra giữa các máy ảo (VM) và phần cứng vật lý. Nói cách khác, trình ảo hóa Xen cho phép tạo, thực thi và quản lý đồng thời các máy ảo khác nhau trong một môi trường vật lý.

Với sự trợ giúp của trình Virtualization, Guest OS, thường tương tác với phần cứng thực sự, hiện đang làm như vậy với mô phỏng phần mềm của phần cứng đó; thông thường, Guest OS không biết nó nằm trên phần cứng ảo hóa.

Tuy nhiên, hiệu suất của hệ thống ảo không bằng hiệu suất của hệ điều hành chạy trên phần cứng thực sự. Ảo hóa vẫn hoạt động vì hầu hết các hệ điều hành và ứng dụng client không cần sử dụng đầy đủ phần cứng cơ bản.

Điều này cho phép tính linh hoạt, kiểm soát và cô lập cao hơn bằng cách loại bỏ sự phụ thuộc vào một nền tảng phần cứng nhất định. Mặc dù ban đầu có nghĩa là ảo hóa máy chủ, khái niệm Virtualization đã lan sang các ứng dụng, mạng, dữ liệu và máy tính để bàn.

Quá trình Virtualization tuân theo các bước được liệt kê bên dưới:

1. Hypervisor tách các tài nguyên vật lý khỏi môi trường vật lý của chúng.
2. Tài nguyên được lấy và phân chia, khi cần thiết, từ môi trường vật lý đến các môi trường ảo khác nhau.
3. Người dùng hệ thống làm việc và thực hiện tính toán trong môi trường ảo.
4. Khi môi trường ảo đang chạy, người dùng hoặc chương trình có thể gửi một hướng dẫn yêu cầu thêm tài nguyên tạo thành môi trường vật lý. Đáp lại, trình ảo hóa chuyển tiếp thông điệp đến hệ thống vật lý và lưu trữ các thay đổi. Quá trình này sẽ xảy ra với tốc độ gần như bản địa.

Môi trường ảo thường được gọi là máy client hoặc máy ảo. Máy ảo hoạt động giống như một tệp dữ liệu duy nhất có thể được chuyển từ máy tính này sang máy tính khác và được mở trong cả hai; Nó dự kiến sẽ hoạt động theo cùng một cách trên mọi máy tính.

Các loại Virtualization - ảo hóa

Bạn có thể từng hiểu về ảo hóa nếu đã từng chia ổ cứng của mình thành các phân vùng khác nhau. Một phân vùng là sự phân chia hợp lý của một ổ đĩa cứng để tạo, trên thực tế, hai ổ cứng riêng biệt.

Có sáu lĩnh vực CNTT đang triển khai Virtualization:

1. Ảo hóa mạng là một phương pháp kết hợp các tài nguyên có sẵn trong mạng bằng cách chia băng thông có sẵn thành các kênh, mỗi kênh độc lập với các kênh khác và có thể được gán - hoặc gán lại - cho một máy chủ hoặc thiết bị cụ thể trong thời gian thực. Ý tưởng là ảo hóa ngụy trang sự phức tạp thực sự của mạng bằng cách tách nó thành các phần có thể quản lý được, giống như ổ cứng được phân vùng của bạn giúp quản lý các tệp của bạn dễ dàng hơn.
2. Ảo hóa lưu trữ là việc gộp bộ lưu trữ vật lý từ nhiều thiết bị lưu trữ mạng vào một thiết bị dường như là một thiết bị lưu trữ duy nhất được quản lý từ bảng điều khiển trung tâm. Ảo hóa lưu trữ thường được sử dụng trong các mạng khu vực lưu trữ.
3. Ảo hóa máy chủ là việc che giấu tài nguyên máy chủ - bao gồm số lượng và danh tính của các máy chủ vật lý riêng lẻ, bộ xử lý và hệ điều hành - từ người dùng máy chủ. Mục đích là để người dùng không phải hiểu và quản lý các chi tiết phức tạp của tài nguyên máy chủ trong khi tăng cường chia sẻ và sử dụng tài nguyên và duy trì khả năng mở rộng sau này.

Lớp phần mềm cho phép trừu tượng hóa này thường được gọi là trình Virtualization. Trình ảo hóa phổ biến nhất - Loại 1 - được thiết kế để ngồi trực tiếp trên kim loại trần và cung cấp khả năng ảo hóa nền tảng phần cứng để sử dụng cho các máy ảo. 

Ảo hóa KVM là một trình ảo hóa ảo hóa dựa trên nhân Linux cung cấp các lợi ích Virtualization Loại 1 như các trình ảo hóa khác. KVM được cấp phép theo mã nguồn mở. Trình ảo hóa Loại 2 yêu cầu hệ điều hành máy chủ và thường được sử dụng để thử nghiệm và phòng thí nghiệm.

1. Ảo hóa dữ liệu trừu tượng hóa các kỹ thuật truyền thống về quản lý dữ liệu và dữ liệu, chẳng hạn như vị trí, hiệu suất hoặc định dạng, có lợi cho quyền truy cập rộng hơn và khả năng phục hồi tốt hơn gắn liền với nhu cầu kinh doanh.

5. Ảo hóa máy tính để bàn là ảo hóa tải máy trạm hơn là máy chủ. Điều này cho phép người dùng truy cập máy tính để bàn từ xa, thường sử dụng một máy client tại bàn làm việc. Vì máy trạm về cơ bản đang chạy trong một máy chủ trung tâm dữ liệu, quyền truy cập vào nó có thể an toàn hơn và di động hơn. Giấy phép hệ điều hành vẫn cần phải được hạch toán cũng như cơ sở hạ tầng.

1. Ảo hóa ứng dụng trừu tượng hóa lớp ứng dụng ra khỏi hệ điều hành. Bằng cách này, ứng dụng có thể chạy ở dạng đóng gói mà không bị phụ thuộc vào hệ điều hành bên dưới. Điều này có thể cho phép một ứng dụng Windows chạy trên Linux và ngược lại, ngoài việc thêm mức độ cách ly.

Virtualization có thể được xem là một phần của xu hướng chung trong CNTT doanh nghiệp bao gồm điện toán tự trị, một kịch bản trong đó môi trường CNTT sẽ có thể tự quản lý dựa trên hoạt động nhận thức và điện toán tiện ích.

Trong đó sức mạnh xử lý máy tính được coi là một tiện ích mà khách hàng chỉ có thể trả tiền khi cần thiết. Mục tiêu thông thường của ảo hóa là tập trung các tác vụ quản trị đồng thời cải thiện khả năng mở rộng và khối lượng công việc.

Ưu điểm của Virtualization - ảo hóa

Những ưu điểm của việc sử dụng môi trường ảo hóa:

• Chi phí thấp hơn.  Ảo hóa làm giảm số lượng máy chủ phần cứng cần thiết trong một công ty và trung tâm dữ liệu. Điều này làm giảm chi phí tổng thể của việc mua và bảo trì một lượng lớn phần cứng.
• Phục hồi sau thảm họa dễ dàng hơn.  Phục hồi sau thảm họa rất đơn giản trong môi trường ảo hóa. Ảnh chụp nhanh thông thường cung cấp dữ liệu cập nhật, cho phép các máy ảo được sao lưu và khôi phục một cách khả thi. Ngay cả trong trường hợp khẩn cấp, một máy ảo có thể được di chuyển đến một vị trí mới trong vòng vài phút.
• Kiểm tra dễ dàng hơn.  Thử nghiệm ít phức tạp hơn trong môi trường ảo. Ngay cả khi một sai lầm lớn được thực hiện, bài kiểm tra không cần phải dừng lại và quay trở lại từ đầu. Nó có thể chỉ cần quay lại ảnh chụp nhanh trước đó và tiến hành kiểm tra.
• Sao lưu nhanh hơn.  Sao lưu có thể được thực hiện của cả máy chủ ảo và máy ảo.  Ảnh chụp nhanh tự động được  chụp suốt cả ngày để đảm bảo rằng tất cả dữ liệu đều được cập nhật. Hơn nữa, các máy ảo có thể dễ dàng di chuyển lẫn nhau và được triển khai lại một cách hiệu quả.
• Cải thiện năng suất.  Ít tài nguyên vật lý hơn dẫn đến ít thời gian hơn dành cho việc quản lý và bảo trì các máy chủ. Các nhiệm vụ có thể mất vài ngày hoặc vài tuần trong môi trường vật lý có thể được thực hiện trong vài phút. Điều này cho phép nhân viên dành phần lớn thời gian của họ cho các nhiệm vụ hiệu quả hơn, chẳng hạn như tăng doanh thu và thúc đẩy các sáng kiến kinh doanh.

Lợi ích của ảo hóa

Ảo hóa cung cấp cho các công ty lợi ích của việc tối đa hóa sản lượng của họ. Lợi ích bổ sung cho cả doanh nghiệp và trung tâm dữ liệu bao gồm:

• Máy chủ đơn lẻ.  Ảo hóa cung cấp một cách hiệu quả về chi phí để tách email, cơ sở dữ liệu và máy chủ web, tạo ra một hệ thống toàn diện và đáng tin cậy hơn.
• Triển khai nhanh và triển khai lại.  Khi một máy chủ vật lý gặp sự cố, máy chủ sao lưu có thể không phải lúc nào cũng sẵn sàng hoặc cập nhật. Cũng có thể không có hình ảnh hoặc bản sao của máy chủ có sẵn. Nếu đúng như vậy, thì quá trình triển khai lại có thể tốn thời gian và tẻ nhạt. Tuy nhiên, nếu trung tâm dữ liệu được ảo hóa, thì quá trình này diễn ra nhanh chóng và khá đơn giản. Các công cụ sao lưu ảo có thể đẩy nhanh quá trình đến vài phút.
• Giảm nhiệt và cải thiện tiết kiệm năng lượng.  Các công ty sử dụng nhiều máy chủ phần cứng có nguy cơ làm quá nóng tài nguyên vật lý của họ. Cách tốt nhất để ngăn điều này xảy ra là giảm số lượng máy chủ được sử dụng  để quản lý dữ liệu và cách tốt nhất để làm điều này là thông qua ảo hóa.
• Tốt hơn cho môi trường.  Các công ty và trung tâm dữ liệu sử dụng lượng lớn phần cứng để lại lượng khí thải carbon lớn; họ phải chịu trách nhiệm về sự ô nhiễm mà họ đang tạo ra. Ảo hóa có thể giúp giảm những tác động này bằng cách giảm đáng kể lượng làm mát và năng lượng cần thiết, do đó giúp làm sạch không khí và bầu không khí. Do đó, các công ty và trung tâm dữ liệu ảo hóa sẽ cải thiện danh tiếng của họ đồng thời nâng cao chất lượng mối quan hệ của họ với khách hàng và hành tinh.
• Di chuyển lên đám mây dễ dàng hơn.  Ảo hóa đưa các công ty đến gần hơn với việc trải nghiệm một môi trường hoàn toàn dựa trên đám mây. Máy ảo thậm chí có thể được triển khai từ trung tâm dữ liệu để xây dựng cơ sở hạ tầng dựa trên đám mây. Khả năng nắm bắt tư duy dựa trên đám mây với Virtualization giúp việc di chuyển sang đám mây trở nên dễ dàng hơn.
• Thiếu sự phụ thuộc của nhà cung cấp.  Máy ảo là bất khả tri trong cấu hình phần cứng. Do đó, ảo hóa phần cứng và phần mềm có nghĩa là một công ty không cần phải phụ thuộc vào nhà cung cấp cho các tài nguyên vật lý này.

Hạn chế của ảo hóa

Trước khi chuyển đổi sang môi trường ảo hóa, điều quan trọng là phải xem xét các chi phí trả trước khác nhau. Khoản đầu tư cần thiết vào phần mềm ảo hóa, cũng như phần cứng có thể được yêu cầu để biến Virtualization thành hiện thực, có thể tốn kém. Nếu cơ sở hạ tầng hiện tại đã hơn năm năm tuổi, ngân sách gia hạn ban đầu sẽ phải được xem xét.

May mắn thay, nhiều doanh nghiệp có khả năng đáp ứng ảo hóa mà không tốn một lượng lớn tiền mặt. Bên cạnh đó, có thể bù đắp chi phí bằng cách hợp tác với một nhà cung cấp dịch vụ được quản lý cung cấp các tùy chọn cho thuê hoặc mua hàng tháng.

Ngoài ra còn có những cân nhắc về cấp phép phần mềm phải được xem xét khi tạo môi trường Virtualization. Các công ty phải đảm bảo rằng họ hiểu rõ về cách nhà cung cấp của họ xem việc sử dụng phần mềm trong môi trường ảo hóa. Điều này đang trở nên ít hạn chế hơn khi ngày càng có nhiều nhà cung cấp phần mềm thích ứng với việc sử dụng ảo hóa ngày càng tăng.

Chuyển đổi sang ảo hóa cần có thời gian và có thể đi kèm với một đường cong học tập. Việc triển khai và kiểm soát môi trường ảo hóa đòi hỏi mỗi nhân viên CNTT phải được đào tạo và có chuyên môn về ảo hóa.

Ngoài ra, một số ứng dụng không thích ứng tốt khi được đưa vào môi trường ảo. Nhân viên CNTT sẽ cần phải chuẩn bị để đối mặt với những thách thức này và nên giải quyết chúng trước khi chuyển đổi.

Ngoài ra còn có các rủi ro bảo mật liên quan đến ảo hóa. Dữ liệu rất quan trọng đối với sự thành công của một doanh nghiệp và do đó, là mục tiêu chung cho các cuộc tấn công. Cơ hội gặp phải vi phạm dữ liệu tăng đáng kể trong khi sử dụng ảo hóa.

Cuối cùng, trong môi trường ảo, người dùng mất quyền kiểm soát những gì họ có thể làm vì có một số liên kết phải cộng tác để thực hiện cùng một tác vụ. Nếu bất kỳ phần nào không hoạt động, thì toàn bộ hoạt động sẽ thất bại.

Sự khác nhau giữa Cloud và virtualization

Kết luận

Trong thế giới kỹ thuật số hiện nay, virtualization đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các môi trường ảo cho các ứng dụng và hệ thống. Nó giúp tăng tính linh hoạt, khả năng tương thích, hiệu suất và tiết kiệm chi phí trong quản lý hạ tầng IT.

Với sự phát triển của công nghệ, virtualization đã trở thành một phần không thể thiếu của các doanh nghiệp và tổ chức. Nó cung cấp một nền tảng cho các ứng dụng phức tạp, cũng như giúp các doanh nghiệp tối ưu hóa tài nguyên và quản lý hạ tầng IT một cách hiệu quả hơn.

Tóm lại, virtualization đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng và quản lý các hệ thống IT, giúp tăng cường tính linh hoạt, khả năng tương thích và tiết kiệm chi phí. Với những ưu điểm này, virtualization sẽ tiếp tục phát triển và trở thành một công nghệ quan trọng trong tương lai.

Các tìm kiếm liên quan đến chủ đề “Virtualization”

Bài liên quan

• Phân biệt, so sánh Cloud và Virtualization chi tiết theo từng tiêu chí
• Private Cloud là gì? Phân tích ưu và nhược điểm chi tiết nhất
• Cloud Hosting là gì? Địa chỉ mua Cloud Hosting tốt và rẻ?
• Cách phân biệt VPS và Cloud Server đơn giản, dễ hiểu
• Cloud server và những lợi ích không ngờ khi sử dụng
• Cloud VPS là gì? Sử dụng Cloud VPS mang lại lợi ích gì?
• Cloud Hosting Linux là gì? Từ A-Z về dịch vụ Cloud Hosting Linux mới nhất
• Bảng giá thuê VPS Cloud mới nhất năm 2022
• Phân biệt VPS, Hosting, Server và Cloud Hosting