Ảo hóa là gì? Tại sao bạn nên sử dụng công nghệ này?

Phạm Hải

Theo hãng nghiên cứu thị trường Gartner, ảo hóa cùng vi xử lý đa lõi, điện toán “đám mây”, điện-toán-mọi-nơi và mạng xã hội ảo sẽ là 5 công nghệ làm thay đổi hoàn toàn ngành công nghiệp công nghệ thông tin toàn cầu.

Ảo hóa là gì?

Theo nghĩa rộng nhất, ảo hóa là quá trình tạo ra một bản sao ảo của một thực thể nào đó. Ảo trong trường hợp này có nghĩa là một cái gì đó rất giống với bản gốc, giống đến nỗi mà bạn hầu như không thể phân biệt được nó với bản gốc, như trong cụm từ "hầu như giống nhau hoàn toàn".

Còn theo định nghĩa trong công nghệ thông tin thì ao hóa là một công nghệ được thiết kế để tạo ra tầng trung gian giữa hệ thống phần cứng máy tính và phần mềm chạy trên nó. Ý tưởng của công nghệ ảo hóa máy chủ là từ một máy vật lý đơn lẻ có thể tạo thành nhiều máy ảo độc lập. Mỗi một máy ảo đều có một thiết lập nguồn hệ thống riêng rẽ, hệ điều hành riêng và các ứng dụng riêng. Ảo hóa có nguồn gốc từ việc phân chia ổ đĩa, chúng phân chia một máy chủ thực thành nhiều máy chủ logic. Một khi máy chủ thực được chia, mỗi máy chủ logic có thể chạy một hệ điều hành và các ứng dụng độc lập.

Máy ảo là gì? Một máy ảo (VM - Virtual Machine) là một môi trường hoạt động độc lập – phần mềm hoạt động cùng nhưng độc lập với hệ điều hành máy chủ. Nói cách khác, đó là việc cài đặt phần mềm độc lập nền của một CPU chạy mã biên dịch. Ví dụ, một máy ảo dùng Java sẽ chạy bất cứ chương trình viết bằng ngôn ngữ lập trình Java nào. Các máy ảo nên được viết riêng biệt cho hệ điều hành mà chúng chạy trên đó. Công nghệ ảo hóa thỉnh thoảng được gọi là phần mềm máy ảo năng động.

Có rất nhiều loại ảo hóa khác nhau, nhưng trong khuôn khổ phạm vi của bài viết này chúng ta sẽ chỉ thảo luận về các loại ảo hóa phổ biến nhất hiện nay.

Ảo hóa máy tính để bàn (desktop)

Ảo hóa máy tính để bàn giúp tách môi trường trong máy tính để bàn ra khỏi phần cứng vật lý mà người dùng đang tương tác. Thay vì dùng để lưu trữ hệ điều hành, môi trường máy tính để bàn, các loại file người dùng, ứng dụng... trên ổ cứng của thiết bị, các máy tính để bàn được ảo hóa để phục vụ riêng cho người dùng. Có nghĩa là mô hình này cho phép đặt máy tính ảo trên một máy chủ từ xa tại trung tâm dữ liệu, thay vì trên thiết bị lưu trữ tại chỗ của một máy khách. Toàn bộ hệ thống sẽ thực sự được quản lý bởi một máy chủ. Điều này cho phép quản trị viên hệ thống có toàn quyền kiểm soát môi trường máy tính để bàn của người dùng từ một điểm truy cập từ xa. Khi quản trị viên tung ra các bản cập nhật trên máy chủ, các bản cập nhật này sẽ được áp dụng ngay lập tức cho người dùng mà không cần sử dụng kỹ thuật tunneling, các truy cập vật lý hoặc hồ sơ người dùng dành riêng cho thiết bị. Bằng cách tách môi trường máy tính để bàn khỏi phần cứng mà nó chạy, người dùng có thể được tự do truy cập máy tính “của họ” từ bất kỳ máy tính để bàn nào khác.

Công nghệ ảo hóa máy tính để bàn đã phá vỡ sự liên kết truyền thống giữa các hệ điều hành, ứng dụng, dữ liệu và các thiết lập của người sử dụng. Ảo hóa máy tính để bàn cho phép triển khai các thiết lập của người sử dụng (Profile, Desktop, Documents...), ứng dụng và máy tính cá nhân của người sử dụng một cách riêng rẽ hoặc chung. Đây cũng là một giải pháp hữu hiệu để giảm chi phí trong đầu tư CNTT mà vẫn bảo đảm được tính linh hoạt và khả năng đáp ứng liên tục của hệ thống nhằm nâng cao năng suất hoạt động, tận dụng nguồn tài nguyên CNTT và ở bất cứ nơi nào nhân viên cũng được phép truy cập tài nguyên trong hệ thống.

Ảo hóa hệ thống mạng

Ảo hóa hệ thống mạng là một tiến trình hợp nhất tài nguyên, thiết bị mạng cả phần cứng lẫn phần mềm thành một hệ thống mạng ảo. Sau đó, các tài nguyên này sẽ được phân chia thành các channel và gắn với một máy chủ hoặc một thiết bị nào đó. Nói cách khác, thay vì chạy cơ sở hạ tầng kiểm soát mạng vật lý, một hypervisor tạo lại chức năng đó trong môi trường phần mềm. Ảo hóa mạng có thể được kết hợp với ảo hóa phần cứng, tạo ra một mạng lưới phần mềm của các hypervisor có thể giao tiếp được với nhau. Ảo hóa mạng có thể được sử dụng để kiểm tra và thực hiện các chức năng mạng cấp cao như cân bằng lưu lượng tải và tường lửa cũng như các vai trò khác như định tuyến và chuyển mạch.

Có nhiều phương pháp để thực hiện việc ảo hóa hệ thống mạng. Các phương pháp này tùy thuộc vào các thiết bị hỗ trợ, tức là các nhà sản xuất thiết bị đó, ngoài ra còn phụ thuộc vào hạ tầng mạng sẵn có, cũng như nhà cung cấp dịch vụ mạng (ISP).

Ảo hóa phần cứng

Đây là loại ảo hóa quen thuộc nhất đối với hầu hết người dùng. Ví dụ như bạn chạy một máy ảo trong VirtualBox đồng nghĩa với việc bạn đang chạy ảo hóa phần cứng. Bộ giả lập hệ thống trò chơi điện tử cũng hoạt động theo nguyên tắc tương tự, sử dụng trình siêu giám sát để tạo ra các tham số của bảng điều khiển trò chơi điện tử.

Trong ảo hóa phần cứng, hypervisor tạo ra một máy khách, bắt chước các thiết bị phần cứng như màn hình, ổ cứng và bộ vi xử lý. Trong một số trường hợp, hypervisor chỉ đơn giản là mô phỏng cấu hình của máy chủ. Trong các trường hợp khác, một hệ thống hoàn toàn riêng biệt và độc lập được gọi là ảo hóa, điều này tùy thuộc vào nhu cầu của môi trường sử dụng. Nói tóm lại, ảo hóa phần cứng được chia làm 2 loại:

Ảo hóa phần cứng toàn phần là toàn bộ các bộ phận thuộc phần cứng của máy thực sẽ được ảo hóa hết, tạo ra một bộ phần cứng ảo dùng cho hệ điều hành khác trên máy thực. Ảo hóa phần cứng toàn phần được sử dụng khi có nhu cầu chia sẻ một máy tính cho nhiều người dùng, tạo tính bảo mật khi nhiều người cùng làm việc chung trên một máy tính.

Ảo hóa phần cứng một phần chỉ ảo hóa một, vài bộ phận phần cứng trên máy thực. Ảo hóa phần cứng một phần không cung cấp đủ tài nguyên cho một hệ điều hành mới chạy trên máy thực. Ảo hóa phần cứng giúp máy chủ chạy một phần mềm quan trọng nào đó mà không cần phải dùng đến máy ảo để tránh lãng phí tài nguyên.

Không giống như chỉ đơn thuần mô phỏng phần cứng, quá trình ảo hóa diễn ra phức tạp và có cấp độ cao hơn rất nhiều. Trong mô phỏng phần cứng, phần mềm được sử dụng để giúp cho một phần cứng này có thể mô phỏng được một phần cứng kia. Ví dụ, giả lập phần cứng có thể được sử dụng để chạy phần mềm x86 trên chip ARM. Windows 10 được Microsoft sử dụng kiểu mô phỏng này rộng rãi với chiến lược xây dựng một hệ điều hành có thể truy cập ở mọi lúc mọi nơi, trong khi Apple đã sử dụng công nghệ này trong Rosetta khi chuyển từ bộ xử lý PowerPC của Motorola sang các bộ xử lý của Intel.

Thông thường, có một số hạn chế bắt buộc chúng ta phải sử dụng ảo hóa. Đơn cử như việc một hypervisor thường không thể vượt quá các thông số kỹ thuật của thiết bị chủ của nó. Bạn không thể chạy một hypervisor với 10 TB lưu trữ ổ đĩa cứng trên một đĩa chỉ 2 TB. Bạn có thể cố gắng cung cấp sai số đó thông qua hypervisor, nhưng hệ thống sẽ nhanh chóng sụp đổ khi được sử dụng.

Cũng phải nói thêm là phần cứng ảo hóa cũng thường chậm hơn so với môi trường phần cứng thực. Tuy nhiên, ảo hóa phần cứng đi kèm với những lợi thế như tiết kiệm chi phí, nhanh hơn và linh hoạt hơn trong triển khai.

Tại sao nên sử dụng công nghệ ảo hóa?

Tiết kiệm chi phí và tối ưu hóa hạ tầng CNTT là điều mà các doanh nghiệp quan tâm, đặc biệt là các doanh nghiệp có nhiều chi nhánh trong cả nước hay trên toàn cầu. Ảo hóa giúp doanh nghiệp nâng cao năng lực bảo mật dữ liệu, tăng cường khả năng khôi phục hoạt động sau thảm họa, nâng cao tính linh hoạt và cắt giảm chi phí đầu tư cho CNTT như phải cập nhật liên tục các phần mềm, các tính năng mới… trên nhiều máy tính vật lý.

Ngoài việc tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu, công nghệ ảo hóa đang hướng người sử dụng đến môi trường làm việc di động khi mà các thiết bị cầm tay ngày càng đa dạng hơn, như điện thoại đi động thông minh hay máy tính bảng. Công nghệ ảo hóa máy tính giúp người ta có thể làm việc từ "thiết bị đầu cuối" – máy tính để bàn từ xa của họ. Tất cả các chương trình, ứng dụng, hoạt động xử lý và sử dụng đều được chạy tập trung trong trung tâm dữ liệu. Ví dụ, nếu thiết bị đầu cuối gửi một tài liệu đến máy in, yêu cầu đó thực sự diễn ra bên trong trung tâm dữ liệu nơi đặt máy tính ảo và máy chủ in ấn. Dữ liệu in ấn đi đến máy in mạng và đi ra ngoài giao thức hiển thị của máy tính.

Ngoài ra việc giảm thời gian thiết lập máy chủ, kiểm tra phần mềm trước khi đưa vào hoạt động cũng là một trong những mục đích chính khi ảo hóa máy chủ. Công nghệ mới này sẽ tạo ra những điều mới mẻ trong tư duy của các nhà quản lý công nghệ thông tin về tài nguyên máy tính. Khi việc quản lý các máy riêng lẻ trở nên dễ dàng hơn, trọng tâm của CNTT có thể chuyển từ công nghệ sang dịch vụ.

Hiện nay, ngoài “bố già” trong thế giới ảo hoá VMWare các “đại gia” khác trong giới công nghệ thông như Microsoft, Oracle, Sun… cũng đã đều gia nhập vào miếng bánh béo bở mang tên ảo hóa. Do đó, trên thị trường có rất nhiều sản phẩm để các doanh nghiệp có thể lựa chọn và sử dụng

Xem thêm:

Thứ Năm, 30/08/2018 10:05

4,8 ★ 4 👨 22.099