Tương lai của ảo hóa máy chủ sẽ ra sao?

Ảo hóa máy chủ có thể giúp chống lại việc các máy chủ hoạt động kém, tận dụng tốt hơn khả năng tính toán, hạn chế việc tiêu thụ năng lượng và cải thiện sự linh hoạt của trung tâm dữ liệu.

Ảo hóa máy chủ là một trong những công nghệ có khái niệm đơn giản và tác động sâu sắc đối với các trung tâm dữ liệu của doanh nghiệp.

Điều gì xảy ra nếu, thay vì chạy một hệ điều hành và một ứng dụng trên mỗi máy chủ, bạn có thể thêm một lớp phần mềm, được gọi là hypervisor, cho phép bạn chạy nhiều phiên bản hệ điều hành và nhiều khối lượng công việc liên quan trên một máy chủ vật lý đơn lẻ?

Đó là ý tưởng đằng sau việc ảo hóa máy chủ và ý tưởng này xuất phát từ các mainframe của IBM vào những năm 1960 và được phổ biến bởi VMware, nơi đã giới thiệu phần mềm ảo hóa cho các máy chủ x86 vào đầu những năm 2000. Kể từ đó, các nhà cung cấp khác đã phát triển các nền tảng ảo hóa máy chủ của riêng mình và toàn bộ ngành công nghiệp đã tạo ra các công cụ quản lý, tự động hóa và dàn dựng tiên tiến, giúp triển khai, di chuyển và quản lý khối lượng công việc của máy ảo (VM) một cách dễ dàng.

Trước khi ảo hóa máy chủ được tiến hành, các doanh nghiệp phải đối phó với các máy chủ hoạt động kém, sức mạnh tính toán không được tận dụng tối đa, tiêu tốn rất nhiều năng lượng, các quy trình đều phải thực hiện thủ công, cũng như không hiệu quả và linh hoạt trong môi trường trung tâm dữ liệu của họ.

Ảo hóa máy chủ đã thay đổi tất cả điều đó và đã được áp dụng rộng rãi. Trên thực tế, rất khó để tìm một doanh nghiệp hiện nay chưa chạy hầu hết khối lượng công việc của mình trong môi trường máy ảo.

Nhưng, như chúng ta đã biết, không có công nghệ nào mà không bị thay thế trong tương lai cả. Trong trường hợp ảo hóa máy chủ, nó sẽ được cải thiện một chút trong tương lai gần.

Ảo hóa máy chủ lấy một thiết bị vật lý và chia nhỏ nó ra, để cho phép nhiều hệ điều hành và nhiều ứng dụng toàn diện có thể sử dụng sức mạnh tính toán cơ bản.

Trong làn sóng điện toán tiếp theo, các nhà phát triển đang chia các ứng dụng thành các dịch vụ nhỏ hơn, chạy trong các container nhẹ và cũng đang thử nghiệm với điện toán không máy chủ, còn được gọi là function-as-a-service (FaaS).

Trong cả hai trường hợp này, máy ảo bị bỏ qua hoàn toàn và code được chạy trên bare metal.

Lợi ích của ảo hóa máy chủ

Những lợi ích của việc ảo hóa máy chủ là rất nhiều, bắt đầu với việc hợp nhất máy chủ cơ bản. Bạn có thể kết hợp nhiều ứng dụng trên một phần cứng duy nhất, do đó giảm tổng số máy chủ cần thiết trong trung tâm dữ liệu. Ít máy chủ hơn, ít giá đỡ hơn, ít thiết bị mạng hơn. Nói chung là tiết kiệm chi phí trên tất cả mọi thứ, từ không gian vật lý đến chi phí bảo trì, v.v...

Ảo hóa máy chủ làm giảm nhu cầu sử dụng vốn để mua phần cứng mới, giúp bạn thoát khỏi việc phải làm mới phần cứng. Và bạn có thể tái triển khai những máy chủ vừa được giải phóng đó.

Bạn có nhớ khi quản trị viên trung tâm dữ liệu phải cung cấp máy chủ một cách thủ công không? Sự ảo hóa máy chủ và những tiến bộ trong tự động hóa cho phép bạn quay vòng một máy ảo trong vài giây và di chuyển nhiều khối lượng công việc chỉ bằng một nút bấm để đáp ứng nhu cầu kinh doanh thay đổi.

Ảo hóa máy chủ cũng mang lại tính sẵn sàng cao, chuyển đổi dự phòng, tốc độ, khả năng mở rộng, sự nhanh chóng, hiệu suất và tính linh hoạt mà các doanh nghiệp có kết nối tốc độ cao, dựa nhiều vào web ngày nay yêu cầu. Và ảo hóa máy chủ là công nghệ cơ bản cho phép các nhà cung cấp điện toán đám mây cung cấp dịch vụ của họ. Khi khách hàng yêu cầu infrastructure-as-a-service (IaaS) từ một nhà cung cấp dịch vụ đám mây, họ bắt đầu với các máy ảo và thêm vào các tính năng lưu trữ, quản lý và bảo mật liên quan cần thiết để thực hiện nhiệm vụ đó.

Các loại ảo hóa máy chủ khác nhau

Trong thế giới ảo hóa máy chủ, máy chủ vật lý được gọi là máy chủ lưu trữ và chạy một hệ điều hành máy chủ. Mỗi máy ảo là một máy khách và chạy một hệ điều hành khách. Các máy khách được phân chia thành các nhóm khác nhau.

• Với ảo hóa dựa trên hypervisor tiêu chuẩn, hypervisor hoặc virtual machine monitor (VMM) nằm giữa hệ điều hành máy chủ và lớp phần cứng cơ bản, cung cấp các tài nguyên cần thiết cho các hệ điều hành khách.
• Ảo hóa Para và ảo hóa toàn phần sửa đổi hệ điều hành khách trước khi cài đặt vào máy ảo. Điều này giúp tăng cường hiệu suất, khi hệ điều hành khách đã sửa đổi liên lạc trực tiếp với hypervisor, loại bỏ chi phí mô phỏng.
• Ảo hóa hỗ trợ phần cứng cũng cố gắng giảm chi phí hypervisor, nhưng sẽ thông qua phần mở rộng phần cứng, thay vì sửa đổi phần mềm.
• Với ảo hóa cấp hạt nhân, thay vì sử dụng một hypervisor, bạn chạy một phiên bản riêng biệt của hạt nhân Linux. Điều này giúp dễ dàng chạy nhiều máy ảo trên một máy chủ duy nhất, với trình điều khiển thiết bị được sử dụng để liên lạc giữa hạt nhân Linux chính và các máy ảo.
• Cuối cùng, với ảo hóa mức độ hệ thống hoặc ảo hóa hệ điều hành, bạn có thể chạy nhiều môi trường khác biệt một cách logic trên một cá thể của hệ điều hành. Với ảo hóa mức hệ thống, tất cả các máy ảo phải chia sẻ cùng một bản sao của hệ điều hành, trong khi ảo hóa máy chủ cho phép các máy ảo khác nhau có các hệ điều hành khác nhau.

Máy ảo và container

Hai nhà sáng tạo chính của phong trào container là Docker, một công cụ phổ biến để quay vòng các container và Kubernetes của Google, giúp quản lý nhiều container. Các container là các môi trường thực thi code độc lập, chia sẻ hạt nhân của hệ điều hành chủ.

Các container được sắp xếp hợp lý hơn và nhẹ hơn các máy ảo, vì chúng bỏ qua các hệ điều hành khách dự phòng và chi phí khởi động liên quan. Các nhà phát triển có thể chạy gấp sáu đến tám lần số container so với các máy ảo trên cùng một phần cứng.

Các container cũng có nhược điểm. Là một cách tiếp cận tương đối mới, chúng không có nhiều công cụ quản lý mà một công nghệ cần có, vì vậy có rất nhiều công việc thiết lập và bảo trì cần được thực hiện. Container cũng có những lo ngại về bảo mật.

Với máy ảo, bạn có thể dễ dàng di chuyển khối lượng công việc giữa các máy chủ bằng hình ảnh khách, nhưng các máy bare metal lại khó nâng cấp hoặc di chuyển hơn. Với các máy chủ bare metal, việc quay trở lại trạng thái máy là một nhiệm vụ đầy thử thách.

Máy ảo và điện toán không máy chủ

Trong môi trường đám mây IaaS truyền thống, khách hàng cung cấp máy ảo, phương tiện lưu trữ, cơ sở dữ liệu cũng như các công cụ quản lý và bảo mật liên quan, sau đó họ load các ứng dụng lên máy ảo.

Với điện toán không cần máy chủ, các nhà phát triển viết code và nhà cung cấp dịch vụ đám mây xử lý mọi thứ khác. Các nhà phát triển không bao giờ phải suy nghĩ về các máy chủ, hệ điều hành, việc cung cấp hoặc quản lý. Tất nhiên, có một máy chủ vật lý chạy code, nhưng đó là trách nhiệm của nhà cung cấp dịch vụ đám mây.

Thay vì một ứng dụng nguyên khối, code được chia thành các hàm cụ thể. Khi một sự kiện xảy ra kích hoạt chức năng này, dịch vụ không có máy chủ - ví dụ như Lambda của Amazon - sẽ chạy nó. Các nhà cung cấp không sử dụng máy chủ tính phí khách hàng theo chức năng.

Như với kịch bản cho microservice/container, điện toán không máy chủ bỏ qua lớp máy ảo và các chức năng chạy trên bare metal. Tại thời điểm này, điện toán không có máy chủ chưa thực sự hoàn thiện và các trường hợp sử dụng bị giới hạn.

Tương lai của ảo hóa máy chủ

Trong khi các container đang là một đề tài nóng và sự quan tâm đến điện toán không máy chủ đang phát triển, trên thực tế, ảo hóa máy chủ đã là một công nghệ vững chắc cho phép phần lớn các ứng dụng doanh nghiệp - ước tính độ bão hòa máy ảo sẽ lên tới 90%.

Thật khó để hình dung việc một doanh nghiệp di chuyển các ứng dụng quan trọng chạy trơn tru trên máy ảo đến một container hoặc nền tảng không có máy chủ. Người dùng có môi trường không đồng nhất có thể vẫn sử dụng máy ảo vì các container cần chạy trên cùng một hệ điều hành và không thể trộn lẫn giữa Linux và Windows.

Nhưng đối với các ứng dụng mới đang được xây dựng với các phương pháp mới nhất của DevOps, các nhà phát triển hiện có các tùy chọn. Trong tương lai, các nhà phát triển sẽ đưa ra các quyết định cho từng trường hợp về việc liệu có chạy các khối lượng công việc mới trong một máy ảo truyền thống, một container hoặc một môi trường không có máy chủ hay không.

Xem thêm:

• Các bước ảo hóa máy chủ
• Cách thiết lập máy chủ ảo
• 4 giải pháp phần mềm ảo hóa miễn phí trên Windows