Máy Ảo (VM): Tại Sao và Khi Nào Bạn Cần Dùng?

Máy ảo cho phép bạn chạy một hệ điều hành trong cửa sổ ứng dụng trên desktop của bạn, hoạt động như một thiết bị hoàn chỉnh và độc lập. Bạn có thể sử dụng chúng để trải nghiệm các hệ điều hành khác nhau, chạy các ứng dụng mà hệ điều hành chính của bạn không thể chạy, và thử các ứng dụng trong một môi trường được ảo hóa và an toàn.

Toàn bộ khái niệm về máy ảo là cung cấp một thiết bị phân phối tài nguyên từ máy chủ thực tế đến môi trường ảo của chúng ta. Phân bổ tài nguyên được thiết lập theo nhu cầu của người dùng, nghĩa là có thể đặt những hạn chế cụ thể về CPU, RAM, hoặc dung lượng lưu trữ được cấp phát cho máy ảo của chúng ta. Các máy ảo sử dụng công nghệ ảo hóa.

Công nghệ ảo hóa là gì?

Ảo hóa là phương pháp chạy một hoặc nhiều máy ảo trên một máy tính khác. Khái niệm này lần đầu tiên được đề xuất vào những năm 1960 khi các nhà phát triển hệ thống tìm cách chia tài nguyên hệ thống một cách logic trong một máy tính mainframe giữa các ứng dụng khác nhau. "Cloud" là một ví dụ về cách ảo hóa có thể nâng cao việc sử dụng tài nguyên và năng lực tính toán. Vì nó phân bổ tài nguyên, nên rất tiết kiệm chi phí.

Trước khi ảo hóa ra đời, một người vận hành muốn chạy hai hệ điều hành, chẳng hạn như Windows và Linux, phải quản lý hai hệ điều hành riêng biệt và chuyển đổi giữa chúng. Tại bất kỳ thời điểm nào, chỉ có một hệ có thể được sử dụng và nó sẽ chiếm toàn bộ dung lượng của phần cứng.

Các loại ảo hóa khác nhau

Công nghệ ảo hóa cho phép bạn chia sẻ một hệ thống với nhiều môi trường ảo khác nhau. Các khung ảo hóa sử dụng phần mềm đặc biệt để xây dựng hiệu quả một môi trường ảo cô lập, trong đó các hệ điều hành khác nhau hoạt động và các tài nguyên riêng được phân bổ cho từng máy ảo.

Ngày nay, tất cả các phần của một trung tâm dữ liệu hoặc cơ sở hạ tầng CNTT thông thường có thể được ảo hóa bằng các dạng ảo hóa khác nhau:

• máy chủ ảo hóa
  Ảo hóa máy chủ cho phép sử dụng các tài nguyên điện toán hiệu quả hơn. Nó cho phép một máy tính chạy nhiều hệ điều hành cùng một lúc. Đây là nơi tạo ra các bản sao ảo của các máy tính và hệ điều hành (Máy ảo) và hợp nhất chúng thành một máy chủ vật lý duy nhất, tập trung.

• Ảo hóa hệ điều hành
  Ảo hóa hệ điều hành hoặc phần mềm tạo ra một hệ thống điện toán với phần cứng cho phép một hoặc nhiều hệ điều hành khách chạy trên một máy tính vật lý. Ví dụ, Android OS sẽ chạy trên một máy chủ sử dụng Microsoft Windows OS natively và sẽ sử dụng cùng phần cứng mà máy chủ đó có. Một công nghệ được sử dụng phổ biến cho ảo hóa hệ điều hành là Emulator. Để hiểu chi tiết về Emulator, bạn có thể xem bài viết của chúng tôi về Các Emulator Android nhẹ nhất cho PC.

• Ảo hóa dữ liệu
  Công nghệ ảo hóa dữ liệu được đặt phía trước nhiều nguồn dữ liệu và cho phép chúng được xử lý như một nguồn duy nhất, cung cấp dữ liệu cần thiết ở định dạng cụ thể vào đúng thời điểm cho bất kỳ ứng dụng hoặc người dùng nào. Các lợi ích bao gồm hiệu suất và tốc độ cải thiện, cân bằng tải và chi phí thấp hơn.
• Ảo hóa các hàm mạng
  Ảo hóa mạng tạo ra nhiều mạng con trên cùng một mạng vật lý. Nó cũng chia băng thông có sẵn thành nhiều mạng riêng biệt, mỗi mạng có thể được phân phối cho các máy chủ và máy tính theo thời gian thực. Các lợi ích bao gồm độ tin cậy, tốc độ mạng, ổn định cải thiện và giám sát sử dụng dữ liệu được nâng cao.
• Ảo hóa máy tính để bàn
  Ảo hóa máy tính để bàn cho phép quản trị viên trung tâm (hoặc phần mềm quản trị tự động) triển khai môi trường máy tính để bàn mô phỏng tới hàng trăm máy tính vật lý cùng một lúc. Không giống như môi trường máy tính để bàn thông thường được cài đặt, cấu hình và sửa đổi vật lý trên từng máy tính, ảo hóa máy tính để bàn cho phép quản trị viên thực hiện các cấu hình quy mô lớn, nâng cấp và kiểm tra bảo mật trên tất cả các máy tính để bàn ảo.

Sự Khác Biệt giữa VDI và RDP là gì?

VDI và RDS là các công nghệ ảo hóa máy tính để bàn và máy tính để bàn từ xa thay thế nhau. RDS sử dụng Remote Desktop Protocol hoặc RDP làm cơ sở. Cả hai đều cung cấp hiệu suất cao, bảo mật và tính linh hoạt cho công việc từ xa, mỗi cách có những khác biệt, điểm giống nhau, ưu điểm và hạn chế riêng.

Đọc

Lựa Chọn Công Nghệ Remote Desktop của Bạn: VDI so với RDP so với RDS Được Giải Thích

Máy Ảo Hoạt Động Như Thế Nào?

Máy ảo chạy như một tiến trình, chẳng hạn như một cửa sổ ứng dụng, tương đương với bất kỳ ứng dụng nào khác trên máy tính vật lý. Các tập tin chính tạo nên một máy ảo bao gồm một tệp nhật ký, một tập tin cài đặt NVRAM, một tập tin đĩa ảo, và một tệp cấu hình.

Bạn có thể chạy nhiều máy ảo trên máy chủ của mình, và các hệ điều hành chạy dưới đó được gọi là khách. Vì hệ điều hành khách độc lập với máy chủ và các hệ điều hành khách khác, mọi sửa đổi được thực hiện trên nó sẽ không ảnh hưởng tới máy chủ hoặc các máy ảo khác.

Hypervisor là gì?

Máy ảo không thể giao tiếp trực tiếp với máy vật lý. Một "bộ giám sát ảo hóa" là một lớp phần mềm nhẹ cần thiết để điều phối giữa nó và phần cứng vật lý bên dưới. Hypervisor được sử dụng để tách máy ảo thực tế khỏi môi trường đám mây. Nó thường cung cấp cho các hệ điều hành khách một nền tảng hệ điều hành ảo và kiểm soát việc thực hiện các hệ điều hành khách.

Ngoài việc có ranh giới ảo vô lỗi giữa nhiều hệ điều hành, hypervisor có thể mô phỏng các thành phần phần cứng của các máy tính thông thường. Các bản sao ảo hóa của các tài nguyên phần cứng như Bộ xử lý, nhập xuất, bộ nhớ và những tài nguyên khác sẽ có thể truy cập được trong hypervisor của bạn. Vì hypervisor có thể tách biệt từng thiết bị mô phỏng với những thiết bị khác, môi trường ảo có thể chứa nhiều hypervisor với số lượng máy ảo ngày càng tăng.

2 Loại Hypervisors

Có hai loại hypervisor chính có thể được sử dụng cho ảo hóa:

• Loại 1: Bare Metal Hypervisors (Máy ảo quy trình)
  Hypervisor bare-metal hoạt động trực tiếp trên phần cứng chủ. Nó giám sát và quản lý hệ điều hành khách. Hypervisor bare-metal thường được sử dụng trong môi trường kinh doanh vì chúng tạo điều kiện thuận lợi cho việc cấp phát quá mức các tài nguyên vật lý. Chúng ta có thể gán các tài nguyên bổ sung cho một nhóm máy ảo với loại hypervisor này.

• Loại 2: Hosted Hypervisors (Máy ảo hệ thống)
  Hosted Hypervisor sẽ chạy trên máy chủ chủ vật lý trong hệ điều hành. Đó là lý do tại sao chúng được gọi là 'Hosted Hypervisor'. Sự khác biệt lớn nhất giữa hypervisor loại 1 và loại 2 là loại 1 hoạt động trên phần cứng, và loại 2 chạy trong hệ điều hành.

Máy tính kỹ thuật số không cần phần cứng dành riêng cho hypervisor. Tuy nhiên, ảo hóa yêu cầu băng thông, lưu trữ và sức mạnh tính toán nhiều hơn máy chủ hoặc máy tính thông thường nếu cùng một thiết bị lưu trữ nhiều máy ảo.

Đọc

Virtualizor là gì? [Bộ điều khiển VPS]

Ưu điểm của máy ảo là gì?

Trong mười năm qua, máy ảo đã là một thành phần chính của điện toán đám mây, cho phép hàng ngàn loại phần mềm và tải công việc khác nhau hoạt động và mở rộng hiệu quả.

1- Môi trường riêng biệt tách rời khỏi phần còn lại của hệ thống

Máy ảo cung cấp một môi trường được tách biệt khỏi phần còn lại của hệ thống, vì vậy bất cứ thứ gì chạy trong máy ảo sẽ không xung đột với bất cứ thứ gì khác chạy trên phần cứng chủ. Vì các máy ảo độc lập, chúng là cách thuận tiện để kiểm tra các ứng dụng mới hoặc thiết lập môi trường sản xuất. Bạn cũng có thể chạy một máy ảo có mục đích duy nhất để hỗ trợ một hoạt động cụ thể.

2- Bạn có thể kiểm tra một hệ điều hành mới

Máy ảo giúp bạn dùng thử hệ điều hành mới trên máy tính để bàn của mình mà không làm thay đổi hệ điều hành chính của bạn. Máy tính kỹ thuật số cũng hữu ích cho những nhà nghiên cứu độc hại, những người thường xuyên sử dụng máy mới để kiểm tra phần mềm độc hại. Ngoài ra, việc sử dụng máy duyệt web ảo giúp bạn truy cập các trang web mà không phải lo lắng về nhiễm độc.

3- Lựa chọn tốt cho các nhà phát triển kinh doanh

Máy ảo là cách hoàn hảo để giúp các nhà phát triển kinh doanh có thể cấu hình các mẫu máy ảo với cài đặt thích hợp cho các quy trình phát triển và kiểm tra phần mềm. Họ sẽ tạo các máy ảo cho các tác vụ cụ thể, chẳng hạn như kiểm tra phần mềm tĩnh.

4- Tính linh hoạt của máy ảo

Về mặt tính linh hoạt, ảo hóa sẽ cho phép triển khai nhanh các loại máy ảo khác nhau. Tất cả đều có thể được tùy chỉnh theo hệ điều hành, quản lý tài nguyên và các yếu tố khác. Hầu hết các nhà cung cấp hypervisor cũng sẽ cho phép bạn tạo các mẫu duy nhất có thể được triển khai chỉ bằng cách nhấp vào một nút.

5- Dễ dàng chuyển giao và di chuyển trên mạng

Máy ảo có thể được di chuyển giữa các máy tính vật lý trên mạng theo cần thiết. Điều này cho phép phân phối lại tải công việc cho các máy chủ có tài nguyên xử lý bổ sung. Các máy ảo cũng có thể chuyển đổi giữa các môi trường tại chỗ và đám mây, làm cho chúng lý tưởng cho các dịch vụ đám mây lai trong đó bạn chia sẻ tài nguyên xử lý giữa trung tâm dữ liệu và nhà cung cấp dịch vụ đám mây.

6- Máy ảo tiết kiệm chi phí

Chi phí thường xuyên cho các bản cập nhật phần cứng có thể tốn kém cho bất kỳ công ty nào. Mặc dù máy ảo vẫn có thể cần thiết bị và giấy phép phần mềm, chúng là một lựa chọn tiết kiệm chi phí. Đó là vì việc sử dụng tài nguyên bởi các máy ảo có thể được điều tiết và cấu trúc tốt hơn các hệ thống dựa trên nhiều phần cứng.

Đọc

Sự Khác Biệt Giữa VDI và VM (Hướng Dẫn 2026)

Nhược điểm của máy ảo là gì?

Mặt khác, máy ảo có thể kém hiệu quả hơn máy chủ riêng, bởi vì chúng có thể không truy cập trực tiếp vào phần cứng. Nói cách khác, chúng không có phần cứng riêng, nên cần tương tác với hệ điều hành cha có thể làm chậm phản hồi phần cứng.

1- Máy ảo tiêu tốn tài nguyên hệ thống

Máy ảo sẽ chiếm một lượng lớn tài nguyên hệ thống từ máy chủ lưu trữ, đặc biệt nếu bạn chạy nhiều VM. Hơn nữa, nếu phân bổ tài nguyên không được thiết lập đúng cách, máy chủ lưu trữ và tất cả các VM khác có thể gặp sự cố.

2- Không phải lựa chọn tốt cho những người chơi game

Các trò chơi nặng nề hoặc các ứng dụng khác cần đáng kể đồ họa và sức mạnh xử lý không hoạt động tốt trên máy ảo, nên VM không phải là cách tốt nhất để chơi trò chơi PC Windows trên Linux hoặc macOS, trừ khi trò chơi cũ hoặc không yêu cầu đồ họa cao.

3- Có thể cần nhiều dung lượng lưu trữ

Thiết lập nhiều máy ảo có thể yêu cầu một lượng lớn dung lượng lưu trữ từ máy chủ vật lý của bạn. Đặc biệt khi môi trường ảo của bạn bắt đầu tích lũy nhiều VM, bạn nên cẩn thận về các chỉ số cạn kiệt tài nguyên của mình. Điều quan trọng là phải nhận ra rằng quản lý tài nguyên là cách quan trọng nhất để đảm bảo một môi trường máy ảo an toàn và không có rủi ro. Khi bạn có thể giảm thiểu các sự cố liên quan đến mức sử dụng tài nguyên của VM, bạn đang trên con đường hướng tới một hệ thống máy ảo bền vững.

Máy ảo so với Container

Container là một phần khác của thế giới ảo, nhưng chúng không dựa trên phần mềm hypervisor. Về bản chất, container là một hệ điều hành ảo mà không có các thành phần phần cứng ảo của một máy ảo đầy đủ.

Container có thể hoạt động trong các máy ảo của bạn, và chúng tồn tại trong một hypervisor, nhưng chúng chỉ là một phần của VM. Container có thể hữu ích khi bạn cần chạy nhiều chương trình trên cùng một hệ điều hành mà không cần sử dụng nhiều hệ điều hành.

Cái lợi thế chính của container là chúng có thời gian ngừng hoạt động ít hơn so với VM. Container chỉ bao gồm các tệp nhị phân, thư viện và các thành phần cần thiết khác, cũng như ứng dụng. Container trên cùng một máy chủ chạy cùng một kernel hệ điều hành, giúp chúng nhẹ và do đó nhanh chóng và dễ di chuyển.

Do đó, container có thể khởi động nhanh hơn, tối ưu hóa dung lượng máy chủ và giúp dễ dàng cung cấp ứng dụng. Container đã phổ biến để sử dụng trong các trường hợp như máy chủ web, kiểm tra DevOps, dịch vụ vi mô và tối ưu hóa số lượng ứng dụng có thể cài đặt cho mỗi node.

Đọc

Các Loại Máy Ảo Khác Nhau: Những Sự Thật Chưa Được Kể & Tính Năng

Máy ảo so với VPS

Virtual Private Server (VPS) sử dụng công nghệ ảo hóa để chia một máy chủ vật lý thành các container ảo, mỗi container hoạt động như một máy chủ riêng biệt về mặt vật lý. Mỗi VPS cung cấp cho người dùng quyền truy cập root và toàn quyền kiểm soát, bao gồm khả năng khởi tạo và kết thúc bất kỳ hoạt động nào, cũng như dừng và khởi động lại chính VPS.

Virtual Machine trong dịch vụ đám mây cũng sử dụng ảo hóa để gán máy chủ cho các container ảo. Ở cấp độ này, không có sự phân biệt giữa VPS và VM, xét đến việc chúng sử dụng cùng công nghệ ảo hóa.

Sự khác biệt chính giữa lưu trữ VPS và lưu trữ VM là cách dữ liệu được duy trì và cách các máy chủ vật lý cũng như các container ảo được xử lý. Đối với lưu trữ VPS, các container VPS nằm trên một máy chủ độc lập với bộ sưu tập ổ đĩa riêng của nó, thường là trong một mảng RAID để có hiệu quả lớn hơn.

Ứng dụng máy ảo

Có nhiều ứng dụng VM phổ biến để lựa chọn. Đây là cái nhìn nhanh về các tùy chọn phần mềm máy ảo tốt nhất, nhưng hãy chắc chắn xem hướng dẫn chi tiết của chúng tôi để có phân tích so sánh chuyên gia.

• VirtualBox
• KVM với Qemu
• Trạm làm việc VMware
• Xen
• Citrix Hypervisor

Kết luận

Mặc dù container và VM đều có những ưu và nhược điểm, lựa chọn phù hợp cho công ty bạn tùy thuộc vào yêu cầu dự án hiện tại. Tuy nhiên, cả hai đều có thể là những lựa chọn lý tưởng cho điện toán tiết kiệm chi phí hơn.

Nói một cách đơn giản, VM là một giải pháp tiết kiệm chi phí hơn giúp quản lý toàn bộ quy trình làm việc của hệ thống tốt hơn và tiết kiệm hơn, đồng thời phân bổ tài nguyên hiệu quả hơn giữa các máy riêng lẻ.

Đó là một môi trường xuất sắc để đánh giá các hệ điều hành khác, bao gồm cả các phiên bản beta, phơi bày dữ liệu bị nhiễm virus, tạo bản sao lưu cho các hệ điều hành và chạy phần mềm hoặc ứng dụng trên các hệ điều hành mà chúng không được dự định ban đầu.

Lưu ý: Bạn có thể tải xuống phiên bản PDF của bài viết này bằng cách nhấp vào nút:

[su_button url="https://cloudzy.com/wp-content/uploads/Virtual-Machine-Why-and-When-Do-You-Need-One.pdf" target="self" style="default" background="#fac802" color="#2f3856" size="3" wide="no" center="no" radius="auto" icon="" icon_color="#FFFFFF" text_shadow="none" desc="" download="" onclick="" rel="" title="" id="" class=""]Tải xuống[/su_button]