Bạn đã từng nghe đến khái niệm “máy ảo” (Virtual Machine) nhưng chưa hiểu rõ về nó và cách sử dụng? Máy ảo không chỉ là công cụ hữu ích cho các lập trình viên và nhà phát triển phần mềm để thử nghiệm tính năng hay sản phẩm mới. Nó còn mang đến rất nhiều tiện ích khác cho người dùng cá nhân. Hôm nay, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về máy ảo và những lợi ích mà nó mang lại.
Máy ảo (Virtual Machine) là gì?
Máy ảo (Virtual Machine) là một chương trình giả lập một hệ thống máy tính, chạy trên hệ điều hành chủ và hoạt động như một máy tính thật. Máy ảo cung cấp phần cứng ảo (bao gồm CPU, RAM, ổ đĩa cứng) để chạy hệ điều hành và các phần mềm riêng trên đó. Các phần cứng ảo này được ánh xạ tới phần cứng thực trên máy tính vật lý. Máy ảo chạy sẽ chia sẻ tài nguyên phần cứng với máy thực, do đó cần tinh chỉnh phần cứng ảo không vượt quá khả năng xử lý của máy tính thực.
Trên một máy tính thực, bạn có thể thiết lập nhiều máy ảo khác nhau. Khi khởi động, bạn có thể lựa chọn máy ảo muốn khởi động. Hệ điều hành của máy ảo sẽ bắt đầu chạy như một cửa sổ trên hệ điều hành của máy chủ hoặc có thể chạy chế độ toàn màn hình.
Lý do nên sử dụng máy ảo ?
Hợp nhất máy chủ (Server Consolidation) là lý do chính để sử dụng máy ảo. Bạn có thể sử dụng nhiều máy chủ ảo trên một máy chủ vật lý nhờ vào việc ảo hóa. Hầu hết khi triển khai hệ điều hành ảo và các ứng dụng chỉ sử dụng một phần nhỏ tài nguyên vật lý có sẵn. Nhờ đó, bạn không cần phải bổ sung thêm các tài nguyên vật lý như ổ cứng, RAM… đồng thời giảm nhu cầu sử dụng điện năng, khoảng trống và làm mát trong trung tâm dữ liệu. Các tài nguyên, hệ điều hành, ứng dụng trong máy ảo hoàn toàn tách biệt với còn lại của hệ thống. Do đó, khi chạy máy ảo không ảnh hưởng tới những ứng dụng hay phần cứng khác trên máy chủ.
Lợi ích khi dùng máy ảo ( Virtual Machine )
Máy ảo cung cấp nhiều lợi ích để giúp người dùng dễ dàng tùy biến như sau:
-
Tiết kiệm chi phí: Rõ ràng, bạn không cần phải mua thêm các tài nguyên vật lý mà vẫn có thể sử dụng môi trường ảo và thực hiện các chức năng trên đó, giống như một máy tính ảo vậy. Ngoài ra, giảm nhu cầu duy trì nhiều máy chủ, tiết kiệm chi phí bảo trì và lượng điện sử dụng.
-
Phản hồi nhanh chóng: Thay đổi liên tục một máy ảo vô cùng dễ dàng, nhanh chóng và tiện lợi hơn rất nhiều so với việc cung cấp một môi trường mới cho các nhà phát triển. Ảo hóa giúp chạy các kịch bản thử nghiệm một cách trơn tru và nhanh hơn rất nhiều.
-
Giảm thời gian ngừng hoạt động: Tính tiện dụng của máy chủ ảo cũng nhờ việc di chuyển từ hypervisor này sang hypervisor khác nằm trên một máy khác dễ dàng. Hoàn toàn chủ động trong việc sao lưu nếu máy chủ gặp vấn đề.
-
Khả năng mở rộng: Máy ảo hoàn toàn có thể mở rộng ứng dụng bằng cách thêm nhiều máy chủ vật lý hoặc ảo áo để phân chia công việc trên nhiều máy ảo. Nhờ đó, giúp tăng tính khả dụng và hiệu suất lên cao hơn khi làm việc.
-
Bảo mật hoàn hảo: Nhớ tính khả dụng của máy ảo mà khi bạn làm việc với hệ điều hành khách, bạn dễ dàng sử dụng các ứng dụng trên đó mà không lo gặp các vấn đề bảo mật và bảo vệ hệ điều hành máy chủ của mình. Hơn nữa, máy ảo cũng thường được sử dụng để nghiên cứu virus máy tính một cách an toàn, tách biệt virus để tránh rủi ro cho máy tính chủ.
Cách hoạt động của máy ảo
Công nghệ ảo hóa giúp người dùng chia sẻ một hệ thống với nhiều môi trường ảo. Một phần mềm giám sát máy ảo (Hypervisor) quản lý phần cứng và tách chúng ra khỏi môi trường ảo. Chúng sẽ được sử dụng khi cần khởi chạy một ứng dụng máy ảo cần thiết. Khi máy ảo đang chạy và một lệnh yêu cầu bổ sung tài nguyên vật lý từ phía người dùng hoặc chương trình, Hypervisor sẽ tiếp nhận và yêu cầu tài nguyên của hệ thống giúp hệ điều hành và ứng dụng của máy ảo có thể truy cập vào nhóm tài nguyên vật lý đã được chia sẻ.
Có hai loại giám sát máy ảo:
-
Loại 1: Hypervisor ở dạng native hay còn gọi là bare-metal, chạy trực tiếp ở trên phần cứng. Nó khởi động trước cả hệ điều hành và tương tác thẳng với kernel. Nó nằm ở giữa phần cứng và một hoặc nhiều hệ điều hành khách. Nhờ đó đem lại hiệu suất cao nhất bởi không cần phải sử dụng chung tài nguyên với hệ điều hành chính. Những Hypervisor dạng native thường là: VMware ESXi, Microsoft Hyper-V và Apple Boot Camp.
-
Loại 2: Hypervisor ở dạng hosted được cài trực tiếp trên máy tính chủ, trong đó có sẵn một hệ điều hành được cài đặt. Tài nguyên máy ảo được yêu cầu dựa trên hệ điều hành host, sau đó được thực thi dựa trên phần cứng. Những Hypervisor dạng hosted thường là: VMware Workstation và Oracle VirtualBox.
Khi nào cần dùng máy ảo (Virtual Machine)
-
Dùng thử hệ điều hành mới: Khi bạn muốn trải nghiệm một hệ điều hành mới như Linux nhưng máy tính của bạn hiện đang sử dụng Windows, máy ảo là lựa chọn hợp lý để thiết lập một môi trường ảo để khám phá.
-
Thiết lập các phần mềm cũ hoặc không tương thích: Có những phần mềm chỉ dành riêng cho một nền tảng nhất định hoặc chạy một chương trình cũ không hoạt động trên hệ điều hành hiện tại của bạn. Máy ảo cho phép bạn chạy các phần mềm này một cách dễ dàng.
-
Phát triển phần mềm cho các nền tảng khác: Với những nhà phát triển phần mềm, việc tạo và thử nghiệm ứng dụng trên nhiều nền tảng khác nhau là rất quan trọng. Máy ảo giúp đơn giản hóa quá trình kiểm tra và chạy thử ứng dụng trên các môi trường ảo khác nhau.
-
Xử lý phần mềm độc hại một cách an toàn: Khi bạn muốn tải xuống một phần mềm nhưng không chắc về tính an toàn của nó, bạn có thể sử dụng máy ảo để cách ly phần mềm độc hại và tránh rủi ro bảo mật cho máy tính chính của bạn.
-
Tận dụng lợi thế tính năng snapshot của máy ảo: Máy ảo cho phép bạn tạo snapshot của hệ thống, giúp bạn khôi phục lại máy tính ngay lập tức khi cần thiết. Ví dụ, bạn có thể tạo snapshot trước khi cài đặt một ứng dụng mới hoặc gỡ cài đặt một phần mềm mà không chắc chắn về kết quả, để có thể dễ dàng khôi phục lại trạng thái ban đầu.
-
Sao chép hệ thống vào máy khác: Với dữ liệu của máy ảo được lưu trữ trong vài file trên máy thực, bạn dễ dàng di chuyển máy ảo sang máy tính khác mà không gặp khó khăn (với điều kiện cùng trình ảo hóa).
Trải nghiệm các phần mềm ảo hóa
Phần mềm ảo hóa đã trở thành một phần quan trọng đối với không ít doanh nghiệp và đặc biệt là trong lĩnh vực điện toán đám mây. Dưới đây là một số phần mềm ảo hoá phổ biến được ứng dụng nhiều nhất hiện nay:
VirtualBox
VirtualBox là một ứng dụng mã nguồn mở hỗ trợ cả 3 nền tảng Windows, macOS và Linux. VirtualBox không có phiên bản thương mại nên bạn có thể sử dụng một phần mềm ảo hóa có đầy đủ các tính năng mà còn hoàn toàn miễn phí. VirtualBox được tạo bởi Oracle và được coi là một trong những phần mềm ảo hóa tốt nhất hiện có. VirtualBox có thể chạy trên hệ điều hành máy chủ dưới dạng một ứng dụng và tạo ra các máy ảo thông qua ứng dụng này. VirtualBox cũng hỗ trợ di chuyển các máy ảo, các công cụ tối ưu hóa hiệu suất và GUI truy cập từ xa. Tải VirtualBox
VMware Workstation
VMware Workstation là chương trình máy ảo hóa nổi tiếng cho Windows và Linux. VMware Player là phiên bản miễn phí, bên cạnh một phiên bản thương mại khác. VMware Player không cung cấp đầy đủ các tính năng nhưng vẫn là một lựa chọn tốt cho người dùng cá nhân. VMware Workstation được đánh giá cao với GUI chất lượng cao, trực quan và dễ sử dụng.
QEMU
QEMU (Quick Emulator) là phần mềm ảo hóa mã nguồn mở có thể giả lập CPU và phần cứng. Với QEMU, bạn có thể chạy các hệ điều hành và ứng dụng không tương thích với nền tảng phần cứng hệ điều hành chủ của bạn. QEMU mô phỏng một hệ thống đầy đủ, cho phép bạn chạy các hệ điều hành khác nhau mà không cần phải khởi động lại máy tính của mình.
Boot Camp
Boot Camp là phần mềm của Apple cho phép máy Mac chạy hệ điều hành Windows. Boot Camp tạo phân vùng riêng biệt cho Mac và Windows trên ổ đĩa cứng, tạo môi trường khởi động kép. Bạn có thể sử dụng phân vùng Windows Boot Camp như một máy ảo trong VMware Fusion, cho phép chạy cả Mac và Windows cùng lúc mà không cần khởi động lại máy tính.
Dnulib hi vọng rằng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về máy ảo và lợi ích mà nó mang lại. Nếu bạn muốn biết thêm thông tin, hãy truy cập Dnulib ngay để khám phá thêm nhiều kiến thức thú vị về công nghệ và Tin học.
