Công nghệ ảo hóa máy chủ và ứng dụng trong thời đại 4.0

Công nghệ ảo hóa máy chủ không còn là khái niệm xa lạ. Nhưng không phải ai cũng thực sự hiểu về cách vận hành cùng khả năng ứng dụng của nó.

Công nghệ ảo hóa máy chủ ngày càng được nhiều doanh nghiệp áp dụng

Công nghệ ảo hóa ngày càng được các doanh nghiệp ưa chuộng bởi nó mang đến rất nhiều lợi ích. Tuy nhiên, không phải đơn vị nào cũng ứng dụng thành công. Hiểu rõ công nghệ ảo hóa Server là gì? Cách thức hoạt động và những thông tin liên quan khác là yếu tố cơ bản để sử dụng hiệu quả công nghệ này.

Công nghệ ảo hóa máy chủ là gì?

Trong môi trường đám mây, ảo hóa là yếu tố bắt buộc để tạo ra tầng trung gian giữa hệ thống phần cứng máy chủ và phần mềm chạy trên nó.

Ảo hóa là gì?

Hiểu một cách đơn giản, ảo hóa (VM – Virtual Machine) đề cập đến quá trình tạo phiên bản ảo của hệ điều hành (Operating System – OS), máy chủ, tài nguyên mạng hay thiết bị lưu trữ,…

Công nghệ ảo hóa Server sẽ cho phép phân chia một máy chủ vật lý thành nhiều máy chủ ảo độc lập. Mỗi máy chủ ảo có thể được thiết lập chạy trên một hệ điều hành riêng.

Công nghệ ảo hóa đám mây ngày càng được nhiều doanh nghiệp áp dụng

Phân loại công nghệ ảo hóa máy chủ

Có 2 kiểu ảo hóa máy chủ cơ bản:

Virtualization Management Layer hay thường được gọi là “Hosted”: Là hình thức ảo hóa ban đầu của máy chủ. Chức năng ảo hóa trong Hosted được xây dựng trên một nền hệ điều hành – OS thông dụng.
Dedicated Virtualization hay thường được gọi là “Bare-metal”: Là hình thức ảo hóa được chạy trực tiếp trên phần cứng của máy chủ. Do vậy, so với Hosted, nó có ưu điểm là giúp sử dụng tối ưu tài nguyên máy và tốc độ xử lý nhanh hơn.

Tham khảo thêm: Ảo hóa Hyper-V là gì? Ứng dụng nền tảng ảo hóa cho doanh nghiệp

Ảo hóa máy chủ hoạt động như thế nào?

Ảo hóa máy chủ hoạt động dựa trên việc phân tách phần cứng và phần mềm. Sẽ có một lớp ảo hóa ở tầng trung gian được gọi là Hypervisor.

Lớp ảo hóa ở tầng trung gian được gọi là Hypervisor – phần mềm giám sát máy ảo

2 loại Hypervisor phổ biến

Có nhiều loại Hypervisor, mỗi loại được sử dụng cho các mục đích khác nhau.

Hypervisor loại 1 (phổ biến nhất): được thiết kế chạy trực tiếp trên phần cứng máy chủ. Nó có khả năng ảo hóa nền tảng phần cứng cho máy ảo sử dụng.
Hypervisor loại 2: được chạy như một phần mềm trên cùng một hệ điều hành chủ. Loại 2 được sử dụng nhiều trong việc chạy thử nghiệm hay Demo chương trình.

Quá trình vận hành

Để thực hiện việc ảo hóa trong máy chủ trải qua quy trình cơ bản sau:

Quá trình 1: Xác định máy chủ mà doanh nghiệp muốn áp dụng công nghệ ảo hóa.
Quá trình 2: Giám sát hệ thống để xác định hiệu suất và tài nguyên. Bạn nên nắm được các thông tin về tài nguyên bộ nhớ, mức sử dụng đĩa hoặc tải của bộ vi xử lý. Những thông tin này sẽ giúp bạn định cỡ máy ảo (dung lượng, kích thước,…) và phân bổ tài nguyên cho mỗi phiên bản ảo. Nếu tài nguyên được cấp ít hơn so với yêu cầu, ứng dụng sẽ không chạy hoặc có hiệu suất hoạt động kém.
Quá trình 3: Bắt đầu quá trình ảo hóa với sự hỗ trợ của các phần mềm, công cụ.

Tùy thuộc vào máy chủ, sẽ có các phần cần được ảo hóa trước. Chẳng hạn như các ứng dụng hỗ trợ hoặc đĩa cứng trong máy chủ cơ sở dữ liệu. Sau quá trình ảo hóa có thể bạn vẫn cần điều chỉnh tài nguyên phân bổ cho mỗi phiên bản ảo, đảm bảo hiệu suất phù hợp.

Lợi ích của giải pháp ảo hóa máy chủ

Không chỉ giải pháp phù hợp với xu hướng công nghệ của thời đại. Ảo hóa máy chủ còn mang đến nhiều lợi ích cho doanh nghiệp áp dụng.

Giải pháp ảo hóa máy chủ giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí đầu tư phần cứng

Tiết kiệm chi phí đầu tư phần cứng: Áp dụng ảo hóa sẽ giúp doanh nghiệp tiết kiệm đáng kể các khoản đầu tư nhờ việc cắt giảm số lượng máy chủ cần thiết. Chi phí cũng được tối ưu hơn khi giảm được lượng điện năng tiêu thụ. Bảo trì dễ dàng hơn so với máy chủ vật lý.
Nâng cao hiệu quả làm việc: Giải pháp ảo hóa cho phép tự động quản lý các nguồn tài nguyên máy chủ. Đội ngũ nhân viên IT không cần tốn nhiều thời gian, công sức chăm sóc hệ thống. Nhờ vậy sẽ tập trung hơn vào những ứng dụng và dịch vụ mới, mang lại lợi ích cho người dùng và tổ chức.

Ngoài ra

Bảo vệ dữ liệu an toàn: Giải pháp ảo hóa sẽ giúp bảo vệ dữ liệu một cách hiệu quả. Khắc phục rủi ro mất dữ liệu hay rò rỉ thông tin có thể xảy ra khi lưu trữ trên máy chủ vật lý. Ảo hóa cũng có khả năng Backup thường xuyên, đảm bảo dữ liệu của bạn luôn an toàn.
Dễ dàng phục hồi dữ liệu sau thảm họa: Nhờ khả năng Backup và Snapshot, bạn có thể lấy lại dữ liệu đã mất dễ dàng và nhanh chóng. Ngay cả khi thảm họa xảy ra, các ứng dụng trên máy chủ ảo có thể dễ dàng di chuyển sang máy chủ khác. Bằng cách này sẽ hạn chế được thời gian Downtime của ứng dụng.
Dễ dàng nâng cấp khi có nhu cầu: Với ảo hóa máy chủ, việc nâng cấp hay giảm tải tài nguyên được thực hiện đơn giản, nhanh chóng. Nhờ vậy doanh nghiệp có thể tận dụng triệt để và hiệu quả nguồn tài nguyên có sẵn.

Giải pháp ảo hóa sẽ giúp bảo vệ dữ liệu một cách hiệu quả

3 mô hình ảo hóa máy chủ phổ biến hiện nay

Cùng với sự phát triển của công nghệ, các mô hình ảo hóa ngày càng đa dạng. Trong số đó, ảo hóa máy chủ, máy ảo song song (Para Virtual Machine – PVM) và ảo hóa hệ điều hành (OS Layer) là các mô hình phổ biến nhất hiện nay.

Ảo hóa máy chủ
Ảo hóa song song (Para Virtual Machine – PVM)
Ảo hóa hệ điều hành (OS Layer)

Ảo hóa máy chủ

Ảo hóa máy chủ dựa trên mô hình khách – chủ. Mỗi máy khách sẽ hoạt động trên bản ảo hóa lớp phần cứng. Nhờ vậy, máy khách có thể chạy hệ điều hành mà không cần có có bất kỳ sửa đổi gì. Nó cũng cho phép quản trị viên tạo khách sử dụng các hệ điều hành khác nhau.

Hypervisor (phần mềm giám sát máy ảo) cho phép quản lý một hay nhiều máy ảo

Ảo hóa máy chủ hoàn toàn sử dụng Hypervisor. Hypervisor hay còn được biết đến với tên gọi Virtual Machine Monitor (VMM). Đây là một loại phần mềm giao tiếp trực tiếp với không gian đĩa và CPU của máy chủ vật lý. Nó thực hiện việc giám sát tài nguyên của máy chủ vật lý. Đồng thời giữ cho mỗi máy chủ ảo độc lập cũng như không nhận biết được các máy chủ ảo khác. Hypervisor cũng giúp chuyển tiếp các tài nguyên từ máy chủ vật lý đến đúng máy chủ ảo khi chạy các ứng dụng.

Ảo hóa song song (Para Virtual Machine – PVM)

Ảo hóa song song cũng có nền tảng dựa trên mô hình máy chủ – máy khách, sử dụng VMM. Trong mô hình này, VMM sửa đổi mã của hệ điều hành khách. Thay đổi này được gọi là Porting. Mô hình máy ảo song song có khả năng chạy nhiều hệ điều hành.

Ảo hóa hệ điều hành (OS Layer)

Khác với hai mô hình trên, ảo hóa hệ điều hành không dựa trên nền tảng mô hình khách – chủ. Máy chủ hoạt động trên Kernel – chương trình cốt lõi trong hệ điều hành. Thực hiện phân phối chức năng của hệ điều hành cho từng máy khách. Do vậy máy khách phải sử dụng cùng hệ điều hành với máy chủ.

Kernel là chương trình cốt lõi trong hệ điều hành OS – Operating System

Kiến trúc phân tán của nhân hệ điều hành Kernel loại bỏ các cuộc gọi hệ thống giữa các lớp, giúp giảm chi phí sử dụng CPU. Nó cũng yêu cầu mỗi phân vùng phải tách biệt với các phân vùng lân cận. Đó cũng là lý do khi xảy ra lỗi hoặc vấn đề bảo mật trong trình hoạt động, toàn bộ hệ thống sẽ không gặp sự cố.

Kết luận

Ảo hóa được dự đoán sẽ trở thành xu hướng công nghệ quan trọng trong tương lai gần. Nó tạo ra sự thay đổi trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Do vậy, đã đến lúc doanh nghiệp nên nhanh chóng chuyển đổi và áp dụng công nghệ này.

Hy vọng những thông tin trên về công nghệ ảo hóa máy chủ và những chia sẻ liên quan sẽ giúp ích cho bạn trong quá trình tìm hiểu và sử dụng hiệu quả.