Máy ảo (Virtual Machine -VM) là gì?

Máy ảo (VM) là một môi trường điện toán di động, được định nghĩa bằng phần mềm, do hypervisor quản lý, hoạt động trên máy chủ vật lý và sử dụng tài nguyên của máy chủ đó.

💡 Hypervisor là phần mềm dùng để tạo và quản lý các máy ảo. Nó đóng vai trò trung gian giữa phần cứng vật lý và các hệ điều hành ảo hóa.

Hỏi – Đáp về máy ảo

Máy ảo có thể giải quyết những vấn đề nào?

Máy ảo được thiết kế để tăng hiệu suất sử dụng máy chủ bằng cách chạy nhiều ứng dụng trên cùng một máy chủ. Việc hợp nhất các máy chủ chưa tận dụng hết công suất sẽ giúp tổ chức nâng cao hiệu quả vận hành và giảm chi phí.

Ví dụ: Thay vì 20 ứng dụng chạy trên 20 máy chủ với mức sử dụng thấp, một tổ chức có thể chạy 20 máy ảo trên một máy chủ duy nhất. Điều này giúp tiết kiệm đáng kể chi phí phần cứng, đồng thời giảm yêu cầu về không gian và điện năng tiêu thụ.

Khi các hệ thống doanh nghiệp mở rộng để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng di động linh hoạt và các mô hình làm việc linh hoạt, máy ảo có thể giúp kiểm soát chi phí cho hạ tầng điện toán.

Máy ảo cũng giúp giảm thời gian gián đoạn do bảo trì hoặc cập nhật. Thay vì phải dừng toàn bộ máy chủ để cập nhật một ứng dụng, máy ảo cho phép cập nhật ứng dụng riêng lẻ mà không ảnh hưởng đến các ứng dụng khác đang chạy trên cùng máy chủ. Một lỗi hoặc sự cố bảo mật trong một ứng dụng cũng không lan sang các ứng dụng khác.

Nhiều hệ thống doanh nghiệp hiện có hàng trăm hoặc hàng nghìn ứng dụng, triển khai phân tán khắp nơi. Nếu không có công cụ quản lý đơn giản, dễ mở rộng và thích ứng với mục tiêu kinh doanh mới, ngay cả việc giám sát tổng thể cũng trở thành gánh nặng cho đội ngũ CNTT.

Phần lớn doanh nghiệp hiện nay sử dụng nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây bên thứ ba để triển khai tài nguyên có kết nối Internet. Cách tiếp cận này mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng đòi hỏi phải tối ưu hóa quy mô triển khai và kiểm soát chi phí chặt chẽ.

Máy ảo hoạt động như thế nào?

Một máy ảo bao gồm hệ điều hành, ứng dụng và mô tả các tài nguyên tính toán cần thiết để vận hành (như CPU, RAM, lưu trữ, mạng...). Khi máy ảo được triển khai lên máy chủ vật lý, phần mềm hypervisor sẽ đọc mô tả đó và cấp phát tài nguyên phù hợp.

💡 Một máy chủ có thể chạy đồng thời nhiều máy ảo với các hệ điều hành khác nhau, hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau.

Hệ thống dựa trên máy ảo được thiết kế để cải thiện hiệu quả sử dụng của máy chủ vật lý. Nhờ khả năng phân bổ tài nguyên chi tiết, hệ thống có thể cung cấp cái nhìn sâu về hiệu năng, chi phí, sử dụng tài nguyên và quy trình phát triển của từng ứng dụng riêng lẻ.

Các tính năng nổi bật của máy ảo

Máy ảo giúp giải quyết nhiều thách thức kỹ thuật trong việc quản lý hệ thống CNTT phức tạp của doanh nghiệp hiện đại. Chúng là một phần trong các thực hành DevOps hiện đại, tập trung vào container hóa, tự động hóa, tài nguyên định nghĩa bằng phần mềm và chu trình phát triển nhanh.

1. Hệ thống khép kín

Máy ảo là một hệ thống khép kín, nghĩa là một máy chủ có thể chạy đồng thời nhiều máy ảo và nhiều hệ điều hành khác nhau. Điều này tối ưu hóa tài nguyên và giảm chi phí. Việc triển khai ứng dụng mới không đòi hỏi phải tăng năng lực phần cứng.

2. Cách ly khỏi ứng dụng không ổn định

Mỗi ứng dụng trong một máy ảo được cách ly với hệ điều hành máy chủ. Một ứng dụng bị lỗi hoặc bị tấn công sẽ không ảnh hưởng đến các ứng dụng khác hoặc hệ thống nền.

3. Giảm thiểu bảo trì

Máy ảo có thể mở rộng, thu nhỏ hoặc di chuyển mà không ảnh hưởng đến các ứng dụng khác. Điều này giúp giảm thời gian downtime và hỗ trợ triển khai nhanh các thay đổi.

4. Triển khai nhanh

Máy ảo là phần mềm định nghĩa, nên có thể được tạo, sao chép, triển khai nhanh chóng, thậm chí chuyển sang máy chủ khác hoàn toàn dễ dàng. Máy ảo cũng là môi trường lý tưởng để phát triển và kiểm thử ứng dụng.

Lợi ích của máy ảo

1. Tiết kiệm chi phí

Việc chạy nhiều ứng dụng trên cùng một máy chủ giúp giảm đáng kể số lượng máy vật lý cần thiết, dù là on-premises hay trên cloud. Mỗi máy ảo sử dụng một phần nhỏ tài nguyên, giúp tăng minh bạch chi phí và kiểm soát tốt hơn.

2. Linh hoạt và nhanh nhạy

Nhờ tính linh hoạt, các doanh nghiệp có thể phản ứng nhanh hơn với thay đổi thị trường hoặc mục tiêu kinh doanh mới.

3. Giảm downtime

Máy ảo giúp giảm thời gian hệ thống gián đoạn trong quá trình bảo trì ứng dụng. Khi có sự cố, việc phục hồi cũng nhanh chóng và linh hoạt hơn.

4. Khả năng mở rộng

Máy ảo có thể nhân bản và di chuyển dễ dàng, giúp việc mở rộng hệ thống đơn giản như sao chép một tệp.

5. Bảo mật

Máy ảo được thiết kế cách ly, do đó một lỗi hoặc lỗ hổng bảo mật sẽ khó lan ra hệ thống chính. Ngoài ra, một máy ảo nhân bản còn có thể được dùng làm môi trường sandbox để kiểm thử ứng dụng nghi ngờ. Cấu trúc chi tiết của hệ thống giúp kỹ sư dễ tìm lỗi và xử lý triệt để.

💡 Sandbox là một môi trường mô phỏng, tách biệt với hệ thống thật, dùng để thử nghiệm ứng dụng hoặc mã độc mà không gây ảnh hưởng đến hệ thống chính.