VMware là gì? Điều bạn cần biết về phần mềm ảo hóa VMware

Trong quá trình tối ưu hạ tầng CNTT, nhiều doanh nghiệp lựa chọn VMware để tạo và quản lý nhiều máy ảo trên cùng một máy chủ vật lý. Vậy VMware là gì, công nghệ này hoạt động như thế nào và mang lại những lợi ích gì? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết.z

VMware là gì?

VMware là một trong những nhà phát triển phần mềm ảo hóa phổ biến, cung cấp các giải pháp quan trọng cho hạ tầng công nghệ thông tin của nhiều doanh nghiệp.

Phần mềm ảo hóa hoạt động bằng cách tạo một lớp trừu tượng giữa phần cứng vật lý và hệ điều hành. Nhờ đó, các tài nguyên của một máy chủ như CPU, RAM, bộ nhớ lưu trữ và kết nối mạng có thể được phân chia để tạo thành nhiều máy ảo, còn gọi là Virtual Machine (VM).

Mỗi máy ảo có thể cài đặt hệ điều hành riêng và hoạt động tương tự một máy tính độc lập. Tuy nhiên, các máy ảo vẫn cùng sử dụng tài nguyên từ một hệ thống phần cứng vật lý bên dưới.

Công nghệ ảo hóa giúp doanh nghiệp tận dụng tài nguyên máy chủ hiệu quả hơn, giảm số lượng thiết bị vật lý cần đầu tư và nâng cao hiệu quả sử dụng hạ tầng CNTT. Đồng thời, công nghệ này cũng là nền tảng quan trọng giúp các nhà cung cấp dịch vụ đám mây như Amazon Web Services, Microsoft Azure, Google Cloud (Thế giới) và VNPT Cloud (Việt Nam) phục vụ nhiều khách hàng trên cùng một hệ thống phần cứng vật lý.

Máy ảo (VM) – Đơn vị nền tảng của VMware

Máy ảo (Virtual Machine – VM) là phiên bản phần mềm mô phỏng một máy tính vật lý. Thay vì sử dụng phần cứng riêng, máy ảo dùng tài nguyên từ máy chủ vật lý để chạy hệ điều hành, chương trình và triển khai ứng dụng.

Lịch sử máy ảo bắt đầu từ năm 1964, khi IBM phát triển CP-40 cho hệ thống IBM System/360. Công nghệ này sau đó được hoàn thiện qua CP-67 và đặt nền móng cho mô hình nhiều người dùng cùng khai thác tài nguyên trên một hệ thống.

Đến ngày 2/8/1972, IBM ra mắt VM/370 cùng dòng máy tính lớn System/370 hỗ trợ bộ nhớ ảo. Đây được xem là một trong những nền tảng máy ảo đầu tiên trên thế giới.

Trong hệ sinh thái VMware, máy ảo là đơn vị cơ bản của công nghệ ảo hóa. Hệ điều hành chạy bên trong máy ảo được gọi là hệ điều hành khách, hay guest OS.

Mỗi máy ảo VMware thường bao gồm:

• File cấu hình (configuration): Lưu trữ các thông số và cài đặt của máy ảo.
• File ổ đĩa ảo (virtual disk): Mô phỏng ổ cứng vật lý để lưu hệ điều hành và dữ liệu.
• File nhật ký (log): Ghi lại lỗi hệ thống, thay đổi phần cứng, trạng thái máy ảo và quá trình di chuyển VM giữa các máy chủ.

VMware cung cấp nhiều công cụ để quản lý máy ảo, chẳng hạn vSphere Client, giao diện dòng lệnh và vSphere Web Services SDK. Các công cụ này cho phép quản trị viên cấu hình, giám sát và tự động tạo máy ảo phục vụ phát triển hoặc kiểm thử phần mềm.

Lịch sử hình thành và phát triển VMware

• Năm 1998: Công ty được thành lập bởi Mendel Rosenblum cùng vợ là Diane Greene, Edouard Bugnion, Scott Devine và Edward Wang. Công ty hoạt động ẩn danh trong năm đầu tiên.
• Năm 1999: VMware chính thức ra mắt công chúng tại hội nghị DEMO vào tháng 2. Đến tháng 5, hãng phát hành sản phẩm đầu tiên mang tên VMware Workstation.
• Năm 2001: Tiến vào thị trường máy chủ với sản phẩm VMware GSX Server và nền tảng "bare-metal" ESX Server, giúp giải quyết tình trạng kém hiệu quả trong các trung tâm dữ liệu.
• Năm 2003: Công ty ra mắt VMware VirtualCenter và công nghệ vMotion (cho phép di chuyển máy ảo đang chạy giữa các máy chủ vật lý mà không gây gián đoạn).
• Năm 2004: Tập đoàn EMC thâu tóm VMware với giá 625 triệu USD tiền mặt.
• Năm 2007: Dưới sự hậu thuẫn của EMC, VMware tiến hành chào bán cổ phiếu lần đầu ra công chúng (IPO) khi EMC bán ra 15% cổ phần của mình.
• Năm 2008: Ban quản trị sa thải nhà đồng sáng lập kiêm CEO Diane Greene và thay thế bằng Paul Maritz. Chồng bà, người đồng sáng lập Mendel Rosenblum cũng từ chức sau đó 2 tháng.
• Năm 2012: Pat Gelsinger được bổ nhiệm làm Giám đốc điều hành (CEO) mới của công ty.
• Năm 2013: VMware đẩy mạnh mảng đám mây với việc ra mắt dịch vụ vCloud Hybrid Service.
• Năm 2016: Đón đầu việc Dell mua lại EMC, VMware đã thực hiện đợt tái cấu trúc, cắt giảm khoảng 800 nhân sự và giải tán toàn bộ đội ngũ phát triển VMware Workstation và Fusion tại Mỹ.
• Năm 2021: Pat Gelsinger rời công ty, Raghu Raghuram được chỉ định làm CEO mới vào tháng 5. Vào ngày 1 tháng 11, VMware hoàn tất quá trình tách ra (spinoff) khỏi Dell để trở thành một công ty hoàn toàn độc lập.
• Năm 2022: Broadcom công bố thỏa thuận mua lại VMware với mức giá khoảng 61 tỷ USD.
• Năm 2023: Thương vụ sáp nhập vào Broadcom chính thức hoàn tất vào ngày 22 tháng 11. Sau đó, Broadcom đã chia VMware thành 4 bộ phận chính, sa thải hơn 2.800 nhân sự. Tháng 12, công ty ngừng bán các giấy phép vĩnh viễn để chuyển sang mô hình đăng ký thuê bao (subscription).
• Năm 2024: Broadcom bán bộ phận Điện toán Người dùng Cuối (EUC) của VMware cho KKR với giá 4 tỷ USD, sau đó đổi tên thành Omnissa. Các phần mềm VMware Workstation và Fusion cũng chính thức được cung cấp hoàn toàn miễn phí cho cả người dùng cá nhân và mục đích thương mại.

Lợi ích của VMware

VMware giúp doanh nghiệp tối ưu tài nguyên phần cứng, tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả vận hành hạ tầng CNTT.

• Cải thiện tỷ suất hoàn vốn đầu tư (ROI): VMware cho phép chạy nhiều máy ảo, mỗi máy sử dụng hệ điều hành riêng nhưng vẫn hoạt động trên cùng một máy chủ vật lý. Nhờ đó, doanh nghiệp khai thác CPU, RAM và tài nguyên máy chủ hiệu quả hơn, thay vì phải đầu tư một máy chủ riêng cho từng ứng dụng.
• Tiết kiệm năng lượng và không gian: Việc vận hành nhiều ứng dụng trên ít máy chủ vật lý hơn giúp giảm diện tích trung tâm dữ liệu, đồng thời tiết kiệm điện năng và chi phí làm mát hệ thống.
• Tối ưu hoạt động CNTT: VMware hỗ trợ phân bổ tài nguyên và cân bằng khối lượng công việc trên hạ tầng ảo hóa. Điều này giúp hệ thống vận hành ổn định, linh hoạt và hiệu quả hơn.

Công nghệ ảo hóa VMware hoạt động như thế nào?

Công nghệ ảo hóa VMware cho phép chia tài nguyên của một máy chủ vật lý thành nhiều máy ảo độc lập. Mỗi máy ảo có thể chạy hệ điều hành và ứng dụng riêng nhưng vẫn sử dụng chung CPU, RAM, lưu trữ và kết nối mạng của máy chủ bên dưới.

VMware Hypervisor

Hypervisor là lớp phần mềm trung gian giữa phần cứng vật lý và các máy ảo. Công nghệ này tiếp nhận tài nguyên từ máy chủ host, sau đó phân bổ CPU, RAM, lưu trữ và các tài nguyên cần thiết cho từng hệ điều hành khách.

Các máy ảo được tách biệt với nhau. Vì vậy, nếu một máy ảo gặp lỗi ứng dụng, mất ổn định hoặc bị nhiễm phần mềm độc hại, các máy ảo khác trên cùng máy chủ thường không bị ảnh hưởng trực tiếp.

VMware ESXi

VMware ESXi là hypervisor loại 1, còn gọi là bare-metal hypervisor. Nền tảng này được cài đặt trực tiếp trên máy chủ vật lý thay vì chạy bên trên một hệ điều hành có sẵn.

ESXi được phát triển để thay thế VMware ESX, phiên bản hypervisor cũ có kích thước lớn hơn và sử dụng nhiều tài nguyên máy chủ hơn.

Trong giai đoạn đầu, ESX từng sử dụng nhân Linux để quản lý phần cứng. Khi phát triển ESXi, VMware đã thay thế nhân Linux bằng nhân riêng. ESXi vẫn hỗ trợ nhiều hệ điều hành khách như Ubuntu, Debian và FreeBSD.

So sánh VMware ESXi với các hypervisor khác

Hyper-V cài đặt cùng Windows trong một phân vùng gốc, sau đó vận hành các hệ điều hành khách trong những phân vùng con. KVM có lợi thế về mã nguồn mở và khả năng tích hợp với nhiều công cụ quản lý Linux, nhưng có thể yêu cầu nhiều thao tác cấu hình hơn.

Các giải pháp ảo hóa máy tính để bàn của VMware

Bên cạnh ảo hóa máy chủ, VMware còn cung cấp các giải pháp cho phép người dùng chạy nhiều hệ điều hành trên máy tính cá nhân và quản lý tập trung môi trường desktop.

VMware Workstation Pro và VMware Fusion Pro

VMware Workstation Pro và VMware Fusion Pro sử dụng hypervisor loại 2. Khác với ESXi được cài trực tiếp trên phần cứng, hypervisor loại 2 hoạt động như một ứng dụng trên hệ điều hành hiện có.

Nhờ đó, người dùng có thể chạy thêm một hệ điều hành bên trên hệ điều hành chính của máy tính.

• VMware Workstation Pro: Hỗ trợ máy tính sử dụng Windows và Linux.
• VMware Fusion Pro: Được thiết kế cho các thiết bị chạy macOS.

Các công cụ này thường được sử dụng để phát triển ứng dụng, kiểm thử phần mềm hoặc chạy chương trình dành cho hệ điều hành khác.

VMware đã ngừng cung cấp Workstation Player và Fusion Player sau khi tập trung vào Workstation Pro và Fusion Pro.

VMware Tools

VMware Tools là bộ tiện ích giúp hệ điều hành khách tương tác hiệu quả hơn với hệ điều hành host.

Sau khi cài đặt VMware Tools, người dùng có thể:

• Cải thiện hiệu suất hiển thị đồ họa.
• Chia sẻ thư mục giữa máy thật và máy ảo.
• Kéo và thả tệp giữa hai hệ điều hành.
• Sao chép và dán dữ liệu thuận tiện hơn.

VDI và VMware Horizon

Hạ tầng máy tính để bàn ảo, hay Virtual Desktop Infrastructure (VDI), cho phép doanh nghiệp quản lý tập trung hệ điều hành desktop, ứng dụng và dữ liệu người dùng.

Nhân viên có thể truy cập môi trường làm việc từ nhiều thiết bị và địa điểm khác nhau. Dữ liệu nhạy cảm vẫn được lưu trữ trên máy chủ thay vì nằm trực tiếp trên thiết bị đầu cuối.

VMware Horizon từng là bộ công cụ VDI của VMware. Sau khi Broadcom bán bộ phận End-User Computing, mảng sản phẩm này được KKR mua lại và đổi tên thành Omnissa vào năm 2024. Omnissa hiện bao gồm Horizon và nền tảng quản lý Workspace ONE.

Các nền tảng ảo hóa máy chủ của VMware

VMware cung cấp các nền tảng giúp doanh nghiệp triển khai, quản lý và tối ưu máy ảo trên nhiều máy chủ vật lý trong trung tâm dữ liệu.

VMware Cloud Foundation và VMware vSphere Foundation

Sau khi Broadcom mua lại VMware, danh mục sản phẩm được đơn giản hóa và tập trung vào hai nền tảng chính:

• VMware Cloud Foundation (VCF): Nền tảng private cloud tích hợp vSphere, vSAN, NSX cùng bộ công cụ quản lý và điều phối VMware Aria.
• VMware vSphere Foundation (VVF): Nền tảng ảo hóa doanh nghiệp dành cho các trung tâm dữ liệu sử dụng môi trường vSphere truyền thống.

VVF bao gồm các công cụ như Tanzu Kubernetes Grid, Aria Operations và Aria Operations for Logs. Doanh nghiệp có thể bổ sung các dịch vụ về lưu trữ, bảo mật, khôi phục sau thảm họa và AI tạo sinh.

VMware vSphere

VMware vSphere là nền tảng ảo hóa máy chủ dùng để tạo, vận hành và quản lý máy ảo trong trung tâm dữ liệu.

Theo nội dung gốc, vSphere được cung cấp dưới ba phiên bản:

• VMware vSphere Foundation.
• VMware vSphere Standard.
• VMware vSphere Essentials Plus Kit.

VMware vSphere Foundation là phiên bản có bộ tính năng đầy đủ nhất. vSphere Standard phù hợp với nhu cầu ảo hóa phổ thông, trong khi Essentials Plus Kit hướng đến doanh nghiệp cần hợp nhất phần cứng trên số lượng máy chủ nhỏ.

VMware vCenter

VMware vCenter là thành phần quản lý tập trung của vSphere. Thay vì quản trị riêng từng máy chủ ESXi, doanh nghiệp có thể sử dụng vCenter để theo dõi và điều khiển toàn bộ hạ tầng ảo hóa.

Các chức năng chính của VMware vCenter gồm:

• Tạo và triển khai máy ảo.
• Phân bổ máy ảo cho từng máy chủ host.
• Cấp phát CPU, RAM và lưu trữ.
• Giám sát hiệu suất hệ thống.
• Tự động hóa quy trình vận hành.
• Quản lý tài khoản và quyền truy cập.

vCenter Server bao gồm ba thành phần chính:

• vSphere Client: Giao diện quản trị được truy cập qua trình duyệt.
• vCenter Server Database: Lưu trữ dữ liệu cần thiết để quản lý máy chủ và máy ảo.
• vCenter Single Sign-On: Cho phép truy cập toàn bộ hạ tầng vSphere bằng một lần đăng nhập.

VMware vSphere Clustering

VMware vSphere Clustering cho phép nhóm nhiều máy chủ vật lý thành một cụm tài nguyên thống nhất.

Các máy ảo trong cluster có thể sử dụng tài nguyên CPU, RAM và lưu trữ từ nhiều máy chủ khác nhau. Cơ chế này giúp doanh nghiệp mở rộng số lượng máy ảo, cân bằng khối lượng công việc và nâng cao khả năng sẵn sàng.

Các tính năng quan trọng của VMware cluster gồm:

• VMware High Availability: Theo dõi trạng thái máy chủ và tự động khởi động lại máy ảo trên host khác khi xảy ra lỗi phần cứng.
• VMware Fault Tolerance: Duy trì một máy ảo chính và một máy ảo phụ giống nhau trên hai host riêng biệt. Khi một host gặp lỗi, máy ảo còn lại tiếp tục hoạt động.
• VMware Distributed Resource Scheduling: Giám sát CPU và RAM, sau đó di chuyển máy ảo giữa các host để tránh tình trạng một máy chủ bị quá tải trong khi máy khác còn dư tài nguyên.

High Availability vẫn cần thời gian để khởi động lại máy ảo. Trong khi đó, Fault Tolerance cung cấp mức bảo vệ cao hơn cho các ứng dụng quan trọng bằng cách duy trì máy ảo dự phòng hoạt động đồng thời.

Giải pháp ảo hóa trung tâm dữ liệu VMware

VMware mở rộng công nghệ ảo hóa từ máy chủ sang cả tài nguyên mạng và lưu trữ thông qua mô hình Software-Defined Data Center (SDDC).

Trong SDDC, tài nguyên điện toán, mạng và lưu trữ được quản lý tập trung bằng phần mềm thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào cấu hình phần cứng riêng lẻ.

VMware NSX

VMware NSX là nền tảng ảo hóa mạng, cho phép doanh nghiệp xây dựng và quản lý hệ thống mạng thông qua phần mềm.

NSX hỗ trợ nhiều chức năng như:

• Chuyển mạch.
• Định tuyến.
• Cân bằng tải.
• Tường lửa.
• Áp dụng chính sách bảo mật mạng.

Thay vì cấu hình thủ công nhiều thiết bị phần cứng, quản trị viên có thể quản lý các chức năng mạng trên một giao diện tập trung.

VMware NSX cũng hỗ trợ môi trường hybrid cloud, bao gồm trung tâm dữ liệu tại chỗ, private cloud và public cloud. Điều này giúp mạng doanh nghiệp đáp ứng tốt hơn các ứng dụng cloud-native, container và microservices.

VMware vSAN

VMware vSAN là giải pháp ảo hóa lưu trữ được tích hợp với ESXi và vSphere.

Công nghệ này hợp nhất dung lượng ổ đĩa của nhiều máy chủ trong cluster thành một vùng lưu trữ dùng chung. Các máy ảo có thể sử dụng dung lượng trên nhiều host thay vì chỉ phụ thuộc vào ổ đĩa của máy chủ đang vận hành chúng.

VMware vSAN giúp:

• Khai thác dung lượng lưu trữ hiệu quả hơn.
• Hạn chế tình trạng một máy chủ hết dung lượng trong khi máy khác còn trống.
• Hỗ trợ di chuyển khối lượng công việc.
• Kết hợp với High Availability và cân bằng tài nguyên.
• Quản lý lưu trữ thông qua các chính sách tùy chỉnh.

VMware Cloud và hybrid cloud

VMware cung cấp các sản phẩm và dịch vụ hỗ trợ doanh nghiệp vận hành hạ tầng trên private cloud, public cloud và hybrid cloud.

VMware Cloud

VMware Cloud bao gồm VMware Cloud Foundation cùng các giải pháp hợp tác với nhiều nhà cung cấp cloud, chẳng hạn:

• IBM Cloud for VMware Solutions.
• Azure VMware Solution.
• Google Cloud VMware Engine.

VMware Cloud Foundation tích hợp tài nguyên điện toán, lưu trữ, mạng và bảo mật trên một nền tảng thống nhất. Doanh nghiệp có thể triển khai VCF tại private cloud hoặc sử dụng dưới dạng dịch vụ từ nhà cung cấp cloud.

Nền tảng này hỗ trợ:

• Khối lượng công việc máy ảo.
• Ứng dụng container.
• Khối lượng công việc AI và máy học.
• Dịch vụ dữ liệu tích hợp.
• Môi trường hybrid cloud.

VMware HCX

VMware HCX là giải pháp hỗ trợ kết nối và quản lý máy ảo trên nhiều môi trường điện toán khác nhau.

HCX cho phép doanh nghiệp quản lý nhiều môi trường vSphere, từ trung tâm dữ liệu tại chỗ đến hạ tầng cloud. Giải pháp giúp máy ảo duy trì địa chỉ IP khi được di chuyển giữa các môi trường, hạn chế nhu cầu cấu hình lại ứng dụng.

Doanh nghiệp có thể sử dụng VMware HCX để:

• Di chuyển máy ảo từ hệ thống tại chỗ lên cloud.
• Mở rộng tài nguyên khi nhu cầu tăng cao.
• Duy trì hiệu suất ứng dụng khi hạ tầng nội bộ quá tải.
• Sao chép dữ liệu lên cloud để khôi phục sau thảm họa.
• Chuyển sang hệ thống dự phòng mà không cần thay đổi địa chỉ IP.

Ví dụ, khi lưu lượng mua sắm trực tuyến tăng đột biến, doanh nghiệp bán lẻ có thể sử dụng thêm tài nguyên cloud để tiếp tục xử lý đơn hàng mà không phải mở rộng ngay trung tâm dữ liệu tại chỗ.

Sao lưu và container trong VMware

Bên cạnh việc tạo và quản lý máy ảo, VMware còn hỗ trợ bảo vệ dữ liệu và vận hành các ứng dụng container.

Sao lưu và snapshot VMware

Máy ảo cần được sao lưu tương tự máy chủ vật lý.

VMware vSphere Storage APIs – Data Protection hỗ trợ sao lưu tập trung máy ảo vSphere. Doanh nghiệp cũng có thể sử dụng các giải pháp backup do đối tác VMware cung cấp.

Snapshot VMware ghi lại trạng thái và dữ liệu của máy ảo tại một thời điểm cụ thể. Khi cần, quản trị viên có thể đưa máy ảo trở lại trạng thái tại thời điểm snapshot được tạo.

Tuy nhiên, snapshot không phải là một bản sao lưu hoàn chỉnh. Snapshot chủ yếu lưu những thay đổi phát sinh so với ổ đĩa ảo ban đầu. Vì vậy, doanh nghiệp vẫn cần một giải pháp backup chuyên dụng để bảo vệ đầy đủ máy ảo và dữ liệu.

VMware và container

Container và máy ảo đều tạo ra môi trường độc lập để chạy ứng dụng, nhưng cách hoạt động có sự khác biệt.

Máy ảo mô phỏng toàn bộ một máy tính và sử dụng hệ điều hành riêng. Container nhẹ hơn vì sử dụng chung nhân hệ điều hành của máy chủ host.

Hai công nghệ container phổ biến gồm:

• Docker: Đóng gói ứng dụng và các thành phần phụ thuộc vào container.
• Kubernetes: Điều phối và quản lý container trong môi trường production.

Container phù hợp với các ứng dụng mới được xây dựng theo kiến trúc microservices. Trong khi đó, những ứng dụng cũ được phát triển dưới dạng chương trình nguyên khối có thể phù hợp hơn với máy ảo.

Thông qua Tanzu Kubernetes Grid Integrated, VMware cho phép doanh nghiệp quản lý đồng thời máy ảo và container trong môi trường vSphere.

Hiểu rõ VMware là gì giúp doanh nghiệp lựa chọn giải pháp ảo hóa phù hợp với nhu cầu vận hành. Với hệ sinh thái đa dạng, VMware hỗ trợ tối ưu tài nguyên, quản lý tập trung và xây dựng hạ tầng linh hoạt.