Máy Chủ ảo ( Virtual server ) là gì ?

Máy chủ ảo, còn được gọi là máy ảo (virtual machine – VM), là một không gian phân chia bên trong một máy chủ thực và không rõ đối với người dùng, sao chép chức năng của một máy chủ vật lý riêng biệt. Thông thường được lưu trữ trong đám mây hoặc một trung tâm dữ liệu ngoại tuyến khác, nó sử dụng phần cứng và tài nguyên được chia sẻ bởi nhiều người dùng khác nhau với mức độ kiểm soát khác nhau.

Làm thế nào một máy chủ ảo hoạt động?

Phần mềm ảo hóa gọi là hypervisor phân chia máy chủ vật lý hoặc máy chủ thành nhiều máy ảo (VM) với mỗi máy chạy hệ điều hành riêng của mình. Sự trừu tượng hoặc cô lập của hypervisor đối với phần cứng máy chủ cơ bản cho phép nhiều VM hiệu quả chia sẻ tài nguyên tính toán của máy chủ vật lý, chẳng hạn như băng thông mạng và không gian bộ nhớ.

Đơn giản, hypervisor hoạt động như hệ điều hành của máy chủ bằng cách chạy trên phần cứng máy chủ và cung cấp sự cô lập cho VM để hoạt động độc lập.

Có ba loại ảo hóa cần thiết:

Ảo hóa đầy đủ

Ảo hóa đầy đủ xảy ra khi hypervisor kiểm soát tất cả giao tiếp giữa bộ xử lý trung tâm (CPU) và máy chủ vật lý. Nhiệm vụ chính của hypervisor bao gồm kiểm soát khả năng của máy chủ vật lý và định tuyến lưu lượng cho các máy ảo để chạy các ứng dụng cụ thể.

Ảo hóa Paravirtualization

Thông qua ảo hóa Paravirtualization, toàn bộ mạng máy chủ – cả vật lý và ảo – được kết nối với nhau để hoạt động như một hệ thống một cách liền mạch. Loại ảo hóa này chỉ sử dụng tối thiểu khả năng xử lý của hypervisor để quản lý hệ điều hành.

Ảo hóa cấp OS

Không cần hypervisor cho ảo hóa cấp OS vì hệ điều hành máy chủ chủ tự quản lý khả năng. Tuy nhiên, điều kiện tiên quyết duy nhất cho loại ảo hóa này là tất cả các máy ảo trên máy chủ phải chạy cùng một hệ điều hành.

Một ví dụ tuyệt vời về ảo hóa máy chủ trong hành động là một công ty yêu cầu nhiều tác vụ máy chủ, chẳng hạn như máy chủ web cho việc lưu trữ web, bộ điều khiển tên miền cho xác thực người dùng nội bộ và máy chủ cơ sở dữ liệu để lưu trữ và duy trì cơ sở dữ liệu. Doanh nghiệp có thể sử dụng ảo hóa máy chủ để tạo ra một số máy ảo và tập trung tất cả các tác vụ máy chủ này vào một máy chủ vật lý duy nhất thay vì thiết lập nhiều máy chủ vật lý.

Lợi ích của máy ảo

Máy chủ ảo cung cấp các trường hợp sử dụng và lợi ích khác nhau cho tổ chức, từ tiết kiệm chi phí đến khả năng mở rộng tức thì. Các lợi ích phổ biến của máy ảo bao gồm:

Tiết kiệm chi phí

Máy chủ riêng ảo giá rẻ hơn đáng kể so với máy chủ vật lý vì hoạt động trên phần cứng và tài nguyên chia sẻ và chia sẻ các chi phí vận hành với người dùng khác. Chúng cũng yêu cầu ít điện năng và không gian sàn vì chỉ có một máy chủ vật lý được sử dụng cho nhiều máy ảo. Do đó, máy ảo là một lựa chọn tuyệt vời cho các tổ chức có ngân sách hạn chế đang tìm kiếm khả năng mở rộng tức thì.

Tăng khả năng sử dụng

Ảo hóa máy chủ tăng khả năng sử dụng, khi không bị ràng buộc bởi tài nguyên của một máy chủ duy nhất. Mà không có ảo hóa, sức mạnh xử lý bị giảm đáng kể vì công việc chỉ được phân phối trên một phần nhỏ của mỗi máy chủ mạng. Kết quả là, máy chủ không được sử dụng hoàn toàn, lãng phí tài nguyên.

Công nghệ xanh

Các tổ chức tán thành công nghệ xanh có thể lựa chọn máy chủ ảo. Ảo hóa cho phép một máy chủ vật lý chứa nhiều máy chủ ảo, tiêu thụ ít năng lượng so với việc sở hữu nhiều máy chủ riêng biệt. Điều này không chỉ tiết kiệm tiền trong thời gian dài mà còn có lợi cho môi trường.

Cung cấp tức thì

Một máy chủ riêng chưa cứng thường yêu cầu thời gian triển khai lâu hơn so với một máy ảo. Ví dụ, nếu nhà cung cấp trung tâm dữ liệu không có phần cứng trong kho, việc đặt hàng và thiết lập các thành phần có thể mất một thời gian. Với ảo hóa máy chủ, hệ thống có thể được triển khai và triển khai trong vài phút, cho phép tổ chức sao chép một VM hiện có mà không cần mất thời gian và tiền bạc để mua và thiết lập một máy chủ vật lý mới.

DevOps hiệu quả

Khi sử dụng máy ảo, các hoạt động bảo trì không ảnh hưởng đến môi trường sản xuất, và trong hầu hết các trường hợp, không cần thời gian chết. Ngoài ra, máy ảo giúp tối ưu hóa quy trình kiểm tra và phát triển. Môi trường người dùng riêng biệt đảm bảo rằng các hoạt động như kiểm tra phần mềm không ảnh hưởng đến tất cả người dùng chia sẻ cùng một máy chủ vật lý.

Tăng năng suất

Nhờ triển khai máy ảo nhanh hơn, tổ chức có thể trải nghiệm cải thiện và tự động hóa năng suất IT tổng thể. Các máy chủ mới có thể được khởi chạy và triển khai nhanh chóng mà không cần nhiều thời gian, và khi một máy chủ không còn cần thiết, nó có thể dễ dàng bị từ chức.

Dễ dàng khôi phục sau thảm họa

Máy chủ ảo giúp tổ chức dễ dàng sao lưu và khôi phục dữ liệu sau thảm họa. Với việc sao lưu VM, dữ liệu của nhiều máy ảo có thể được lưu trữ và khôi phục một cách dễ dàng, giúp giảm thời gian chết và giảm thiểu mất mát dữ liệu.

Nhược điểm của một máy chủ ảo

Mặc dù máy chủ ảo mang lại nhiều lợi ích, nhưng nó cũng có một số hạn chế. Các vấn đề phổ biến nhất với máy chủ ảo bao gồm:

Lỗ hổng bảo mật

Trong môi trường ảo, sự an ninh của các máy ảo phụ thuộc vào trình điều khiển cơ sở và có thể không được nhìn thấy bằng các biện pháp bảo mật truyền thống. Do đó, nguy cơ xâm nhập malware và các vector tấn công mở tăng lên, vì trình điều khiển cơ sở có quyền kiểm soát các VM và quyền truy cập vào tài nguyên tính toán của chúng.

Điểm hỏng duy nhất

Nếu một máy chủ vật lý bị ngắt kết nối, tất cả các VM trên trình điều khiển cơ sở của nó cũng sẽ bị ngắt kết nối. Ví dụ, nếu nhiều trang web được lưu trữ trên một máy chủ, tất cả chúng sẽ bị tắt nếu máy chủ mất kết nối hoặc khởi động lại. Để giải quyết vấn đề này, doanh nghiệp có thể thiết lập một cụm các máy chủ.

Tình trạng lan tràn ảo hóa

Quản trị viên dễ dàng tạo ra nhiều VM hơn cần thiết vì máy ảo tương đối dễ xây dựng. Tình trạng lan tràn ảo hóa xảy ra khi doanh nghiệp buộc phải duy trì nhiều máy ảo hơn họ có thể xử lý.

Sử dụng tài nguyên quá mức

Vấn đề phổ biến nhất với ảo hóa máy chủ là lãng phí tài nguyên. Một máy chủ vật lý đôi khi có thể trở nên quá tải với quá nhiều máy ảo và hoạt động kém.

Máy chủ vật lý so với máy chủ ảo

Một máy ảo là một trừu tượng của một máy chủ vật lý, trong khi máy chủ vật lý là một thiết bị phần cứng với các thành phần nhận dạng, bao gồm CPU, bộ nhớ và bo mạch chủ. Một máy chủ vật lý có thể chạy bất kỳ loại hệ điều hành nào, như Windows hoặc Linux, nhưng chỉ có thể chạy một hệ điều hành trong một phiên bản.

Dưới đây là một số khác biệt giữa máy chủ vật lý và máy ảo:

Chi phí

Máy chủ vật lý đắt hơn vì phần cứng vật lý đi kèm với mức giá cao và yêu cầu mua thêm phần cứng cho việc nâng cấp và bảo trì. Tuy nhiên, chi phí ban đầu cho phần mềm thấp hơn trong một máy chủ vật lý, nhưng tổng chi phí để mở rộng và nâng cấp sau này lại cao hơn. Mặt khác, một máy ảo thường có chi phí ban đầu lớn do chi phí cấp phép phần mềm cao hơn cho các VM, nhưng chi phí để mở rộng và bảo trì nó tương đối hợp lý.

Hiệu suất

Một máy chủ vật lý thường hoạt động tốt hơn một máy ảo do tài nguyên dành riêng của nó. Việc chia sẻ tài nguyên của máy ảo đôi khi có thể dẫn đến suy giảm hiệu suất và vấn đề tối ưu hóa.

Không gian

Vì nhiều máy chủ ảo có thể đặt trên một máy chủ vật lý duy nhất, máy ảo hiệu quả hơn về không gian và yêu cầu diện tích vật lý nhỏ hơn.

Triển khai

Việc triển khai và di chuyển máy chủ vật lý có thể khó khăn vì nó được thực hiện bằng cách thủ công. Máy ảo, tuy nhiên, có thể được thiết lập, chạy và di chuyển trong môi trường một cách dễ dàng.

Bảo mật

Vì bảo mật được tùy chỉnh cho từng máy chủ, máy chủ vật lý an toàn hơn máy ảo. Bởi vì bảo mật của nó được tập trung để quản lý đơn giản hơn, chúng dễ bị xâm nhập bảo mật hơn.

Khả năng mở rộng

Máy ảo có thể mở rộng theo yêu cầu, trong khi máy chủ vật lý khó khăn để mở rộng và yêu cầu mua và cài đặt thêm phần cứng.

Sẵn có và khả năng phục hồi

Vì máy chủ vật lý tồn tại tại chỗ, tồn tại rủi ro cao đối với sự liên tục kinh doanh trong trường hợp mất điện và thiên tai. Tuy nhiên, trên máy chủ ảo, sự cố vật lý có thể được cô lập khỏi hệ điều hành hoặc ứng dụng, giảm khả năng gián đoạn hoạt động.

Quản lý

Máy chủ vật lý có thể được quản lý mà không cần kiến thức chuyên môn bổ sung. Tuy nhiên, chúng thường khó khăn để quản lý do quản lý riêng biệt, làm cho việc kiểm soát việc sử dụng hệ thống tổng thể trở nên khó khăn. Máy chủ ảo dễ dàng quản lý hơn vì có ít máy chủ vật lý liên quan và có nhiều tùy chọn quản lý tốt hơn. Nhược điểm duy nhất là quản lý đòi hỏi kỹ năng chuyên môn và thời gian học tập cao.

Máy tính để bàn ảo là gì?

Một máy tính để bàn ảo là một hình ảnh được cấu hình trước của các hệ điều hành và ứng dụng, trong đó môi trường máy tính để bàn được tách rời khỏi thiết bị vật lý được sử dụng để truy cập nó. Người dùng có thể kết nối đến máy tính để bàn ảo từ xa hoặc thông qua mạng. Hệ thống ảo hóa máy tính để bàn được gọi là cơ sở hạ tầng máy tính để bàn ảo, hoặc VDI, phân phối các máy tính để bàn ảo đến các thiết bị đầu cuối từ trung tâm dữ liệu trên cơ sở hoặc trên đám mây, và người dùng truy cập máy tính để bàn ảo bằng các thiết bị ngoại vi như chuột, bàn phím và màn hình cảm ứng.

Đối với người dùng cuối, máy tính để bàn ảo có cảm giác tương tự như sử dụng một máy trạm vật lý. Trải nghiệm người dùng tốt hơn vì hầu hết các tài nguyên, bao gồm lưu trữ và cơ sở dữ liệu back-end, được quản lý và bảo vệ tại trung tâm dữ liệu. Máy tính để bàn ảo cũng giúp giảm chi phí vì không cần cung cấp và bảo trì nhiều máy tính để bàn vật lý và giảm khả năng mất dữ liệu do mất đánh mất hoặc hỏng hóc của máy tính để bàn vật lý.

Hạn chế

Tuy nhiên, máy tính để bàn ảo cũng có một số hạn chế. Người dùng cần một kết nối mạng ổn định để truy cập vào máy tính để bàn ảo và đôi khi có thể gặp trễ trong phản hồi khi truyền thông qua mạng. Ngoài ra, việc triển khai và quản lý một cơ sở hạ tầng máy tính để bàn ảo đòi hỏi kiến thức và tài nguyên phần mềm và phần cứng phức tạp.