Công nghệ ảo hóa là cụm từ mà khi đọc tin tức công nghệ thường xuyên gặp. Vậy ảo hóa là gì? Lợi ích và nhược điểm của công nghệ này? Và những vấn đề bảo mật liên quan trong môi trường doanh nghiệp. Hãy cùng SmallNET tìm hiểu trong bài viết này.
1. Ảo hóa là gì?
Ảo hóa (tiếng Anh là Virtualization) là quá trình tạo một phiên bản ảo “Virtual Version” của một thứ gì đó giống như phần cứng máy tính “Computer Hardware”. Nó liên quan đến việc sử dụng phần mềm chuyên dụng tạo để tạo phiên bản ảo của tài nguyên máy tính “Computing Resouce” thay vì phiên bản thực của cùng tài nguyên đó.
2. Các bộ phận của quá trình ảo hóa (Virtualization parts)
– Ví dụ, máy tính ảo “Virtual Computer” là một hệ thống máy tính chỉ tồn tại bên trong phần mềm của một hệ thống khác chứ không phải là một máy tính thực tế với bộ xử lý và bộ lưu trữ riêng. Thông thường, một số tài nguyên ảo có thể được tạo và sử dụng trong một tài nguyên không ảo.
– Hãy tưởng tượng một mô phỏng chuyến bay. Một công cụ đủ để đánh lừa một phi công thực sự. Trình mô phỏng sẽ phải bắt chước không chỉ các điều khiển, mà còn cả âm thanh, cảm giác, và thậm chí cả mùi của buồng lái máy bay thực. Nó sẽ phải phản ứng không chỉ với bất kỳ đầu vào nào từ cần điều khiển, núm vặn và đòn bẩy, nó còn phải trả lại phản ứng dự kiến cho từng thứ đó, chẳng hạn như khó quay hơn hoặc tạo ra âm thanh của thiết bị hạ cánh thu lại hoặc mở rộng.
– Trong trường hợp này, một phi công sẽ lái máy bay theo cách giống như máy bay thông thường mà không bao giờ biết rằng đó không phải là máy bay thật. Một máy chủ ảo hoạt động theo cách tương tự. Đối với hệ điều hành, các chương trình được cài đặt và thậm chí cả người dùng, máy chủ ảo hóa thực sự nhận tất cả đầu vào và tạo ra tất cả các phản hồi giống hệt như một hệ thống vật lý, mặc dù nó chỉ được mô phỏng.
– Bất kể loại ảo hóa nào, hiệu ứng này đạt được bằng cách cài đặt một chương trình chuyên dụng bắt chước bản chất chính xác của những gì đang được ảo hóa. Trong trường hợp ảo hóa một máy chủ vật lý, quá trình ảo hóa sẽ mô phỏng phần cứng thực tế, lấy dữ liệu đầu vào và trả về dữ liệu từ hệ điều hành giống như một máy chủ thực tế. Sự bắt chước này đi xa đến mức máy chủ ảo hóa có thể lập báo cáo trạng thái pin hoặc nhiệt độ CPU, mặc dù chỉ tồn tại một CPU ảo.
– Host machine (Máy chủ)
- Host machine (Máy chủ) là phần cứng vật lý mà quá trình ảo hóa diễn ra. Máy này chạy phần mềm ảo hóa cho phép máy ảo tồn tại. Các thành phần vật lý của nó như bộ nhớ “Memory”, bộ lưu trữ “Storage” và bộ xử lý “Processor” cuối cùng sẽ xử lý các nhu cầu của máy ảo. Các tài nguyên này thường được ẩn hoặc che khỏi máy khách “Guest machine”.
- Để tạo ra hiệu ứng này, một phần mềm ảo hóa, chẳng hạn như hypervisor, được cài đặt trên phần cứng vật lý thực tế.
- Mục đích của máy chủ “Host Machine” là cung cấp sức mạnh tính toán vật lý cho các máy ảo dưới dạng CPU, bộ nhớ, bộ lưu trữ và kết nối mạng.
– Virtual machine (guest machine) (Máy ảo/ Máy khách)
- Máy chỉ ở dạng phần mềm “Software-only Machine” chạy trên máy chủ trong môi trường ảo đã tạo. Có thể có nhiều máy ảo chạy trên một máy chủ duy nhất. Một máy ảo không cần phải là một máy tính. Có thể ảo hóa nhiều loại lưu trữ, cơ sở dữ liệu và các hệ thống khác.
- Một máy ảo chạy môi trường riêng của nó. Nó giả lập hoặc mô phỏng một phần cứng vật lý như máy tính để bàn hoặc máy chủ. Tuy nhiên, mọi thứ đều được chuyển qua hypervisor, nơi thực hiện các yêu cầu thực tế tới phần cứng thực. Phần cứng trả về bất kỳ dữ liệu hoặc phản hồi nào cho hypervisor, dữ liệu này sẽ chuyển nó đến máy ảo.
- Mỗi máy ảo chạy riêng tách biệt đối với tất cả các máy ảo khác. Trên thực tế, mỗi máy ảo tin rằng nó là hệ thống duy nhất chạy trên phần cứng.
- Nó cũng có thể mô phỏng phần cứng máy tính thay thế. Ví dụ, một máy ảo giả lập một mảng lưu trữ “Storage Array” có thể được tạo trên phần cứng máy chủ tiêu chuẩn. Mảng lưu trữ ảo sẽ hoạt động giống như khi nó có 20 ổ cứng được nối mạng, vì hypervisor sẽ hoạt động như thể điều đó là đúng.
- Mục đích của máy khách là chạy các ứng dụng và môi trường người dùng cho mỗi hệ thống ảo.
– Hypervisor (Trình quản lý máy ảo)
- Đôi khi được gọi là trình quản lý máy ảo, Hypervisor là phần mềm tồn tại để chạy, tạo và quản lý các máy ảo. Hypervisor là thứ giúp cho việc ảo hóa có thể thực hiện được và tạo ra một môi trường ảo trong đó các máy khách chạy. Đối với máy khách, máy ảo của hypervisor là máy duy nhất tồn tại, ngay cả khi có nhiều máy ảo chạy trên cùng một phần cứng vật lý.
- Type-1 hypervisors, thường gọi là Trình quản lý máy ảo vật lý “Bare-metal Hypervisors”, được cài đặt trực tiếp vào phần cứng vật lý. Do đó, chúng phải chứa hệ điều hành riêng để khởi động, chạy phần cứng và kết nối mạng. Type-1 hypervisors phổ biến bao gồm Microsoft Hyper-V và VMware ESXi.
- Type-2 hypervisors, thường gọi là Trình quản lý máy ảo lưu trữ “Hosted Hypervisors”, chạy trên hệ điều hành được cài đặt trực tiếp trên phần cứng. Trong trường hợp này, phải cài đặt bản sao Windows hoặc hệ thống dựa trên Unix để khởi động hệ thống và truy cập phần cứng. Khi hệ điều hành đang chạy, hypervisor được lưu trữ có thể khởi chạy. Các Type-2 hypervisors thường được sử dụng để chạy nhiều hệ điều hành trên một máy duy nhất, thay vì để mô phỏng nhiều hệ thống đang chạy trên phần cứng.
- Các Type-2 hypervisors phổ biến bao gồm VMware Workstation, VirtualBox và Parallels mô phỏng hệ điều hành Windows trong khi chạy trên máy tính chạy Mac.
- Mục đích của hypervisor là quản lý từng máy ảo và cung cấp cho nó các tài nguyên cần thiết để chạy.
Đọc tiếp các phần tiếp theo trong series bài viết:
