Cùng chia sẻ tài nguyên phần cứng và được quản lý bởi lớp ảo hóa.

Lớp ảo hóa nằm giữa như một tầng trung gian giữa các phần cứng và phần mềm của hệ điều hành giúp quản lý, phân phát tài nguyên phần cứng cho lớp hệ điều hành ảo hoạt động ở trên.

Các xu hướng ảo hóa hiện nay:

Hiện nay có rất nhiều công nghệ ảo hóa, để có thể đưa ra phân tích và lựa chọn giải pháp cụ thể phù hợp với các doanh nghiệp nhỏ, ta cùng tìm hiểu một số công nghệ nổi bật: OpenVZ của Parallels, Xen của Citrix, KVM của Red Hat, Hyper – V của Microsoft và VMWare của VMWare Inc.

Công nghệ ảo hóa OpenVZ

Openvz (Open virtuozzo) của hãng parallels là một giải pháp ảo hóa khai thác đầy đủ năng lực của hạ tầng công nghệ thông tin bằng cách gia tăng việc tận dụng tài nguyên dư thừa của các máy chủ hiện hữu gấp 2-3 lần so với các công nghệ khác.

OpenVZ là một giải pháp ảo hóa máy chủ ở cấp độ hệ điều hành. Virtuozzo tạo ra các phân vùng hoặc máy chủ ảo(VES) hoàn toàn đọc lập trên một máy chủ vật lý và hệ điều hành nhằm tận dụng phần cứng, phần mềm, trung tâm dữ liệu và khả năng quản lý đạt hiệu quả tối đa.

OpenVZ cung cấp công nghệ ảo hóa hoạt động dựa trên nhân linux. OpenVZ cung cấp một lớp ảo hóa chịu trách nhiệm phân bố tài nguyên hệ thống cho tất cả các máy ảo – được gọi là container, lớp ảo hóa này cho phép một máy chủ vật lý để chạy nhiều hệ điều hành riêng biệt. Lớp ảo hóa này chỉ tiêu tốn khoảng 2% năng lực xử lý từ đó giúp tăng số lượng máy ảo trên mỗi máy chủ vật lý, hiệu năng máy chủ gần như không đổi so với khi chạy độc lập.

Một số đặc điểm của OpenVZ: phân vùng thông minh, hoàn toàn độc lập giữa các máy chủ, quản lý tài nguyên linh hoạt, quản lý tập trung, di chuyển linh hoạt các containers giữa các máy chủ vật lý, hiệu năng thực thi cao.

Bộ công cụ quản lý toàn diện của Vituozzo giúp người quản trị dễ dàng bảo trì, giám sát và quản lý các máy chủ ảo: Parallels Virtuozzo Containers, Parallels Virtual Automation, Parallels Management console.

Công nghệ ảo hóa Xen:

Xen là một giám sát máy ảo(VMM) cung cấp dịch vụ cho phép nhiều hệ điều hành máy tính thực thi trên cùng phần cứng máy tính một các đồng thời. Ban đầu được phát triển bởi Viện nghiên cứu máy tính trường Đại học Cambridge, được tải trợ bởi công ty XEN Source, sau đó được mua lại bởi công ty Citrix vào 20/10/2007.

Citrix XenServer là một nền tảng quản lý máy chủ ảo hóa hoàn chỉnh, được xây dựng trên nền tảng Xen Hypervisor mạnh mẽ. XenDesktop được thiết kế để quản lý các máy chủ ảo Windows và Linux một cách hiệu quả nhất và cung cấp giải pháp hợp nhất máy chủ với chi phí hợp lí và đảm bảo tính liên tục trong các hoạt động kinh doanh.

Xen là công nghệ ảo hóa thực cho phép chạy cùng lúc nhiều máy chủ ảo VPS trên 1 máy chủ vật lý.

Công nghệ ảo hóa Xen cho phép mỗi máy chủ ảo chạy nhân riêng của nó do đó VPS có thể cài được trên Windows OS hay Linux, mỗi VPS có hệ thống File System riêng và hoạt động như 1 máy chủ vật lý độc lập. Tài nguyên cung cấp cho máy chủ VPS Xen cũng độc lập, nghĩa là mỗi máy chủ Xen được cấp 1 lượng RAM, CPU, DISK riêng, nó đảm bảo rằng máy chủ VPS cảu bạn sẽ được cung cấp đủ tài nguyên như lúc đăng ký với nhà cung cấp dịch vụ.

Một số đặc điểm của Xen:

• Tạo ra một bản sao của máy chủ ảo hóa: giúp việc tạo ra các máy chủ ảo mới trở nên dễ dàng và thuận tiện hơn
• Có thể di chuyển tài nguyên phần cứng từ máy chủ này sang máy chủ khác mà không gây gián đoạn truy cập
• Công nghệ Xen giúp doanh nghiệp tự động hóa các trung tâm dữ liệu: tăng cường hiệu quả giám sát và quản lý, với độ tin cậy cao và đảm bảo tính liên tục trong kinh doanh.
• Bộ công cụ ảo hóa của Xen cung cấp đầy đủ các tính năng cần thiết giúp doanh nghiệp quản lý trung tâm dữ liệu ảo hóa: XenConvert, XenMotion, XenCenter

Công nghệ ảo hóa KVM:

KVM ( Kernel-base Virtual Machine ) là công nghệ ảo hóa cho phép ảo hóa thực sự trên nền tảng phần cứng. KVM thực chất là một module trong kernel của Linux. KVM được thiết kế sau khi phần cứng hỗ trợ ảo hóa ra đời.

Trong kiến trúc KVM, máy ảo là một tiến trình Linux, được lập lịch chuẩn bằng Linux Scheduler. Trong thực tế là mỗi CPU ảo xuất hiện như là một tiến trình Linux. Điều này cho phép KVM sử dụng tất cả tính năng của Linux Kernel. Các thiết bị giả lập(emulator) được xử lý bằng QEMU(open source giúp giả lập phần cứng) giúp giả lập phần cúng như BIOS, PCI bus, USB bus và các tiêu chuẩn điều khiển thiết bị ổ cứng như IDE, SCSI, Network card,…

Khi máy ảo là một tiến trình Linux, nó sẽ chịu ảnh hưởng của chuẩn mô hình Security Linux.

Linux kernel bao gồm SELinux, là một dự án được phát triển bơi cơ an ninh quốc gia Mĩ (US National Security Agency) để thêm vào các lệnh điều khiển truy cập đa tầng như là thực thi chính sách. SELinux cung cấp chính xác tài nguyên cô lập và hạn chế cho các tiến trình chạy trên Linux kernel.

Dự án sVirt build trên SELinux cung cấp cơ sở hạ tầng cho phép Administrator định nghĩa chính sách để cô lập máy ảo, sVirt đảm bảo rằng tài nguyên máy ảo không bị truy cập bời các tiến trình khác và nó có thể mở rộng bằng cách phân quyền

Một số đặc điểm của KVM:

• KVM hỗ trợ live migration cho phép di chuyển máy ảo đang chạy giữa các host vật lý khác nhau mà không bị gián đoạn dịch vụ
• Quản lý bộ nhớ KVM VPS được hưởng các chức năng quản lý bộ nhớ của Linux
• Hỗ trợ phần cứng công nghệ KVM cũng có thể sự dụng đươc được nhiều nền tảng phần cứng được linux hỗ trợ
• Quản lý với KVM  KVM cho phép quản lý thủ công chương trình ảo hóa được kích hoạt từ máy trạm, không cần qua công cụ quản lý.

Công nghệ ảo hóa Hyper -V:

Hyper-V là công cụ ảo hóa server thế hệ mới của Microsoft và là thành phần quan trọng trong hệ điều hành Windows Server 2008. Hyper-V chính là công nghệ ảo hóa thế hệ kế tiếp dựa trên Hypervisor, khai thác phần cứng 64-bits thế hệ mới. Người dùng chủ yếu là doanh nghiệp không cần phải mua thêm phần mềm để khai thác các tính năng ảo hóa bởi nó là một tính năng sẵn có trên Windows Server 2008

Herper-V có 3 phiên bản Windows Server 2008 64-bit là: Standard(một máy ảo), Enterprise(4 máy ảo) và Datacenter(không giới hạn số lượng máy ảo). Tuy nhiên nó hỗ trợ hệ điều hành khách trên cả 32-bit và 64-bit

Hyper-V gồm 3 thành phần chính: hypervisor, ngăn ảo hóa và mô hình I/O (nhập/xuất) ảo hóa mới.

Hypervisor là lớp phần mềm rất nhỏ hiện diện ngay trên bộ xử lý (BXL) theo công nghệ Intel-V hay AMD-V, có vai trò tạo các “partition” (phần vùng) mà thực thể ảo sẽ chạy trong đó.

Một partition là một đơn vị cách ly và có thể chứa một hệ điều hành làm việc trong đó. Luôn có ít nhất 1 partition gốc chứa Windows Server 2008 và ngăn ảo hóa, có quyền truy cập trực tiếp các thiết bị phần cứng. Partition gốc tiếp theo có thể sinh các partition con (được gọi là máy ảo) để chạy các hệ điều hành máy khách. Một partition con cũng có thể sinh tiếp các partition con của mình.

Máy ảo không có quyền truy cập đến bộ xử lý vật lý, mà chỉ “nhìn thấy” bộ xử lý được hypervisor cấp cho. Máy ảo cũng chỉ sử dụng được thiết bị ảo, mọi yêu cầu đến thiết bị ảo sẽ được chuyền qua VMBus đến thiết bị ở partition cha. Thông tin hồi đáp cũng được chuyển qua VMBus. Nếu thiết bị ở partition cha cũng là thiết bị ảo, nó sẽ được chuyển tiếp cho đến khi gặp thiết bị thực ở partition gốc. Toàn bộ tiến trình trong suốt đối với HĐH khách

Công nghệ ảo hóa VMWare:

VMWare là sản phẩm của VMWare Inc một công ty phần mềm thuộc tập đoàn EMC. VMWare là công ty tiên phong và đang là một trong những công ty phát triển nền tảng ảo hóa tốt nhất hiện nay. Có nhiều phiên bản VMWare như: VMWare Workstation cho máy để bàn, VMWare ESX server, VMWare GSX server, VMWare vSphere, VMWare vCloud, VMWare director cho máy chủ…

vSphere gồm 3 thành phần chính:

• VMWare ESX server: lớp ảo hóa chính chạy trên nền server vật lý (hay còn gọi là Hypervisor) có nhiệm vụ quản lý tài nguyên phần cứng và phân phát cho các máy ảo (Vitual Machines)
• VMWare vCenter Server: trung tâm quản lý chính của môi trường ảo hóa
• VMWare vSphere Client: Chương trình cho phép truy cập, quản lý từ xa vào vCenter hoặc ESX

Máy chủ Esx sử dụng cấu trúc VMM– Hypervisor, nghĩa là máy chủ Esx sẽ tạo một lớp ảo hóa hypervisor để điều khiển quá trình chia sẻ và sử dụng tài nguyên của các máy ảo. Nhờ cấu trúc xử lý linh hoạt nên các máy ảo có thể tận dụng tối đa hiệu suất phần cứng và quản lý dễ dàng hơn.

Trong mô hình này các máy ảo không phải thông qua hệ điều hành chủ để truy cập phần cứng. Mọi vấn đề liên lạc giữa máy ảo với phần cứng được thực hiện qua lớp ảo hóa Hypervisor do máy chủ Esx tạo ra. Vì vậy tốc độ làm việc của các máy ảo nhanh hơn và đạt hiệu quả cao hơn.

VMware ESX bao gồm hai thành phần tương tác với nhau để cung cấp một môi trường ảo hóa năng động và mạnh mẽ: Service Console và VMkernel. Service Console là hệ điều hành được sử dụng để tương tác với VMware ESX và các máy ảo chạy trên máy chủ. Service Console bao gồm các dịch vụ có thể tìm thấy trong các hệ điều hành truyền thống chẳng hạn như tường lửa, Simple Management Protocol (SNMP) hay web server… Tuy nhiên Service Console cũng thiếu nhiều tính năng và lợi ích mà hệ một điều hành truyền thống cung cấp, đây không phải là sự thiếu hụt mà vì chúng đã được loại bỏ để Service Console chỉ bao gồm những dịch vụ cần thiết cho việc hỗ trợ ảo hóa. Thành phần thứ hai là VMkernel, VMkernel là nền tảng thực sự của quá trình ảo hóa.Các VMkernel quản lý truy cập của máy ảo đến các phần cứng vật lý bên dưới bằng cách cung cấp quá trình sử dụng của CPU, quản lý bộ nhớ, và quá trình chuyển đổi dữ liệu ảo

VMWare cung cấp bộ phần mềm đồ sộ có đầy đủ tính năng về ảo hóa mà người quản trị quan tâm, mong muôn.

• VMWare ESX và ESXi
• VMWare Virtual Symmetric Multi-Processing
• VMWare vCenter Server
• VMWare vCenter Update Manager
• VMWare vSphere Client
• VMWare vMotion and Storage vMotion
• VMWare Distributed Resource Scheduler
• VMWare High Availability
• VMWare Fault Tolerance
• VMWare Consolidated Backup
• VMWare Shield Zones
• VMWare vCenter Orchestrator

Tổng kết:

Ở trên là các công nghệ ảo hóa sử dụng phổ biến hiện nay.