Hypervisor là gì? Đặc điểm và cách thức hoạt động

Ngày nay, cùng với sự phát triển của công nghệ, ảo hóa được sinh ra và sử dụng rộng rãi với nhu cầu cao. Vậy làm thế nào để quản lý các máy ảo này? Những công nghệ tiên tiến hơn đã phát triển cho phép việc này trở nên dễ dàng hơn. Hãy cùng BKHOST tìm hiểu một công nghệ mang tên Hypervisor trong bài dưới đây.

Hypervisor là gì?

Hypervisor – còn gọi Virtual Machine Monitor – VMM – là phần mềm để tạo ra máy ảo (VM). Hypervisor cho phép máy chủ hỗ trợ nhiều máy ảo khách bằng cách chia sẻ tài nguyên của nó như bộ nhớ và quá trình xử lý tiến trình. Vậy nên đây là công nghệ được rất nhiều tổ chức, doanh nghiệp trên thế giới sử dụng.

Lợi ích của Hypervisor

Một số lợi ích khi sử dụng Hypervisor như sau:

• Tốc độ: Hypervisor cho phép các máy ảo được tạo ra tức thì giúp dễ dàng cung cấp tài nguyên cho khối lượng tiến trình cần xử lý.
• Hiệu quả: Hypervisor chạy trên một số máy ảo trên tài nguyên của một máy vật lý cho phép sử dụng hiệu quả hơn máy chủ vật lý đó. Chính điều này giúp tiết kiệm chi phí khi chạy nhiều máy ảo yển một máy vật lý.
• Tính linh hoạt: Trình Hypervisor cho phép hệ điều hành và các ứng dụng chạy trên nhiều loại phần cứng khác nhau.
• Khả năng di động: Hypervisor cho phép nhiều hệ điều hành cùng hoạt động trên một máy chủ vật lý. Các máy ảo mà Hypervisor chạy độc lập với máy chủ vật lý và có khả năng di động được.

Tại sao cần sử dụng Hypervisor?

Hypervisor có thể sử dụng nhiều tài nguyên có sẵn của hệ thống, cung cấp tính linh động CNTT cao hơn, các máy khách độc lập với phần cứng của máy chủ. Chính điều này giúp chúng dễ dàng di chuyển giữa các máy chủ khác nhau. Nhiều máy ảo có thể chạy song song trên máy chủ vật lý với một Hypervisor. Trong đó, một Hypervisor hỗ trợ làm giảm:

• Không gian
• Năng lượng
• Yêu cầu bảo trì

Các loại Hypervisor

Hypervisor bao gồm 2 loại chính:

• Loại 1 (Native – bare metal).
• Loại 2 (Hosted).

Hypervisor loại 1 hoạt động trên hệ điều hành nhẹ, chạy trực tiếp trên phần cứng của máy chủ. Hypervisor loại 2 được chạy giống như một phần mềm trên hệ điều hành, giống như một chương trình máy tính.

Thông thường, Loại Sup bare-metal Hypervisor thuộc loại 1 được sử dụng nhiều nhất. Trong đó, phần mềm ảo hóa sẽ được cài đặt trực tiếp trên phần cứng của hệ điều hành. Vì các Hypervisor Native được cách ly khỏi hệ điều hành thì khả năng dễ bị tấn công cao nên chúng cực kỳ an toàn. Mặt khác, chúng thường hoạt động tốt hơn và hiệu quả hơn so với các loại trình giám sát Hosted. Tất cả những ưu điểm này, hầu hết các doanh nghiệp, công ty sẽ lựa chọn Hypervisor native phục vụ nhu cầu tính toán của trung tâm dữ liệu.

Trong khi các native chạy trực tiếp trên phần cứng thì Hypervisor hosted chạy trên hệ điều hành của máy chủ. Mặc dù được chạy bên trong của hệ điều hành, hệ điều hành bổ sung có thể được cài đặt trên Hypervisor. Tuy nhiên, nhược điểm của Hypervisor hosted là có độ trễ cao, nguyên nhân là do sự giao tiếp giữa phần cứng và Hypervisor phải đi qua một lớp bổ sung của hệ điều hành. Các trình giám sát hosted hay còn gọi là giám sát máy khách vì chúng được lựa chọn để sử dụng nhiều nhất cho người dùng cuối và kiểm thử phần mềm nơi mà không yêu cầu về độ trễ.

Công nghệ tăng tốc độ phần cứng sẽ hỗ trợ tạo và quản lý tài nguyên máy ảo nhanh hơn bằng cách tăng tốc độ xử lý cho cả 2 loại Hypervisor. Một loại tăng tốc độ phần cứng là Bộ tăng tốc đồ họa chuyên dụng ảo (vDGA) xử lý việc gửi và làm mới đồ họa 3D cao cấp. Công nghệ này giải phóng hệ thống chính cho các tác vụ và tăng tốc độ hiển thị hình ảnh. Trong các ngành thăm dò dầu khí công nghệ này vô cùng hữu ích cho việc trực quan hóa nhanh chóng dữ liệu phức tạp.

Cả hai loại Hypervisor đều có khả năng chạy máy chủ áo hóa cho nhiều người hoạt động trên một máy chủ vật lý. Các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây cho các công ty thuê không gian máy chủ trên các máy chủ ảo hóa khác nhau. Một máy chủ có thể lưu trữ được một số máy chủ ảo, tất cả các máy chủ đều chạy khối lượng công việc của các công ty đó. Tuy nhiên, việc chia sẻ tài nguyên có thể dẫn đến ảnh hưởng đến hiệu suất của các máy chủ. Ngoài ra, nó cũng xảy ra các rủi ro về bảo mật.

Máy chủ Native mà một công ty có toàn quyền kiểm soát sẽ luôn đảm bảo hiệu suất cao hơn máy chủ đang chia sẻ băng thông, bộ nhớ và bộ xử lý của máy chủ vật lý với các máy chủ khác. Phần cứng của máy chủ native cũng có thể được tối ưu để tăng năng suất. Các doanh nghiệp cần tuân thủ quy định các yêu cầu về phân tách tài nguyên vật lý để không chia sẻ tài nguyên với những người thuê khác.

Cloud hypervisor là gì?

Ngày nay, điện toán đám mây rất phổ biến, Hypervisor như một công cụ hỗ trợ đắc lực để chạy các máy ảo giúp thúc đẩy đổi mới trong điện toán đám mây. Hypervisor là một phần mềm cho phép một chiếc máy tính có thể chủ động hỗ trợ đồng thời nhiều máy ảo, Hypervisor là yếu tố quan trọng giúp điện toán đám mây khả thi. Hypervisor cung cấp các ứng dụng trên điện toán đám mây cho người dung trên môi trường ảo đồng thời vẫn cho phép CNTT duy trì quyền kiểm soát cơ sở hạ tầng, các ứng dụng và dữ liệu.

Hypervisor hoạt động như thế nào?

Hypervisor hỗ trợ tạo và quản lý các máy ảo (VM) bằng cách trừu tượng hóa phần mềm máy tính khỏi phần cứng của nó. Hypervisor có khả năng thực hiện ảo hóa bằng cách phiên dịch tất cả yêu cầu giữa tài nguyên vật lý và tài nguyên ảo. Các siêu Hypervisor đôi khi được nhúng vào hệ thống đầu vào/đầu ra cơ bản của bo mạch chủ (BIOS) cho phép hệ điều hành trên máy tính truy cập và sử dụng phần mềm ảo hóa.

Container vs Hypervisor

Cả hai công nghệ là Container và Hypervisor đều tham gia vào việc tăng khả năng phản hồi của các ứng dụng nhanh và hiệu quả hơn, tuy nhiên nó hoạt động dựa trên các cơ chế khác nhau.

Hypervisor

• Cho phép hệ điều hành và phần cứng bên dưới chạy độc lập với nhau thông qua máy ảo.
• Chia sẻ tài nguyên của máy tính, lưu trữ và bộ nhớ ảo.
• Có thể chạy nhiều hệ điều hành trên cùng một máy chủ hoặc được cài đặt trên cùng một hệ điều hành tiêu chuẩn.

Container

• Cho phép ứng dụng chạy độc lập với hệ điều hành.
• Có thể chạy trên tất cả các hệ điều hành, chỉ cần duy nhất một Container để chạy.
• Dễ dàng di chuyển trong vùng chứa, ứng dụng có mọi thứ cần thiết để chạy.

Container và Hypervisor được sử dụng với những mục đích khác nhau. Hypervisor sử dụng trong trường hợp để tạo và chạy các máy ảo (VM) với điều kiện mỗi máy có hệ điều hành hoàn chỉnh và được cách ly an toàn với các máy khác. Ngược lại với máy ảo, Container chỉ gói gọn một ứng dụng với các dịch vụ liên quan của nó. Điều này làm chúng trở nên nhẹ hơn và khả năng di động cao hơn so với máy ảo vì thế chúng được sử dụng để phát triển cho những ứng dụng nhanh gọn.

Tổng kết về Hypervisor