Máy ảo là gì và hoạt động như thế nào?

Máy ảo là gì?

Máy ảo là phần mềm mô phỏng máy tính thực tế, nơi chạy hệ điều hành và các ứng dụng giống như trên một hệ thống vật lý. Khi sử dụng máy ảo, bạn có thể khởi chạy phần mềm dưới dạng cửa sổ hoặc ở chế độ toàn màn hình, giống như cách mở một ứng dụng thông thường.

Máy ảo không chỉ giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, mà còn cho phép người dùng cạnh tranh trên một nền tảng đa dạng chỉ với một hệ thống vật lý duy nhất.

Có nhiều loại máy ảo, trong đó phổ biến nhất là máy ảo toàn phần (full virtualization) và máy ảo nửa phần (paravirtualization). Máy ảo toàn phần hoàn toàn cách ly với hệ điều hành vật lý, trong khi máy ảo nửa phần cho phép giao tiếp trực tiếp với hệ điều hành vật lý, giúp tăng cường hiệu suất.

Máy ảo hoạt động như thế nào?

• Trình ảo hóa tạo ra một lớp trung gian giữa phần cứng với hệ điều hành khách và quản lý các tài nguyên như CPU, RAM, ổ cứng, thiết bị ngoại vi.
• Người dùng có thể cài đặt và chạy một hệ điều hành riêng trong máy ảo, tách biệt hoàn toàn với hệ điều hành chính (host OS).
• Máy ảo hoạt động như một máy tính thật, cho phép chạy phần mềm, thử nghiệm hệ điều hành hoặc thực hiện các tác vụ đặc biệt mà không ảnh hưởng đến hệ thống chính.
• Khi không cần sử dụng, máy ảo có thể được tắt, lưu trạng thái hoặc xóa mà không ảnh hưởng đến hệ thống máy chủ.

Sự quan trọng của máy ảo

• Gia tăng khả năng bảo mật: Máy ảo chạy độc lập với hệ điều hành chính, giúp cô lập ứng dụng hoặc thử nghiệm phần mềm mà không ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống, qua đó hạn chế rủi ro từ virus và mã độc khi thử nghiệm phần mềm mới cũng như truy cập các nguồn không an toàn.
• Giúp tiết kiệm chi phí: Một máy tính vật lý có thể chạy nhiều máy ảo, giúp doanh nghiệp tối ưu hóa tài nguyên phần cứng mà không cần đầu tư vào nhiều thiết bị khác nhau.
• Sự linh hoạt trong quản lý: Máy ảo hỗ trợ thử nghiệm nhiều hệ điều hành khác nhau trên cùng một thiết bị mà không cần cài đặt lại hệ thống, dễ dàng khôi phục trạng thái cũ nếu có lỗi xảy ra trong quá trình thử nghiệm.
• Hỗ trợ điện toán trong đám mây: Máy ảo là nền tảng quan trọng cho các dịch vụ cloud như AWS, Azure, Google Cloud... giúp doanh nghiệp triển khai ứng dụng nhanh chóng mà không cần hạ tầng phức tạp.

Sử dụng máy ảo trong trường hợp nào?

Để tạo ra môi trường độc lập mà không làm ảnh hưởng đến hệ điều hành chính, dưới đây là những trường hợp nên sử dụng máy ảo:

• Cần sử dụng cả Windows và Linux trên cùng một thiết bị mà không muốn cài đặt song song.
• Khi cần kiểm tra phần mềm mới hoặc thử nghiệm ứng dụng chưa rõ nguồn gốc mà không lo ảnh hưởng đến hệ thống chính.
• Kiểm thử ứng dụng trên nhiều hệ điều hành mà không cần nhiều thiết bị.
• Cần chạy phần mềm chỉ hỗ trợ Windows trên macOS hoặc Linux.
• Chạy nhiều máy chủ trên một phần cứng duy nhất, tiết kiệm chi phí và tài nguyên.

Danh sách phần mềm máy ảo miễn phí

Oracle VM VirtualBox

VirtualBox là phần mềm ảo hóa mã nguồn mở được phát triển bởi Oracle. Nó cho phép người dùng tạo và quản lý nhiều máy ảo trên một hệ thống vật lý. Đồng thời, hỗ trợ nhiều hệ điều hành khác nhau với giao diện người dùng thân thiện, cùng khả năng chia sẻ thư mục giữa máy chủ và máy ảo.

VMware Workstation Player

Đây là phiên bản miễn phí của VMware Workstation, cho phép người dùng chạy máy ảo trên Windows và Linux. Nó hỗ trợ nhiều loại hệ điều hành, dễ dàng cài đặt cũng như vận hành và có tích hợp chức năng kéo thả.

Hyper-V

Hyper-V là phần mềm ảo hóa được tích hợp sẵn trong một số phiên bản của Windows, chẳng hạn như Windows 10 Pro và Enterprise. Nó được tinh chỉnh hiệu suất cao và có khả năng tích hợp tốt với các dịch vụ của Microsoft, giúp quản lý cũng như mở rộng máy ảo dễ dàng.

KVM (Kernel-based Virtual Machine)

KVM là một giải pháp ảo hóa mã nguồn mở cho Linux, cho phép bạn biến nhân Linux thành một hypervisor. Ưu điểm của KVM là có hiệu suất cao, khả năng hỗ trợ hệ điều hành Linux và Windows.

Proxmox Virtual Environment

Proxmox VE là một nền tảng ảo hóa mã nguồn mở, cho phép tạo và quản lý máy ảo cùng với container. Nó hỗ trợ ảo hóa KVM và LXC, với giao diện người dùng dễ sử dụng, đồng thời cho phép sao lưu cũng như phục hồi máy ảo nhanh chóng.

QEMU

QEMU là một phần mềm ảo hóa mã nguồn mở cho phép mô phỏng nhiều kiến trúc phần cứng khác nhau, có khả năng chạy máy ảo cũng như container, hỗ trợ nhiều hệ điều hành và có thể được sử dụng cùng với KVM để tăng hiệu suất.