KVM là gì? Sức mạnh của KVM Hypervisor có thể bạn chưa biết
Ảo hóa ngày càng trở nên quan trọng trong các hệ thống doanh nghiệp bởi nó giúp tiết kiệm đáng kể chi phí tài chính và năng lượng. Chính vì vậy, việc đầu tư và phát triển công nghệ ảo hóa đang trở thành ưu tiên hàng đầu của nhiều tổ chức – bất kể quy mô lớn hay nhỏ.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về KVM (Kernel-based Virtual Machine) – một trong những công nghệ ảo hóa chủ chốt hiện nay. Bài viết sẽ giới thiệu từ những khái niệm cơ bản đến các tính năng nâng cao của KVM, để làm rõ lý do vì sao nó đang được nhiều doanh nghiệp lựa chọn đến vậy.
KVM là gì?
KVM là viết tắt của Kernel-based Virtual Machine – nghĩa là “Máy ảo dựa trên nhân hệ điều hành”. Đây là một mô-đun (module) được tích hợp trong nhân của hệ điều hành Linux, cho phép Linux hoạt động như một hypervisor – tức là một nền tảng để tạo và quản lý các máy ảo.
KVM ra đời khi các dòng CPU hiện đại của Intel và AMD bắt đầu hỗ trợ tính năng ảo hóa phần cứng. Nhờ sự hỗ trợ này, KVM có thể tận dụng tối đa sức mạnh của phần cứng để tạo ra các máy ảo hoạt động ổn định, hiệu quả hơn rất nhiều so với các giải pháp ảo hóa trước đó.
Công nghệ KVM hoạt động như thế nào?
Để tạo máy ảo bằng KVM (Kernel-based Virtual Machine), trước tiên máy tính của bạn phải đang chạy hệ điều hành Linux và sử dụng bộ vi xử lý có hỗ trợ công nghệ ảo hóa phần cứng. KVM tương thích với các dòng CPU x86 – đây là loại vi xử lý phổ biến, hỗ trợ tập lệnh x86 do Intel phát triển.
Vậy nhân Linux là gì? Nhân Linux là phần lõi trung tâm của hệ điều hành mã nguồn mở Linux. Nó hoạt động như cầu nối giữa phần mềm và phần cứng, đảm bảo các chương trình có thể truy cập đúng tài nguyên như bộ nhớ, CPU hay thiết bị lưu trữ. Các hệ điều hành như Ubuntu, Fedora hay Red Hat Enterprise Linux đều được xây dựng dựa trên nhân Linux, bổ sung thêm giao diện và tiện ích để dễ sử dụng hơn.
>>> Xem thêm: VMware vSphere: Công cụ quản lý hệ thống ảo hoá tiên tiến nhất
KVM Hypervisor
Hypervisor là một lớp phần mềm trung gian giữa hệ điều hành của máy ảo (guest OS) và phần cứng vật lý của máy chủ. Có hai loại hypervisor chính:
- Hypervisor loại 1: chạy trực tiếp trên phần cứng mà không cần hệ điều hành cài sẵn.
- Hypervisor loại 2: chạy trên hệ điều hành máy chủ, nên cần hệ điều hành có khả năng hỗ trợ ảo hóa.
KVM biến một máy chủ cài sẵn hệ điều hành Linux thành hypervisor loại 1, nhờ đó mang lại hiệu suất và khả năng xử lý cao hơn.
Tuy nhiên, để hoạt động đúng cách, KVM vẫn cần đến một số thành phần của hệ điều hành như: hệ thống quản lý bộ nhớ, trình điều khiển thiết bị, lập lịch tác vụ, ngăn xếp I/O, ngăn xếp mạng, quản lý bảo mật, v.v. Vì KVM là một phần tích hợp trong nhân của hệ điều hành Linux, nó có quyền truy cập trực tiếp vào những thành phần này.
Tính năng nổi bật của KVM
Do KVM được tích hợp trực tiếp trong hệ điều hành Linux, nên KVM và Linux có thể xem như một hệ thống thống nhất. Dưới đây là những lợi ích chính khi sử dụng KVM trong hạ tầng doanh nghiệp:
Quản lý bộ nhớ hiệu quả: KVM sử dụng các kỹ thuật như ballooning (tự động điều chỉnh dung lượng RAM VM theo nhu cầu) và memory overcommit (phân bổ RAM ảo nhiều hơn RAM thật để tối ưu tài nguyên). Ngoài ra còn dùng KSM và hoán đổi bộ nhớ để giảm lãng phí.
Linh hoạt trong lưu trữ: Hỗ trợ nhiều loại lưu trữ như ổ cứng cục bộ, NAS, và SAN. Doanh nghiệp có thể tùy chọn giải pháp lưu trữ phù hợp với ngân sách và nhu cầu.
Bảo mật nâng cao: Kết hợp sVirt và SELinux để thiết lập kiểm soát truy cập bắt buộc (MAC), giúp cô lập VM, ngăn truy cập trái phép và tăng tính bảo mật tổng thể.
Di chuyển máy ảo linh hoạt: Hỗ trợ live migration – chuyển máy ảo đang hoạt động giữa các máy chủ vật lý mà không gây gián đoạn dịch vụ, giúp duy trì hiệu suất và phân tải hợp lý.
Kiểm soát tài nguyên hiệu quả: Nhờ tận dụng nhân Linux, KVM phân phối tài nguyên CPU, RAM hợp lý giữa các VM thông qua trình lập lịch tiên tiến của Linux, giúp tránh tình trạng quá tải cục bộ.
- Khả năng mở rộng và hiệu suất cao: Phù hợp với môi trường ảo hóa quy mô lớn như data center. KVM có thể quản lý số lượng lớn VM với hiệu suất cao nhờ hỗ trợ ảo hóa phần cứng và tối ưu quản lý tài nguyên.
Ưu, nhược điểm của KVM là gì?
Việc áp dụng KVM ngày càng phổ biến rộng rãi. Tuy nhiên, các bạn cần nắm được ưu và nhược điểm của công nghệ ảo hóa này, để có những ứng dụng phù hợp nhất trong công việc của mình.
| ƯU ĐIỂM | NHƯỢC ĐIỂM |
|---|---|
| KVM rất linh hoạt: Công nghệ này có thể chạy cả hệ điều hành Linux và Windows. Nếu kết hợp với QEMU, KVM có thể chạy được cả Mac OS X. Ngoài ra còn có cả X86 và X86-64 System. | KVM yêu cầu rất cao về Server: KVM là công nghệ ảo hóa toàn bộ phần cứng. Vì thế, nó yêu cầu cấu hình máy chủ vật lý rất cao. Các server phải có chất lượng tốt mới có thể đảm bảo KVM hoạt động ổn định. |
| Tính độc quyền cao: Các gói VPS KVM chỉ có một chủ sở hữu nhất định. Từng gói VPS không hề bị chia sẻ hay ảnh hưởng bởi các VPS trên cùng hệ thống. | KVM chỉ có sẵn trong hệ thống của Linux. |
| Tiết kiệm chi phí, khả năng mở rộng: KVM sử dụng mã nguồn mở nên người dùng có thể sử dụng miễn phí và được hỗ trợ mạnh mẽ từ cộng đồng cũng như nhà sản xuất. | Máy chủ cần thiết lập ổ cứng mạnh mẽ. |
>>> Xem thêm: Cách gỡ bỏ VMware trong máy ảo Window nhanh chóng
Tại sao nên chuyển sang nền tảng ảo hóa KVM?
Một trong những lợi ích lớn của VMs là tính linh hoạt và khả năng di chuyển. Chính nhờ khả năng di chuyển này mà doanh nghiệp có thể dễ dàng chuyển từ 1 công ty cung cấp công nghệ ảo hoá này sang 1 công ty công nghệ ảo hoá khác để tận dụng chi phí thấp hơn, nâng cao tính năng, tăng khả năng kiểm soát, hoặc tối ưu hiệu suất. Ví dụ: Từ RedHat sang Proxmox.
Công nghệ KVM hiện được đánh giá là đã “trưởng thành” và ổn định, được cộng đồng lập trình viên tin dùng. Không chỉ vậy mà còn được các doanh nghiệp lựa chọn để vận hành máy ảo ở quy mô lớn. Việc chuyển đổi sang nền tảng sử dụng KVM sẽ giúp doanh nghiệp:
Tái sử dụng hạ tầng VM hiện có, không lãng phí đầu tư cũ;
Hưởng lợi từ mã nguồn mở, dễ mở rộng và kiểm soát;
Quản lý hợp nhất cả VM, container và ứng dụng serverless trên cùng một hệ thống quản trị.
Ứng dụng của công nghệ KVM trong thực tế
KVM (Kernel-based Virtual Machine) là công nghệ ảo hóa mã nguồn mở mạnh mẽ, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Hãy cùng khám phá các ứng dụng thực tế nổi bật của KVM dưới đây:
Dùng trong dịch vụ Cloud VPS
KVM là lựa chọn hàng đầu của các nhà cung cấp dịch vụ đám mây lớn như AWS, Google Cloud, LANIT, Vultr hay DigitalOcean. Công nghệ này giúp họ tạo ra các máy chủ ảo độc lập, đảm bảo tài nguyên được phân bổ riêng biệt và tăng cường bảo mật cho từng khách hàng. Nhờ khả năng mở rộng linh hoạt và tối ưu hiệu suất, KVM là nền tảng lý tưởng để xây dựng các dịch vụ hạ tầng như:
- Máy chủ ảo (VPS): Đáp ứng nhu cầu lưu trữ website, ứng dụng, phần mềm với tốc độ cao.
- Máy chủ container: Chạy Docker hoặc Kubernetes trên các môi trường cô lập, hỗ trợ triển khai nhanh chóng.
- Dịch vụ lưu trữ và backup: Xây dựng hệ thống sao lưu và phục hồi dữ liệu an toàn, ổn định.
Dùng trong doanh nghiệp
KVM giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí đầu tư hạ tầng bằng cách tạo ra nhiều máy chủ ảo trên cùng một máy vật lý, tận dụng tối đa tài nguyên phần cứng. Một số ứng dụng phổ biến bao gồm:
- Máy chủ nội bộ: Tạo các máy chủ nội bộ để chạy phần mềm quản lý, kế toán, CRM hoặc hệ thống ERP.
- Phòng lab ảo: Xây dựng môi trường thử nghiệm để kiểm tra phần mềm, mô phỏng hệ thống mà không cần đầu tư thêm thiết bị vật lý.
- Hệ thống máy trạm ảo (VDI): Cung cấp máy tính ảo cho nhân viên làm việc từ xa với hiệu suất ổn định và bảo mật cao.
Dùng để nghiên cứu, phát triển phần mềm
Với khả năng tạo ra nhiều máy ảo độc lập, KVM là công cụ tuyệt vời cho các lập trình viên, nhà nghiên cứu hoặc nhóm phát triển sản phẩm. Họ có thể dễ dàng tạo ra các môi trường khác nhau để thử nghiệm mà không ảnh hưởng đến hệ thống chính. Một số lợi ích nổi bật:
- Chạy nhiều hệ điều hành song song: Dễ dàng cài đặt và kiểm thử ứng dụng trên Windows, Linux, hoặc macOS ngay trên cùng một server.
- Kiểm thử bảo mật: Mô phỏng các cuộc tấn công mạng hoặc thử nghiệm các công cụ bảo mật trong môi trường cách ly an toàn.
- Phát triển phần mềm đa nền tảng: Xây dựng, chạy và tối ưu mã nguồn cho nhiều hệ điều hành khác nhau mà không cần phần cứng bổ sung.
Điểm khác biệt giữa VMware, Xen và KVM là gì?
Vậy công nghệ KVM có gì khác so với VMware và Xen?
Tiêu chí | VMware | Xen | KVM |
Loại ảo hóa | Ảo hóa toàn phần, có Hypervisor riêng | Hỗn hợp: Ảo hóa toàn phần và bán ảo hóa | Ảo hóa toàn phần dựa trên nhân Linux |
Hiệu năng | Cao, tối ưu tốt với hệ sinh thái VMware | Hiệu năng ổn định, tốt cho môi trường cloud | Cao, tận dụng trực tiếp các tính năng của Linux |
Khả năng mở rộng | Tốt, thích hợp cho doanh nghiệp lớn | Rất tốt, dùng rộng rãi trong các hạ tầng cloud lớn | Linh hoạt, mở rộng dễ dàng cùng hệ thống Linux |
Tính dễ sử dụng | Giao diện trực quan, dễ quản lý | Phức tạp hơn, cần cấu hình nhiều | Dễ dàng với các công cụ Linux phổ biến |
Chi phí | Cao, thường yêu cầu giấy phép bản quyền | Miễn phí (phiên bản mã nguồn mở), bản thương mại có phí | Miễn phí (mã nguồn mở) |
Khả năng tích hợp | Tích hợp tốt với các công cụ của VMware | Hỗ trợ nhiều hệ điều hành và nền tảng khác nhau | Hỗ trợ hầu hết phần cứng và hệ điều hành Linux |
Ứng dụng phổ biến | Doanh nghiệp lớn, trung tâm dữ liệu phức tạp | Dịch vụ đám mây lớn như AWS, Linode | VPS, hạ tầng ảo hóa doanh nghiệp, cloud nhỏ và vừa |
Câu hỏi thường gặp
KVM có miễn phí không?
KVM là một công nghệ ảo hóa mã nguồn mở và hoàn toàn miễn phí. Vì được tích hợp trực tiếp vào nhân Linux, bạn có thể sử dụng KVM mà không cần trả phí bản quyền. Điều này giúp tiết kiệm chi phí đáng kể, đặc biệt là đối với các doanh nghiệp nhỏ và vừa muốn triển khai hệ thống máy chủ ảo hóa.
VPS KVM là gì?
VPS KVM là máy chủ ảo sử dụng công nghệ ảo hóa phần cứng KVM (Kernel-based Virtual Machine). Công nghệ này tạo ra các máy ảo độc lập, hoạt động như một máy chủ vật lý riêng biệt với tài nguyên được cấp phát đầy đủ. Nhờ đó, VPS KVM mang lại hiệu suất mạnh mẽ, tính ổn định cao và khả năng tối ưu tài nguyên, thích hợp cho các dự án cần nhiều sức mạnh xử lý như website thương mại điện tử, hệ thống ERP hoặc chạy các ứng dụng lớn. Nếu bạn tò mò về VPS KVM có thể liên hệ tới Cloud VPS tại LANIT để trải nghiệm thử các tính năng vượt trội.
KVM có hỗ trợ di chuyển máy ảo không?
Có, KVM hỗ trợ live migration – cho phép bạn di chuyển máy ảo từ máy chủ này sang máy chủ khác mà không gây gián đoạn hoạt động. Tính năng này rất hữu ích trong trường hợp cần bảo trì hệ thống hoặc cân bằng tải giữa các máy chủ.
Lời kết
Qua những chia sẻ trên, các bạn đã hiểu được KVM là gì và những lợi ích mà công nghệ ảo hóa này mang lại. LANIT hiện đang cung cấp dịch vụ thuê máy chủ ảo Cloud VPS chất lượng – giá rẻ, sử dụng công nghệ ảo hóa hàng đầu KVM và VMWARE.
Nếu bạn có nhu cầu thuê Vps, hãy liên hệ LANIT để nhận tư vấn, báo giá tốt nhất.
LANIT Cảm ơn anh chị đã đọc
