Tìm hiểu sự khác biệt giữa Container và Virtual Machine (máy ảo) | VNG Cloud

Máy ảo (Virtual Machine - VM) và Container là những công nghệ có nhiều điểm tương đồng vì cả hai đều góp phần vào việc tăng cường hiệu suất công nghệ thông tin, tạo điều kiện thuận lợi cho tính di động của ứng dụng và thúc đẩy các phương pháp DevOps. Tuy nhiên, hiểu rõ sự khác biệt giữa chúng là yếu tố quan trọng để phát triển một chiến lược linh hoạt và cung cấp ứng dụng dựa trên điện toán đám mây.

• VM giải quyết các thách thức về cơ sở hạ tầng bằng cách tối đa hóa việc sử dụng máy chủ và cho phép di chuyển khối lượng công việc giới hạn.
• Container giải quyết các vấn đề liên quan đến ứng dụng bằng cách nâng cao các phương pháp DevOps, hỗ trợ kiến trúc microservices, tăng cường khả năng di động và tối ưu hóa tài nguyên sử dụng.

Sự khác biệt chính giữa container và VM là gì?

VM bao gồm Guest OS (HĐH khách) cùng với toàn bộ mã nguồn cần thiết cho các ứng dụng và phần phụ thuộc ứng dụng của chúng. Thông thường, các thành tố này được chạy trên một máy chủ duy nhất hoặc một nhóm máy chủ. VM image thường có kích thước khoảng gigabyte và có thể có nhiều VM cùng tồn tại trên một máy chủ vật lý duy nhất, ngay cả khi chúng chạy trên các hệ điều hành khác nhau. Bằng cách abstract các máy chủ khỏi phần cứng, VM có xu hướng tồn tại trong suốt vòng đời của chúng.

Ngược lại, các container chia sẻ cùng một Host OS (HĐH máy chủ) và chỉ bao gồm các ứng dụng cần thiết cũng như các dependency (thành phần phụ thuộc) của chúng. Kích thước container image thường tính theo megabyte. Mỗi container chạy trên một máy chủ sử dụng cùng một hệ điều hành cơ bản. Do đó, container có thể được khởi tạo nhanh chóng trong vòng một phần nghìn giây, làm cho chúng có hiệu quả cao đối với các trường hợp tạm thời cần được khởi tạo và xóa bỏ để đáp ứng nhanh chóng sự thay đổi về nhu cầu.

Tóm lại, container và VM khác nhau như thế nào?

Sơ đồ hoạt động của virtual machine và container

Mặc dù cả container và VM đều giúp cải thiện việc sử dụng tài nguyên công nghệ thông tin, nhưng chúng có những ưu điểm và nhược điểm riêng biệt. VM đã ra đời từ lâu, cho phép các doanh nghiệp hợp nhất nhiều máy chủ chạy các ứng dụng khác nhau vào một máy chủ vật lý duy nhất, ngay cả khi sử dụng các hệ điều hành khác nhau. Việc hợp nhất này giúp tiết kiệm đáng kể chi phí phần cứng và phần mềm máy chủ, vì giờ đây họ chỉ cần chạy trên một máy chủ duy nhất. VM cũng là nền tảng cho hầu hết các dịch vụ đám mây của VNG Cloud, và các public cloud khác cung cấp dịch vụ máy chủ ảo. Tuy nhiên, vì VM đóng gói toàn bộ server trong mỗi máy ảo nên chúng có thể tiêu thụ một lượng lớn CPU và RAM, từ đó hạn chế số lượng VM có thể được lưu trữ trên một server.

Mặt khác, container đã nhanh chóng trở nên phổ biến kể từ khi Docker ra mắt vào năm 2013, một phần là do sự tiêu tốn tài nguyên của VMs. Container tận dụng Host OS, cho phép chúng chia sẻ một phiên bản hệ điều hành duy nhất, cũng như các binary và library. Container chỉ cần bao gồm mã nguồn ứng dụng, bao gồm 1 ứng dụng monolithic hoặc tập hợp các microservices trong một hoặc nhiều container để đáp ứng một mục tiêu kinh doanh. Do đó, container có khả năng ảo hóa ứng dụng gọn nhẹ, mật độ cao, có khả năng tăng/giảm trong vài giây, cũng như mức độ bảo mật tích hợp bằng cách cô lập các ứng dụng trong các container riêng biệt.

Những ưu điểm và nhược điểm của virtual machine là gì?

Tăng cường sức mạnh hệ thống CNTT với virtual machine

Ưu điểm của VM:

• Chuyên môn sâu rộng: Kinh nghiệm về ảo hóa được đúc kết trong nhiều thập kỷ đã tạo ra một loạt các công cụ quản lý và bảo mật VM mạnh mẽ.
• Hệ điều hành linh hoạt: VM cho phép chạy nhiều ứng dụng với các hệ điều hành khác nhau trên cùng một cơ sở hạ tầng, từ đó doanh nghiệp có thể tận dụng hiệu quả tài nguyên.
• Môi trường điện toán hoàn chỉnh: VM mô phỏng toàn bộ môi trường điện toán, bao gồm tất cả các tài nguyên hệ điều hành cần thiết, cung cấp một môi trường toàn diện và biệt lập cho các ứng dụng.
• Tính di động: VM đơn giản hóa quá trình dịch chuyển giữa các nền tảng on-premises và đám mây, giúp di chuyển các phiên bản VM dễ dàng theo nhu cầu.
• Hệ sinh thái phát triển: Thị trường và hệ sinh thái VM đã tồn tại lâu đời, với các công ty hàng đầu trong ngành cung cấp nhiều giải pháp ảo hóa và hỗ trợ.

Nhược điểm của VM:

• Kích thước image: VM image thường chiếm nhiều gigabyte dung lượng lưu trữ, làm cho quá trình sao lưu hoặc di chuyển chậm hơn và tốn nhiều tài nguyên hơn.
• Giới hạn tài nguyên: VM đóng gói toàn bộ máy chủ, bao gồm cả hệ điều hành, số lượng VM có thể được hỗ trợ trên một máy chủ vật lý bị hạn chế hơn so với container.
• Thời gian khởi động: Thời gian cần thiết để khởi động một VM, còn gọi là thời gian spin-up, có thể mất vài phút, điều này không hề lý tưởng cho các công việc cần tăng tốc hoặc thay đổi quy mô nhanh chóng.

Những ưu điểm và nhược điểm của container là gì?

Virtual machine và container đều có những ưu, nhược điểm riêng

Ưu điểm của container:

• Gọn nhẹ: Container image có kích thước nhỏ hơn, thường khoảng megabyte, vậy nên việc sử dụng bộ nhớ hiệu quả và thời gian triển khai nhanh hơn so với VM.
• Hiệu quả tài nguyên: Container yêu cầu ít tài nguyên CNTT hơn để triển khai, vận hành và quản lý, cho phép sử dụng tài nguyên ở mật độ cao hơn và cải tiến trên một hệ thống.
• Khởi động nhanh chóng: Container có thể được khởi tạo trong vòng một phần nghìn giây, cho phép mở rộng nhanh chóng và đáp ứng linh hoạt các nhu cầu thay đổi.
• Khả năng mở rộng: Do tính chất gọn nhẹ của chúng, một hệ thống có thể lưu trữ số lượng các container lớn hơn đáng kể so với VM, do đó giúp doanh nghiệp tối đa hóa việc sử dụng tài nguyên.

Nhược điểm của container:

• Hạn chế về khả năng tương thích HĐH: Container yêu cầu tất cả các phiên bản chạy trên cùng một hệ điều hành, không có khả năng kết hợp với các hệ điều hành khác nhau hoặc các phiên bản khác nhau trong cùng một container.
• Độ bảo mật: Vì các container chia sẻ chung HĐH cơ bản nên có khả năng giảm sự cô lập và tăng rủi ro bảo mật hơn so với VM cung cấp sự cô lập mạnh hơn ở mức độ hệ điều hành.
• Hệ sinh thái đang phát triển: Container là một công nghệ tương đối mới và hệ sinh thái vẫn đang phát triển, điều này có thể dẫn đến số lượng công cụ, khuôn khổ và các phương pháp tốt nhất đã được thiết lập ít hơn so với hệ sinh thái VM.

Container được sử dụng trong hệ thống CNTT truyền thống và hiện đại như thế nào?

Trong CNTT truyền thống, VM đã được sử dụng rộng rãi để di chuyển các ứng dụng cũ sang môi trường đám mây và môi trường lai (hybrid). VM cung cấp giải pháp hoàn thiện và đã được nhiều tổ chức tích hợp vào kiến trúc công nghệ thông tin. Đặc biệt, các giải pháp từ VM rất phù hợp cho các ứng dụng monolithic doanh nghiệp vì chúng không yêu cầu cập nhật thường xuyên.

Bên cạnh đó, các container phù hợp với các thực tiễn công nghệ thông tin hiện đại và các trường hợp sử dụng mới, đặc biệt là trong môi trường Agile và DevOps. Các container nâng cao tính di động của các ứng dụng trên nhiều cấu hình khác nhau, cho phép triển khai mượt mà từ môi trường lập trình (như laptop) đến môi trường thử nghiệm (như sandbox) và môi trường sản xuất (như đám mây). Tính di động này giúp loại bỏ nhu cầu chỉnh sửa hoặc điều chỉnh khi chuyển đổi giữa các môi trường khác nhau.

Các container cũng cung cấp khả năng mở rộng tuyệt vời. Với các ứng dụng dựa trên microservices, trong đó các quy trình front-end và back-end được tách biệt, các container cho phép từng thành phần mở rộng quy mô một cách độc lập. Khả năng mở rộng này cải thiện việc sử dụng tài nguyên và cho phép mở rộng gần như không giới hạn dựa trên nhu cầu của doanh nghiệp. Hơn nữa, các container cho phép khởi động nhanh chóng và gần như ngay lập tức các phiên bản mới khi cần thiết.

Hơn nữa, việc áp dụng phương pháp microservices trong phát triển sẽ thúc đẩy việc chia sẻ các quy trình microservices phổ biến trên nhiều ứng dụng và quy trình kinh doanh, giúp cải thiện hiệu suất của developer và khuyến khích việc tái sử dụng code, dẫn đến thời gian cho chu kỳ dev nhanh hơn và quy trình được tối ưu hóa.

Tóm lại, trong khi VM tiếp tục đóng vai trò trong các hoạt động công nghệ thông tin truyền thống thì các container rất phù hợp cho các môi trường hiện đại, linh hoạt và định hướng DevOps. Các container cải thiện tính di động, khả năng mở rộng và hiệu suất của nhà phát triển, khiến chúng trở thành lựa chọn ưu tiên cho các hoạt động công nghệ thông tin mới.

Nắm bắt tương lai điện toán với VNG Cloud

Sự chuyển đổi VM có vai trò gì trong việc phát triển các hoạt động CNTT?

Khi các công nghệ mới như machine learning và trí tuệ nhân tạo (ML/AI) ngày càng phát triển trong doanh nghiệp, những ứng dụng sử dụng nhiều tài nguyên trong lĩnh vực này thường ưu tiên sử dụng VM để triển khai, vì nó cung cấp khả năng tính toán và hỗ trợ cơ sở hạ tầng theo yêu cầu của các ứng dụng này. Hơn nữa, sự gia tăng của kiến trúc mạng mới như 5G sẽ đòi hỏi khả năng tính toán tăng cao và ưu tiên cho VM để xử lý các công việc nặng trong các mạng phần mềm.

Ngoài ra, các container phát triển mạnh mẽ trong lĩnh vực ứng dụng hiện đại hướng tới khách hàng và các dịch vụ web, ưu tiên khả năng mở rộng. Thời gian khởi động nhanh chóng của các container khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng để mở rộng các ứng dụng nhanh chóng và đáp ứng nhu cầu biến đổi của doanh nghiệp. Ngoài ra, container là một nền tảng lập trình vượt trội vì các doanh nghiệp không còn phải lo lắng về sự khác biệt giữa cơ sở hạ tầng phát triển và triển khai, từ đó làm cho quá trình lập trình hiệu quả hơn.

Các container được thiết kế mang tính tạm thời, phù hợp với các tác vụ như trình tiện ích mạng, bộ nhớ đệm và chức năng của dịch vụ web. Tính tạm thời của container phù hợp với yêu cầu của các công việc cụ thể và cho phép triển khai dễ dàng cũng như quản lý hiệu quả.

Như vậy, trong khi VM là sự lựa chọn phù hợp trong các ứng dụng tài nguyên nặng như ML/AI và các mạng phần mềm, thì các container ngày càng được ưa chuộng với các ứng dụng mở rộng, dịch vụ web và các tác vụ có khả năng mở rộng, hướng đến khách hàng và yêu cầu chức năng tạm thời.

Container sẽ thay thế VM hay chúng sẽ hoạt động song song?

Trong CNTT, container và VM có những vai trò riêng biệt và có thể bổ sung cho nhau

Container và VM không đối lập nhau mà có thể được phối hợp sử dụng cùng nhau một cách hiệu quả. Các container có thể chạy trên các VM, cho phép các doanh nghiệp tận dụng cơ sở hạ tầng, công cụ và kiến thức VM hiện có. Khi chạy các container trên VM, các công ty có thể tận dụng khả năng tự động hóa, sao lưu, giám sát và quản lý đã được thiết lập cho môi trường VM. Phương pháp này cho phép sự tích hợp liền mạch và tận dụng kỹ năng của các nhóm chuyên gia VM để quản lý môi trường container.

Trong khi các container mang lại lợi thế về triển khai gọn nhẹ, khả năng mở rộng và cách ly ứng dụng, VM vẫn có vai trò trong việc hỗ trợ các ứng dụng nặng và công việc mạng phức tạp. VM cung cấp một nền tảng mạnh mẽ và đáng tin cậy để chạy các ứng dụng tài nguyên lớn và có thể được sử dụng để tận dụng sức mạnh của cơ sở hạ tầng hoặc môi trường đám mây theo nhiều cách sáng tạo.

Tóm lại, các container và VM có vai trò bổ sung và hỗ trợ cho nhau. Việc kết hợp các container chạy trong các VM cho phép doanh nghiệp khai thác điểm mạnh của cả hai công nghệ và thích nghi với nhu cầu cũng như những trường hợp sử dụng cụ thể.