Tổng quan

Containers và Máy ảo “Virtual machines (VMs)” là 2 phương pháp tiếp cận Môi trường điện toán đóng gói “Packaging Computing Environments” kết hợp nhiều thành phần CNTT “IT Components” khác nhau và tách biệt chúng khỏi phần còn lại của hệ thống. Sự khác biệt chính giữa cả hai là những thành phần nào được tách biệt, do đó ảnh hưởng đến quy mô và tính di động của từng phương pháp. Xem video

Container là gì?

Container là một đơn vị phần mềm “Unit of Software” chứa tất cả các thành phần và chức năng cần thiết để ứng dụng chạy. Hầu hết các ứng dụng hiện đại đều được tạo thành từ nhiều Container, mỗi Container thực hiện một chức năng cụ thể. Các Container thường được đo bằng megabyte, không sử dụng bộ ảo hóa “hypervisor” và thường được coi là cách xử lý cách ly quy trình nhanh hơn, linh hoạt hơn.

Một trong những yếu tố quan trọng góp phần vào sự thành công của container là tính di động. Giống như các khối LEGO™ kết nối với nhau, các Container riêng lẻ có thể dễ dàng thay đổi và di chuyển đến các môi trường khác nhau. Sau khi ứng dụng và các phần phụ thuộc của nó được đóng gói vào một Container, ứng dụng đó có thể được triển khai ở bất cứ nơi nào cần thiết – máy tính xách tay của nhà phát triển, trung tâm dữ liệu, đám mây hoặc thiết bị biên – với kỳ vọng rằng nó sẽ hoạt động giống hệt nhau.

Docker, một nền tảng nguồn mở để xây dựng, triển khai và quản lý các ứng dụng được chứa trong container, đã đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của công nghệ container trong những năm qua.

Máy ảo “Virtual Machine” là gì?

Máy ảo “Virtual machines” đóng một vai trò quan trọng trong điện toán đám mây “Cloud computing”, mô phỏng máy tính vật lý bằng cách chạy hệ điều hành trong các phiên bản “Instances” biệt lập. Nhiều máy ảo thường được lưu trữ trên một máy chủ duy nhất, với bộ ảo hóa hay Trình ảo hóa “Hypervisor” hoạt động như một lớp phần mềm nhẹ được đặt giữa máy chủ vật lý và máy ảo. Trình ảo hóa này quản lý hiệu quả quyền truy cập vào tài nguyên, cho phép các máy ảo hoạt động như các máy chủ riêng biệt đồng thời mang lại tính linh hoạt và linh hoạt nâng cao.

Ban đầu trở nên phổ biến vào những năm 2000 nhờ các sáng kiến hợp nhất và tiết kiệm chi phí, việc sử dụng VM đã phát triển theo thời gian. Các tổ chức đã hoàn thiện việc triển khai VM của mình, mở rộng ra ngoài phạm vi hợp nhất để đáp ứng nhiều trường hợp sử dụng khác nhau. Chúng bao gồm việc cung cấp tài nguyên theo yêu cầu cho các ứng dụng và tối ưu hóa quyền truy cập vào các tài nguyên đắt tiền như GPU.

Máy ảo cũng đóng vai trò là nền tảng của nhiều môi trường điện toán đám mây đời đầu, hỗ trợ ảo hóa tài nguyên và hỗ trợ nhiều bên thuê và cách ly – tức là nhiều khách hàng đang chạy các hệ thống chia sẻ cùng một tài nguyên.

Máy ảo chứa hệ điều hành riêng, cho phép chúng thực hiện nhiều chức năng tiêu tốn nhiều tài nguyên cùng một lúc. Các tài nguyên tăng lên có sẵn cho máy ảo cho phép chúng trừu tượng hóa, phân tách, sao chép và mô phỏng toàn bộ máy chủ, hệ điều hành, máy tính để bàn, cơ sở dữ liệu và mạng.

Nền tảng đám mây và CNTT truyền thống

Ngoài những khác biệt về công nghệ, việc so sánh Containers  với máy ảo là sự so sánh proxy giữa thực tiễn CNTT dựa trên nền tảng đám mây hiện đại và kiến trúc CNTT truyền thống.

Container và VM hoạt động như thế nào?

Ảo hóa “Virtualization”

Phần mềm được gọi là bộ ảo hóa hoặc Trình ảo hóa “Hypervisor” sẽ tách các tài nguyên khỏi máy vật lý để chúng có thể được phân vùng “partition” và dành riêng cho máy ảo. Khi người dùng đưa ra lệnh VM yêu cầu tài nguyên bổ sung từ môi trường vật lý, trình ảo hóa sẽ chuyển tiếp yêu cầu đến hệ thống vật lý và lưu trữ các thay đổi vào bộ đệm. Máy ảo trông và hoạt động giống như các máy chủ vật lý, có thể nhân lên những nhược điểm của sự phụ thuộc ứng dụng và dấu chân hệ điều hành lớn—dấu chân hầu như không cần thiết để chạy một ứng dụng hoặc vi dịch vụ.

Vùng chứa “Containers”

Mọi thứ trong vùng chứa “Container” đều được đóng gói và vận chuyển bằng ảnh vùng chứa “Container images”—một tệp bao gồm tất cả các thư viện “Libraries” và phần phụ thuộc “Dependencies”. Các tệp ảnh vùng chứa tương tự như các gói cài đặt phần mềm (chẳng hạn như RPM trong Linux), nhưng chỉ cần một Kernel (tiếng Việt: Nhân hệ điều hành) và thời gian chạy vùng chứa tương thích để ứng dụng chạy, bất kể hệ điều hành nào được sử dụng để tạo vùng chứa cũng như vị trí của các thư viện bên trong container có nguồn gốc từ. Vì các vùng chứa Container quá nhỏ nên thường có hàng trăm container được ghép nối lỏng lẻo với nhau—đó là lý do tại sao các nền tảng điều phối vùng chứa “Container Orchestration platforms”  (như Red Hat OpenShift và Kubernetes) được sử dụng để cung cấp và quản lý chúng.

Tôi nên sử dụng loại nào?

Điều đó tùy thuộc vào—bạn có cần một phiên bản nhỏ “ small Instance” của thứ gì đó có thể di chuyển dễ dàng (Containers) hay bạn cần phân bổ bán cố định các tài nguyên CNTT tùy chỉnh?

Các yếu tố bổ sung cần xem xét bao gồm kiến trúc ứng dụng “Application Architecture”, thực tiễn phát triển, các yêu cầu về bảo mật và các quy định tuân thủ.

Tính chất nhỏ, nhẹ của container cho phép chúng được triển khai dễ dàng trên các hệ thống máy tính lớn cũng như môi trường công cộng, riêng tư, kết hợp và nhiều đám mây. Việc chạy các container trong máy ảo cũng rất phổ biến vì các tổ chức đã có sẵn cơ sở hạ tầng được xây dựng xung quanh các máy ảo. Điều này nói lên tính linh hoạt của container.

Containers cũng là môi trường lý tưởng để triển khai các ứng dụng gốc đám mây “Cloud-native apps” ngày nay, là tập hợp các dịch vụ vi mô được thiết kế để cung cấp trải nghiệm quản lý tự động và phát triển nhất quán trên các môi trường công cộng, riêng tư, kết hợp và đa đám mây. Các ứng dụng gốc trên nền tảng đám mây giúp tăng tốc cách xây dựng các ứng dụng mới, cách tối ưu hóa các ứng dụng hiện có và cách tất cả chúng được kết nối.

So với VM, container được sử dụng tốt nhất để:

• Xây dựng ứng dụng gốc trên nền tảng đám mây
• Đóng gói các vi dịch vụ Package Microservice
• Kết hợp các ứng dụng vào thực tiễn DevOps hoặc CI/CD
• Di chuyển các dự án CNTT có thể mở rộng trên phạm vi CNTT đa dạng

So với container, VM được sử dụng tốt nhất để:

• Khối lượng công việc truyền thống, kế thừa và nguyên khối
• Cô lập các chu kỳ phát triển rủi ro
• Cung cấp tài nguyên cơ sở hạ tầng (như mạng, máy chủ và dữ liệu)
• Chạy một hệ điều hành khác bên trong một hệ điều hành khác (chẳng hạn như chạy Unix trên Linux)

Và nếu bạn có các ứng dụng chạy trên cả máy ảo và container, Red Hat Service Interconnect có thể giúp kết nối các ứng dụng và dịch vụ trên các môi trường khác nhau.​

Bare metal vs VMs vs containers

Máy ảo “Virtual machines” và vùng chứa “Container” có thể được triển khai trên nhiều loại cơ sở hạ tầng khác nhau, bao gồm cả máy chủ vật lý “Bare metail”.

Bare metal là gì?

Máy chủ vật lý ‘Bare metal’ là thuật ngữ dùng để chỉ máy tính hoặc máy chủ chạy trên phần cứng vật lý và không cần sự hỗ trợ từ các trình ảo hóa, máy ảo hoặc vùng chứa container để hoạt động. Máy chủ vật lý ‘Bare metal’ còn được gọi là máy chủ chuyên dụng–điều này là do các thành phần phần cứng không được chia sẻ với những người dùng khác và do đó hoàn toàn dành riêng cho một người thuê duy nhất.

Các máy chủ vật lý ‘Bare metal’ có khả năng xử lý khối lượng dữ liệu lớn với độ trễ thấp – nghĩa là chúng nhanh và mạnh mẽ. Với bare metal, người dùng có toàn quyền kiểm soát cơ sở hạ tầng máy chủ của mình, nghĩa là họ có thể chọn hệ điều hành của riêng mình và tinh chỉnh phần cứng và phần mềm để phù hợp với nhu cầu khối lượng công việc cụ thể của mình.

Tuy nhiên, mặc dù việc triển máy chủ vật lý ‘Bare metal’ có giá trị trong các tình huống mà hiệu suất và quyền truy cập trực tiếp vào phần cứng là rất quan trọng, nhưng chúng có thể không cung cấp mức độ linh hoạt và quản lý tài nguyên như bộ chứa containers hoặc máy ảo.

Tôi có thể lưu trữ máy ảo trên máy chủ vật lý Bare Metal không?

Có, các máy chủ vật lý ‘Bare metal’ có thể lưu trữ các máy ảo với việc bổ sung phần mềm ảo hóa “Virtualization Software” và trình ảo hóa “Hypervisor”.

Tôi có thể lưu trữ các container trên máy chủ vật lý Bare Metal không?

Có, các nền tảng như Docker, Kubernetes và Podman được thiết kế để giúp người dùng quản lý và triển khai các container trên quy mô lớn trên nhiều cơ sở hạ tầng, bao gồm cả các máy chủ vật lý Bare Metal.

Tại sao chọn Red Hat?

Red Hat® OpenShift® là một nền tảng ứng dụng dựa trên container sẵn sàng cho doanh nghiệp với nhiều lựa chọn triển khai và sử dụng hỗ trợ mọi ứng dụng và môi trường. Với Red Hat OpenShift, các tổ chức có thể nhanh chóng xây dựng, triển khai, chạy và quản lý ứng dụng ở mọi nơi, an toàn và ở quy mô lớn.

Red Hat OpenShift Virtualization, một tính năng của Red Hat OpenShift, cho phép các nhóm CNTT chạy máy ảo cùng với các container trên cùng nền tảng Kubernetes, đơn giản hóa việc quản lý và cải thiện thời gian sản xuất.

Điều này cho phép các tổ chức được hưởng lợi từ các khoản đầu tư hiện có vào ảo hóa, đồng thời tận dụng sự đơn giản và tốc độ của nền tảng ứng dụng hiện đại. Bằng cách tích hợp VM vào nền tảng ứng dụng OpenShift, nó cung cấp một môi trường nhất quán để phát triển và triển khai ứng dụng. Các nhà phát triển có thể xây dựng, thử nghiệm và triển khai ứng dụng nhanh hơn, rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường.

Nguồn: https://www.redhat.com/en/topics/containers/containers-vs-vms