Kỹ thuật ảo hóa có sự trợ giúp từ phần cứng (hardware-assisted virtualization) được giới thiệu lần đầu tiên trên hệ thống IBM 370 (ngày 02/8/1972) (100) để sử dụng với VM/370 – hệ điều hành máy ảo đầu tiên. Nhưng sau đó ảo hóa dần lu mờ vào cuối thập niên 1970 khi máy tính loại nhỏ (minicomputer), và sau này là máy vi tính xuất hiện cho phép tận dụng thời gian bộ xử lý hiệu quả hơn. Và chỉ đến những năm đầu của thế kỷ 21, khi nhận thấy rõ lợi ích của ảo hóa và chứng kiến sự phát triển ngày càng lớn mạnh của nó, những nhà cung cấp phần cứng mới thực sự nhảy vào cuộc. Vào năm 2005-2006, họ - mà tiêu biểu là 2 hãng sản xuất vi xử lý hàng đầu thế giới – Intel và AMD đã lần lượt giới thiệu công nghệ ảo hóa mới dựa trên phần cứng với tên gọi tương ứng là Intel VT và AMD-V để hỗ trợ tốt hơn và cho phép đơn giản hóa công việc ảo hóa.
H nh 3.4: Mô hình ảo hóa có sự hỗ trợ của phần cứng
Trong cải tiến thế hệ đầu tiên, thay vì sử dụng một lớp cận ảo hóa hoặc thực hiện phép dịch nhị phân cả hai đều nhằm mục đích đưa các chỉ lệnh đặc quyền vào chế độ thực thi mới để cho phép trình điều phối ảo hóa chạy ở chế độ mới dưới mức 0 (Ring -1). Phương pháp này được mô tả như Hình 3.4, trong đó các lời gọi đặc quyền và nhạy cảm được bẫy tự động tại trình điều phối mà không cần phải dịch nhị phân hay sử dụng phương pháp cận ảo hóa. Trạng thái của máy ảo được lưu lại trong Cấu trúc điều khiển máy ảo (VT-x) hoặc trong Khối điều khiển máy ảo (AMD-V).
H nh 3.5: Mô hình ảo hóa trƣớc và sau khi có công nghệ Intel-VT
Ƣu điểm của ảo hóa có sự trợ giúp từ phần cứng:
Làm giảm tổng chi phí bảo trì (khắc phục được hạn chế của phương pháp cận ảo hóa)
Thực hiện dễ dàng hơn Đạt hiệu suất tốt hơn
Nhƣợc điểm của ảo hóa có sự trợ giúp từ phần cứng:
Không phải tất cả các bộ vi xử lý x86 / x86_64 đều hỗ trợ kỹ thuật này. Nếu thực hiện trên phần cứng “tinh khiết” để sử dụng hoàn toàn các hệ điều hành nguyên bản, chưa chỉnh sửa gì thì phải thực hiện nhiều bẫy chỉ lệnh máy ảo và do vậy làm tăng chi phí CPU; điều này hạn chế khả năng mở rộng và hiệu quả của việc hợp nhất máy chủ. Hiệu suất này có thể được giảm nhẹ bằng cách sử dụng các trình điều khiển đã được cận ảo hóa; kỹ thuật này còn được gọi là “ảo hóa lai ghép”.
CHƢƠNG 4. CÁC PHẦN MỀM ẢO HÓA
Theo nghiên cứu được công bố vào tháng 8/2009 của Gartner [24], có khoảng 16% khối lượng công việc trong lĩnh vực máy chủ đang được giao phó cho các máy ảo, trong đó VMware chiếm 89%, tiếp theo sau là Microsoft với 8%. Phân tích cũng cho thấy việc cài đặt dựa trên ảo hóa sẽ còn tiếp tục tăng khoảng 10 lần trong vòng 4 năm tiếp theo. Tuy nhiên VMware sẽ không còn chiếm ưu thế lớn mà sẽ mất dần thị phần vào tay của Microsoft, Citrix và Redhat. Và theo dự đoán của Gartner vào năm 2012, VMware chỉ còn chiếm 65%, Microsoft sẽ có bước tăng đáng kể lên 27%, tiếp theo là Citrix với 6%.
H nh 4.1: Báo cáo của Gartner 8/2009
Trong chương này sẽ giới thiệu một số sản phẩm ảo hóa đang được sử dụng phổ biến, mô tả các thành phần chính và cách làm việc của chúng.