Sự khác biệt giữa máy chủ vật lý và máy ảo

Trong hơn một thập kỷ qua, cơ sở hạ tầng CNTT đã thay đổi mạnh mẽ. Khi ảo hóa gia tăng, các tổ chức đã thay đổi cách thức cung cấp, quản lý và quản lý khối lượng công việc quan trọng của doanh nghiệp và được đặt trong cơ sở hạ tầng. Thay vì định cấu hình khối lượng công việc máy chủ theo kiểu 1: 1 với một khối lượng công việc trên mỗi máy chủ vật lý, ảo hóa đã mang lại khả năng chạy nhiều khối lượng công việc phần mềm trên một tập hợp phần cứng vật lý.

Với những tiến bộ trong khả năng xử lý, mạng và lưu trữ, ảo hóa đã cho phép các doanh nghiệp tận dụng sự tiến hóa về sức mạnh xử lý của CPU trên toàn bộ cảnh quan hiệu quả hơn & tận dụng những tiến bộ trong phần cứng. Do đó, có thể có trường hợp máy chủ vật lý vẫn được mong muốn cho một số khối lượng công việc.

Chúng ta hãy xem xét sự khác biệt quan trọng giữa máy chủ vật lý và máy ảo.

Máy chủ vật lý là gì?

1. Máy chủ vật lý là một phần nổi tiếng của cơ sở hạ tầng CNTT đã có từ rất sớm. Nó là một phần cứng mà bạn có thể chạm vào và cảm nhận . Một máy chủ điển hình được gọi là “bare-metal”.
2. Nó bao gồm tất cả các thành phần phần cứng vật lý có trong thùng máy chủ vật lý cho phép nó hoạt động. Máy chủ vật lý về cơ bản có CPU, RAM và một số loại bộ nhớ trong để hệ điều hành được tải và khởi động. Nó có thể có hoặc không có bộ nhớ dành cho mục đích chung ngoài bộ nhớ được sử dụng cho HĐH.
3. Các kết nối vật lý trong trung tâm dữ liệu kết nối với máy chủ vật lý và điều này bao gồm các kết nối nguồn, mạng, lưu trữ cũng như các thiết bị ngoại vi và phần cứng khác.
4. Máy chủ kim loại thô chạy một ứng dụng, thường cung cấp các ứng dụng và dữ liệu cho một “đối tượng thuê”. Nói một cách dễ hiểu, người thuê là khách hàng hoặc người tiêu dùng . Người thuê là một phiên bản duy nhất của phần mềm và cơ sở hạ tầng hỗ trợ phục vụ một khách hàng duy nhất.

Các loại máy chủ

Nếu mọi người có thể nghĩ về một máy chủ vật lý như một loại phần cứng “một kích thước phù hợp với tất cả”, thì có đủ loại, kích thước và mục đích cho các máy chủ vật lý. Chúng bao gồm các loại máy chủ khác nhau sau:

1. Máy chủ tháp – Loại máy chủ này có chi phí thấp hơn và ít mạnh hơn so với các máy chủ dạng mô-đun và rackmount của chúng. Các máy chủ này được tìm thấy trong các môi trường kinh doanh nhỏ hoặc cạnh, nơi có thể không lắp đặt giá đỡ máy chủ hoặc không có thiết bị rackmount nào khác để biện minh cho việc mua giá đỡ máy chủ.
2. Máy chủ Rackmount – Những máy chủ này là những máy chủ điển hình mà bạn nghĩ đến khi nghĩ về môi trường trung tâm dữ liệu doanh nghiệp và được gắn trong một giá đỡ máy chủ tiêu chuẩn .

Máy chủ Rackmount

3. Máy chủ HCI hoặc Mô-đun – Máy chủ HCI hoặc Mô-đun đôi khi được gọi là máy chủ “phiến” hoặc hệ số dạng siêu hội tụ vì chúng thường có khả năng cài đặt hoặc mở rộng máy tính, lưu trữ và mạng bằng cách chỉ cần cài đặt một “phiến máy chủ mới ”Hoặc“ mô-đun ”vào khung của máy chủ HCI / Mô-đun.

Máy chủ Dell PoerEdge

Các loại máy chủ khác nhau được đề cập ở trên chắc chắn không phải là loại máy chủ duy nhất bạn có thể tìm thấy để mua. Tuy nhiên, các loại máy chủ này là các loại yếu tố hình thức vật lý phổ biến nhất mà bạn sẽ tìm thấy trong môi trường trung tâm dữ liệu doanh nghiệp.

Máy chủ ảo là gì?

1. Máy chủ ảo là loại cơ sở hạ tầng CNTT phổ biến được tìm thấy trong các môi trường ngày nay. Trong khi các thùng chứa chắc chắn đang đạt được sức hút và ngày càng được chấp nhận, máy ảo vẫn là tiêu chuẩn thực tế của các môi trường ảo hóa ngày nay.
2. Những máy này có thể thực hiện được bằng cách cài đặt một bộ siêu giám sát trên đầu một máy chủ “trần kim loại”. Một cách tiếp cận phổ biến đối với nhiều trình siêu giám sát phổ biến hiện nay, như VMware vSphere và Microsoft Hyper-V, là ảo hóa phần cứng của máy chủ vật lý bên dưới và đưa phần cứng ảo hóa này vào hệ điều hành. Hypervisor có một bộ lập lịch CPU thuộc một số loại mà người môi giới yêu cầu từ hệ điều hành khách đang chạy trong các máy ảo khách với CPU vật lý được cài đặt trong máy chủ vật lý bên dưới.
3. Máy ảo cung cấp nhiều lợi thế hơn máy chủ vật lý về cung cấp, quản lý, cấu hình và tự động hóa . Trong khi một máy chủ vật lý mới mất vài ngày hoặc vài tuần để có được, cung cấp và cấu hình, một máy ảo có thể được quay trong vài phút và thậm chí vài giây trong một số trường hợp.
4. Cách một máy ảo được tóm tắt từ phần cứng vật lý bên dưới, có nghĩa là nó có đủ khả năng di động & linh hoạt mà đơn giản là không thể có với các máy chủ vật lý. Máy ảo có thể được di chuyển liền mạch giữa các máy chủ khác nhau, trong khi máy ảo đang chạy. Vì máy ảo là một tập hợp các tệp trên bộ nhớ dùng chung chứ không phải là một tập hợp phần cứng vật lý, cho phép dễ dàng di chuyển và thay đổi quyền sở hữu máy tính / bộ nhớ của chúng.
5. Như đã đề cập trước đó, một máy chủ vật lý rất phù hợp cho một người thuê hoặc khách hàng duy nhất. Máy ảo phù hợp hơn với môi trường nhiều người thuê, nơi có thể nhiều công ty khác nhau sử dụng các máy ảo khác nhau, tất cả đều nằm trên một máy chủ vật lý hoặc cụm máy chủ siêu giám sát.

Các loại máy ảo
Vì không có yếu tố hình thức vật lý nào mà chúng ta có thể sử dụng cho một máy ảo, nên có khái niệm “phần cứng ảo” cho một máy ảo. Lấy ví dụ về VMware vSphere khi bạn nhìn vào cài đặt VM, bạn có thể thấy phần cứng ảo bao gồm VM.

Phần cứng ảo chứa trong máy ảo VMware Ngoài phần cứng ảo, có các loại VM khác cần lưu ý:

1. Kiên trì – Nó thường được liên kết với môi trường VDI như mô tả một máy ảo sẽ không bị tắt và phá hủy sau khi được sử dụng.
2. Không liên tục – Thường được liên kết với môi trường VDI như mô tả một máy ảo tồn tại trong thời gian ngắn và chỉ được cung cấp khi cần thiết
3. Đã cấp phép dày – Mô tả bộ nhớ cho một máy ảo như việc đĩa được cam kết hoàn toàn hoặc bị “xóa” khi được tạo
4. Được cung cấp mỏng – Các đĩa được cung cấp mỏng chỉ lấy trống ra khỏi đĩa khi cần có dung lượng. Điều này cho phép một cách hiệu quả việc “cung cấp quá mức” dung lượng lưu trữ vì bạn có thể chỉ định nhiều dung lượng lưu trữ hơn cho các máy ảo của mình so với thực tế hiện có
5. Thiết bị ảo – Thiết bị ảo trong VMware vSphere có thể được triển khai từ các mẫu OVA / OVF. Điều này làm cho việc cấp phép một thiết bị trở nên vô cùng dễ dàng và hữu ích.
6. vApps – Một khái niệm vSphere cho phép nhóm các máy ảo với nhau một cách hợp lý để chúng có thể được quản lý và quản trị như một thực thể duy nhất
7. Thế hệ 1 – Trong Hyper-V, đây là cấu hình VM kế thừa. “Thế hệ” thường ảnh hưởng đến các khả năng và tính năng của máy ảo. Máy ảo thế hệ 1 thường bị hạn chế về tính năng khi so sánh với máy ảo thế hệ 2.
8. Thế hệ 2 – Loại cấu hình VM mới nhất trong Hyper-V có tất cả các tính năng và khả năng mới nhất.

So sánh tính năng máy vật lý và máy ảo
Máy chủ vật lý và máy ảo rất khác nhau về cách chúng được xây dựng, nhưng chúng có chung những điểm tương đồng. Nó phụ thuộc vào việc kết nối với “máy chủ vật lý” so với “máy chủ ảo”, trải nghiệm từ góc độ khách hàng sẽ hoàn toàn giống nhau. Các ứng dụng thường không quan tâm đến việc chúng đang kết nối với một máy chủ vật lý hay chúng đang kết nối với một máy ảo dưới dạng Máy ảo.

Các tài nguyên cần thiết được cung cấp bởi máy chủ vật lý hoặc máy ảo, một ứng dụng có thể hoạt động giống nhau, bất kể máy chủ là vật lý hay ảo. Hãy cùng xem những so sánh sau đây.

1. Mặc dù giá của phần cứng vật lý đã giảm đáng kể khi bạn nhìn vào sức mạnh xử lý mà bạn nhận được đối với đồng đô la, nhưng nó vẫn đắt. Tùy thuộc vào thông số kỹ thuật của phần cứng được cung cấp, chi phí có thể từ vài nghìn đô la đến hàng chục nghìn đô la cho một máy chủ vật lý duy nhất.
2. Xem xét chi phí của một máy ảo có thể là một bài tập trừu tượng hơn vì bạn có thể tạo bao nhiêu máy ảo trên máy chủ vật lý chạy hypervisor theo nghĩa đen mà phần cứng có thể hỗ trợ. Có “chi phí” liên quan đến máy ảo vì chúng về cơ bản lấy một “phần” của thông số kỹ thuật phần cứng và hiệu suất mà máy chủ vật lý có thể thực hiện và bạn đã trả tiền khi mua phần cứng.
3. Các sản phẩm như vRealize Operations Manager của VMware có khả năng chạy phân tích chi phí liên tục dựa trên bộ vi xử lý được phân bổ, RAM và dung lượng lưu trữ được tiêu thụ. Điều này có thể hữu ích để có thông tin hữu hình về chi phí của các máy ảo cá nhân của bạn.
4. Tuy nhiên, khi so sánh 1 với 1, phần cứng máy chủ vật lý cho (1) khối lượng công việc so với khả năng chạy nhiều phiên bản hoặc khối lượng công việc trên máy chủ hypervisor vật lý, máy ảo tiết kiệm chi phí và hiệu quả hơn nhiều sử dụng tài nguyên vật lý của bạn trong trung tâm dữ liệu doanh nghiệp.

1. Khi bạn nhìn vào dấu chân vật lý của một máy chủ vật lý, chắc chắn nó có thể rất rộng. Cho dù đó là khung dạng tháp, giá đỡ hay dạng phiến, sẽ cần có không gian để chứa hệ số hình thức vật lý của máy chủ. Nếu bạn nghĩ về việc có một máy chủ vật lý theo nghĩa đen cho mỗi khối lượng công việc chạy để phục vụ một giải pháp, ứng dụng hoặc nhóm người dùng duy nhất, thì không gian vật lý cần thiết có thể tăng lên.
2. Mặt khác, máy ảo cho phép những gì được gọi là hợp nhất máy chủ . Trong hơn một thập kỷ qua, nhiều tổ chức đã trải qua quá trình chuyển đổi này từ việc có mối quan hệ máy chủ vật lý 1-1 với một ứng dụng duy nhất sang môi trường ảo hóa có thể chạy 10, 20, 50 hoặc nhiều VM trên mỗi máy chủ hypervisor vật lý.
3. Máy ảo chắc chắn là cách sử dụng hiệu quả hơn không gian vật lý trong trung tâm dữ liệu doanh nghiệp khi so sánh với các máy chủ vật lý, mỗi máy chủ chạy một khối lượng công việc.

Tuổi thọ

1. Đối với một phần cứng máy chủ vật lý nói chung Tuổi thọ trong hầu hết các môi trường doanh nghiệp nằm trong khoảng từ 3-5 năm. Điều đó có nghĩa là khối lượng công việc chạy trên phần cứng máy chủ vật lý cần phải được di chuyển sau khi đã đạt đến tuổi thọ đó.
2. Vì máy ảo được tóm tắt từ phần cứng bên dưới của máy chủ vật lý, nên tuổi thọ của máy ảo có thể lâu hơn nhiều so với phần cứng vật lý mà chúng cư trú. Sau khi đạt đến tuổi thọ cho máy chủ hypervisor bên dưới, một máy chủ hypervisor mới có thể được cung cấp song song với máy chủ hiện tại và các máy ảo có thể được di chuyển liền mạch.
3. Mặt khác của đồng xu, với khả năng tự động hóa mạnh mẽ, các máy ảo có thể được cung cấp tạm thời và quay lên xuống khi cần thiết. Một ví dụ cổ điển về điều này là các máy ảo không liên tục được cung cấp trong môi trường VDI khi cần thiết. Sau khi người dùng đăng xuất, máy ảo không liên tục sẽ bị phá hủy.

Khi so sánh khả năng di chuyển giữa phần cứng vật lý và máy ảo, việc di chuyển máy chủ vật lý khó hơn nhiều. Việc di chuyển một máy chủ vật lý sang phần cứng vật lý mới bao gồm nhiều phức tạp hơn so với một máy ảo. Với việc di chuyển máy chủ vật lý sang phần cứng mới, có một số tùy chọn.

Chụp ảnh máy chủ vật lý và áp dụng hình ảnh cho phần cứng mới
Di chuyển phần mềm từ máy chủ vật lý cũ sang máy chủ vật lý mới
Phương án 1 đòi hỏi ít nỗ lực nhất. Tuy nhiên, tùy chọn này có thể gây ra nhiều vấn đề nhất về trình điều khiển và các thách thức khác với hình ảnh chứa tham chiếu phần cứng đến máy chủ vật lý cũ. Cách tiếp cận này có thể dẫn đến màn hình xanh hoặc các sự cố phần cứng sau khi áp dụng hình ảnh. Một khoảng thời gian bảo trì sẽ được yêu cầu và (các) ứng dụng được lưu trữ bởi máy chủ vật lý sẽ bị ngừng hoạt động trong khoảng thời gian đó.

Tùy chọn 2 có thể yêu cầu nâng cao nhất vì việc di chuyển phần mềm / ứng dụng sang máy chủ mới có thể phức tạp, tùy thuộc vào phần mềm / ứng dụng. Rất có thể sẽ cần một khoảng thời gian bảo trì để di chuyển phần mềm / ứng dụng từ máy chủ vật lý này sang máy chủ vật lý khác.

Để so sánh, việc di chuyển máy ảo dễ dàng hơn nhiều. Do thực tế là các máy ảo được trừu tượng hóa từ phần cứng máy chủ hypervisor vật lý bên dưới, việc di chuyển sang phần cứng hypervisor mới là một quá trình di chuyển cấp hypervisor đơn giản. Đây sẽ là một quá trình “vMotion” của VMware hoặc một quá trình “Live Migration” của Microsoft Hyper-V để chuyển sang phần cứng mới trong trường hợp của những siêu giám sát đó.

Khi chúng tôi Di chuyển một máy ảo VMware, điều tuyệt vời về việc di chuyển ở cấp độ hypervisor được kích hoạt bởi vMotion hoặc Live Migration là chúng có thể được thực hiện trong khi VM đang chạy , điều đó có nghĩa là ứng dụng của bạn vẫn có thể sử dụng được trong quá trình này! Di chuyển chắc chắn là một lợi thế của máy ảo so với di chuyển máy chủ vật lý.

Hiệu suất

1. Hiệu suất là một lĩnh vực mà các máy chủ vật lý (bare-metal) thường tỏa sáng và một trong những trường hợp sử dụng phổ biến nhất đối với việc có một máy chủ vật lý thay vì chạy một máy ảo là yêu cầu phải có hiệu suất tuyệt đối nhất có sẵn cho một doanh nghiệp quan trọng ứng dụng. Môi trường ảo hóa có một chút chi phí nhỏ liên quan đến hypervisor.
2. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng khoảng cách giữa hiệu suất VM và hiệu suất kim loại trần đã tăng lên rất hẹp vì các bộ lập lịch hypervisor đã phát triển rất tốt trong việc lập lịch thời gian cho CPU. Hầu hết việc chạy trên máy chủ vật lý vì lý do hiệu suất có thể xuất phát từ nhu cầu hoàn toàn không có sự tranh giành tài nguyên từ các máy ảo khác có thể cạnh tranh các tài nguyên đó trên cùng một phần cứng máy chủ hypervisor vật lý.

Hiệu quả

1. Hiệu quả là một lợi thế của việc chạy các máy ảo qua một máy chủ vật lý cho một khối lượng công việc duy nhất. Chi phí cấp nguồn cho máy chủ vật lý, làm mát và chi phí cho mỗi “rack-U” của không gian trung tâm dữ liệu, chạy các máy chủ vật lý để lưu trữ các ứng dụng và khối lượng công việc so với máy ảo trở nên rất đắt.
2. Trong khi chạy nhiều hoặc thậm chí hàng chục máy ảo trên mỗi máy chủ hypervisor, thay vì một khối lượng công việc duy nhất trên mỗi máy chủ vật lý, các máy ảo hiệu quả hơn theo cấp độ so với máy chủ vật lý. Máy ảo đã cho phép các tổ chức hợp nhất thành công dấu ấn của các trung tâm dữ liệu của họ một cách hiệu quả.

3 Hiệu quả sử dụng tài nguyên, sử dụng các máy chủ vật lý cho các khối lượng công việc đơn lẻ sẽ dẫn đến lãng phí rất nhiều tài nguyên nhàn rỗi. Máy ảo cho phép thực sự sử dụng đầy đủ các chu kỳ CPU, bộ nhớ và dung lượng lưu trữ có sẵn.

Phục hồi sau thảm họa và tính khả dụng cao

1. Trong khi chạy bất kỳ khối lượng công việc quan trọng nào, trên phần cứng máy chủ vật lý hoặc máy ảo đều yêu cầu cách bảo vệ các ứng dụng và dữ liệu của bạn khỏi thảm họa, đồng thời đảm bảo ứng dụng và dữ liệu có sẵn. VM có một lợi thế nhất định khi so sánh với việc chạy khối lượng công việc trên các máy chủ vật lý về DR và ​​HA.
2. Máy ảo được trừu tượng hóa từ phần cứng vật lý bên dưới. Nó làm cho chúng cực kỳ di động về mặt có thể được chuyển đến một máy chủ hypervisor khác. VM mở ra một số khả năng khi nói đến việc bảo vệ các ứng dụng và dữ liệu trong các tình huống khôi phục sau thảm họa.
3. Với máy ảo, ảnh chụp nhanh / trạm kiểm soát VM có thể được tận dụng để chuyển hướng Đầu vào để tất cả dữ liệu đã thay đổi có thể được ghi lại bằng các giải pháp sao lưu. Theo dõi khối đã thay đổi Theo dõi thay đổi có thể được sử dụng để chỉ nắm bắt những thay đổi đã được thực hiện kể từ lần sao lưu cuối cùng.
4. Sao lưu các máy ảo ở cấp hypervisor dẫn đến sao lưu toàn bộ mọi thứ cần thiết để khôi phục máy ảo về trạng thái hoạt động, với phần cứng ảo được cấu hình.
5. Cùng với các bản sao lưu máy chủ Vật lý, có thể nắm bắt Hệ điều hành và tất cả dữ liệu được lưu trữ trong máy chủ. Phần cứng vật lý không thể được sao chép một cách kỳ diệu. Đối với lỗi máy chủ vật lý, bạn sẽ phải tái tạo phần cứng máy chủ tương thích để khôi phục các bản sao lưu của mình.
6. Các cụm ảo hóa làm cho tính sẵn sàng cao trở nên dễ dàng. Bằng cách trừu tượng hóa phần cứng khỏi máy ảo, các máy ảo có thể dễ dàng chạy từ bất kỳ máy chủ hypervisor nào trong cụm. Khi một máy chủ siêu giám sát bị lỗi, quyền sở hữu máy ảo có thể đơn giản được đảm nhận trên một máy chủ siêu giám sát khác trong cụm siêu giám sát.
7. Máy chủ vật lý cũng có thể được phân nhóm. Vì Windows Server Failover Cluster từ lâu đã trở thành tiêu chuẩn trong trung tâm dữ liệu doanh nghiệp để nhóm các máy chủ vật lý lại với nhau để đảm bảo tính khả dụng cao ở góc độ ứng dụng / dữ liệu. Một máy chủ vật lý khác trong cụm sẽ giả định đang chạy ứng dụng / lưu trữ dữ liệu, Nếu nút chính bị lỗi.
8. Máy ảo cho phép các phương tiện đơn giản nhất để bảo vệ dữ liệu của bạn ở cấp độ trang web và có thể dễ dàng sao chép sang một môi trường khác được đặt ở một vị trí riêng biệt như cơ sở DR.

Bạn chọn như thế nào?

1. Trong khi đưa ra quyết định hầu hết là giữa máy chủ vật lý và máy ảo đã được xác định với việc áp dụng rộng rãi ảo hóa . Những lợi thế mà máy ảo mang lại về chi phí, dấu chân vật lý, tuổi thọ, di chuyển, hiệu suất, hiệu suất và khả năng phục hồi sau thảm họa / tính khả dụng cao lớn hơn nhiều so với việc chạy một khối lượng công việc trên một máy chủ vật lý duy nhất.
2. Điều này có nghĩa là chạy ứng dụng và lưu trữ dữ liệu trên khối lượng công việc vật lý không phải là một tùy chọn mà bạn từng chọn? Không. Trên thực tế, máy chủ vật lý vẫn là một phần quan trọng của môi trường trung tâm dữ liệu doanh nghiệp. Vẫn còn nhiều tình huống & trường hợp sử dụng khác nhau để chạy ứng dụng trên máy chủ vật lý. Cho dù đó là vì lý do hiệu suất, hoặc có lẽ nhu cầu kết nối các thiết bị vật lý vào một máy chủ vật lý, các trường hợp sử dụng chắc chắn tồn tại.
3. Sự lựa chọn phụ thuộc vào cả công nghệ và quyết định kinh doanh cho tổ chức. Trong nhiều môi trường cơ sở hạ tầng CNTT, phần lớn khối lượng công việc sẽ là máy ảo và vùng chứa, với một số lượng nhỏ máy chủ vật lý chạy các ứng dụng khác nhau.